基于救护车车载氧气瓶柜的优化安装设计

曹 阳

0 引言

氧气是人体进行新陈代谢的关键物质，机体通过氧化作用，得到热量和能量，排泄废物，分解微生物，是给予生命、维持生命的必需元素。人体一旦缺氧，轻则心慌、头晕、四肢无力，重则意识模糊、血压下降，甚至昏迷、死亡。缺氧主要危及呼吸系统、中枢神经系统、循环系统和血液系统，使人罹患肺源性心脏病、冠心病、心肌梗塞、心力衰竭、脑梗塞等疾病。氧气瓶作为重要的抢救器材，是目前各类救护车（包括普通型救护车、抢救监护型救护车、防护监护型救护车、特殊用途型救护车）必备的车载设备。

1 车载氧气瓶的安装及使用现状

1.1 现有车载氧气瓶的安装方式

现有车载氧气瓶的安装方式如图1所示。

图1 现有救护车平面简图

目前，除极少数高端配置救护车在改装的时候即配装制氧系统外，绝大多数的救护车依然备有车载氧气瓶。考虑到自动上车担架一般是由头先脚后的顺序上车，所以在医疗舱靠近中隔墙处大多固定有专门定制的带有固定支架的氧气瓶柜，柜内一般放置2瓶规格为8～10 L、贮氧量为 1 120～1 400 L 的氧气瓶，柜体一般长 0．35 m、宽 0．2 m、高 0．85 m，体积大约为 0．06 m3。

1.2 车载氧气瓶的使用现状

在转运过程中，救护车承载着全部的院前急救任务，氧气的使用率在急救设备中的应用是相对比较高的，遇有患者需要吸氧时，医护人员打开流量表，根据病情调节好流量，将氧气管或面罩固定于患者口鼻即可，一般8 L的氧气瓶可以用7．5～9 h（以使用流量为2 L/min，工作压力为10～13 MPa计算），为便于再次充装时进行内部清洁及避免杂质混入瓶中，在压力表剩余1 MPa时，应及时更换。

2 车载氧气瓶的优化安装设计原理与功能实现

2.1 设计背景

救护车每天都承担运载患者的艰巨任务，在需要转运和进行院前抢救的患者中，高发病种依次为脑血管意外、各种骨折、车祸等外伤、心血管疾病，其中，患有心脑血管疾病的患者一般都需要氧气供给；各类外伤患者由于事发突然，必定会产生紧张焦虑的情绪，过度的紧张则会导致呼吸急促，继而也会产生缺氧，因此也有供氧的需求。由此可见，氧气是院前抢救必备的重要医疗器材之一，需要急救的高发病症都有应用要求。鉴于此，急需对车载氧气瓶的安装进行改良和重新设计，以使其在抢救生命的过程中在保证安全有效的前提下，更好地发挥作用。

2.2 设计目标

随着医疗技术水平的不断提高，对硬件设施也有了更高的要求，国家也相应加大了对应急体系的投入和建设力度，医疗机构购买和拥有的救护车质量也有了质的飞跃，无论从底盘性能、使用功能，还是后部医疗舱的空间、舒适度等方面都有了很大的提升，国内各改装厂也纷纷引进国外先进的急救理念和改装技术，推出了多款不同功能、用途、档次的救护车。对于车载氧气瓶来说，先前的每次更换都需要将氧气瓶抬至车上，再移至邻近驾驶舱的中隔墙处，也就是要移动一个医疗舱纵深的距离，一只8 L氧气瓶的质量约为12 kg、10 L的约为14 kg，对于大多数女医务工作者来说，还是比较沉重的。为避免更换时倾倒、坠落而导致的人员受伤甚至是爆炸事故的发生，有必要对其重新进行优化设计。由于氧气自身具有助燃性的特点，安全应为考虑的首要目标，其次才是及时、便捷、迅速、有效。

2.3 优化设计原理及安装方法

2.3.1 优化设计原理

有关清理患者呼吸道和负压吸引的设备应安装在患者担架床头附近的位置，也就是邻近中隔墙处。考虑到救护车医疗舱的空间有限，可将车载氧气瓶柜移至医疗舱的尾部靠近后门的舱壁处、自动上车担架的对侧。原有的位置可加装心电监护平台、呼吸机等参与抢救生命的重型医疗设备，以提高急救成功的几率。移至医疗舱尾部的氧气柜便于更换和充装，经过优化设计后的旋转式氧气柜，位于医疗舱的左后部或右后部，如图2所示，工作人员只需站立在车后门处，旋转氧气瓶柜即可轻松完成换装。

图2 旋转式车载氧气瓶柜

2.3.2 优化设计原理的人机工效学及物理学分析

设备的安全性关系到使用者的生命安全和身体健康，所以它是最基本的要求，也是设计中考虑其他因素的基础。现有的氧气瓶柜安装方式在换装的过程中存在诸多安全隐患，尤其是将氧气瓶从车尾移动至中隔墙处的过程中容易发生倾倒、坠落等一系列不安全隐患，解决的最好办法便是通过优化设计，避免此危险操作步骤的发生，最终达成安全目标。现行的安装方式和优化后的安装方式的优势分析比较，见表1。

表1 2种安装方式的比较

综合分析表1，可知无论是从人机工效学还是物理学的角度分析，均支持优化后的安装方式：在安全的前提下，满足了侧重提高工作效率的人机功效学要解决的首要目标；关注了人的安全、健康、效率；充分注重了人的满意度[1]。

2.3.3 安装方法

旋转式氧气瓶柜以可开关的合页固定于救护车尾部的垂直上车扶手的下部，并用安全卡扣与车厢内壁固定；柜内可根据选配的不同容量氧气瓶的外周弧度，加装1～2个可开合的防脱架，并以卡扣固定于柜体，如图3所示。考虑到便于及时观察氧气压力，氧气瓶柜不加顶盖，为安全起见，在氧气压力表上直接安装带有手提把手的压力表保护套。

图3 外展的旋转式车载氧气瓶柜

2.4 功能实现及应用效果

在氧气瓶压力表显示剩余1 MPa时，应及时更换，流程如下：（1）工作人员站立于救护车尾部，打开车后门；（2）解锁氧气瓶柜安全卡扣；（3）向外侧旋转氧气瓶柜；（4）解锁防脱架安全卡扣；（5）右手握住压力表保护套把手，左手向外侧旋转防脱架；（6）双手取下空氧气瓶；（7）更换新氧气瓶入柜；（8）向内旋转防脱架；（9）锁住防脱架安全卡扣；（10）向内旋转氧气瓶柜；（11）锁住氧气瓶柜安全卡扣。

严格按照上述11个步骤完成操作，可确保车载氧气瓶的安全换装，实现旋转式氧气瓶柜的全部设计功能，省时省力，方便快捷，大大提高了换装效率和救护车的运转频率，为提高院前急救的整体水平和有效出诊率争取了宝贵时间[2]。

3 结论

2013年2月1日起正式颁布实施的《北京市救护车管理办法》明确规定：今后将对救护车配置实行总量控制制度。院前急救用车配置，将综合考虑北京地区人口状况和医疗救护服务需求等因素，依据最短急救半径、最快反应时间的原则，按照每3万人口配置1辆院前急救车（此前的标准：每5万人口配置1辆院前急救车）的标准执行（参见《北京市救护车管理办法》）；此外，新办法还要求民营医院将和公立医院一样，按照床位标准配置救护车；强调救护车须严格报废制度，对于行驶里程达500 000 km或使用年限达8 a的救护车必须报废。

由于救护车辆需要周转、维修等，实际需要配备的救护车数量往往要多于规划标准。因此，在今后若干年内，救护车的绝对数量会迅速攀升，对救护车的改装要求也将随之不断提高，安全便捷的旋转式氧气瓶柜，置于救护车尾部，优化了医疗舱内医疗资源的整体空间布局，不但为重型急救设备的安装腾出了必要的空间，也从硬件方面提高了急救成功率，避免了先前更换氧气瓶的种种安全隐患，减轻了医务工作者的劳动强度，旋转式氧气瓶柜有可能成为未来救护车的主流改装趋势[3]。

[1] 张峻霞，王新亭.人机工程学与设计应用[M].北京：国防工业出版社，2010.

[2] 洪淑蕊，赵连玉，朱孟府，等.小型自动充供氧装置结构设计[J].医疗卫生装备，2013，34（10）：75-76，79.

[3] 马军，高振海，高万玉，等.高原高压氧舱车研制[J].医疗卫生装备，2013，34（10）：80-82，84.