基于救護車車載氧氣瓶柜的優(yōu)化安裝設(shè)計

曹 陽

0 引言

氧氣是人體進行新陳代謝的關(guān)鍵物質(zhì)，機體通過氧化作用，得到熱量和能量，排泄廢物，分解微生物，是給予生命、維持生命的必需元素。人體一旦缺氧，輕則心慌、頭暈、四肢無力，重則意識模糊、血壓下降，甚至昏迷、死亡。缺氧主要危及呼吸系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)，使人罹患肺源性心臟病、冠心病、心肌梗塞、心力衰竭、腦梗塞等疾病。氧氣瓶作為重要的搶救器材，是目前各類救護車（包括普通型救護車、搶救監(jiān)護型救護車、防護監(jiān)護型救護車、特殊用途型救護車）必備的車載設(shè)備。

1 車載氧氣瓶的安裝及使用現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)有車載氧氣瓶的安裝方式

現(xiàn)有車載氧氣瓶的安裝方式如圖1所示。

圖1 現(xiàn)有救護車平面簡圖

目前，除極少數(shù)高端配置救護車在改裝的時候即配裝制氧系統(tǒng)外，絕大多數(shù)的救護車依然備有車載氧氣瓶?？紤]到自動上車擔架一般是由頭先腳后的順序上車，所以在醫(yī)療艙靠近中隔墻處大多固定有專門定制的帶有固定支架的氧氣瓶柜，柜內(nèi)一般放置2瓶規(guī)格為8～10 L、貯氧量為 1 120～1 400 L 的氧氣瓶，柜體一般長 0．35 m、寬 0．2 m、高 0．85 m，體積大約為 0．06 m3。

1.2 車載氧氣瓶的使用現(xiàn)狀

在轉(zhuǎn)運過程中，救護車承載著全部的院前急救任務(wù)，氧氣的使用率在急救設(shè)備中的應(yīng)用是相對比較高的，遇有患者需要吸氧時，醫(yī)護人員打開流量表，根據(jù)病情調(diào)節(jié)好流量，將氧氣管或面罩固定于患者口鼻即可，一般8 L的氧氣瓶可以用7．5～9 h（以使用流量為2 L/min，工作壓力為10～13 MPa計算），為便于再次充裝時進行內(nèi)部清潔及避免雜質(zhì)混入瓶中，在壓力表剩余1 MPa時，應(yīng)及時更換。

2 車載氧氣瓶的優(yōu)化安裝設(shè)計原理與功能實現(xiàn)

2.1 設(shè)計背景

救護車每天都承擔運載患者的艱巨任務(wù)，在需要轉(zhuǎn)運和進行院前搶救的患者中，高發(fā)病種依次為腦血管意外、各種骨折、車禍等外傷、心血管疾病，其中，患有心腦血管疾病的患者一般都需要氧氣供給；各類外傷患者由于事發(fā)突然，必定會產(chǎn)生緊張焦慮的情緒，過度的緊張則會導(dǎo)致呼吸急促，繼而也會產(chǎn)生缺氧，因此也有供氧的需求。由此可見，氧氣是院前搶救必備的重要醫(yī)療器材之一，需要急救的高發(fā)病癥都有應(yīng)用要求。鑒于此，急需對車載氧氣瓶的安裝進行改良和重新設(shè)計，以使其在搶救生命的過程中在保證安全有效的前提下，更好地發(fā)揮作用。

2.2 設(shè)計目標

隨著醫(yī)療技術(shù)水平的不斷提高，對硬件設(shè)施也有了更高的要求，國家也相應(yīng)加大了對應(yīng)急體系的投入和建設(shè)力度，醫(yī)療機構(gòu)購買和擁有的救護車質(zhì)量也有了質(zhì)的飛躍，無論從底盤性能、使用功能，還是后部醫(yī)療艙的空間、舒適度等方面都有了很大的提升，國內(nèi)各改裝廠也紛紛引進國外先進的急救理念和改裝技術(shù)，推出了多款不同功能、用途、檔次的救護車。對于車載氧氣瓶來說，先前的每次更換都需要將氧氣瓶抬至車上，再移至鄰近駕駛艙的中隔墻處，也就是要移動一個醫(yī)療艙縱深的距離，一只8 L氧氣瓶的質(zhì)量約為12 kg、10 L的約為14 kg，對于大多數(shù)女醫(yī)務(wù)工作者來說，還是比較沉重的。為避免更換時傾倒、墜落而導(dǎo)致的人員受傷甚至是爆炸事故的發(fā)生，有必要對其重新進行優(yōu)化設(shè)計。由于氧氣自身具有助燃性的特點，安全應(yīng)為考慮的首要目標，其次才是及時、便捷、迅速、有效。

2.3 優(yōu)化設(shè)計原理及安裝方法

2.3.1 優(yōu)化設(shè)計原理

有關(guān)清理患者呼吸道和負壓吸引的設(shè)備應(yīng)安裝在患者擔架床頭附近的位置，也就是鄰近中隔墻處?？紤]到救護車醫(yī)療艙的空間有限，可將車載氧氣瓶柜移至醫(yī)療艙的尾部靠近后門的艙壁處、自動上車擔架的對側(cè)。原有的位置可加裝心電監(jiān)護平臺、呼吸機等參與搶救生命的重型醫(yī)療設(shè)備，以提高急救成功的幾率。移至醫(yī)療艙尾部的氧氣柜便于更換和充裝，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后的旋轉(zhuǎn)式氧氣柜，位于醫(yī)療艙的左后部或右后部，如圖2所示，工作人員只需站立在車后門處，旋轉(zhuǎn)氧氣瓶柜即可輕松完成換裝。

圖2 旋轉(zhuǎn)式車載氧氣瓶柜

2.3.2 優(yōu)化設(shè)計原理的人機工效學(xué)及物理學(xué)分析

設(shè)備的安全性關(guān)系到使用者的生命安全和身體健康，所以它是最基本的要求，也是設(shè)計中考慮其他因素的基礎(chǔ)?，F(xiàn)有的氧氣瓶柜安裝方式在換裝的過程中存在諸多安全隱患，尤其是將氧氣瓶從車尾移動至中隔墻處的過程中容易發(fā)生傾倒、墜落等一系列不安全隱患，解決的最好辦法便是通過優(yōu)化設(shè)計，避免此危險操作步驟的發(fā)生，最終達成安全目標?，F(xiàn)行的安裝方式和優(yōu)化后的安裝方式的優(yōu)勢分析比較，見表1。

表1 2種安裝方式的比較

綜合分析表1，可知無論是從人機工效學(xué)還是物理學(xué)的角度分析，均支持優(yōu)化后的安裝方式：在安全的前提下，滿足了側(cè)重提高工作效率的人機功效學(xué)要解決的首要目標；關(guān)注了人的安全、健康、效率；充分注重了人的滿意度[1]。

2.3.3 安裝方法

旋轉(zhuǎn)式氧氣瓶柜以可開關(guān)的合頁固定于救護車尾部的垂直上車扶手的下部，并用安全卡扣與車廂內(nèi)壁固定；柜內(nèi)可根據(jù)選配的不同容量氧氣瓶的外周弧度，加裝1～2個可開合的防脫架，并以卡扣固定于柜體，如圖3所示?？紤]到便于及時觀察氧氣壓力，氧氣瓶柜不加頂蓋，為安全起見，在氧氣壓力表上直接安裝帶有手提把手的壓力表保護套。

圖3 外展的旋轉(zhuǎn)式車載氧氣瓶柜

2.4 功能實現(xiàn)及應(yīng)用效果

在氧氣瓶壓力表顯示剩余1 MPa時，應(yīng)及時更換，流程如下：（1）工作人員站立于救護車尾部，打開車后門；（2）解鎖氧氣瓶柜安全卡扣；（3）向外側(cè)旋轉(zhuǎn)氧氣瓶柜；（4）解鎖防脫架安全卡扣；（5）右手握住壓力表保護套把手，左手向外側(cè)旋轉(zhuǎn)防脫架；（6）雙手取下空氧氣瓶；（7）更換新氧氣瓶入柜；（8）向內(nèi)旋轉(zhuǎn)防脫架；（9）鎖住防脫架安全卡扣；（10）向內(nèi)旋轉(zhuǎn)氧氣瓶柜；（11）鎖住氧氣瓶柜安全卡扣。

嚴格按照上述11個步驟完成操作，可確保車載氧氣瓶的安全換裝，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式氧氣瓶柜的全部設(shè)計功能，省時省力，方便快捷，大大提高了換裝效率和救護車的運轉(zhuǎn)頻率，為提高院前急救的整體水平和有效出診率爭取了寶貴時間[2]。

3 結(jié)論

2013年2月1日起正式頒布實施的《北京市救護車管理辦法》明確規(guī)定：今后將對救護車配置實行總量控制制度。院前急救用車配置，將綜合考慮北京地區(qū)人口狀況和醫(yī)療救護服務(wù)需求等因素，依據(jù)最短急救半徑、最快反應(yīng)時間的原則，按照每3萬人口配置1輛院前急救車（此前的標準：每5萬人口配置1輛院前急救車）的標準執(zhí)行（參見《北京市救護車管理辦法》）；此外，新辦法還要求民營醫(yī)院將和公立醫(yī)院一樣，按照床位標準配置救護車；強調(diào)救護車須嚴格報廢制度，對于行駛里程達500 000 km或使用年限達8 a的救護車必須報廢。

由于救護車輛需要周轉(zhuǎn)、維修等，實際需要配備的救護車數(shù)量往往要多于規(guī)劃標準。因此，在今后若干年內(nèi)，救護車的絕對數(shù)量會迅速攀升，對救護車的改裝要求也將隨之不斷提高，安全便捷的旋轉(zhuǎn)式氧氣瓶柜，置于救護車尾部，優(yōu)化了醫(yī)療艙內(nèi)醫(yī)療資源的整體空間布局，不但為重型急救設(shè)備的安裝騰出了必要的空間，也從硬件方面提高了急救成功率，避免了先前更換氧氣瓶的種種安全隱患，減輕了醫(yī)務(wù)工作者的勞動強度，旋轉(zhuǎn)式氧氣瓶柜有可能成為未來救護車的主流改裝趨勢[3]。

[1] 張峻霞，王新亭.人機工程學(xué)與設(shè)計應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.

[2] 洪淑蕊，趙連玉，朱孟府，等.小型自動充供氧裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（10）：75-76，79.

[3] 馬軍，高振海，高萬玉，等.高原高壓氧艙車研制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（10）：80-82，84.