手控双相式正负压力泵系列装置的研制与应用

刘传兰，陆 皓，张世范，高 炜，郑 军

手控双相式正负压力泵系列装置的研制与应用

刘传兰，陆 皓，张世范，高 炜，郑 军

目的：研制适用于各类灾害群体性综合救护的手控双相式正负压力泵系列装置，并评价其应用效果。方法：该装置由手泵和救生袋组成。泵体以高分子医用塑材制作，原理仿左心泵血的舒缩功能；救生袋采用医用防粘塑料制成，运用流体静力压原理，内含胸腔闭式引流袋、自体血回收袋、体液收集袋等多功能综合救护装置与手泵组合对接。效果评价应用健康比格犬建立严重多发伤、胸腹联合伤、上呼吸道梗阻窒息模型，随机分为市售器材组（A组，n=6）、自制器材组（B组，n=6），对比观察2组胸腔引流的操作时间、性能及应用效果。结果：B组的准备时间明显短于A组，A组需2～3 min，而B组仅用了30 s；A组成活率为50%（3/6），B组成活率为100%（6/6）。结论：该自制手控双相式正负压力泵系列装置可快速提供随意性的正负压力，满足负压吸引、加压输血、闭式引流、喷淋洗消等需求，可快速用于开展现场综合性救护。

手控双相式正负压力泵装置；严重多发伤模型；现场救护

0 引言

研制一线救护装备，缩短救护距离，强化院前一线救护效率，是目前各国追踪研究的热点[1-2]，也是现代战争灾害医学面临的严峻挑战。在各种突发灾害伤中，有15%～20%的伤员因短时间无法及时得到救治，死于一线救护现场，而严重多发伤、张力性血气胸、出血性休克等是最早死于灾害现场的急危重症[3]。致死的主要原因有技术问题，但更多源于院内常规使用的救护设备大部分需要电源驱动，而在现场或不同场合的急救中，很难找到电源或其他能源，而且院内常规使用的吸引等设备在现场多数派不上用场。1980年后，我院在总后勤部卫生部支持下，曾先后完成了手提式辅助循环机和兰蓉Ⅰ型储血、过滤、引流、自体血回收用的简易手泵泵体和胸腔闭式引流袋的研制，进行了全军扩试验证和小批量试生产用于临床，收到较满意的效果[4-6]。近年来，再次进行了针对性更强的拓展性改型研究[7-8]。本文着重阐述用于现场急救的动力装置正负压双相式手泵系统，该系统能够实现负压吸引、血液回收、胃肠减压、喷淋洗消等功能，可为赢得抢救时机提供保障。

1 结构设计

1.1 基本结构组成

（1）双相式手泵。由泵体、泵盖、副泵、入口导管、出口导管等组成（如图1所示）。

（2）救生袋。由主袋体、三通管、给药/液口、排气管、调压阀、调压管、活瓣管、锥形体、容量表、肝素帽、排出管等组成（如图2所示）。

图1 泵体结构示意图

图2 救生袋结构示意图

1.2 主要部件的结构及原理

（1）手泵。泵体两端呈纺锤状，内上部和下部各设一锥形度的支架形成一个完整的纺锤流线型泵体内腔，顶部有泵盖，泵盖的下端有流入道活瓣，流出道活瓣与出口导管连接。其原理仿左心泵血的舒缩功能。引用心脏收缩功能定律，泵体内压与泵体容积、壳体张力呈正负相关。手压泵体收缩，流出道活瓣开放，泵体内的血液/气体经副泵排出；泵体舒张，流出道活瓣关闭，体外的血液/气体经流入道进入泵体，不断循环运动，形成一个手控式动力系统。

（2）救生袋。运用流体静力压原理，内含胸腔闭式引流袋、自体血回收袋、体液收集袋等多功能综合救护装置与手泵组合对接，可用于负压吸引、胸腔闭式引流、胸血回收等。

1.3 制作工艺方法

（1）泵体制作工艺。主体选用弹性上乘的高分子医用塑材，一次性模压成梭形，流入道活瓣与流出道活瓣由特制的防粘材料构成半叶式活瓣。在材料学选择上重视人体生物医学组织的可容性、不同环境温度下做功功率的稳定性，圆锥体与圆柱体厚度比为1.5∶1，圆锥体与锥度支架比为4∶3，泵体预设容积与每搏实际容积比最佳值为100∶59，无效残腔容积均值＜50%。主泵与副泵，流入道直径、瓣口面积与流出道直径、瓣口面积对等匹配，可通过附设元部件不对等增压、减压。单手握泵挤压，每舒缩一次，有40～70 mL液/气体出入。按25次/min舒缩运动计算，收集1 125～1 857 mL的失血，能够初步解决现场急救输血需求。喷淋洗消机头配置用于增压，与胃肠减压管配伍，用于胃肠减压低负压吸引引流。

（2）救生袋选材。按功能用途，选用医用防粘塑料，在净化环境下预先完成所有功能元件，一次性热合成型。

2 主要特征

（1）随意。根据伤情需要，快速负压吸引、加压喷淋洗消、加快或减慢泵体舒缩运动均没有制约限制。

（2）随机。具备调压、稳定纵隔摆动、胸血回收、储血、消泡、过滤等功能。

（3）组合。可满足院前一线救护大批量群体综合救护需求，如图3所示。

图3 综合救护功能组合路线图

3 实际应用

健康比格犬13只，由广州医药工业研究院实验动物研究所开发中心提供（实验动物许可号SYXK粤2010-0056，实验动物质量合格证明编号00041）。体质量为12.5～15 kg，雌雄不拘，随机分组，建立严重多发伤、胸腹联合伤、上呼吸道梗阻窒息模型（有关模型制备方法已另文报道[9-10]）。13只比格犬依据救治措施分为市售器材组（A组，n=6）、自制器材组（B组，n=6，开始有7只犬，其中1只在制作呼吸道窒息模型中出现呼吸道痉挛缺氧致心律失常死亡，因后续观察无法实施，故弃去未纳入本组统计）。B组与A组比较自制手控双相式正负压力泵装置救生袋与市售器材连接，对比观察操作时间、引流性能、应用效果及模型的敏感性、特异性，2种装置应用情况见表1、2。

4 效果评价

本系列装置通过再实践、再研究、再拓展，取得了效果稳定的临床验证结果，手泵与各种导管、袋体连接组成血液回收器、负压吸引器、胃肠减压器、洗胃器、喷淋冲洗器，具有较强的随机性、随意性及可操作性。院前、院内通用，方便各专科人员使用。2种装置应用效果比较见表3。

5 讨论

表1 A组装置应用情况

表2 B组装置应用情况

表3 自制装置与市售装置应用效果比较

手控双相式正负压力泵系列装置[4-6]为改型后的装备，内含手泵、胸腔闭式引流袋、储血袋、体液分泌收集袋等多功能综合救护装置。通过反复模拟实验，动物比格犬在严重多发伤、出血性休克、张力性血气胸、上呼吸道梗阻动物模型实验中，用自制装置进行自体血回输加液体复苏，全部成活，采用市售单一液体复苏装置成活率为50%[7-9]。实验提示本装置功能进一步提高，工艺进一步成熟，效果已趋稳定。

手泵是本装置的核心部分，它不依赖外部能源，既有定压、定容、定量固有的功能，又可根据伤情需要，为实施抢救的医务人员提供随机、随意、组合使用的个体化需求。在救护效果上自制装置明显优于市售装置，主要表现为：（1）自制装置功能明显多于市售装置；（2）自制装置能够快速完成吸引、体腔血回收、加压输血、闭式引流、喷淋洗消等功能。既利于负压引流，又有利于静力引流，符合流体静力学原理，更有利于胸部创伤后软胸壁引起的肺膨胀不全。

高正/负压泵与低正/负压泵的结构本身是产生高、低压力的基本保障，是耗时最长、投入最大的研究项目之一。我院与广州地区同道共同努力下，进一步解决了泵体高、低、正、负压力力学结构和定容、定压、定时等诸多随机、随意性的功能用途，就泵体的现场应用而言，可基本替代传统笨重的负压吸引器装置。

志谢：本研究是多年来从事高原危重症诊治研究工作专家张世范教授课题的延续，在研究过程中得到了他的悉心指导，在此谨致以崇高的敬意和衷心的感谢

[1] 王磊.外军卫勤研究系列讲座（5） 美军最新医疗救护装备研究进展[J].人民军医，2008，51（5）：271-272.

[2] 张连阳，王正国.现代战场一线救护[J].人民军医，2007，50（8）：451-453.

[3] 岳茂兴.重视和加强多发性创伤的基础研究和临床救治[J].中华急诊医学杂志，2003，12（9）：581-583.

[4] 张世范，张晓民，王自生，等.辅助自体血装置在外伤犬出血紧急外科处理中的应用[J].中华外科杂志，1984，22（8）：496-498.

[5] 张世范，贾书斌，张晓民，等.泵式自体输血过滤引流系统在急症救护中的应用[J].中国输血杂志，1995，8（4）：177-179.

[6] 张世范，徐克劲，葛楚权，等.兰蓉Ⅰ型储血过滤引流系统的研制与应用[J].中华心胸外科杂志，1989，5（4）：247.

[7] 杨俊峰，郑军，洪波，等.自制一线综合救护装置在自体血回输救治严重胸外伤失血性休克犬中的应用[J].广东医学，2010，31（18）：2 449-2 450.

[8] 郑军，洪波，张世范，等.严重多发伤一线救护装置的研制与实验观察[J].华南国防医学杂志，2010，24（3）：211-214.

[9] 郑军，洪波，张世范，等.一种新型失血性休克动物模型和初级生命救护装置的联合实验和评价[J].西北国防医学杂志，2010，31（2）：86-88.

[10]王磊.美军最新医疗救护装备研究进展[J].人民军医，2008，51（5）：271-272.

（收稿：2014-03-27 修回：2014-12-08）

Development and application of hand-controlled positive/negative pressure pump system

LIU Chuan-lan1,LU Hao1,ZHANG Shi-fan2,GAO Wei2,ZHENG Jun3
（1.Nursing Department,Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Area Command,Lanzhou 730050,China; 2.Department of General Thoracic Surgery,Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Area Command, Lanzhou 730050,China;3.Center for Emergency Treatment and Rehabilitation,Guangzhou Sanatorium of Guangzhou Military Area Command,Guangzhou 510515,China）

ObjectiveTo develop and evaluate a hand-controlled positive/negative pressure pump system for comprehensive treatment in disaster relief.MethodsThe pump system was composed of a hand pump and rescue bags.The pump made of medical high-molecule plastic had the functions similar to left heart to relax and contract.The rescue bags of medical antisticking plastic made use of the principle of hydrostatic pressure,which integrated thoracic closed drainage bag,autoblood collection bag,body fluid collection bag and etc.Totally 12 healthy Beagle dogs were used to establish models for severe multiple injury,thoracoabdominal injury as well as upper respiratory tract obstruction and asphyxia, which were divided equally and randomly into group A with commercial device and group B with self-developed pump system.The two groups were compared for the operation time,performances and efficacy of thoracic drainage.Results Group B had the preparation time of 30 s,obviously less than the one from 2 to 3 min in group A.The survival rate in group A was 50%,while that in group B was 100%.ConclusionThe pump system can generate negative or positive pressure freely for negative pressure aspiration,pressurized blood transfusion,closed drainage,decontamination and etc, and thus can be used for field comprehensive rescue.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（4）：37-39]

hand-controlled positive/negative pressure pump;severe multiple injury model;on-site treatment

R318.6；TH777

A

1003-8868（2015）04-0037-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.04.037

甘肃省科技支撑计划项目（1104FKCA069）；兰州军区医药卫生科研项目（CLZLLJA04）

专 利：国家实用新型专利（ZL 2011 20281435.X）

刘传兰（1963—），女，总护士长，副主任护师，主要从事重症监护工作，E-maill：liuchuanlan917@163.com。

730050兰州，兰州军区兰州总医院护理部（刘传兰，陆 皓），普胸外科（张世范，高 炜）；510515广州，广州军区广州疗养院康复急救中心（郑 军）

陆 皓，E-maill：luhaoo312@163.com