李艷菊，李雅平，張 靜

LED靜脈輸液針頭的研制

李艷菊，李雅平，張 靜

目的：研制LED靜脈輸液針頭，便于在夜間或暗光條件下輸液時(shí)，提高靜脈穿刺成功率。方法：利用LED固態(tài)的半導(dǎo)體器件與靜脈輸液針頭有效結(jié)合，直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，形成固定光源。結(jié)果：LED靜脈輸液針頭體積小、驅(qū)動電壓低、光效高，可為輸液提供有效照明。結(jié)論：LED輸液針頭可以解決靜脈穿刺時(shí)局部光源的問題，從而進(jìn)一步提高了救援現(xiàn)場靜脈輸液穿刺的成功率。

LED；靜脈輸液；針頭

0 引言

發(fā)光二極管（lightemitting diode，LED）是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，具有效率高、光色純、能耗小、壽命長、冷光源、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)。LED是21世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ墓庠碵1]。隨著全球范圍內(nèi)災(zāi)難事件頻頻發(fā)生，越來越多的國家重視災(zāi)難救援工作的研究和預(yù)防，而輸液是救援現(xiàn)場最常用的救治措施之一。無論是平時(shí)或戰(zhàn)時(shí),輸液都是不可缺少的臨床治療手段之一[2]，是臨床治療、搶救患者的重要給藥途徑。救援現(xiàn)場靜脈輸液的穿刺成功率直接影響到患者搶救的成功率。由于自然災(zāi)害的突發(fā)性、地域性等特點(diǎn),決定了其病種的復(fù)雜性和輸液環(huán)境的艱險(xiǎn)性[3]。醫(yī)學(xué)救援工作需要在各種地形、季節(jié)、時(shí)間和不同氣候條件下進(jìn)行，救治環(huán)境極不穩(wěn)定。輸液環(huán)境嘈雜、照明條件極差，是野外環(huán)境的輸液特點(diǎn)[4]。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 主要功能

LED是一種節(jié)能光源，具有體積小、驅(qū)動電壓低、光效高、便于照明設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。

本設(shè)計(jì)以加強(qiáng)野外救援時(shí)靜脈穿刺的局部光源為目的，在輸液針頭手柄上安裝了LED燈，便于在夜間或暗光條件下輸液時(shí)，提高靜脈穿刺成功率，為在各種地形、季節(jié)、時(shí)間和不同氣候條件下進(jìn)行野外救援創(chuàng)造成功救治的有利條件。

本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，整裝輕巧，幾何形態(tài)符合人體工效學(xué)需求，戰(zhàn)時(shí)環(huán)境目標(biāo)小，現(xiàn)場操作方便可靠，可有效提高應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的保障能力。

1.2 主要結(jié)構(gòu)

如圖1所示，LED輸液針頭由LED燈、扣式電池、貼片電阻、微動開關(guān)、針頭護(hù)翼和針頭及護(hù)套組成。

如圖1所示，該針頭以其帶有護(hù)套（F）的部分固定在針頭護(hù)翼（E）的中間部位，針頭護(hù)翼的側(cè)邊安裝有1只LED燈（A）、1塊扣式電池（B）和設(shè)置在扣式電池上的貼片電阻（C）；同時(shí)，在該側(cè)針頭護(hù)翼的邊沿處設(shè)置有微動開關(guān)（D）。

1.3 技術(shù)參數(shù)及封裝要求

整個(gè)針頭護(hù)翼（E）的尺寸（長×寬）為40 mm× 20 mm。設(shè)置有扣式電池的半部針頭護(hù)翼體積為20mm×20mm×2.5mm，沒有扣式電池的半部針頭護(hù)翼體積為20mm×20mm×1.6mm。LED燈的尺寸（長×寬）為3 mm×3 mm。設(shè)置燈頭透鏡，使光線中心點(diǎn)匯聚至針頭；照射角不大于30 sr；照射面光通量不小于2 lm。電池為鋰錳扣式電池，直徑為8mm，厚度為1.6mm，標(biāo)準(zhǔn)電壓為3 V，額定容量為10 mAh以上。貼片電阻的直徑小于扣式電池。微動開關(guān)采用重復(fù)率可達(dá)10次以上的拋棄型光源開關(guān)。封裝材料PVC或TPE符合國家標(biāo)準(zhǔn)，幾何形態(tài)符合人體工效學(xué)需求。

2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 LED燈頻率要求

LED燈采用510～530 nm的綠色光為工作頻段。作為夜視光源，綠色光特別適用于在夜晚進(jìn)行近距、微光、裸眼、精密的工作，具有容易被人眼接受，卻不容易被夜視裝備發(fā)現(xiàn)的特點(diǎn)，可減少救援目標(biāo)和救援現(xiàn)場的暴露概率。有關(guān)綠色光較紅色光和紫色光在工作時(shí)光環(huán)境優(yōu)良、不易被發(fā)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，是項(xiàng)目本身研究內(nèi)容的一部分。

2.2 LED燈功率和光亮度要求

LED燈采用工作電壓不大于3.0 V、輸出功率不小于0.06W、光亮度不小于1 cd/m2的低功耗燈珠。設(shè)置LED燈頭透鏡（LED罩），使光線方向中心點(diǎn)匯聚至針頭，照射角不大于30 sr，照射面光通量不小于2 lm，達(dá)到工作光環(huán)境要求，符合光學(xué)人體工效學(xué)需求。該部分關(guān)于光強(qiáng)度、照射角度和照射面光通量等人體工效學(xué)需求的研究，是項(xiàng)目本身研究內(nèi)容的一部分。

3 討論

醫(yī)療設(shè)備是進(jìn)行診斷、治病救人的特殊儀器，是醫(yī)院醫(yī)療教學(xué)和科研的重要工具，是衡量一所醫(yī)院醫(yī)療水平和診治實(shí)力的重要因素。LED產(chǎn)品作為醫(yī)療設(shè)備已在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域范圍內(nèi)應(yīng)用，如LED在核磁共振、手術(shù)無影燈等方面均有一些報(bào)道[5]。在國際救援中，雖然移動醫(yī)院的研制及使用在很大程度上解決了救援中的難點(diǎn)問題，但依然不能解決救援現(xiàn)場環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜、照明條件差、工作超負(fù)荷、生活條件艱苦的問題[6]。在調(diào)查玉樹地震現(xiàn)場救護(hù)無菌操作使用情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，使用頻率較高的護(hù)理操作有皮下注射、外周靜脈輸液[7]。在暗光甚至無光源時(shí)靜脈穿刺的成功率不能得到保證。藥物就不能及時(shí)輸入到患者體內(nèi)，嚴(yán)重影響了患者的搶救時(shí)機(jī)。LED輸液針頭的成功研制解決了弱光下靜脈穿刺時(shí)局部的光源問題,進(jìn)一步提高了救援現(xiàn)場靜脈輸液穿刺的成功率。

4 展望

隨著半導(dǎo)體材料和相關(guān)制造工藝技術(shù)的飛速發(fā)展，LED在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和人民生活中的應(yīng)用將日益廣泛和普遍。胡軍智在《國內(nèi)野戰(zhàn)型太陽能LED無影手術(shù)燈的發(fā)展現(xiàn)狀》一文中，分析了國內(nèi)外LED無影手術(shù)燈的發(fā)展?fàn)顩r和太陽能LED照明燈的優(yōu)劣，得出了研究野戰(zhàn)型太陽能LED無影手術(shù)燈的可行性[8]。隨著對LED研究的進(jìn)一步深入，其光效將進(jìn)一步得到提高，而其成本將進(jìn)一步下降。在不久的將來，LED取代白熾燈甚至熒光燈而發(fā)展成21世紀(jì)的一種主要的照明光源將成為一種趨勢[9]。從專利申請的統(tǒng)計(jì)情況看,我國有關(guān)LED照明的專利申請量近幾年快速增長，說明隨著LED照明產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，LED照明技術(shù)的創(chuàng)新也在持續(xù)增長。未來幾年，LED照明還將迎來技術(shù)創(chuàng)新的大發(fā)展[10]。

[1]趙玉文，舒杰.中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與規(guī)劃建議[EB/OL].[2008-07-03].http//www.newenergy.org.cn/htm l/0087/730818631_2.htm l.

[2]Sullivan M.Improvin gpatientsa fety with intelli gentin fusion devices[J]. Am JHealth SystPharm，2010，67（17）：1 415.

[3]趙文靜，趙雪生.災(zāi)害醫(yī)學(xué)對護(hù)理人員的要求[J].解放軍護(hù)理雜志，2004，21（10）：85-86.

[4]黃瑩，朱亞，葛學(xué)娣.輸液技術(shù)在應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援中的應(yīng)用現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J].東南國防醫(yī)藥，2011，13（2）：152-154.

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[9]范俊杰，寧凡.LED驅(qū)動電源的現(xiàn)狀與展望[J].中國科技信息，2009，8（1）：137-139.

[10]高蓓.LED照明技術(shù)中國專利態(tài)勢分析[J].電子知識產(chǎn)權(quán)，2010，6（15）：56-67.

（收稿：2013-06-21 修回：2013-10-23）

Development of intravenous infusion LED needle

LIYan-ju1,LIYa-ping1,ZHANG Jing1
(Nursing Department,the Affiliated Hospital of Logistics University of CAPF,Tianjin 300162,China)

Objective To develop an intravenous infusion LED needle for night use in order to enhance the success rate. Methods LED semiconductor component and intravenous infusion needle were combined,with the electrical energy transformed into light energy to form fixed light source.Results The LED needle had small size,low driving voltage and high luminous efficiency,and thus could be used for lighting during infusion.Conclusion The intravenous infusion LED needle can enhance the success rate of intravenous infusion greatly.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（7）：40-41]

LED;intravenous infusion;needle

R318.6；TH777

A

1003-8868（2014）07-0040-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.07.040

專 利：國家實(shí)用新型專利（ZL 201220230059.6）

李艷菊（1962—），女，碩士，主任，教授，主要從事護(hù)理教育和救援護(hù)理方面的研究工作，E-mail：lyjjyllll@163.com。

300162天津，武警后勤學(xué)院附屬醫(yī)院（李艷菊，李雅平，張 靜）