一种急救用新式防脱持续减压胸腔穿刺留置针的设计

高桂芳，高自然，韩 丹，赵玺龙，3*

（1.联勤保障部队第920 医院曲靖医疗区，云南 曲靖 655000；2.联勤保障部队第920 医院病理实验科，昆明 650032；3.联勤保障部队第920 医院疾病预防控制科，昆明 650032）

0 引言

现代战争中，张力性气胸约占战场全部伤员的1.1%[1]，占战伤伤亡人数的3%～4%[2]。张力性气胸主要由爆炸冲击伤、胸背部枪弹伤及车辆事故导致[3]，因肺组织损伤导致气体从裂口进入胸膜腔，造成胸腔内积气增多，严重影响肺的换气功能[4]，心脏及大血管也因此受压而导致循环障碍。张力性气胸是可预防性战伤，有效的胸腔穿刺可挽救90%伤员的生命[5-6]。院外胸腔穿刺一般使用穿刺留置针，现有的胸腔穿刺留置针在有经验的医疗人员操作下可以解决通气问题，但其结构在现场急救环境中尚存在以下技术缺陷：（1）穿刺针不自带单向通气功能，穿刺成功后需外接通气装置，不便于现场救治和伤员在转运过程中保持持续性通气功能；（2）固定不牢靠，穿刺后穿刺针可能在移动或搬运伤员过程中松脱、移位，导致胸腔穿刺失败；（3）不能实现穿刺深度显示与调节，穿刺深度不易把握，经验不足的人员难以实施，不利于在现场进行自救互救。为解决现有装置存在的上述问题，本研究设计了操作便捷、具有防脱和持续减压功能的新式战现场急救胸腔穿刺留置针（以下简称“新式胸腔穿刺留置针”）。

1 设计与结构

1.1 设计思路

该新式胸腔穿刺留置针在通用的胸腔穿刺留置针的基础上创新增加了单向通气活瓣、可旋调限位片、环形固定胶贴等组件。根据亚洲人的胸壁厚度，可旋调限位片默认位置为进针深度4.5 cm，对于不同体型的伤员可通过旋转可旋调限位片调节穿刺深度。穿刺套管管壁上附有多个通气口，以利于通气。留置针套管后端配有聚氨酯膜套，可向两侧翻转，当翻转至上方时呈末端开口的指套状通气活瓣。该新式胸腔穿刺留置针选用颜色的方式标识穿刺套管深度，使用时根据伤员体型调节可旋调限位片设定穿刺深度，留置针管后端的聚氨酯膜套向上翻转变为单向通气活瓣，具有单向通气功能，配置的环形固定胶贴通过可旋调限位片将穿刺套管牢固贴合在胸壁皮肤上。

1.2 结构

该新式胸腔穿刺留置针主要由穿刺针芯、留置针管、环形固定胶贴组成，如图1 所示。

图1 新式胸腔穿刺留置针实物图

穿刺针芯包括空心的金属针芯和塑料手持穿刺针柄，金属针芯前端为尖锐穿刺端，针芯直径1.2 mm，针芯长6.0 cm，金属针芯与留置针管套结合后针尖外露5 mm，针芯后端固定安装过渡衔接座，并与穿刺针柄固定连接一体成型；塑料穿刺针柄上设有内针芯卡口。留置针管包括多孔通气留置套管、可旋调限位片及安装在通气外接口的单向通气活瓣。留置套管由中等硬度的塑料制成，总长5.5 cm，内口直径1.5 mm，壁厚0.1 mm（14G 针头）。留置套管前端开口圆润，于前端侧壁1、2 cm 处开设通气孔，通气孔直径0.4 mm；留置套管后端3～5 cm 处标为蓝色，作为穿刺深度参考标尺。通气外接口前端安装可旋调限位片。可旋调限位片是由塑料制成的带有螺纹的装置，直径16 mm，厚度1 mm。可旋调限位片位于4.5 cm 处默认位置，使用时可根据不同伤员的胸壁厚度，在上下1.5 cm 的范围内调节胸腔穿刺深度。通气外接口中空，前端设有螺纹，与可旋调限位片相吻合，后端呈锥形座，锥形座上开设凹陷的环状凹槽，用于安装通气活瓣。通气外接口末端设有针芯卡口，实现穿刺针芯插入留置针管后固定，也可用于外接管路。单向通气活瓣由聚氨酯薄膜制成，开口端设有弹性胶圈，弹性胶圈卡持在通气组件基座的环状凹槽中，实现固定。弹性胶圈的宽度小于环状凹槽，通气活瓣厚度0.06 mm，展开长度30 mm，展开后可实现单向通气，如图1（b）所示。环形固定胶贴为无菌性环形胶贴，以无纺布、纺粘布为基材，涂以医用压敏胶，贴于剥离纸上，内孔直径8 mm，外口直径40 mm。穿刺通气后，使用环形固定胶贴将可旋调限位片贴附于皮肤上。

2 应用范围和使用方法

2.1 应用范围

新式胸腔穿刺留置针主要处置伤情包括：（1）胸部外伤史；（2）进行性呼吸困难；（3）伤侧胸部饱满，呼吸音减弱或消失，皮下气肿；（4）心率加快，血氧饱和度降低，甚至低血压及休克[7-8]；（5）在战现场条件下伤员出现呼吸困难并伴有胸部外伤。经过评估判断，即可进行胸腔穿刺，适用于院外环境急救和伤员转运阶段，也可用于院内穿刺救治。

2.2 使用方法

将伤员迅速转移至安全地带后，施救人员取出新式胸腔穿刺留置针，在伤侧锁骨中线第2 肋间垂直进针至留置针管蓝色位置处（根据伤者体型适当调整限位片位置），当出现突破感并伴呲呲声时，表明穿刺针已进入胸腔，再缓慢进针0.5 cm 后，旋转可旋调限位片至胸壁，然后拔出针芯，用环形固定胶贴将可旋调限位片固定于胸壁，最后将通气外接口后端的聚氨酯膜套向上翻转变为薄膜活瓣以保证持续单向通气。当伤员吸气时，胸腔内压力大于大气压，通气活瓣开放，胸膜腔内气体排出；呼气时，胸腔负压使通气活瓣关闭，阻止外界气体进入胸膜腔，因此伤员的呼吸、循环障碍在短时间内可得到缓解。在穿刺留置针留置过程中，密切观察伤员的意识、呼吸及血氧饱和度等，警惕因血凝块堵塞留置套管而影响气体的排出，有条件时每2 h 用生理盐水冲洗留置针管确保通畅[7]。在后送过程中，清醒伤员可采取仰卧位，昏迷伤员呈复苏体位，到有条件的医疗机构后可改用胸腔闭式引流。

3 应用评测

3.1 评测方法

选取医院的6 名实习学员进行张力性气胸的急救标准操作规程培训和新式胸腔穿刺留置针的使用操作培训。6 名学员分别采用普通胸腔穿刺留置针及新式胸腔穿刺留置针在医用综合模拟人上进行胸腔穿刺减压操作，记录完成穿刺操作所需要的时间。普通胸腔穿刺留置针采用医用透气聚乙烯（polyethene，PE）材质的透明贴布缠绕固定，新式胸腔穿刺留置针采用环形固定胶贴进行固定。

3.2 数据记录及结果分析

用秒表记录掌握胸腔穿刺方法的6 名实习生使用2 种穿刺留置针的穿刺操作时间。穿刺操作时间从开始操作时计时，以穿刺套管固定在胸壁时为结束。每名实习生使用每种穿刺留置针各操作2 次。穿刺留置针固定完毕后，用绳带连接外接口和拉力计，逐渐加力牵拉，直至套管松脱，记录松脱时拉力计的数值（防脱落力）（当留置针管向外脱出约0.5 cm 时视为脱落）。拉力测量采用NK-300 指针式推拉力计。数据采用SPSS 19.0 软件进行统计分析，计量数据以均数±标准差（±s）表示，2 组间比较采用独立样本t检验，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 种胸腔穿刺留置针操作所需时间和固定稳固性的比较结果见表1。由表1 可以看出，使用新式胸腔穿刺留置针操作时间较普通穿刺留置针显著缩短（P＜0.001），表明新式胸腔穿刺留置针操作更快捷。在防脱落方面，新式胸腔穿刺留置针防脱落力明显大于普通穿刺留置针（P＜0.001），表明新式胸腔穿刺留置针固定效果更好。另外，2 种胸腔穿刺留置针均能起到排气减压的作用，新式胸腔穿刺留置针自带通气活瓣，能快速实现持续单向通气减压。同时，新式胸腔穿刺留置针的穿刺深度设定较普通胸腔穿刺留置针快捷、准确，不同操作者的穿刺操作均能保持同一穿刺深度（4.5 cm）。

表1 2 种胸腔穿刺留置针操作所需时间和固定稳定性的比较

4 创新点

（1）穿刺操作方面：为解决现有穿刺留置针的穿刺深度难以调节的问题，本新式胸腔穿刺留置针设计了可调整进针深度的可旋调限位片，穿刺时默认在进针4.5 cm 处停止，适合成年亚洲人的胸壁厚度，更适合中国人群。针对不同体型的伤员，可通过旋转可旋调限位片调节穿刺留置针的进针深度。

（2）留置固定方面：为解决现有穿刺留置针固定不牢靠、可能因移动或搬运发生松脱、移位的问题，本新式胸腔穿刺留置针配有环形固定胶贴，可将可旋调限位片固定在胸壁皮肤上，避免在搬运过程中松脱，实现留置。

（3）持续通气方面：为解决现有穿刺留置针不便于保持持续性通气功能的问题，本新式胸腔穿刺留置针增加了单向通气活瓣，展开后可实现单向通气。在留置过程中，胸腔的气体进入聚氨酯膜套进行减压，不需要进行重复穿刺，避免了因重复穿刺造成的感染及创伤。留置针管前端开设通气孔，加上留置套管前端的开口，在留置及通气过程中不会造成堵塞从而影响通气顺畅。

5 讨论

如何实施方便、快捷的穿刺操作，提高穿刺成功率，是院外急救的重要研究内容[9-10]。张力性气胸在确认伤情后，须立即穿刺排气以降低胸腔内压力[11]。院内胸腔穿刺装置为胸腔闭式引流管，由专科医生操作，外接水封瓶以实现持续减压，需通过缝合固定。但在战现场条件下，救治环境有其特殊性，现场的第一急救人员往往不具备丰富的临床处置经验，因此现场施救要求救治器材操作简单、效果稳定。目前，在战现场条件下，一般使用钢制空心针芯及外套导气管进行穿刺，穿刺深度难以把握，难以快速实现持续通气减压，且医用胶带缠绕固定效果不佳。

为解决上述问题，我们设计了新式战现场急救胸腔穿刺留置针。目前，我国使用的穿刺针的针长为8.0 cm；欧美ARS 套管针长为8.25 cm，直径为1.9 mm，该长度适合欧美男性胸壁厚度[12-13]。文献报道超声测定中国普通男性及女性胸壁厚度为1.1～3.7 cm[14]，中国胸腔急救穿刺专家推荐进针深度为3～4 cm。该新式胸腔穿刺留置针的长度是基于我国人体数据设计的，穿刺体内部长为4.5 cm，针对不同体型的伤员，可通过可旋调限位片调整进针深度。该新式胸腔穿刺留置针设计的环形固定胶贴操作便捷、固定牢靠，可有效减少通气管松脱的情况。在战现场救治环境下，可能需要进行长时间后送，伤员对持续性减压的要求较高。有报道称在留置鞘管的针座上安装单向止回阀，可解决单向通气问题[15]，但在实际应用中发现，胸部外伤产生的渗出物会堵塞单向止回阀，进而影响通气功能。该新式胸腔穿刺留置针只需将膜套拉出即可有效通气，结构简单、操作快捷，能满足伤员现场救治阶段和后送阶段的持续单向通气减压需求。

本研究设计的新式胸腔穿刺留置针借鉴了国内外现有的通气器材和技术，通过自救互救迅速纠正张力性气胸，穿刺深度适用于亚洲人群，有效穿刺的同时可避免对胸腔脏器的损伤和引流不畅，通气活瓣和环形固定胶贴便于持续性单向的通气和留置固定，应用评测显示其结构设计合理，操作简单、安全，适合战现场环境下急救胸腔穿刺使用。本研究在应用中也发现一些不足需要进一步改进：该新式胸腔穿刺留置针的各部件为单独加工制作组装，部分配件需制作模具以提升加工精度；另外，可旋调限位片的厚度可从中央到边缘逐渐变薄，以利于环形固定胶贴更好地黏附在皮肤上。为促进该新式胸腔穿刺留置针技术的转化，下一步将在改进优化的基础上进行动物模型研究并申请临床应用研究。