CN108669809A - 一种半隔离诊台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半隔离诊台，包括诊台本体以及设于诊台本体前侧的消杀隔离装置，消杀隔离装置包括顶盖以及支撑于顶盖两端的支撑体，且顶盖与支撑体围成供患者就诊的半隔离空间，消杀隔离装置设有从顶盖延伸至诊台本体的流道腔室，流道腔室内设有杀菌过滤单元和风机，顶盖的底部设有与风机的进口相连通的抽风口，诊台本体的台面设有与风机的出口相连通的出风口。跟现有技术相比，该半隔离诊台将空气净化和风帘隔断完美地结合为一体，实现了将患者呼出的气体直接转化为隔断风帘的功能，在保护医生的同时，避免了带有病菌的空气向周围传播，彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种半隔离诊台。
背景技术
生态环境急遽改变的廿一世纪，具有传染病的病毒或细菌多种多样，例如SARS，肺结核，脑膜炎、脑脊髓膜炎，水痘，麻疹，德国麻疹，流行性感冒等等，俨然成为人类健康的重大威胁，迫使人类更加重视经由空气或飞沫等媒介携带传播的潜在危险性病菌。由此，在医院或诊所中，防止病菌扩散和交叉感染是一项极其重要的预防工作，而带有传播性病菌的患者更是医院和诊所重点防护的对象，实属重中之重。
目前，有研发人员设计了一种带有风帘的诊台，能够吹出一道隔断患者与医生之间呼吸气流传播路径的风帘，以降低医生在问诊时感染病菌的几率，达到保护医护人员的目的。但是，该类诊台只是通过风帘隔断医生与患者，并未对患者呼出的带有病菌的空气或气溶胶进行有效地收集和杀毒灭菌处理，因此，除医生之外的其他人员仍有可能被扩散的带有病菌的空气所污染，依然存在病菌传播和交叉感染的风险。
因此，特别需要一种既能够吹出隔断风帘，又能够对患者吹出的空气进行收集和处理的诊台，以彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种半隔离诊台，该半隔离诊台能够将携带病菌的空气吸入并进行消毒杀菌处理，同时吹出洁净的空气形成风帘，隔断患者与医生之间的呼吸气流传播路径，以彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
基于此，本发明提供了一种半隔离诊台，包括诊台本体以及设于所述诊台本体前侧的消杀隔离装置，所述消杀隔离装置包括顶盖以及支撑于所述顶盖两端的支撑体，且所述顶盖与所述支撑体围成供患者就诊的半隔离空间，所述消杀隔离装置设有从所述顶盖延伸至所述诊台本体的流道腔室，所述流道腔室内设有杀菌过滤单元和风机，所述顶盖的底部设有与所述风机的进口相连通的抽风口，所述诊台本体的台面设有与所述风机的出口相连通的出风口。
作为优选方案，所述支撑体包括支撑台以及落于所述支撑台上方的风机箱，所述顶盖架设于两个所述风机箱的顶部并连接两个所述风机箱，所述顶盖设有顶部腔室，所述风机箱设有中部腔室，所述支撑台设有底部腔室，所述顶部腔室、所述中部腔室以及所述底部腔室依次连通构成所述流道腔室，所述抽风口与所述顶部腔室相连通，所述风机设于所述中部腔室内，所述杀菌过滤单元设于所述中部腔室或所述顶部腔室内。
作为优选方案，所述诊台本体包括柜体和台面板，所述柜体设为至少两个，所述台面板铺设于两个所述柜体的顶部并连接两个所述柜体，所述出风口设于所述台面板上，两个所述柜体之间还连接有与所述流道腔室相连通的风道凹槽，所述出风口正对所述风道凹槽的槽口。
作为优选方案，所述风道凹槽的长度大于或等于所述半隔离空间的宽度。
作为优选方案，所述出风口设有使风帘向所述半隔离空间倾斜的导风格栅，且所述风帘与所述风道凹槽的法线方向的夹角为15°至25°。
作为优选方案，所述风帘的风速为2m/s至4m/s。
作为优选方案，所述杀菌过滤单元包括初效滤网、高压静电滤网、活性炭滤网以及高效滤网。
作为优选方案，所述半隔离诊台还设有控制单元，所述控制单元包括主控模块和触摸屏，所述风机、所述触摸屏与所述主控模块电连接。
作为优选方案，所述控制单元还包括有与所述主控模块电连接的检测模块。
作为优选方案，所述触摸屏设于所述支撑体朝向医生的侧面。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明提供的半隔离诊台包括诊台本体以及设于诊台本体前侧的消杀隔离装置，消杀隔离装置包括顶盖以及支撑于顶盖两端的支撑体，且顶盖与支撑体围成供患者就诊的半隔离空间，消杀隔离装置设有从顶盖延伸至诊台本体的流道腔室，流道腔室内设有杀菌过滤单元和风机，顶盖的底部设有与风机的进口相连通的抽风口，诊台本体的台面设有与风机的出口相连通的出风口。基于上述结构，当患者在半隔离空间内就诊时，风机提供风源，使抽风口和出风口形成正负压差，患者呼出的携带病菌的空气由此被抽风口吸入，然后进入杀菌过滤单元进行消毒杀菌处理，变为洁净的空气，最后从出风口吹出，形成一道能够隔断患者与医生之间呼吸气流传播路径的正压风帘，从而彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
附图说明
图1是本发明实施例的半隔离诊台的整体结构示意图。
图2是本发明实施例的半隔离诊台的分体结构示意图。
图3是本发明实施例的导风格栅的结构示意图。
图4是图3中A-A的剖视图。
图5是本发明实施例的CFD模拟中Scenario 0(Case 0)条件下的组分图。
图6是本发明实施例的CFD模拟中Scenario1(Case 1)条件下的组分图。
图7是本发明实施例的CFD模拟中Scenario1(Case 2)条件下的组分图。
图8是本发明实施例的CFD模拟中Scenario1(Case3)条件下的组分图。
图9是本发明实施例的CFD模拟中Scenario5(Case 2)条件下的组分图。
图10是本发明实施例的CFD模拟中Scenario5(Case 5)条件下的组分图。
图11是本发明实施例的CFD模拟中Scenario5(Case 8)条件下的组分图。
图12是不同送风速度和送风角度下医务人员嘴巴附近的示踪气体平均摩尔分数(×10-4)的折线图。
附图标记说明：
1、诊台本体，11、出风口，12、柜体，13、台面板，14、风道凹槽，15、导风格栅，2、消杀隔离装置，21、顶盖，22、支撑台，221、底部腔室，23、风机箱，231、中部腔室，3、半隔离空间，4、触摸屏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种半隔离诊台，包括诊台本体1以及设于诊台本体1前侧的消杀隔离装置2，诊台本体1的前侧即为患者就诊时所在侧，消杀隔离装置2包括顶盖21以及支撑于顶盖21两端的支撑体，且顶盖21与支撑体围成供患者就诊的半隔离空间3，消杀隔离装置2设有从顶盖21延伸至诊台本体1的流道腔室，流道腔室内设有杀菌过滤单元(图未示)和风机(图未示)，顶盖21的底部设有与风机的进口相连通的抽风口(图未示)，诊台本体1的台面设有与风机的出口相连通的出风口11。基于上述结构，当患者在半隔离空间3内就诊时，风机提供风源，使抽风口和出风口11形成正负压差，患者呼出的携带病菌的空气由此被抽风口吸入，然后进入杀菌过滤单元进行消毒杀菌处理，变为洁净的空气，最后从出风口11吹出，形成一道能够隔断患者与医生之间呼吸气流传播路径的正压风帘，从而彻底杜绝病菌传播和产生交叉感染的风险。
具体地，如图1至图2所示，支撑体包括支撑台22以及落于支撑台上方的风机箱23，顶盖21架设于两个风机箱23的顶部并连接两个风机箱23，顶盖21设有顶部腔室(图未示)，风机箱23设有中部腔室231，支撑台22设有底部腔室221，顶部腔室、中部腔室231以及底部腔室221依次连通构成流道腔室，抽风口与顶部腔室相连通，风机设于中部腔室内231，杀菌过滤单元包括初效滤网、高压静电滤网、活性炭滤网以及高效滤网，其可设于中部腔室231内，也可设于顶部腔室内，并且，当杀菌过滤单元设于中部腔室231内时，其可设于风机的进口前，也可设于风机的出口后，但无论杀菌过滤单元采用上述哪种布置方式，其均能够对进入流道腔室内的空气进行消毒杀菌处理，实现净化功能。与消杀隔离装置2的结构相似，诊台本体1包括柜体12和台面板13，柜体12也设为至少两个，两个柜体12与两个支撑台22相对应，台面板13铺设于两个柜体12的顶部并连接两个柜体12，出风口11设于台面板13上，两个柜体12之间还连接有与底部腔室221相连通的风道凹槽14，台面板13上的出风口11正对风道凹槽14的槽口。基于上述结构，两个中部腔室231被顶部腔室连通，两个底部腔室221被风道凹槽14连通，且抽风口与出风口11上下相对，从而使流道腔室形成了一个围绕半隔离空间3的双循环结构，即患者呼出的空气被顶盖21底部设置的抽风口吸入后在顶部腔室内发生分流，经过杀菌过滤单元变为洁净空气后又在风道凹槽14内实现合流，最后由出风口11向上吹出形成具有隔断效果的正压风帘，因此，该双循环结构将空气净化和风帘隔断完美地结合为一体，实现了将患者呼出的气体直接转化为隔断风帘的功能，在保护医生的同时，避免了带有病菌的空气向周围传播，更好地降低了产生交叉感染的几率。
进一步地，如图2所示，风道凹槽14的长度大于或等于半隔离空间3的宽度，即风帘的宽度大于或等于两个风机箱23之间的距离，由此，出风口11吹出的风帘在两个风机箱23之间连续不间断，彻底隔断了患者与医生之间的呼吸气流传播路径，保证了隔断效果。
更进一步地，如图1所示，本实施例中的半隔离诊台还设有控制单元，控制单元包括主控模块和触摸屏4，触摸屏4设于风机箱23朝向医生的侧面，且风机、触摸屏4与主控模块电连接，基于此，医生通过触摸屏对主控模块发出指令，再由主控模块操控风机，实现风机的启停、定时、档位调节等功能。此外，控制单元还包括有与主控模块电连接的检测模块，检测模块用于检测空气中的PM2.5和二氧化碳值等数据并传输至主控模块，主控模块再将检测数据显示在触摸屏上，便于医生实时监测环境中的空气质量。
再进一步的，如图3至图4所示，风帘的倾斜角度直接影响风帘的隔断效果，因此，本实施例中的出风口11设有使风帘向患者所在侧倾斜的导风格栅15。但是，若风帘的倾斜角度过小，则无法起到提高隔断效果的作用；若倾斜角度过大，则风帘容易被患者呼出的气流越过，根本达不到隔断的效果，因此，导风格栅15的导向角度设计十分重要。同样的，风帘的送风速度也对风帘的隔断效果具有非常重要的影响。
为此，本实施例中的半隔离诊台进行了CFD(Computational Fluid Dynamics)仿真模拟，具体模拟过程如下：
通过CFD模拟技术，对利用气流的半隔离诊台的隔断效果进行研究，并得出不同参数对隔断效果的影响，主要包括：风帘出风口的速度、送风角度。并从这两个方面对半隔离诊台的优化设计提出了改进建议。在本模拟的条件设置下，半隔离诊台位于房间中央，医生和患者连线的中点为房间的中心点。需要强调的是，为了使风帘隔断的试验效果更加直观与清晰，在此次实验中，半隔离诊台的消杀隔离装置将简化省去，即患者是处于一个完全开放的空间，而抽风口的尺寸和位置则进行了合理的转换，除此之外，几何模型中的其他相关参数，包括诊台本体的尺寸、出风口的尺寸都按实际产品的已知参数建立。并且，考虑到风帘的主要作用是对患者呼出的病原性微生物气溶胶进行隔离，故在本模拟中对患者和医生在实际情况下同时呼吸的状态作了一定的简化，重点研究了患者呼气、医生吸气的情况。
CFD模型的建立以及边界条件的设置，先确定几何模型如表1所示：
表1几何模型尺寸
再设置模拟条件，参见表2所述：
表2模拟条件设置
其中，注：送风角度θ指风道凹槽14的送风方向与其法线方向的夹角(°)(偏向患者方向)。模拟过程中用示踪气体代表患者呼出的气体成分，所计算的组分图均指的是示踪气体的摩尔分数分布图。
首先，以Scenario 0、1(Case 0，1，2，3)，研究不同风速对隔断效果的影响，具体试验过程如下：
参见图5，以Case 0作为对照组，设为诊台本体1无风帘。患者呼出的气流被自己头顶产生的热羽流所卷吸，向头顶上升，同时也向一侧墙壁偏移。在相同的房间通风系统下，无风帘的换气次数小于有风帘的换气次数，因此Case0的换气次数较小，污染物停留时间较长。因没有风帘阻隔，患者的气流可能会在房间各处盘旋，导致医生嘴巴附近的示踪气体浓度较高(能达到其他Case的几倍)，并且医生的暴露时间也较长。因此，设置风帘来降低医生的感染风险的做法是十分有效的。
参见图6，在Case 1的情况下，由于风帘的送风速度不高，患者呼出的污染物可以很容易越过风帘，从高处(靠近天花板位置)向医生侧移动，风帘的隔离作用无法得到保障。这是由于风帘的送风角度竖直向上，且速度不高，较弱的送风气流在喷出后不久便受到患者呼出气流的卷吸作用，使得风帘的送风气流略微偏向患者侧。且由于患者呼出气体的密度大于空气，污染物有机会下沉，并有可能绕过诊台本体1底部和侧面而到达医生的呼吸区。具体的感染风险还与污染物种类、暴露时间、感染阈值等因素有关。因此在这种情况下，虽然风帘在近诊台本体1的表面上有一定的作用，但作用有限，应加大半隔离诊台的送风风速，进一步阻隔两人之间的气流交换。
参见图7，在Case 2中，风帘的送风速度加大到3m/s。此时，送风气流形成了比较完整的风帘，左边患者的污染物基本被阻挡在风帘左边，只有少数能逃逸到风帘右边。呼出气流偏向送风气流，这是由于送风气流的速度较大，对患者呼出气流有较强的卷吸作用而导致；另一方面，较冷的送风气流在房间内四散，甚至在房间中上部形成了一定的温度分层(上热-中上冷-中下热)，破坏了热羽流。
参见图8，在Case 3中，风帘的送风速度加大到4m/s的情况。此时，强化的风帘能够完全隔离两人，这是由于较冷且速度较高的送风气流直接冲向天花板，从而在医生和患者之间筑成一道有力的“风帘屏障”。在这种情况下，污染物到达医生呼吸区的机会更小了，一般在到达医生侧之前就能被半隔离诊台两侧的回风口排走。但是，从模拟过程中可以得出，患者呼出气体在医生头顶上方天花板区域的平均浓度反而高于Case 2中风帘的送风速度为3m/s的情况，又增加了对医生呼吸区域污染的风险。这是由于速度较高的气流对患者呼出气体的卷吸作用更强，则其混合气体的密度与周围空气的密度差值越大，越容易在医生侧发生下沉。所以送风速度不是越大越好。
紧接着，以上述风速试验得出的较佳风速3m/s为基础，进一步比较Scenario 5(Case 2，5，8)，研究不同送风角度对患者呼出污染物轨迹的影响，具体试验过程如下：参见图9至图10，Case 5为在Case 2的基础上将送风角度调整为20°，由风道凹槽14射出的冷气流可以有效地将患者的呼出气体控制在患者身后的一个小区域里，不容易抵达医生呼吸区，从而达到压制污染物传播的目的。医生周围的气流不受风帘的直接影响，其热羽流能正常发展。这种情况能较好地阻隔患者和医生之间的气流交互，可以减小实际环境中的气溶胶感染风险。
参见图11，Case 8将风帘送风方向再次向患者侧倾斜，送风角度调整为40°，患者和医生之间的气流是自由连通的，医生嘴巴呼吸区域的示踪气体浓度较高，风帘形同虚设。这是由于此时风帘的送风角度太低，送风气流极易受到患者呼出气流的吸引，甚至被温度较高的患者呼出气流压制在其下方，送风气流将直接抵达患者嘴巴下方，使得患者呼出气流则可以直接越过送风气流而往医生区域自由运动。但与此同时，由于诊台本体1的短边风口的作用又对患者呼出气流的运动起到了一定的干扰和压制，使得患者呼出气流最终偏离医生方向运动而回到患者身后。
综上所述，纵观整个模拟过程，得到的结论是：
图12显示了不同功能参数(送风角度和送风风速)下，医生嘴巴附近的示踪气体摩尔分数情况，医生嘴巴附件的示踪气体摩尔分数代表的是患者呼出的气体进入到医生嘴巴呼吸区域的比例。从结果上看，摩尔分数最低的是Case3(送风角度0°，风速4m/s)的情况。但是由于在这种情况下，医生头顶上方的示踪气体平均浓度较高，增加了呼吸区域被污染的风险，故并不是最佳情况。
送风速度3m/s(Case 2,5,8)的隔断效果优于2m/s(Case 1,4,7)和4m/s(Case 3,6,9)的情况。原因是2m/s的送风速度形成的风帘强度不够，在靠近天花板的位置容易被患者呼出气流穿破而导致患者呼出气流的泄露进入医生侧；而4m/s的送风速度又会增强房间内气流的紊乱程度，从而加剧房间内空气的混合，导致患者的呼出气流很有可能在整个房间内充满，且4m/s的送风速度可能造成患者因为较高速度的出流而带来的吹风感，故3m/s较合适。当然，2m/s至4m/s之间均是本发明保护的范围。
送风角度20°(Case 4,5,6)的隔断效果优于0°(Case 1,2,3)和40°(Case7,8,9)的情况。因为与0°相比，20°送风气流有一个向着患者方向倾斜的作用面，对患者的呼出气体有更好的压制作用，将污染物吹向患者身后的空间；而40°的送风角度，由于气流倾斜太多，接近于患者嘴巴高度，而在患者呼出气流的卷吸作用下直接被呼出气流带到患者嘴巴下方，不能起到阻挡患者呼出气流的作用。但是，需要强调的是，送风角度设计为20°仅仅为最优选的角度，其正负5°所达到的效果虽然有所欠缺，但依然满足使用需求，因此，15°至25°之间均是本发明保护的范围。
风帘射流和人体热羽流的卷吸效应在模拟中得到了体现。不同风帘风速下，患者呼出气体会受到不同卷吸作用的影响。以Case 2和Case3为例，当风帘风速较小时，人体热羽流产生的卷吸效应对患者呼出气体的运动起主导作用，呼出气体被头顶的热羽流所捕获，并被加热上浮；当风帘风速较大时，风帘射流所产生的的卷吸效应起主导作用，患者呼出气体会被卷入风帘并跟随风帘的送风气流一起运动，同时污染物也被风帘包围而得到控制，从而使得医生的感染风险得以降低。
综上，本实施例提供的一种半隔离诊台，主要包括诊台本体1以及设于诊台本体1前侧的消杀隔离装置2，消杀隔离装置2包括顶盖21以及支撑于顶盖21两端的支撑体，且顶盖21与支撑体围成供患者就诊的半隔离空间3，消杀隔离装置2设有从顶盖21延伸至诊台本体1的流道腔室，流道腔室内设有杀菌过滤单元和风机，顶盖21的底部设有与风机的进口相连通的抽风口，诊台本体1的台面设有与风机的出口相连通的出风口11。跟现有技术相比，具有如下有益效果：
1、流道腔室形成了一个围绕半隔离空间3的双循环结构，该双循环结构将空气净化和风帘隔断完美地结合为一体，实现了将患者呼出的气体直接转化为隔断风帘的功能，在保护医生的同时，避免了带有病菌的空气向周围传播，更好地降低了产生交叉感染的几率；
2、出风口11设有使风帘向患者所在侧倾斜的导风格栅15，且风帘与风道凹槽14的法线方向的夹角为15°至25°，具有最佳的隔断效果；
3、该半隔离诊台外观时尚，接受度高，且相对于病房或诊所的整体改造而言，购置成本低，易于推广。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种半隔离诊台，其特征在于，包括诊台本体以及设于所述诊台本体前侧的消杀隔离装置，所述消杀隔离装置包括顶盖以及支撑于所述顶盖两端的支撑体，且所述顶盖与所述支撑体围成供患者就诊的半隔离空间，所述消杀隔离装置设有从所述顶盖延伸至所述诊台本体的流道腔室，所述流道腔室内设有杀菌过滤单元和风机，所述顶盖的底部设有与所述风机的进口相连通的抽风口，所述诊台本体的台面设有与所述风机的出口相连通的出风口。
2.根据权利要求1所述的半隔离诊台，其特征在于，所述支撑体包括支撑台以及落于所述支撑台上方的风机箱，所述顶盖架设于两个所述风机箱的顶部并连接两个所述风机箱，所述顶盖设有顶部腔室，所述风机箱设有中部腔室，所述支撑台设有底部腔室，所述顶部腔室、所述中部腔室以及所述底部腔室依次连通构成所述流道腔室，所述抽风口与所述顶部腔室相连通，所述风机设于所述中部腔室内，所述杀菌过滤单元设于所述中部腔室或所述顶部腔室内。
3.根据权利要求1所述的半隔离诊台，其特征在于，所述诊台本体包括柜体和台面板，所述柜体设为至少两个，所述台面板铺设于两个所述柜体的顶部并连接两个所述柜体，所述出风口设于所述台面板上，两个所述柜体之间还连接有与所述流道腔室相连通的风道凹槽，所述出风口正对所述风道凹槽的槽口。
4.根据权利要求3所述的半隔离诊台，其特征在于，所述风道凹槽的长度大于或等于所述半隔离空间的宽度。
5.根据权利要求1所述的半隔离诊台，其特征在于，所述出风口设有使风帘向所述半隔离空间倾斜的导风格栅，且所述风帘与所述风道凹槽的法线方向的夹角为15°至25°。
6.根据权利要求1所述的半隔离诊台，其特征在于，所述风帘的风速为2m/s至4m/s。
7.根据权利要求1所述的半隔离诊台，其特征在于，所述杀菌过滤单元包括初效滤网、高压静电滤网、活性炭滤网以及高效滤网。
8.根据权利要求1所述的半隔离诊台，其特征在于，所述半隔离诊台还设有控制单元，所述控制单元包括主控模块和触摸屏，所述风机、所述触摸屏与所述主控模块电连接。
9.根据权利要求8所述的半隔离诊台，其特征在于，所述控制单元还包括有与所述主控模块电连接的检测模块。
10.根据权利要求8所述的半隔离诊台，其特征在于，所述触摸屏设于所述支撑体朝向医生的侧面。
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