微流量持续输注系统的研究与实现

朱江华，于 靖

上海市第十人民医院医学装备处，上海 200072

目前，越来越多的孕妇在分娩时选择剖宫产，剖宫产作为妇产科最常见的手术之一，但是宫剖产后的手术切口和宫缩等会给产妇带来术后的剧烈疼痛，严重影响产妇的术后恢复，更严重的还会导致产妇产生焦虑甚至是抑郁［1］。因此，探寻更有效、安全的镇痛方式是临床中所关注的热点问题［2］，所以在产妇分娩后的术后镇痛也尤为重要，目前临床多采用多模式镇痛方案进行剖宫产后术后镇痛，即联合使用多种不同的麻醉技术及药物进行镇痛，以期起到协同作用［3］。本文介绍的是一种静脉注射的镇痛方式，持续工作时间能够达到术后48～72 h，基本上满足临床术后镇痛的目的，想比较硬膜外镇痛方式相比，静脉注射的方式更容易让产妇接受，并且不会影响产妇术后哺乳以及翻身等［4］，也能促进产妇的产后恢复，提高了术后镇痛效果和患者满意度。

1 术后镇痛的特点

剖宫产术后的疼痛可导致产妇体内的儿茶酚胺等物质的增多，使产妇乳汁分泌减少，也会引起血压升高和心率加快等表现，还会影响产妇体内的内分泌系统和呼吸系统从而导致一系列术后并发症［5-6］，同时给产妇精神、心理带来一定创伤，不利于产妇产后的早期哺乳和术后恢复［7］。

一般情况下的术后镇痛只需考虑缓解患者的伤口疼痛和活动时的疼痛，但是剖宫产的术后镇痛除了要考虑缓解伤口疼痛之外，还需要缓解子宫收缩痛和静息疼痛等，同时还要考虑镇痛药物是否对新生儿有不良反应［8］，这对产妇剖宫产术后的镇痛带来很大的难度，也对产妇的术后康复和护理提出更高的要求。除了用药物进行辅助镇痛之外，医师和家属也需要对产妇进行心理疏导和注意力转移，预防因为产后疼痛导致的产后抑郁和其他心理疾病［9］。

剖宫产后的术后镇痛方式，主要包括口服给药、静脉给药以及椎管硬膜外给药，口服给药的方式比较方便但是镇痛效果欠佳，椎管硬膜外给药镇痛效果较好，但是在给药后需要留置外导管，非常容易受到感染并且也会影响产妇的行动，静脉给药的方式可操作性较强，操作简单方便，也是普遍被产妇接受的一种术后镇痛方式［10-11］。本文主要是介绍一种微流量持续输注的系统，利用静脉给药的方式为产妇进行术后镇痛，流量精准、操作简单并且安全有效。

2 微流量持续输注系统

由于产妇宫剖产术后镇痛十分重要，同时镇痛药物也会对产妇产生影响，所以就需要既能保证麻醉药物能够使产妇缓解疼痛，帮助产妇快速恢复，又能达到精准持续的对产妇进行输注药物的产品来代替传统术后镇痛方式。由于对产后镇痛所输注的麻醉药的量要求很高，一般输注量很小，属于微量级别的输注［12］，流量的控制比较困难，在临床上面需要根据不同的患者的治疗情况，来进行自动调节流量的输注，利用机械驱动力准确的控制输注流速以及输注量，保证输注的药量精准、安全的进入产妇体内，达到术后镇痛的效果。

实现微量持续输注，并且能够自动调节输液量的系统，包括挤压装置、控制系统以及药袋，药袋留有注药管道可供医护人员在使用前注入麻药，同时注药管道安装在挤压装置内部，在进行药物输注时，麻药又从药袋的注药管道往外输出，控制装置连接挤压装置，通过精准的控制方式实现药物的精准持续输出。微流量持续输注系统的简图见图1。

图1 微流量持续输注系统简图Fig.1 Schematic diagram of micro-flow continuous infusion system

要实现微流量精准输注的关键在于挤压装置，挤压装置包括电机、凸轮轴、挤压件以及阀门件，凸轮轴上设置三个偏角不同的凸轮，来实现对注药管道的挤压，从而调节出液量。如果调节各个凸轮的突出部之间的偏角的大小，即可实现对出液量的调节，凸轮轴的动作由电机和控制器驱动，控制过程精确。在系统开始工作时，电机在转动时会带动凸轮轴转动，第一凸轮的突出部分与挤压件接触时会带动挤压件把向注药管道中的药物压往另一侧移动，同时第二凸轮的突出部分会挤压阀门件，挤压件会压紧注药管道不让药物倒流，第三凸轮的突出部分没有接触阀门件，可以使药物顺利通过注药管道往外输注，注药过程循环往复。此挤压装置结构简单、便于控制、稳定可靠，既可以实现对药液的微量精确控制，而且能够根据治疗的需求自动调节出液量，从而满足临床使用需求，保证在剖宫产术后的镇痛药物的输入，又能保证药剂药量的准确和安全。挤压装置具体组成部分见图2。

图2 挤压装置组成部分Fig.2 Extrusion unit components

控制系统的PCB板上设置有控制器和电机驱动电路，控制器经过电机驱动电路与电机相连，实现对电机的精准控制和自适应反馈调节。电机驱动电路见图3。

图3 电机驱动电路Fig.3 Motor drive circuit

该系统不仅能实现微流量的精准持续输注，还可以接入无线镇痛管理系统中，输注系统实现精准定量的液体输注，无线镇痛管理系统能够远程监控液体输注的状态以及做出及时响应，可以帮助医护人员轻松查看和掌握患者的输注情况，减轻医护人员的工作负担，提高术后镇痛的工作效率，更快的帮助产妇进行术后恢复，为产妇提供更好地术后镇痛体验。

3 实验结果

为了进一步的验证微流量输注系统的系统稳定性，对该系统进行验证，控制系统制作PCB板，挤压装置和药袋进行实物制作，将制作好的零部件进行安装，调试完成后对液体输注的情况进行试验，首先把药袋中充满镇痛所用的麻醉药，使用该输注系统进行流量的检测，持续设置量设为2 mL/h，对200台输注系统进行输注实验，得出的实验数据见图4。

图4 实际测试流量和设置量的比较Fig.4 Comparison of actual test flow and setting volume

临床上一般给患者术后镇痛设置麻醉药注射量范围在1～50 mL，是根据患者体质和镇痛效果的不同而产生差异，由于用在产妇剖宫产的术后镇痛，所以麻醉药的输注量也有严格的要求，所以本实验把起始设置量设置为2 mL/h，一共做了200台不同的输注系统，观察实际的持续流量为1.9～2.1 mL/h，和设置的持续量之间的误差在±5%以内，其输注精度满足临床上的使用需要，既可以不影响产妇的术后恢复，又能达到镇痛的效果，实现一种安全、有效、持续和微量的输注。

4 结论与展望

对于产妇剖宫后进行术后镇痛管理，对产妇的身体恢复和至关重要，良好的术后镇痛可抑制机体的应激反应，减少术后并发症的发生，加快产妇自身的恢复。本文通过对微流量持续输注的系统的实现，通过静脉给药的方式，用来对产妇剖宫产进行术后镇痛，通过对输注系统进行测试，其流量和流速的稳定一致性较好，可以实现持续、定量、精准、安全的输注。微流量输注系统还支持接入到医院的信息系统中，通过无线传输的技术使输注系统具备监护管理、镇痛管理、移动查房等功能，提高医护人员的工作效率，帮助医护人员随时随地接收在术后镇痛的各项数据，帮助医护人员更好地掌握输注的情况以及镇痛的效果，还可以自动生成患者镇痛的分析报告，加强医护人员的术后镇痛的管理工作。