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一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元

2021-04-08 21:13:25

一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元

  技术领域

  本发明属于航空医学救援技术领域,具体涉及一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元。

  背景技术

  在传染病患者航空医疗后送过程中,转运时间因转运距离的远近而定,通常受负压持续维持时间、高效过滤器有效过滤时间、患者在隔离舱内部有效空间内持续维持能力等因素影响,转运时间通常不超过4个小时。在现役的地面使用产品传染病患者后送装备中,尚未考虑在飞机飞行过程中随着飞行高度的升高/降低引起机舱内压力变化,导致负压维持能力不足问题;高效过滤器持续工作时间短难以满足4小时以上的过滤要求;以及在后送途中需要开展伤病员救护时所需的药材、敷料和器械等医疗救护物资不能进入隔离舱体内部,难以满足使用要求等问题。在传染病患者航空医疗后送过程中,均要求传染病患者运送隔离单元维持可靠的负压,防止病原体扩散,威胁医护人员安全。

  航空医学救援中长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元,具备长时间转运传染病患者的能力,具备实现航空环境条件下长时间负压持续维持能力、病原体气体的高效过滤能力、以及隔离单元外部医疗救护物资进入隔离舱体内部的能力,满足传染病患者长时间远距离空运后送要求。

  发明内容

  本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷,提供一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元,实现航空环境条件下长时间负压持续维持能力、病原体气体的高效过滤能力、以及隔离单元外部医疗救护物资进入隔离舱体内部的能力,满足传染病患者长时间远距离空运后送要求。

  本发明的技术方案:

  一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元,包括隔离单元舱体、进气过滤器、排气过滤器、空气循环控制系统、过滤器更换附加机构、医疗物资补充缓冲通道;

  所述的隔离单元舱体头端设置有进气过滤器,所述的隔离单元舱体尾端与医疗物资补充缓冲通道一端连接;医疗物资补充缓冲通道的另一端设置有排气过滤器,医疗物资补充缓冲通道内部设置有过滤器更换附加机构以及两套空气循环控制系统。

  所述的隔离单元舱体包括舱体底板、支撑环、固定连接杆、隔离罩、系固连接带、操作口、氧气接入口、医疗仪器通讯口和输液管接入口;舱体底板由舱体固定板和垫层组成,舱体固定板为多层结构,最顶层为防水军绿帆布,第二层为聚氨酯胶布,第三层为铝板。

  所述的铝板为多段式可折叠结构,最底层为防水军绿帆布作为耐磨层,垫层为三层织物组织结构,中间夹层为PP/PET双组份熔喷棉,上下两侧为尼龙布和镀银尼龙布,经过绗缝加工形成保温隔热垫层。

  所述的支撑环为“U”型结构,由铝合金管折弯而成;固定连接杆由方形固定框和连接杆组成,材料为铝合金管,用塑料连接件将四根铝合金管固定方形固定框,通过塑料连接件将5个支撑环均匀地固定在方形固定杆上,并通过2根连接杆将5个支撑环的中上部连在一起,形成内部框架。

  所述的隔离罩由双层材料制成,内层为聚醚TPU膜,外层为BWJB0207灰色单面胶布;系固连接带与医疗操作通道配套一共设置有7个,两侧每侧3个,头部端1个,通过高频焊接的方式将环状零件焊接固定于指定的位置,外部粘贴密封环,并设置有密封的一次性手套。

  所述的氧气接入口、医疗仪器通讯口和输液管接入口配套共设置8个,两侧每侧3个、顶部2个,采用高频焊接的方式将环状零件焊接固定于指定的位置,封口处焊有锥形的聚氨酯结构。

  所述的过滤器更换附加机构包括1套进气过滤器、2套空气循环控制系统和4套排气过滤器;每套空气循环控制系统各自连接两套排气过滤器,两套空气循环控制系统共用一套进气过滤器;进气过滤器安装在隔离单元舱体头端的外侧,空气循环控制系统安装在隔离单元舱体尾端外侧的医疗物资补充缓冲通道的内部,排气过滤器安装在医疗物资补充缓冲通道尾端的内侧,每个空气循环控制系统内均设置有阀门,阀门在空气循环控制系统工作时开启,不工作时关闭。

  所述的医疗物资补充缓冲通道为双层式结构,设置有内层隔离罩和外层隔离罩,两层隔离罩中间设置有间隙,包括外层隔离罩上设置的缓冲通道外侧气密拉链、缓冲通道舱、内层隔离罩上设置的缓冲通道内侧气密拉链和消毒装置;外层隔离罩上设置的缓冲通道外侧气密拉链设置的位置与内层隔离罩上设置的缓冲通道内侧气密拉链设置的位置相对应;

  缓冲通道舱为折叠式结构,展开后为半圆形结构,在缓冲通道舱一侧设置有缓冲通道内侧气密拉链,缓冲通道内侧气密拉链与缓冲通道外,侧气密拉链之间设置有缓冲空间,消毒装置设置在缓冲通道舱的外侧。

  所述的缓冲通道外侧气密拉链采用气密性较好的拉链,半环形设计;缓冲通道舱的隔离罩由双层材料制成,内层为聚醚TPU膜,外层为BWJB0207灰色单面胶布;缓冲通道内侧气密拉链采用气密性较好的拉链,半环形设计。

  有益效果:

  本发明解决了航空医学救援中传染病患者的长时间转运问题,实现航空环境条件下长时间负压持续维持能力、病原体气体的高效过滤能力、以及隔离单元外部医疗救护物资进入隔离舱体内部的能力,满足传染病患者长时间远距离空运后送要求。

  附图说明

  图1为本发明所提供的一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元组成框图;

  图2为本发明所提供的一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元的负压维持能力试验结论图;

  图3为本发明所提供的一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元过滤器更换附加机构的工作原理图;

  图4为本发明所提供的一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元过滤器更换附加机构的工作原理图;

  图5为本发明所提供的一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元的物资补充通道工作原理图。

  图中:1、进气过滤器;2、隔离单元舱体;3、医疗物资补充缓冲通道;4、排气过滤器;、5、缓冲通道舱;6、缓冲通道内侧气密拉链;7、缓冲通道外侧气密拉链;8、消毒装置。

  具体实施方式

  为了更好的了解本发明,下面结合附图1-5及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

  如图1所示,一种能长时间负压维持的传染病患者运送隔离单元,包括隔离单元舱体2、进气过滤器1、排气过滤器4、空气循环控制系统、过滤器更换附加机构、医疗物资补充缓冲通道3。隔离单元舱体2头端设置有进气过滤器1,尾端与医疗物资补充缓冲通道3连接;医疗物资补充缓冲通道3的另一端设置有4个排气过滤器4,在医疗物资补充缓冲通道3内部设置有过滤器更换附加机构6以及两套空气循环控制系统5。

  隔离单元舱体2包括舱体底板、支撑环、固定连接杆、隔离罩、系固连接带、操作口、氧气接入口、医疗仪器通讯口和输液管接入口。舱体底板由舱体固定板和垫层组成,舱体固定板为多层结构,最顶层为防水军绿帆布,第二层为聚氨酯胶布,第三层为铝板。

  铝板设计成多段式可折叠结构,最底层为防水军绿帆布作为耐磨层,垫层为三层织物组织结构,中间夹层为PP/PET双组份熔喷棉,上下两侧为尼龙布和镀银尼龙布,经过绗缝加工形成保温隔热垫层,成型工艺为辅料-覆合-绗缝-裁剪-包缝,材料满足航空阻燃要求;

  支撑环设计成倒“U”型结构,由铝合金管折弯而成;固定连接杆由方形固定框和连接杆组成,材料为铝合金管,用塑料连接件将四根铝合金管固定方形固定框,通过塑料连接件将5个支撑环均匀地固定在方形固定杆上,并通过2根连接杆将5个支撑环的中上部连在一起,形成内部框架;

  隔离罩由双层材料制成,内层为聚醚TPU膜,外层为BWJB0207灰色单面胶布,增强连接部位的强度和耐磨性;

  系固连接带与医疗操作通道配套一共设置有7个,两侧每侧3个,头部端1个,通过高频焊接的方式将环状零件焊接固定于指定的位置,外部粘贴密封环,并设置有密封的一次性手套,防止负压过程产生漏气现象;

  氧气接入口、医疗仪器通讯口和输液管接入口配套共设置8个,两侧每侧3个、顶部2个,均采用高频焊接的方式将环状零件焊接固定于指定的位置,封口处焊有锥形的聚氨酯结构,使用不同口径管路的使用需要。

  本装置长时间负压维持能力是依靠过滤器更换附加机构完成的,过滤器更换附加机构包括1套进气过滤器1、2套空气循环控制系统和4套排气过滤器4;每套空气循环控制系统各自连接两套排气过滤器4,两套空气循环控制系统共用一套进气过滤器1。进气过滤器1安装在隔离单元舱体2头端的外侧,空气循环控制系统安装在隔离单元舱体2尾端外侧的医疗物资补充缓冲通道3的内部,排气过滤器4安装在医疗物资补充缓冲通道3尾端的内侧,每套空气循环控制系统5与2个排气过滤器4相连,具备经过排气滤器4过滤后的气体为洁净气体的能力。每个空气循环控制系统内均设置有阀门,阀门在空气循环控制系统工作时开启,不工作时关闭。

  常规工作状态,空气通过隔离单元舱体2头端的进气过滤器1后将外界空气过滤并进入舱内;医疗物资补充缓冲通道3尾端的两个排气过滤器4将内部污染空气净化后排出,气体负压形成依靠第一套空气循环控制系统往舱内抽气,此时第二套空气循环控制系统和与第二套匹配的两个排气过滤器4作为备份,不工作,见图3。当第一套空气循环控制系统匹配的两个排气过滤器使用4小时以后,过滤效率降低,流量减小,为满足长时间传染病患者空运后送要求,采取在后送途中更换过滤器的方案,具体方案为,第一步启动第二套空气循环控制系统,打开其内部的阀门,舱内的空气从进气过滤器1进入,从第一套空气循环控制系统和正在使用的两个排气过滤器4,以及第二套空气循环控制系统和备用的两个排气过滤器4同时排出,内部负压值增大;第二步关闭第一套空气循环控制系统,舱内的空气从进气过滤器1、以及第一套空气循环控制系统和与第一套空气循环控制系统匹配的的两个排气过滤器4同时进入,气体从第二套空气循环控制系统以及备用的两个排气过滤器4排出,更换第一套空气循环控制系统相连接的两个排气过滤器4,见图4。第三步是开启第一套空气循环控制系统和与第一套空气循环控制系统匹配的两个排气过滤器4,此时舱内的空气从进气过滤器1进入,第一套空气循环控制系统和与第一套空气循环控制系统匹配的两个排气过滤器4、以及第二套空气循环控制系统和与第二套空气循环控制系统匹配的两个排气过滤器同时排出,关闭第二套空气循环控制系统,恢复正常工作状态,确保更换高效过滤器期间,舱体内负压持续维持恒定,病毒不向外扩散。

  如图5所示,医疗物资补充缓冲通道3为双层式结构,设置有内层隔离罩和外层隔离罩,两层隔离罩中间设置有间隙,包括外层隔离罩上设置的缓冲通道外侧气密拉链7、缓冲通道舱5、内层隔离罩上设置的缓冲通道内侧气密拉链6和消毒装置8;外层隔离罩上设置的缓冲通道外侧气密拉链7设置的位置与内层隔离罩上设置的缓冲通道内侧气密拉链6设置的位置相对应。

  缓冲通道外侧气密拉链7采用气密性较好的拉链,半环形设计;缓冲通道舱5的隔离罩由双层材料制成,内层为聚醚TPU膜,外层为BWJB0207灰色单面胶布;缓冲通道内侧气密拉链6采用气密性较好的拉链,半环形设计;消毒装置8固定在缓冲通道舱5的外侧。

  缓冲通道舱5为折叠式结构,展开后为半圆形结构,在缓冲通道舱5一侧设置有缓冲通道内侧气密拉链6,缓冲通道内侧气密拉链6与缓冲通道外,侧气密拉链7之间设置有缓冲空间,消毒装置8设置在缓冲通道舱5的外侧。

  在传染病患者转运过程中,需要向隔离单元内放入物品时,打开缓冲通道外侧气密拉链7,展开折叠的缓冲通道舱5,将物品放入缓冲通道舱5中,拉上缓冲通道外侧气密拉链7,封闭缓冲通道舱5。通过医疗操作通道打开缓冲通道内侧气密拉链6,将物品从缓冲通道舱5取出,放至隔离舱内部,拉上缓冲通道内侧气密拉链6,使用消毒装置8对缓冲通道舱5进行消毒,待消毒结束后,折叠缓冲通道舱5,完成了转运过程中向隔离单元内放入物品全部流程。

  地面转运传染病人,转运期间隔离单元不会暴露于剧烈的气压变化环境中,也无长时间恒定负压维持的需求和设计,仅考虑简单的医疗护理操作,不适用于航空医疗转运需求。通常地面传染病患者隔离单元内外压差维持在15Pa以上的负压即可满足使用要求。但航空环境下,受外界气压变化,飞机飞行环境振动、冲击、加速度等的影响,难以恒定维持负压,设计两套空气循环控制系统,该系统由电源、风机、内外压差传感器、控制系统模块组成,在起飞、着陆阶段,两套系统均持续工作,维持分离舱内的负压能力,始终保持在压差45Pa以上。并结合航空飞行环境,进行了试验验证,具体如下:

  传染病患者运送隔离单元初始压差为46Pa,通过低压舱环境模拟运输机飞行过程的气压变化状态,人工建立飞机飞行时所处的气压环境变化条件,试验其工作性能,试验高度范围为0~2438~4570米,试验过程为高度上升、平稳、上升、平稳、下降、平稳、下降(返回地面)。结果表明,在地面状态,初始压差值为46Pa,随着海拔高度的增加,压差值一直在降低,基本呈现较好的趋势。该试验验证了当自动过滤循环系统输出功率不变时,随着气压降低,工作效率降低,当升至2500米时,压差降至36Pa,当2500米高度稳定后,继续爬升,随着外界气压的降低,工作效率降低,当升至4500米时,压差降至31Pa,后内外压差建立平衡,平衡时压差为32Pa;在4500米稳定一段时间后,按照飞机降落的要求,高度开始下降,速率10m/s,返回至海拔高度2500米,压差为38Pa,待稳定后,继续下降,直至地面,压力恢复至初始压差值。结果表明,在传染病患者运输隔离单元初始压差为46Pa,上升速度为10m/s,全程高度按照0~2500米~4500米~2500~0米进行验证,舱体内部负压值一直维持在31~46Pa,满足舱体内外压差在15Pa以上的要求,结果详见图2。

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