自救式加压发热止血带的研制

肖楚兰，李富强，卢思萍，李峻辉

（联勤保障部队第920 医院中医科，昆明 650100）

0 引言

创伤后大出血是重大外伤伤员的主要死亡原因之一，以美军在阿富汗和伊拉克的战斗为例，90.9%可避免的院前死亡是由失血过多导致的，其中四肢出血占13.5%[1]。此外，在我国推荐的MARCH（massive hemorrhage，airway，respiration，circulation，hypothermia）伤情评估法中，大出血评估的优先级比气道评估更高[2]，因此创伤后大出血是目前军事医学以及灾害救援医学亟须解决的实际性难题，相关研究目前主要着眼于止血敷料[3]以及新型止血工具的开发。另外，高原寒区恶劣的地理气候条件（低氧、低压和低气温）使得止血急救操作更加复杂[4]，对快速止血工具的需求更为迫切。目前我国户外急救肢体止血工具主要为三角巾、旋压止血带，且多用于救护人员对伤员的救护，而伤员的“自救”往往难以操作且效果不佳[5]。止血工具操作的复杂性、受伤后自救能力减弱以及极端的寒冷环境均会导致救治时间大大延长。基于“白金十分钟”“黄金半小时”等救治理念，目前救护人员对伤员的救护方式很可能耽误最佳的救治时间，从而导致较高的致死率、致残率。基于此，本研究设计一款用于高原寒区肢体创伤后大出血的自救式加压发热止血带，旨在提升高原寒区肢体创伤后大出血伤员的自救能力。

1 高原寒区肢体创伤后止血面临的问题

1.1 失血耐受力大大降低

高原寒区低氧、低气压和低气温环境下肢体创伤后大出血相较于其他地区更容易导致失血性休克的发生。有研究[6]显示，高原环境下导致休克的失血量显著低于常规环境，因此高原寒区伤员的失血耐受能力相较于其他地区大大降低。对于初入高原的人员而言，高原环境会对全身各系统产生影响，包括缺氧代偿性红细胞增生、心率加快、血压升高、肾血流量减少等[7]，一旦发生失血性休克，这些状况将进一步加重，进而出现机体氧供、微循环血供、体温维持、凝血功能等严重失衡的状况，从而导致致死率增高。

1.2 现场止血操作不便

高原寒区的低氧、低气压和低气温环境对救治人员的止血操作会产生非常大的阻碍，其体能状况及救治能力会大幅下降，影响了救治时效与效果。有研究[8]显示，在气温低于-25 ℃时，止血包扎操作13 min 后，手指会变得麻木、不灵活，25 min 后则会失去包扎抢救能力。孙蕊等[9]针对该情况研制了一款高寒环境战术战伤救治用超薄发热手套，能够解决卫勤人员寒冷环境下进行精密操作的问题，但是仍难以满足高原寒区环境下肢体创伤后大出血止血自救的救治需求。此外，高原寒区伤员往往衣着厚重，这直接影响了救治的效果，而脱去衣物则可能会直接导致伤员持续失温。

综上，研制的自救式加压发热止血带（以下简称“止血带”）不仅要操作简便，还需要达到止血效果佳、止血速度快、压力可调节、可提供热量的目标。

2 装置设计

止血带整体结构为长条形，主要由可充气式袖带、产气发热装置、减压装置和微型计时器4 个部分组成，如图1 所示。

图1 自救式加压发热止血带结构图、固定位置图及实物图

2.1 产气发热装置

产气发热装置体积约5 cm3，主要由内缸和外缸组成，两者采用螺钉固定，可拆卸，以确保止血带的可再利用性，结构图如图2 所示。外缸顶部中央为方形孔洞，内含胶圈，胶圈预留孔洞穿过开关滑杆，保证外缸的气密性。为避免装置被无意激发，开关选用平行于身体的按压式。开关滑杆下部连接撞针板，撞针板下部固定2 枚撞针，分别作用于产气模块（由产气药块与产气药块卡槽组成）中的药块以及发热模块（由水包、多孔挡板、内缸、发热药块、螺旋式底盖、外缸组成）内的水包，撞针板上部通过强力弹簧与外缸的上部内侧连接，处于压缩状态。内缸内侧撞针板接触部分下缘处设置4 个圆柱形凹槽，其中放置弹力式卡扣，该卡扣由金属卡扣与小型弹簧组成，其中金属卡扣采用半椭圆形设计。当开关被按压时，撞针板挤压卡扣使其进入凹槽内，撞针板限制解除后可产生向前的高速运动，致使撞针撞击产气药块（氮化钠、三氧化二铁）从而产生气体，同时刺破水包从而使发热模块进行放热反应，使用结束后可回拉开关使撞针板位置复原。发热模块为长柱形，内置水包以及发热药块（氧化钙），顶端为一个圆形孔洞，孔洞下方设置一个小型橡胶片，保证撞针容易刺入并防止该装置倾倒时水液流出；底部有螺旋式底盖，方便拆卸更换水包以及发热药块。水包与发热药块之间设置一个带有弹簧的双边多孔板，弹簧处于压缩状态，一旦水包被刺破，弹簧弹力挤压水包使水与氧化钙发生放热反应。内缸内侧缘凹槽下部（略大于撞针板厚度）设置长方体定位卡点，防止撞针板过度下移以及固定多孔板。开关装置启动后，强力弹簧处于拉伸状态，有一定的回弹力，方便开关恢复原位。多孔板设置于定位卡点下方，固定于内缸内侧，并在撞针对应位置固定产气模块与发热模块。内缸底部预留出气孔连接减压装置，产气药块撞击后所产生的气体通过多孔板气孔以及出气孔进入气囊。

图2 产气发热装置结构示意图

2.2 可充气式袖带

可充气式袖带[如图3（a）所示]设计为上肢款和下肢款。上肢款（容积约3 L）长50 cm，其中气囊袋为40 cm（成年人的臂围通常为25～35 cm，预留5 cm），尼龙钩带为10 cm（置于止血带内侧），宽为8 cm；下肢款（容积约6 L）长75 cm，其中气囊袋为60 cm（成年人的大腿围通常为45～55 cm，预留5 cm），尼龙钩带为15 cm，宽为12 cm。可充气式袖带外侧为固定用布料，内侧设置气囊。固定用布料背侧选用质地结实且较为柔软、耐磨防刮、无延伸性的帆布布料，能够在一定程度上保护其内侧的气囊，并能够限制其内侧气囊充气后向外侧扩张，迫使其向内侧扩张压迫肢体，其较为柔软的质地还能保证伤员的舒适性。气囊部分外侧布料为20 cm 尼龙绒带，与尼龙钩带共同固定止血带于伤员四肢；内侧A 面布料同背侧，用以固定尼龙钩面，内侧B 面布料则选用弹性较好且保温效果较好的氨纶布料，一定程度上能够保证充气气囊的扩张，还能维持伤员患肢的体温。气囊采用高张力、高拉力、强韧和耐老化的热塑性聚氨酯弹性体材质，同时采用波浪式设计，使患肢能够均匀受压。气囊出气口朝向袖带背侧，穿过帆布孔洞与减压装置、产气发热装置相连。产气发热装置两侧设置尼龙搭扣固定带用以固定。

图3 可充气式袖带、减压装置、微型计时器结构图

2.3 减压装置

减压装置[如图3（b）所示]的主体部分为减压阀，其上部连接产气装置的出气口，中间为气阀嘴和气阀帽，气阀帽与气阀嘴以螺纹旋转固定，气阀帽内部顶端固定适宜大小的橡胶垫片。当气阀帽旋转至固定时，气体被橡胶垫片密封；当气阀帽旋转至松开时，气囊内气体会因为压强差缓慢释放出来，达到逐步减压的目的。

2.4 微型计时器

微型计时器[如图3（c）所示]使用电子计时器，呈长方体，顶端为长方形开关，设置为触发后1 h 发出减压警报，防止肢体因缺血时间过长而坏死。计时器通过一个插入式卡扣与产气发热装置上的卡槽进行固定，计时开关与产气发热装置的开关偶联，当激发产气发热装置的开关后，计时器便可开始计时。

3 使用方法

常规情况下，使用尼龙搭扣将止血带封闭为环状袖带，固定于双侧上下肢1/3 处，并视情况将开关调整至最易操作位置。当出现创伤后肢体大出血的情况时，可立即用健肢按压患肢上的产气发热装置开关，该装置会瞬间产生大量氮气以及热量，从而达到止血保温的目的。与此同时，微型计时器开始计时，1 h 后提示患肢止血带需要进行适当减压，防止患肢出现缺血坏死。

4 应用效果

在不脱去厚重衣物的前提下，受试人员能够在1～2 s 内完成止血自救操作，操作后远端动脉搏动消失，远端肢端指甲血色消失，表明其止血效果良好。产气发热装置所产热量能够在10 s 左右逐步扩散至止血带包裹区域，在一定时限内能够有效维持或者提高该区域的体温。

5 结语

本止血带是针对高原寒区肢体创伤后大出血伤员而设计的，不仅能够达到快速止血的目的，还能提供热量以保持患肢温度，可大大提高伤员的自救能力。但本止血带仍存在以下不足：仅通过放热化学反应来为伤员患肢提供一定的热量支持，难以保持患肢的恒温效果。下一步将以提高止血带恒温保持能力为主要研究方向，以期在保证患肢止血效果的基础上达到恒温且可控的效果。