一種持續(xù)負(fù)壓吸引裝置的研制與臨床應(yīng)用

王 震，賈 萍，鄭海寧，管亞東

一種持續(xù)負(fù)壓吸引裝置的研制與臨床應(yīng)用

王 震，賈 萍，鄭海寧，管亞東

目的：研制一種用于醫(yī)用高壓氧艙內(nèi)的持續(xù)負(fù)壓吸引裝置，并觀察其臨床應(yīng)用效果。方法：利用智能數(shù)字電接點壓力表、分步直動式電磁閥2種裝置，整合醫(yī)用高壓氧艙醫(yī)院中心負(fù)壓和艙內(nèi)外壓差吸引2種負(fù)壓途徑，并通過氧艙計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動切換，為高壓氧治療的不同階段提供持續(xù)的負(fù)壓。結(jié)果：該裝置可在1.7～2.5 ATA（1 ATA= 0.1 MPa）的使用環(huán)境下成功保障危重患者的治療，且安全無故障。結(jié)論：該裝置運行穩(wěn)定、安全，維護方便，為安全治療和高效吸氧提供了保障，適合在老艙改造及新艙設(shè)計中推廣應(yīng)用。

負(fù)壓吸引裝置；高壓氧艙；吸痰

0 引言

近年來，隨著高壓氧艙設(shè)備的發(fā)展和從業(yè)人員數(shù)量、質(zhì)量的提高，各種危重癥、昏迷患者在高壓氧治療中所占的比例逐年上升，如顱腦損傷、腦出血、脊髓損傷以及心跳呼吸驟停等原因?qū)е碌娜毖毖跣阅X病等，所體現(xiàn)出的療效也逐漸獲得臨床各科室的認(rèn)可[1-4]。

在長約2 h的準(zhǔn)備及治療過程中，吸痰護理是保證危重癥及昏迷患者治療安全有效進行的前提，因此，負(fù)壓吸引設(shè)備是高壓氧艙不可或缺的重要組成部分。醫(yī)用高壓氧艙管理與應(yīng)用規(guī)范要求，氧艙內(nèi)吸痰裝置不得使用交流電，固有電器電壓不得超過24V（參見中華醫(yī)學(xué)會高壓氧醫(yī)學(xué)分會制定的《醫(yī)用高壓氧艙管理與應(yīng)用規(guī)范》）。故最早的負(fù)壓裝置是采用便攜式的手持或腳踏吸引器，由于其負(fù)壓不穩(wěn)定且壓力不足，很快被采用氧艙內(nèi)外壓差的吸痰裝置取代。這種吸痰裝置的基本結(jié)構(gòu)是將艙內(nèi)集液瓶通過銅管與艙壁上與外界相同的排氣孔相連，中間設(shè)置截止閥控制啟閉，在氧艙帶壓工作時由艙內(nèi)外壓差形成負(fù)壓，提供吸痰所需。目前，大多數(shù)空氣加壓氧艙仍采取這種負(fù)壓吸引裝置，但其不足之處在于氧艙未加壓、加壓開始及減壓結(jié)束前，由于艙內(nèi)外壓差不足導(dǎo)致該裝置不能正常使用。姜建平等[5]在采用氧艙內(nèi)外壓差的吸痰裝置基礎(chǔ)上進行改進，將普通的電動吸引器在艙外與艙壁上的排氣孔相連接，并在連接管道上設(shè)置三通控制閥，在負(fù)壓不足時啟動電動吸引器，內(nèi)外壓差足夠時更換為原吸引裝置，這樣的負(fù)壓設(shè)備已經(jīng)在眾多的新建氧艙開始應(yīng)用[6]。然而，這種改裝雖滿足了全程負(fù)壓的需求，但是操作煩瑣，需要艙內(nèi)外人員配合才能完成。

在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)反復(fù)實驗，我們研制出一種新型的醫(yī)用高壓氧艙持續(xù)負(fù)壓吸引裝置，克服了以上眾多不足，且該裝置多階段的可調(diào)性使其在吸痰以外的其他應(yīng)用方面亦有良好表現(xiàn)，現(xiàn)介紹如下。

1 持續(xù)負(fù)壓吸引裝置的研制

1.1 結(jié)構(gòu)組成

該套裝置主要由艙體、緩沖罐、負(fù)壓吸引快速接口、中心負(fù)壓終端、連接管道及分布在管道上的截止閥（含分步直動式電磁閥）以及以智能數(shù)字電接點壓力表為核心的控制電路組成，具體排列如圖1所示。

圖1 持續(xù)負(fù)壓吸引系統(tǒng)設(shè)計圖

其中艙體、緩沖罐及承壓管道為按照GB/T 12130—2005《醫(yī)用空氣加壓氧艙》標(biāo)準(zhǔn)建造的醫(yī)用高壓氧艙的部分組件，設(shè)計承壓大于4 ATA（1 ATA= 0.1 MPa），由安全閥將工作壓力限定在2.6 ATA以內(nèi)；艙內(nèi)負(fù)壓吸引快速接口（國標(biāo)接口，符合YY 0801.1—2010《醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)終端第1部分：用于壓縮醫(yī)用氣體和真空的終端》標(biāo)準(zhǔn)）并聯(lián)于負(fù)壓吸引管道上，其上可連接負(fù)壓控制閥，并按需要連接集液瓶，在任意位置為治療提供負(fù)壓；負(fù)壓吸引管道遠端分2路，一路連接醫(yī)院中心負(fù)壓，另一路暴露于外界環(huán)境中；截止閥常規(guī)法蘭式連接于管道上，智能數(shù)字電接點壓力表通過“T”型管連接于單獨的采樣管道上。

1.2 功能實現(xiàn)

1.2.1 負(fù)壓吸引功能

該裝置中包含2套負(fù)壓吸引系統(tǒng)，一套由中心負(fù)壓終端提供，另一套由處于工作壓力下的艙體與外界的壓力差形成，并聯(lián)于一條管路中。前者可在1～ 1.3ATA壓力范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的負(fù)壓，后者在1.3ATA至穩(wěn)壓壓力范圍內(nèi)由艙內(nèi)外壓差形成負(fù)壓，通過2套負(fù)壓系統(tǒng)的切換在治療全程為艙內(nèi)提供不間斷的負(fù)壓。

傳統(tǒng)高壓氧艙內(nèi)的負(fù)壓吸引系統(tǒng)通常單獨設(shè)置在氧艙的固定位置，僅能保障周邊1～2位患者的吸痰護理。部分采用艙外電動負(fù)壓吸引器的氧艙在使用時往往無法及時將負(fù)壓抽至有效范圍。我們設(shè)計的多負(fù)壓終端并聯(lián)的負(fù)壓吸引接口方便了任意位置患者的護理，且負(fù)壓壓力在來回切換中始終穩(wěn)定，其無供電特性比采用艙內(nèi)直流電源供電的小型便攜式負(fù)壓吸引器[7]更加安全，也不占用氣動呼吸機負(fù)壓吸引功能[8]的寶貴資源。

1.2.2 自動切換功能

實現(xiàn)自動切換功能的關(guān)鍵部件是智能數(shù)字電接點壓力表（如圖2所示）和分步直動式電磁閥（如圖3所示）。

圖2 智能數(shù)字電接點壓力表

圖3 分步直動式電磁閥

智能數(shù)字電接點壓力表（以下簡稱“壓力表”）又被稱為數(shù)字壓力控制器或數(shù)字壓力繼電器，該設(shè)備通過其中的壓力傳感器芯片精密地采集、顯示當(dāng)前介質(zhì)的壓力，并在設(shè)定控制點輸出控制信號，我們將其控制點設(shè)置在1.3 ATA；分步直動式電磁閥（以下簡稱“電磁閥”）依據(jù)直動式和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，在有壓狀態(tài)下通電后，介質(zhì)先經(jīng)打開的先導(dǎo)閥流至閥后，減少主閥膜片上的壓力后再通過電磁力打開主閥膜片，使介質(zhì)流通，斷電時，先導(dǎo)閥和主閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動關(guān)閉件向下移動，使閥門關(guān)閉，可在氧艙帶壓的工作環(huán)境下正常工作。

由壓力表自動輸出控制信號，管理電磁閥在設(shè)定壓力下的開閉，可以實現(xiàn)并聯(lián)于同一管路中2套負(fù)壓吸引系統(tǒng)的自動切換?？刂齐娐窞椋ㄈ鐖D4所示）：系統(tǒng)通電后K1接通，電磁閥M1開放，M2閉合；壓力表監(jiān)測艙內(nèi)壓力升至1.3 ATA時，電路由K1轉(zhuǎn)向K2，電磁閥M1閉合，M2開放。壓力表可直接將壓力信號傳至電磁閥控制其工作狀態(tài)，亦可經(jīng)計算機處理后向電磁閥發(fā)出啟動及閉合信號，進一步加強計算機操艙系統(tǒng)的完整性。切換的全部過程在系統(tǒng)供電后自動完成，無需人為干預(yù)。

圖4 控制電路示意圖

1.2.3 吸引強度可調(diào)功能

圖5 負(fù)壓控制閥及快速接口

2套負(fù)壓吸引系統(tǒng)的吸引強度受限于管路及艙內(nèi)工作壓力無法隨意更改，但該裝置中位于艙內(nèi)的快速接口可連接市面上常見的負(fù)壓控制閥（如圖5所示），實現(xiàn)吸引強度的手動調(diào)節(jié)。緩沖罐的設(shè)置還可以減緩負(fù)壓的變化速率，控制排污閥的開度也能用于調(diào)節(jié)吸引強度[9]，從而最大程度降低過高的吸引強度對患者造成損傷的風(fēng)險。經(jīng)測試，在2 ATA常規(guī)作業(yè)環(huán)境下，負(fù)壓終端理論吸引壓力最高達-0.1 MPa，實測吸引壓力波動在-0.04～-0.07 MPa（可調(diào)），抽氣速率大于30 L/min，符合YY/T 0186—1994《醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件》關(guān)于負(fù)壓壓力和抽氣速率的管理要求。

1.2.4 手動控制功能

為在電器故障情況下仍能正常使用持續(xù)負(fù)壓吸引系統(tǒng)，我們設(shè)置了備用截止閥，使得自動控制系統(tǒng)在故障或檢修的情況下，通過手動調(diào)節(jié)仍能保證持續(xù)負(fù)壓的供應(yīng)，不影響治療的正常進行，提高了該裝置的可靠性和穩(wěn)定性。

1.2.5 防倒灌功能

該套裝置含雙重防倒灌功能。首先，在常規(guī)集液瓶中，當(dāng)液體到達一定高度時，瓶蓋上的止流閥開始工作，切斷液體流入管路，防止集液瓶內(nèi)的液體過盈倒灌進入負(fù)壓管道。其次，在液體已經(jīng)進入負(fù)壓管道的情況下，艙底的緩沖罐可起到廢液收集的作用，且在必要時可利用負(fù)壓對艙內(nèi)負(fù)壓管道進行清洗，而后經(jīng)排污閥排盡廢液，維持負(fù)壓管道的清潔。

2 應(yīng)用方法

具體應(yīng)用過程是：排污閥和控制閥3常閉，控制閥2常開，啟動計算機控制系統(tǒng)并給電磁閥供電。當(dāng)系統(tǒng)采集艙內(nèi)壓力低于1.3 ATA時，電磁閥1開啟，電磁閥2關(guān)閉，此時艙內(nèi)負(fù)壓由中心負(fù)壓管道提供；當(dāng)艙內(nèi)壓力大于1.3 ATA時，電磁閥1關(guān)閉，電磁閥2開啟，艙內(nèi)負(fù)壓自動切換，由艙內(nèi)外壓差提供。

氧艙內(nèi)并聯(lián)的負(fù)壓快速接口上安裝有負(fù)壓控制閥3，可對負(fù)壓強度進行調(diào)節(jié)，后端可按需連接負(fù)壓吸引瓶，供艙內(nèi)醫(yī)護人員使用。負(fù)壓緩沖罐及罐底設(shè)置的排污閥供管道清理使用，且可用于調(diào)節(jié)負(fù)壓吸引壓力及抽氣速率。

在電器故障時，計算機或電磁閥不能正常工作的情況下，可選擇關(guān)閉控制閥2，手動操作控制閥3進行2路負(fù)壓的切換。

3 檢修和維護

系統(tǒng)的正常運行依賴于壓力表的精確控制和閥門的正確啟閉。正常使用狀態(tài)下，電磁閥在每次加減壓過程中均有啟閉動作，備用截止閥應(yīng)每個月轉(zhuǎn)動一次手輪，必要時對閥桿螺紋添加潤滑劑，以防銹死；壓力表可定期校驗，確保其在壓力調(diào)定點準(zhǔn)確發(fā)出啟動信號；在任意工作壓力下均可對電動、手動管路進行切換，對其故障進行檢修。

4 使用情況

該裝置在我科2012年3月投入使用，直至2014年3月，在1.7～2.5 ATA的工作壓力下無故障運行，性能安全、可靠。鑒于其負(fù)壓可調(diào)及接口通用的特性，除用于吸痰外，我們還創(chuàng)造性地將其用于其他有負(fù)壓需求的治療中，2a間共治療患者6132人次，分別患有腦血管病、高位脊髓損傷、頭胸部多發(fā)傷及軟組織損傷等疾病，其中用于吸痰5 985人次，創(chuàng)面負(fù)壓封閉引流102人次，胸腔閉式引流45人次。

2套負(fù)壓吸引系統(tǒng)的自動切換節(jié)約了人力資源，創(chuàng)新設(shè)計的艙內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化負(fù)壓終端接口及調(diào)節(jié)方式使得艙內(nèi)護理人員無需專門訓(xùn)練即可熟練操作該裝置，且可在無艙外人員配合的情況下單獨完成，操作體驗與病房治療帶相同。

5 結(jié)語

該裝置巧妙地利用現(xiàn)有資源，將2套負(fù)壓吸引系統(tǒng)相結(jié)合，并互為補充，實現(xiàn)高壓氧治療前后及全程的負(fù)壓保障，技術(shù)參數(shù)與醫(yī)院中心吸引終端相近，且符合相關(guān)管理要求，便于危重患者尤其是氣管切開患者的全程吸痰護理，為安全治療和高效吸氧提供了保障。其運行穩(wěn)定、安全，維護方便，在新建氧艙的設(shè)計中容易設(shè)置，在老氧艙的改造過程中也便于安裝，關(guān)鍵部件購買方便，改造成本及使用成本低廉，適合在各種級別的氧艙使用單位推廣，有較大的臨床使用價值。

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（收稿：2014-09-10 修回：2015-04-10）

Development and clinical application of constant negative pressure suction apparatus

WANG Zhen,JIA Ping,ZHENG Hai-ning,GUAN Ya-dong
(Department of Hyperbaric Oxygen,Nanjing General Hospital of Nanjing Military Area Command，Jinling Hospital,Nanjing University School of Medicine,Nanjing 210002,China)

ObjectiveTo develop a constant negative pressure suction apparatus used in medical hyperbaric oxygen chamber and observe its clinical application effect.MethodsThe apparatus involved in an intelligent digital electric joint pressure meter,sub-step direct action magnetic valve,two kinds of negative pressure generation ways of hospital central negative pressure and differential pressure inside and outside the chamber,and auto switch by computer control system in the oxygen chamber to provide continuous negative pressure at all stages.ResultsThe apparatus could be used in the treatment of the severe patients in the environment condition of 1.7 to 2.5 ATA(1 ATA=0.1 MPa).ConclusionThe apparatus has high stability,safety and easy maintenance,and can be applied in the modification of the old oxygen chamber and the design of new ones.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（8）：42-44]

negative pressure suction apparatus;hyperbaric oxygen chamber;sputum aspiration

R318.6；TH772.1

A

1003-8868（2015）08-0042-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.08.042

王 震（1984—），男，醫(yī)師，主要從事缺血缺氧性腦病、腦外傷、卒中等疾病的高壓氧治療方面的工作，E-mail：njzy_wangzhen@yeah.net。

：210002南京，南京軍區(qū)南京總醫(yī)院，南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院高壓氧科（王 震，賈 萍，鄭海寧，管亞東）

管亞東，E-mail：hboguan@163.com