壓力控制型防壓瘡墊的減壓性能測試分析①

云曉，郭歡

·輔助技術·

壓力控制型防壓瘡墊的減壓性能測試分析①

云曉1,2，郭歡1

目的測試分析幾種不同材質(zhì)結構的防壓瘡墊的減壓性能。方法使用XSensor壓力傳感器測試系統(tǒng)，測試試驗者使用普通棉質(zhì)床墊、海綿防壓瘡墊、3D織物防壓瘡墊和上層3D織物下層海綿防壓瘡墊4種防壓瘡墊的壓力情況。從壓力分布圖、壓力峰值、壓力平均值幾個角度進行評價，對比各種防壓瘡墊減壓性能及使用舒適性。結果和結論上層3D織物下層海綿防壓瘡墊的組合方式既可保證減壓性能效果又具備優(yōu)良的透氣性。兼顧減壓及透氣舒適性應是今后防壓瘡產(chǎn)品的生產(chǎn)研究方向。

防壓瘡墊；壓力分布；減壓

[本文著錄格式]云曉，郭歡.壓力控制型防壓瘡墊的減壓性能測試分析[J].中國康復理論與實踐,2015,21(12):1457-1461.

CITED AS:Yun X,Guo H.Evaluation of pressure reduction of pressure-controlulcer cushion[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian, 2015,21(12):1457-1461.

根據(jù)美國健康護理政策與研究機構(Agency for Health Care Policy and Research,AHCPR)的定義，壓瘡是軟組織由于長期承受未釋放壓力而產(chǎn)生的損傷。壓瘡是長期臥床患者常見的一種并發(fā)癥，一直是臨床護理工作中較為辣手的問題，是護理工作需攻克的頑癥。近年來，研制了一些預防壓瘡的醫(yī)療器械，如電動氣墊[1]、海綿墊[2]、3D織物防壓瘡墊[3]等，這些產(chǎn)品在減輕臥床患者軟組織壓力方面發(fā)揮著重要作用。對于防壓瘡墊的性能評價，國內(nèi)普遍采用醫(yī)學上臨床對照組的試驗方法進行對比分析[4-5]，較少從造成壓瘡的機理角度對不同類型的防壓瘡墊的性能進行測試評價，定量分析不同的防壓瘡用品對于壓瘡的防治效果。Shelton等首先提出利用全身界面壓力的方法評價臨床所用支持面是否有利于減少壓瘡發(fā)生的概率[6-9]。

1　原理與方法

1.1壓瘡誘因

壓瘡是人體局部組織長期受壓，導致血流循環(huán)障礙，持續(xù)缺血、缺氧、營養(yǎng)不良而導致的軟組織潰爛和壞死[10]。誘發(fā)壓瘡的主要原因包括人體與接觸面的壓力[11]、摩擦力、剪切力[12]以及溫度[13-14]和濕度。在以上誘發(fā)壓瘡的因素中，壓力在壓瘡發(fā)生中起著重要的作用。實驗表明，毛細血管壓如超過2.13 kPa，即可阻斷毛細管對組織的灌流，超過2.67 kPa，持續(xù)2～4 h，便可導致組織缺血性損害而出現(xiàn)壓瘡[15]。

1.2試驗設備

本研究使用壓力分布測試及分析系統(tǒng)(加拿大XSensor公司)對不同壓力控制型防壓瘡墊進行測試分析。該系統(tǒng)采用電容技術，快速而精確地測量表面壓力，壓力感應器能測量并動態(tài)呈現(xiàn)表面受壓點與受壓分布，適用于壓力損傷的預防與處理及選擇合適床墊時的測試參考，配置的壓力傳感器最高采樣速度可以達到64萬次/s。

2　結果

2.1總體壓力分布

每個測量單位的顏色表示壓力的大小，從藍色到紅色表示壓力由小變大。由壓力分布圖中可以看出，枕部、臀部、足跟是壓力值較大的區(qū)域，這與患者壓瘡易發(fā)部位相符。對比4組測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，3D織物防壓瘡墊相對于普通海綿床墊，由于織物纖維的特殊交織工藝，在枕部、臀部壓力集中區(qū)域有均勻較低壓力分布的效果；海綿防壓瘡墊由于其結構上的蜂窩狀設計，增大了與使用者的接觸面，將大面積集中的壓力分解為小塊高低交替的壓力分布，但在海綿凸起部位存在較大壓力；上層3D織物下層海綿防壓瘡墊組合的分壓效果最佳。見圖1。

圖1　4種防壓瘡墊總體壓力分布圖

2.2壓力峰值

壓力峰值即接觸面的最大壓力值，Pmax=max(P1, P2,…,Pn)。公式中的n為測試壓力點數(shù)；Pmax的大小表征了墊子的剛度，較硬的坐墊Pmax值較大，較軟的坐墊Pmax值較小，降低峰值壓力能有效減少壓瘡的發(fā)生[19]。4組測試壓力峰值均出現(xiàn)在足跟部位。普通棉質(zhì)床墊、3D織物防壓瘡墊、海綿防壓瘡墊和上層3D織物下層海綿防壓瘡墊的壓力峰值分別為34279 Raw、28156Raw、24351Raw、26142Raw。見圖2。

圖2　4種防壓瘡墊壓力峰值對比圖

2.3壓力分布百分比

測試界面由64行、160列壓力測試單元組成，每個測試單元為1.27×1.27 cm。選取壓力測試范圍為3000～33000 Raw，劃分為10個壓力區(qū)間，計算各個壓力區(qū)間內(nèi)的測試數(shù)據(jù)占測試單元總數(shù)的百分比。海綿防壓瘡墊和上層3D織物下層海綿防壓瘡墊的壓力值均小于27000 Raw。統(tǒng)計大于21000 Raw的數(shù)據(jù)比例，普通棉質(zhì)床墊占1.67%，3D織物防壓瘡墊占0.78%，海綿防壓瘡墊占0.28%，上層3D織物下層海綿防壓瘡墊僅占0.1%?？梢妼τ诟邏毫^(qū)域的壓力降低，上層3D織物下層海綿防壓瘡墊效果最佳。見圖3。

2.4平均壓力平均壓力Pυ為全部受壓點壓力的算術平均值，即

np為受壓點數(shù)，顯然有np≤n(n為被測點數(shù))。壓瘡墊的剛度直接決定測試的平均壓力值[20]。對于同一材料的坐墊，由于表面形狀的不同，使得受壓點數(shù)不同，也會產(chǎn)生較大的影響。在壓力較大的區(qū)域選取橫向和縱向兩個方向計算平均壓力。上半身縱向平均壓力分布和臀部區(qū)域橫向平均壓力分布，上層3D織物下層海綿防壓瘡墊能有效去除壓力峰值，平均壓力值最小。見圖4、圖5。

圖3　4種防壓瘡墊壓力分布百分比

圖4　上半身縱向平均壓(單位：Raw)

圖5　臀部區(qū)域橫向平均壓力分布圖(單位：Raw)

3　討論

從壓瘡產(chǎn)生的機理和主要誘因可以發(fā)現(xiàn)，減輕人體組織與接觸面的壓力是壓瘡預防用具研制的重要方向[21]。自20世紀30年代開始，人們開始預防壓瘡用品的研究，氣圈、棉花枕等局部用具在預防壓瘡上起到良好的作用[22]?，F(xiàn)在，預防和減緩壓瘡的壓瘡墊在臨床和護理中廣泛應用，包括海綿墊、充氣墊、聚硅酮墊等[22]。按照采用技術不同，可以把防壓瘡墊分為6種，包括壓力及壓力分布控制型、壓力-時間控制型、剪切力控制型、摩擦力控制型、溫度控制型和濕度控制型[23]。其中，剪切力和摩擦力控制型在這兩種力產(chǎn)生的局部位置，多采用表面局部分割的方法降低剪切力或者摩擦力。溫度和濕度控制型多選取吸水性強、透氣性好的材料，例如凝膠類。大部分的壓瘡墊還是采用壓力控制的方式，針對誘發(fā)壓瘡的主要原因壓力，去除壓力峰值，均勻分布壓力[24]。

在防壓瘡墊的設計和選擇上綜合考慮舒適性和功能性，既要有助于接觸面軟組織壓力的均勻分布，又要具有良好的熱傳導性和透氣性，實際使用中易于維護保養(yǎng)。本次試驗選取的幾種防壓瘡墊是比較常見的壓瘡防護用具，通過測試發(fā)現(xiàn)海綿防壓瘡墊的蜂窩狀結構降低壓力的幅度大，壓力分散均勻；但是海綿透氣性差的材料特點容易積聚熱量，且污染后不易打理。3D織物防壓瘡墊的壓力降低效果遜色于海綿防壓瘡墊，但其透氣性好，有利于散熱和皮膚呼吸[25]。結合二者特性提出將3D織物放置在海綿防壓瘡墊上面的組合方式，充分利用了海棉降低壓力和3D織物透氣的特點。

[1]趙陳英,王麗娥.不同電動防褥瘡墊在老年高危壓瘡患者中的應用研究[J].護理實踐與研究,2014,11(12):139-140.

[2]蔡亞先.海綿壓瘡墊壓瘡防治效果及影響因素研究[J].吉林醫(yī)學,2012,33(28):6225-6226.

[3]周莉莉,喬春,荊文華.防壓輔具在壓瘡預防中的應用[J].遼寧中醫(yī)藥大學學報,2011,13(3):164-165.

[4]徐勤,謝小華,全筱筱,等.兩種防壓瘡墊在高危壓瘡患者中應用效果比較[J].齊魯護理雜志,2015,21(13):14-16.

[5]高素芳,宋清富,高素萍.自制防壓瘡墊對髖部骨折患者防壓瘡效果觀察[J].當代醫(yī)學,2013,19(19):152-153.

[6]Shelton F,Barnett R,Meyer E.Full-body interface pressure testing as amethod for performance evaluation of clinical supportsurface[J].Appl Ergon,1998,29(6):491-497.

[7]Cullum N,Deeks J,Sheldon TA,et al.Beds mattresses and cushions for pressure sore prevention and treatment[J].Nurs Times,2001,97(19):41.

[8]Wolsley CJ,Hill PD.Review of interface pressure measurement to establish a protocol for their use in the assessment of patient support surfaces[J].Tissue Viability,2000,10(2): 53-57.

[9]Lippoldt J,Pernicka E,Staudinger T.Interface pressure at different degrees of backrestelevation with various types of pressure-redistribution surfaces[J].Am JCrit Care,2014,23(2): 119-126.

[10]崔炎.護理學基礎[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2001.

[11]Phillips L.Interface pressuremeasurement:appropriate interpretation of the simple laboratory technique used in the design and assessment of pressure ulcermanagement devices[J].Primary Intention,2007,15(3):106-113.

[12]許午森.褥瘡墊概念與臨床護理[J].現(xiàn)代康復,1998,2(4): 318-320.

[13]王靜.預防褥瘡用具的研究進展[J].解放軍護理雜志,2003, 20(8):44-46.

[14]Angelidis IK,Linman D,Sjoberg F,etal.Decubitus ulcer development:pressure alone increases tissue temperature[J].Eur PlasSurg,2009,32(5):241-244.

[15]范振華.實用康復醫(yī)學[M].南京:東南大學出版社,1986.

[16]MotamediSM,de Grood J,Harman S,etal.The effectof continuous pressuremonitoring on strategic shifting ofmedical inpatients at risk for PUs[J].Wound Care,2012,21(11): 517-518.

[17]Keller BP,van Overbeeke J,van derWerken C.Interface pressuremeasurementduring surgery:a comparison of four operating table surfaces[J].Wound Care,2006,15(1):5-9.

[18]Hemmes B,Poeze M,Brink PR.Reduced tissue-interface pressure and increased com forton a new ly developed soft-layered long spineboard[J].JTrauma,2010,68(3):593-598.

[19]New ton H.Evaluating a pressure-redistribution mattress replacementsystem[J].Br JNurs,2014,23(20):30-35.

[20]Moysidis T,NiebelW,Bartsch K,etal.Prevention of pressure ulcer:interaction of body characteristics and differentmattresses[J].IntWound,2011,8(6):578-584.

[21]Pajareya K,Ploypetch T.Efficacy of hand made silicone gel cushion in interface pressure reduction[J].SirirajMed J,2008, 60:190-193.

[22]Ratliff CR.Two case studies of Marjorlin's ulcers in patients referred for management of chronic pressure ulcers[J].J Wound Ostomy Continence Nurs,2002,29(5):266-268.

[23]CheWY,Roderic L.Analytical parametric analysis of the contact problem of human buttocks and negative Poisson's ratio foam cushions[J].Int JSolids Struct,2002,39(18):4825-4838.

[24]Gleeson D.Evaluating an alternatingmattresson an elderly rehabilitation ward[J].Br JNurs,2015,24(12):S42,S44-S47. doi:10.12968/bjon.2015.24.Sup12.S42.

[25]ZhongW,Ahmad A,Xing MM,etal.Impactof textileson formation and prevention of skin lesions and bedsores[J].Cutan Ocul Toxicol,2008,27(1):21-28.

Evaluation of Pressure Reduction of Pressure-controlUlcer Cushion

YUNXiao1,2,GUO Huan1
1.National Research Center for Rehabilitation TechnicalAids,Beijing 100076,China;2.Schoolof Biological Science and MedicalEngineering,Beihang University,Beijing 100191,China

Objective To evaluate the decompression performance of antipressure ulcer cushionswith differentmaterialsand structures. Methods The common cotton cushion,sponge cushion,3D fabric cushion,and upper 3D fabric and lower sponge cushionwere analyzed by XSensor pressure sensor testing system.The pressure distribution,the pressure peak and the average pressurewere analyzed to compare the decompression performance and the com fortable capability.Resultsand Conclusion Theupper 3D fabric and lower sponge cushion can ensure the decompression performancewith excellentpermeability.Both decompression and air com fort permeability should be the future direction of ulcer cushions research and production.

antipressureulcer cushion;pressure distribution;pressure reduction

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.12.019

R632.1

A

1006-9771(2015)12-1457-05

1.國家康復輔具研究中心，北京市100076；2.北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院，北京市100191。作者簡介：云曉(1981-)，女，漢族，河北高陽縣人，碩士研究生，助理研究員，主要研究方向：康復輔具研發(fā)、康復輔具檢測及性能評價。

1.3試驗方法

采用XSenor壓力系統(tǒng)分別測試不同種類的防壓瘡墊的壓力分布情況[16]。測試用防壓瘡墊樣品選取普通棉質(zhì)床墊、海綿防壓瘡墊、3D織物防壓瘡墊和上層3D織物下層海綿防壓瘡墊[17]。試驗者為中年男性、身高180 cm，體重90 kg。分析測試得到的壓力分布圖，進一步對比壓力值百分比、壓力峰值和壓力平均值等指標[18]。

2015-06-24

2015-09-10)