用于血液保温输注的血袋辫加热套的设计

张慧，刘衍春

1.南京市产品质量监督检验院，江苏南京 210028；

2.江苏省血液中心输血研究室，江苏南京 210042

用于血液保温输注的血袋辫加热套的设计

张慧1，刘衍春2

1.南京市产品质量监督检验院，江苏南京 210028；

2.江苏省血液中心输血研究室，江苏南京 210042

目的研制可以使得血袋辫升温的保温套，使血液输注前的温度得以提高，以保证输血安全。方法设计可闭合的长圆柱体升温套，血辫置入后流经该套的低温血得以升温，采用基于高性能的温度传感器控制温度，采用电子加热线路加热。结果经反复研讨该血袋辫加热保温套安全可靠，达到设计的要求。结论该保温套可以方便的用于血液输注前的升温。

血液；保温器；输血；血袋辫

临床输血中有些时候是需要血液保温输注的，但采用何种方法、何种器材升温，长期以来国内外没有明确的标准，直到 2008 年第 16 版《美国血库协会技术手册[1]》（The American Association of Blood Bank，AABB Technical Manual 16th Edition）（下文简称《技术手册》）才对血液升温器（Blood Warmer）提出了一些具体的要求。笔者根据《技术手册》对血液升温器的要求结合临床输血，探讨设计了血袋辫升温套,用于血液的升温与保温便于临床应用。

1 器材描述

该保温套长为 30～40 cm，内径 0.5 cm，接触血辫内侧忖以薄绒，外径 3 cm。内外径之间的中腔部分用于放置加热材料。采用 220V 电源。保温套外侧中间部固定在一个控制盒上，电源开关、升温及超温报警装置均设置在控制盒中。同时在控制盒面板上有温度显示屏，显示保温套内腔薄绒处的温度，当套内温度超过上限温度时，鸣笛停止升温，低于下限温度时继续升温。控制盒的后板有一个夹子，可夹在输液支架上。保温套外形，见图1。

图1 保温套外形图

2 可行性分析

根据设计，我们在已知的前提下可以求得为升温套加热所需的功率：

（1）在初始状态 t=0 时刻，被加热段的温度已达到设定的下限温度，即 t＜0 时刻，温度没有达到设定温度时，不会开始给患者输血。

（2）在已被加热到适宜温度的血液没有离开加热段时，是不需要考虑与未加热血液的热交换的，因此，加热段的热量供给可以将其看作恒温。

（3）血液在输血管中的流动可以看做匀速运动。

（4）定义变量 ：单位时间内的流量为 Q，单位 mL/s，加热段体积为 L，单位为 mL。在此前提下，打开输血的控制阀门，易知加热段的血液全部输给患者所需的时间为τ=L/Q，在此期间，未加热血液逐渐填充加热段，并开始被加热，直到 t=τ时刻，完成加热的血液已全部送出加热段，而新流进的血液也应当被加热完成，即达到所设置的温度，故可得以下关系式：

其中，W为加热所需的热量，c为血液的比热容，ρ为血液的密度，T为设定的温度与血液起始温度的温度差。P为加热装置所需的功率，η为从加热装置到血液之间的等效效率，这与加热装置的效率及盛放血液容器的热传导性有关，可以通过实验测出。显然，该设计是完全可行的。

3 使用方法

首先接通电源预温，当套内温度升到设定下限 35℃时，即可置入血袋的输血辫进行升温，待温度到达 35℃时，可松开止血夹进行输血。保温套管的位置在输血夹子的下方，有利于夹子控制血液的流速。

4 讨论

保温输血通常只在以下几种情形用到，首先，当临床需要快速大量输注血液时，大量的低温血液快速进入体内（如速率为 100 mL/min，输注 30 min），增加了心脏骤停的风险；其次，当临床病人有冷凝集素抗体时，较低温度的血液输入病人体内会引起严重的急性溶血性输血反应[2-6]；再次，婴儿的换血治疗等。血站为了降低血液中细胞的代谢和抑制血液中可能存在的细菌生长，血液的保存和运送强调 2～6℃的冷链作用，因此这类病人是需要保温输血的。

AABB《技术手册》16 版以前，对血液的保温输注器材没有明确的要求，国内临床有时采用电热毯、电吹风等来升温[7]，但 温 度 既 不 易 控 制 也 不 规 范。2008 年的第 16版《技术手册》才开始明确指出 ：血液不应当放在微波炉、热源、热水等加热器中升温；血液升温的器材应有温度报警设计。本血液升温保套箱的设计要素采纳了 AABB《技术手册》的建议，同时按照《临床输血技术规范》的要求进行了设计探讨，适合于病房、床边使用。

本设计的血袋辫升温保温套全长 30～40 cm，流出保温套的血液温度约在 35～37℃。加热升温采用常见的元件，功率按上述数学模型计算得出。有文献报导[8]血液较长时间处于＞ 42℃的环境，会引起红细胞的破坏，故本保温套控温采用高灵敏度的温度传感器控制，设计有超温 37℃断电报警保护装置。同时还有防电流瞬间过大的保护保险丝。该保温套设计具有以下几个特点 ：① 体积小巧，控制盒外体积与现有产品大致相同，可以很方便地在病人床前操作。② 只对血袋的输血辫中的血液进行升温，血袋内的血液依旧保持其原本的温度。临床规定出自4℃冷环境的血液，30 min 内必须输注，输血的速率一般在 1U/h，则每分钟的平均流速在 2.5～4.2 mL，只对血袋辫升温不会影响血袋内的血液温度，有利于输血安全。③ 设计中有温度显示和温控装置，温控要求套管内温度＞ 37℃时即停止升温。④ 升温套管内层有一层绒布，缓和热源与血辫子的直接接触，加之血辫子本身不粗（0.5 cm），电加热功率经过计算，又有温控传感器控制温度，流经 30～40 cm 长度的血液不但安全，温度也足以达到规定的要求。

目前国外已有几款血液保温器在临床中应用，以加热柱多见。升温原理多是以血袋辫缠绕一个有凹槽的加热升温柱体，使用时将血袋辫挤入凹槽。另有一种是一长型的带有凹槽的塑料升温带子，使用时将血辫子嵌入带子的凹槽中升温。以上两种制型使用起来也较方便，但都有一侧血袋辫裸露不能升温的小缺陷，同时价格也较高，国内临床尚无使用。本设计思路中的最大特点是将血袋辫完整地放入一个可开闭的升温套中，整段血袋辫均在升温环境中，升温迅速而均匀。该保温套不仅可用于输血也适用于输液。由于该保温套的升温、保温、控温均是成熟的技术，制造起来不复杂价格也不会太高。

[1] BonnieL.S.Sink,BSN,RN, et al.The American Association of Blood Bank,Technical Manual[K].2008,(1):615-616.

[2] 纪立红.冷凝集素综合征[J].中国实用护理杂志,1993,(6):37.

[3] 刁玉英,吴君胜,宋宁.抗-I导致冷凝集素综合征一例报告[J].中国输血杂志,1991,(1):31-32,34.

[4] 杨珊.3例疑难交叉配血和输血对策[J].当代医学,2010,(4): 83-84.

[5] 张险峰,和平.冷凝集素综合征致交叉配血不合2例分析[J].实用医技杂志,2005,(7):1905.

[6] 张烨,朱冬红,翁小明.2例冷凝集素综合征患者的护理[J].护理与康复,2008,(10):802-803.

[7] 贾树尔,李德彬,徐新华,等.冷凝集素与保温输血[J].黑龙江医学,1989,(3):12-13.

[8] Hirsch J,Menzebach A,Welters ID,et al.Indicators of Erythocyte Damage After Microwave Warming of Packed Red Blood Cells[J].Clin Chem,2003,(49):792-799.

Design of Tube Warmer of Blood Bag for Blood Transfusion

ZHANG Hui1, LIU Yan-chun2
1.Nanjing Institute of Supervision & Testing on Product Quality, Nanjing Jiangsu 210028, China;
2.Transfusion Research Office, Jiangsu Province Blood Center, Nanjing Jiangsu 210042, China

ObjectiveIn order to design a tube warmer of the blood bag, which could rise the blood temperature before it being transfused, thus to ensure the safety of blood transfusions.MethodsDesign a dismountable long cylinder tube warmer. When put tube into the warmer, the cold blood that flow through the tube will be warmed up. The whole device based on the high-performance temperature sensor and electronic circuits are used as the warming materials.ResultsThe tube warmer is safe and reliable, and reaches the demand of clinical design.ConclusionThe tube warmer should be used to rise the temperature of blood before it being transfused conveniently.

blood; warmer; blood transfusion; blood bag

TH788

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.07.038

1674-1633(2012)07-0117-02

2012-03-06

2012-06-19

张慧，工程师，南京市产品质量监督检验院。

作者邮箱：zhangyuyan10@126.com