通過(guò)新型體外血管通路模型探索不同注射器用于PICC管封管預(yù)期效果的優(yōu)選方案

李燕娥 楊曉燕 呂敏敏 莊秦月 李華 林恩宇 梁瀚文 練敏 鐘瑞容 鄭詩(shī)鳳

1 廣東省人民醫(yī)院廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院 （廣東 廣州 510080）

2 暨南大學(xué)伯明翰學(xué)院 （廣東 廣州 510632）

內(nèi)容提要： 目的：通過(guò)新型體外血管通路模型探討持續(xù)注射與脈沖注射對(duì)由PICC管組成的血管通路裝置壓力影響的差異，為臨床實(shí)踐中選擇合適的注射方式進(jìn)行PICC沖、封管方式提供依據(jù)。方法：建立兩端連接有心電監(jiān)護(hù)儀的體外血管通路測(cè)壓模型，在壓力傳感器1端分別使用抽吸有2mL，5mL，10mL，10mL生理鹽水的2mL，5mL，10mL，20mL注射器進(jìn)行脈沖注射與持續(xù)注射。觀察PICC管是否出現(xiàn)異常變形、破裂，通過(guò)心電監(jiān)護(hù)儀采集每次注射時(shí)的輸入端最高壓、輸入端最低壓、輸入端平均壓、輸出端平均壓等數(shù)據(jù)。結(jié)果：各組PICC管均無(wú)發(fā)生變形、破裂等異常。各種型號(hào)注射器脈沖推注時(shí)輸入端最高壓顯著高于持續(xù)推注，輸入端最低壓顯著低于持續(xù)推注，且脈沖注射時(shí)20mL注射器輸入端最高壓較其他型號(hào)注射器低，2mL注射器輸入端最低壓可出現(xiàn)負(fù)值（-2.00mmHg），另外，脈沖注射時(shí)20mL注射器輸入端最高壓最低（240.00mmHg，均值180.50mmHg），5mL注射器與10mL注射器之間注射壓力無(wú)顯著差異；持續(xù)注射的輸入端平均壓較高，使用2mL注射器脈沖時(shí)輸入端平均壓低于持續(xù)注射，20mL注射器脈沖時(shí)壓力高于持續(xù)注射；輸出端平均壓在使用各種型號(hào)注射器時(shí)均無(wú)明顯差異。持續(xù)注射時(shí)上述所有壓力均隨著注射器型號(hào)的增大而上升。結(jié)論：2mL注射器用于脈沖注射存在血液回流風(fēng)險(xiǎn)；5mL注射器與10mL注射器壓力相似，可以用于沖封管；20mL注射器推注費(fèi)力，不適用于脈沖注射。

PICC作為留置類血管通路裝置（Vascular Access Device，VAD）的一種被廣泛應(yīng)用于腫瘤患者及需要長(zhǎng)期輸液治療的患者，同時(shí)，PICC也是血栓性導(dǎo)管堵塞的一個(gè)影響因素[1]。沖、封管方式選擇與PICC堵管的發(fā)生率直接相關(guān)，多項(xiàng)研究認(rèn)為血栓性導(dǎo)管堵塞是因?yàn)榉夤軙r(shí)機(jī)、方法不對(duì)所致[2-5]。中華護(hù)理學(xué)會(huì)靜脈輸液治療專業(yè)委員會(huì)2019年版《臨床靜脈導(dǎo)管維護(hù)操作專家共識(shí)》以及美國(guó)輸液護(hù)理協(xié)會(huì)2016年版《Infusion Therapy Standards of Practice》（以下簡(jiǎn)稱，《指南》）均強(qiáng)調(diào)使用合適速度、壓力進(jìn)行脈沖式?jīng)_管、封管，以防導(dǎo)管堵塞等并發(fā)癥的發(fā)生[6,7]。但國(guó)外有研究結(jié)果顯示脈沖封管仍然會(huì)有藥液殘留在腔內(nèi)堵塞管腔[8]；國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)快速推注封管液引起血液回流形成栓子，引起導(dǎo)管堵塞[9]。本研究于2021年6月～2021年12月通過(guò)新型體外血管通路模型，對(duì)比脈沖注射與持續(xù)注射對(duì)PICC產(chǎn)生的壓力差異，觀察不同注射器、不同注射方式時(shí)的壓力特點(diǎn)，分析注射器型號(hào)對(duì)PICC輸入端與輸出端的壓力的影響，探討臨床沖封管時(shí)注射器型號(hào)選擇與PICC堵管風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系。

1.資料與方法

1.1 一般資料

參與實(shí)驗(yàn)注射護(hù)士（簡(jiǎn)稱，注射護(hù)士）：通過(guò)隨機(jī)數(shù)字法選擇本院外科片護(hù)士33人作為實(shí)驗(yàn)護(hù)士，其中護(hù)士5人，護(hù)師18人，主管護(hù)師8人，副高及以上2人，平均工作年限15.7年，中位數(shù)17年；對(duì)上述所有護(hù)士依照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)持續(xù)注射與脈沖注射操作、考核合格。然后，按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行兩種操作，結(jié)束后對(duì)每個(gè)型號(hào)注射器用于不同注射方式的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出自己認(rèn)為最適用于沖封管的注射器型號(hào)。

資料收集護(hù)士（簡(jiǎn)稱，實(shí)驗(yàn)護(hù)士）：資料收集護(hù)士為課題組的5名成員，其中副主任護(hù)師1人，護(hù)師4人。所有人員均經(jīng)過(guò)壓力壓力傳感器測(cè)量方法培訓(xùn)并考核合格。1名副主任護(hù)師為研究組長(zhǎng)負(fù)責(zé)在現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)控，監(jiān)測(cè)注射護(hù)士的注射速度及脈沖頻次，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)一致。另外4名護(hù)師分為2組，分別負(fù)責(zé)采集注射護(hù)士每次推注時(shí)壓力傳感器1、2的數(shù)據(jù)。

體外血管通路測(cè)壓模型材料及儀器：LLC愛(ài)德華茲生命科學(xué)有限公司生產(chǎn)的一次性壓力傳感器（PX260型）、巴德公司生產(chǎn)的PICC（5F，長(zhǎng)60cm）、百特公司生產(chǎn)的生理鹽水500mL、mindray心電監(jiān)護(hù)儀、貝朗公司生產(chǎn)的恒速泵、天福PC396秒表、上?？档氯R企業(yè)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的2mL、5mL、10mL、20mL注射器。

1.2 方法

1.2.1 體外血管通路測(cè)壓模型建立

按照?qǐng)D1建立體外血管通路測(cè)壓模型。

1.2.2 輸入端及輸出端壓力測(cè)量方法脈沖注射方法：注射護(hù)士背對(duì)監(jiān)護(hù)儀，在壓力傳感器1端按照每毫升鹽水推注2次的頻率執(zhí)行脈沖注射方式（“推-停-推-?！钡姆绞剑?，分別推注內(nèi)有2mL，5mL，10mL，10mL 生理鹽水的2mL，5mL，10mL，20mL 注射器，每支注射器反復(fù)推注10次相同劑量的生理鹽水；研究組長(zhǎng)手持計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)推注護(hù)士的推注頻次，對(duì)于每支注射器推注頻次不合規(guī)定的予以剔除并重新推注；4名實(shí)驗(yàn)護(hù)士平均分為2組，一組從心電監(jiān)護(hù)儀1采集每次注射時(shí)的輸入端最高推壓、最低停壓及平均壓；另一組采集從心電監(jiān)護(hù)儀2輸出端平均壓。

持續(xù)注射方法：人工推注。注射護(hù)士背對(duì)監(jiān)護(hù)儀，在壓力傳感器1端按照4mL/min（240mL/h）的速度分別勻速推注內(nèi)有2mL，5mL，10mL，10mL 生理鹽水的2mL，5mL，10mL，20mL 注射器，每支注射器反復(fù)推注10 次相同數(shù)量的生理鹽水。研究組長(zhǎng)手持秒表采取倒計(jì)時(shí)的方式供推注護(hù)士觀察推注時(shí)間，對(duì)于推注時(shí)間不合規(guī)定的予以剔除重新推注。4名實(shí)驗(yàn)護(hù)士平均分為2組，一組從心電監(jiān)護(hù)儀1采集每次注射時(shí)的輸入端最高推壓、最低壓及平均壓；另一組采集從心電監(jiān)護(hù)儀2輸出端平均壓。

持續(xù)注射方法：恒速泵推注。在壓力傳感器1端按照用恒速泵分別以100mL/h，150mL/h，250mL/h，300mL/h，350mL/h，400mL/h 的速度勻速推注抽有5mL 生理鹽水的5mL，10mL，20mL，30mL 注射器，每支注射器反復(fù)推注10次相同劑量的生理鹽水。4名實(shí)驗(yàn)護(hù)士平均分為2組，一組從心電監(jiān)護(hù)儀1采集每次注射時(shí)的輸入端最高推壓、平均壓；另一組采集從心電監(jiān)護(hù)儀2輸出端平均壓。

1.3 質(zhì)量控制方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)人員操作方式一致

為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不發(fā)生偏倚，本實(shí)驗(yàn)對(duì)所有參加實(shí)驗(yàn)的護(hù)士進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，對(duì)抽有不同劑量的注射器規(guī)定了統(tǒng)一的脈沖頻次及持續(xù)推注時(shí)間限制，力求每人每次推注的力度、脈沖頻次、推注速度均一致。

1.3.2 預(yù)防監(jiān)護(hù)儀數(shù)據(jù)對(duì)護(hù)士操作干擾

推注護(hù)士背對(duì)監(jiān)護(hù)儀以避免護(hù)士看到監(jiān)護(hù)儀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而改變推注節(jié)律。另外，研究組長(zhǎng)全程監(jiān)控護(hù)士操作注射護(hù)士的注射速度及脈沖頻次，并供實(shí)驗(yàn)護(hù)士觀察，力求護(hù)士能在規(guī)定的脈沖頻次內(nèi)完成脈沖推注，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成持續(xù)注射。

1.3.3 預(yù)防人為因素影響

本實(shí)驗(yàn)在持續(xù)注射時(shí)，分別使用人工持續(xù)注射和恒速泵持續(xù)注射，比較人為因素對(duì)持續(xù)注射的影響。1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析因?yàn)楸狙芯恐斜O(jiān)護(hù)儀能檢測(cè)出的最大值為300mmHg，所以，剔除原始數(shù)據(jù)中壓力＞300mmHg 的數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)采用R軟件（4.05）進(jìn)行分析。當(dāng)連續(xù)變量滿足正態(tài)分布時(shí)，結(jié)果表示為±s，當(dāng)不滿足正態(tài)分布時(shí)，結(jié)果表示為中位數(shù)±四分位距。連續(xù)變量進(jìn)行兩兩比較時(shí)，如果數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布且方差齊時(shí)，則采用方差分析，如果不滿足正態(tài)分布，則采用kruskal檢驗(yàn)。分類變量采用%表示，進(jìn)行兩兩比較時(shí)采用χ2檢驗(yàn)計(jì)算顯著性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.結(jié)果

所有護(hù)士均按要求完成操作，無(wú)發(fā)生PICC 管異常變形、破裂。17人認(rèn)為2mL注射器推注量不夠；30人認(rèn)為5mL，10mL注射器注射推注力量合適，適用于PICC沖封管；23人認(rèn)為20mL注射器注射費(fèi)力，不適合脈沖注射。恒速泵持續(xù)注射時(shí)所有壓力恒定（見(jiàn)表1），人工注射時(shí)輸入端壓力可出現(xiàn)波動(dòng)（見(jiàn)表2）。

2.1 不同型號(hào)注射器恒速泵持續(xù)注射時(shí)的壓力對(duì)比

不同型號(hào)注射器恒速泵持續(xù)注射時(shí)所有壓力恒定（見(jiàn)表1），且不同速度時(shí)輸入端與輸出端壓力均存在顯著性差異（P＜0.001）。

2.2 不同型號(hào)注射器用于人工持續(xù)注射時(shí)壓力對(duì)比

不同型號(hào)注射器用于持續(xù)注射方法時(shí)輸入端與輸出端壓力均存在顯著性差異（P＜0.001），所有型號(hào)注射器輸入端最低壓均＞0 mmHg。見(jiàn)表2。

2.3 不同型號(hào)注射器用于脈沖注射間壓力對(duì)比

不同型號(hào)注射器用于脈沖注射方法時(shí)輸入端與輸出端壓力均存在顯著性差異（P＜0.05），2mL注射器輸入端最低壓可為負(fù)數(shù)（-2mmHg），5mL與10mL所有壓力均相近，20mL注射器輸入端最高壓中位數(shù)最低（180.5mmHg），最低壓中位數(shù)最高。見(jiàn)表3。

2.4 不同型號(hào)注射器在不同注射方式時(shí)壓力間對(duì)比

恒速泵在不同注射器型號(hào)下的不同類型壓力均比脈沖注射和人工持續(xù)注射小。脈沖注射輸入端最高壓均高于持續(xù)注射，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是脈沖注射時(shí)20mL注射器輸入端最高壓最低（見(jiàn)圖2）。人工持續(xù)注射輸入端最低壓均高于脈沖注射，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，三種注射方式輸入端最低壓均隨注射器型號(hào)增大而增大（見(jiàn)圖3）。持續(xù)注射輸入端平均壓均隨注射器的型號(hào)增大而增大，但是，脈沖注射時(shí)10mL 注射器平均壓最大（見(jiàn)圖4）。5mL 注射器與10mL 注射器在同一注射方式之間注射壓力差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（見(jiàn)圖5）。

圖2.不同注射器型號(hào)在三種推注方式下對(duì)輸入端最高壓的影響

圖4.不同注射器型號(hào)在三種推注方式下對(duì)輸入端平均壓的影響

圖5.不同注射器型號(hào)在三種推注方式下對(duì)輸出端平均壓的影響

3.討論

3.1 持續(xù)注射對(duì)PICC管的壓力特點(diǎn)，人工持續(xù)推注不能實(shí)現(xiàn)勻速推注

本研究顯示持續(xù)注射時(shí)輸入端最低壓高于脈沖注射（P=＜2e-16）（見(jiàn)圖3），這是因?yàn)槌掷m(xù)注射是應(yīng)用某一恒定的速度進(jìn)行注射，注射時(shí)藥液通過(guò)固定的流速通過(guò)PICC，管腔中心線軸流速度最大，靠近管腔壁流動(dòng)速度最小，各層流速相對(duì)恒定，因此，持續(xù)注射使得藥液流過(guò)PICC時(shí)對(duì)管壁產(chǎn)生的壓力較小且較恒定，藥液只能從PICC的側(cè)孔成不均勻圓球狀流出而緩慢擴(kuò)散[10,11]。但是，因?yàn)槿斯こ掷m(xù)注射受注射者人為因素的影響，難以實(shí)現(xiàn)真正的勻速推注，因此，建議對(duì)于需要藥液在體內(nèi)維持恒定水平的治療應(yīng)選擇恒速泵持續(xù)泵入，達(dá)到控制血壓、血糖等在穩(wěn)定水平的治療目的[12-14]。另外，本研究還顯示不同注射器型號(hào)下進(jìn)行持續(xù)注射時(shí)輸入端最低壓均＞0mmHg（見(jiàn)表3），提示持續(xù)注射可以保證注射末正壓，而封管對(duì)于持續(xù)注射的穩(wěn)定性要求不高，因此，國(guó)內(nèi)外靜脈輸液指南均推薦人工持續(xù)注射方式進(jìn)行正壓封管[6,7]。

表1.不同型號(hào)注射器用于恒速泵恒速注射時(shí)壓力對(duì)比[中位數(shù)(Q1,Q3),mmHg]

表2.不同型號(hào)注射器用于持續(xù)注射時(shí)輸入壓和輸出壓對(duì)比[中位數(shù)（Q1,Q3)]

表3.不同型號(hào)注射器用于脈沖注射時(shí)輸入壓和輸出壓對(duì)比[中位數(shù)（Q1,Q3)]

3.2 脈沖注射對(duì)PICC管的壓力特點(diǎn)

脈沖注射是在短期內(nèi)迅速推注的方式，可以使藥液在PICC內(nèi)產(chǎn)生有雷諾應(yīng)力的湍流，這種湍流可以對(duì)PICC管壁產(chǎn)生較高沖擊壓力，因此，本研究中脈沖推注時(shí)輸入端最高壓顯著高于持續(xù)推注（P=＜2e-16）（見(jiàn)圖2）[15]。這種沖擊力使管道內(nèi)液體迅速通過(guò)帶有多側(cè)孔的PICC向周圍擴(kuò)散，使藥液在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到治療劑量，因此，普遍用于需要注射增強(qiáng)劑的影像檢查、麻醉鎮(zhèn)痛、溶栓治療及中心靜脈置管等治療中[6,7,16-19]。另一方面，當(dāng)脈沖注射停止推注時(shí)管腔內(nèi)藥液由于慣性的作用繼續(xù)以湍流的形式向周圍運(yùn)動(dòng)，但是，隨著運(yùn)動(dòng)速度減低對(duì)管壁的沖擊力減小，這時(shí)，輸入端最低壓顯著低于持續(xù)推注（P=＜2e-16）（見(jiàn)圖3），因此，脈沖注射時(shí)高低波動(dòng)的壓力差可以有效地沖洗PICC管腔，預(yù)防藥物在管腔內(nèi)沉積，避免導(dǎo)管堵塞等并發(fā)癥的發(fā)生[8,10,20,21]。因此，美國(guó)《指南》指出每次脈沖注射1mL，連續(xù)10次，可有效清除輸液管道固體沉淀物[7]。

圖3.不同注射器型號(hào)在三種推注方式下對(duì)輸入端最低壓的影響

3.3 注射器型號(hào)對(duì)PICC兩端的壓力特點(diǎn)

3.3.1 2mL注射器用于脈沖注射存在血液回流風(fēng)險(xiǎn)

與曲瑤等[9]研究相似，本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)脈沖注射時(shí)2mL注射器輸入端最低壓出現(xiàn)-2mmHg，這可能是液體在管道里面以湍流形式流動(dòng)時(shí)，停止注射液體會(huì)對(duì)注射器活塞產(chǎn)生沖擊壓力，2mL注射器活塞因?yàn)槟Σ亮π?，可能?huì)出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，導(dǎo)致PICC管內(nèi)液體倒流出現(xiàn)壓力負(fù)值，這提示2mL注射器用于脈沖注射時(shí)會(huì)產(chǎn)生血液或者藥液回流，如果沒(méi)有正壓封管可能會(huì)導(dǎo)致輸液裝置堵塞。另外，因?yàn)槭苋萘肯拗?mL注射器存在沖管液劑量不足問(wèn)題，不建議用于2mL注射器沖管[7]。

3.3.2 5mL注射器與10mL注射器壓力相似

本研實(shí)驗(yàn)中有30 名注射護(hù)士也認(rèn)為5mL 與10mL 注射器注射力量合適，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示5mL注射器與10mL注射器用于脈沖注射時(shí)PICC管輸入端最高壓中位數(shù)（分別為146mmHg，147.5mmHg）、輸入端最低壓中位數(shù)（分別為85mmHg，94.5mmHg）均相近（見(jiàn)表2）輸入端平均壓（圖4）、輸出端平均壓（圖5）之間壓力無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，也證實(shí)了這一結(jié)果，說(shuō)明5mL注射器與10mL注射器沖洗壓力相似相。根據(jù)《指南》[7]指出PICC沖洗劑量為PICC內(nèi)部容積的2倍，封管液劑量為PICC內(nèi)部容積的120%，這提示雖然5mL注射器與10mL注射器壓力相似，但5mL注射器容積不能滿足PICC沖封管的要求，因此不適用于PICC沖封管，這有效的解釋了《指南》指出PICC的應(yīng)選擇10mL注射器進(jìn)行沖封管的原因[6,7]。

3.3.3 20mL注射器推注費(fèi)力，不適用于脈沖注射

本研究顯示，20mL注射器用于脈沖注射時(shí)輸入端最高壓中位數(shù)最低（180.5mmHg）（見(jiàn)表3、圖2），這也與23名護(hù)士實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為20mL注射器注射費(fèi)力相一致。其原因在于摩擦力與接觸面積成正相關(guān)，20mL注射器型號(hào)最大所以推注越費(fèi)力，每種注射器的輸入端平均壓隨注射器型號(hào)增大而增高，相反的，實(shí)驗(yàn)還顯示20mL注射器輸入端最低壓中位數(shù)最高（111mmHg），這樣導(dǎo)致20mL 注射器用于脈沖注射時(shí)輸液導(dǎo)管中壓力差較小，可以造成其沖洗效果不佳。因此，不建議用20mL注射器進(jìn)行脈沖沖管。

基于研究結(jié)果，建議在沖封管時(shí)，應(yīng)根據(jù)靜脈輸液裝置的種類選擇5mL或者10mL注射器，首先進(jìn)行脈沖式?jīng)_管以沖干凈管壁上的附壁藥物，再進(jìn)行持續(xù)注射以保證輸液管理里面正壓，避免血液返流引起輸液導(dǎo)管堵塞，以降低PICC非計(jì)劃拔管率[22]。

3.4 本研究的創(chuàng)新性及局限性

本研究基于物理學(xué)理論的基礎(chǔ)，通過(guò)新型體外血管通路模型探討持續(xù)注射與脈沖注射對(duì)由PICC管組成的血管通路裝置壓力影響的差異，探究不同注射方式對(duì)PICC管壁產(chǎn)生的壓力及其影響因素，從科學(xué)實(shí)驗(yàn)的角度解釋臨床工作中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以更直觀的表明脈沖注射與持續(xù)注射的區(qū)別，為醫(yī)務(wù)人員在執(zhí)行治療操作中注射方式選擇提供理論依據(jù)，也可以為新護(hù)士沖封管培訓(xùn)提供直觀的數(shù)據(jù)依據(jù)，具有一定的創(chuàng)新性。但是，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)屬于體外實(shí)驗(yàn)，僅選擇普通PICC，不能涵蓋所有類型的VAD及完全模擬人體血管內(nèi)的真實(shí)環(huán)境，雖然，本實(shí)驗(yàn)采用人工持續(xù)推注與脈沖注射對(duì)比，以彌補(bǔ)體外實(shí)驗(yàn)與真實(shí)工作環(huán)境之間的差異，但是，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍具有一定的局限性，后期仍需進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)。