紀云譯,唐卿軻,孫瑞聰,張瑩(通信作者),王旭(通信作者)
哈爾濱醫(yī)科大學(xué) (黑龍江哈爾濱 150081)
創(chuàng)傷性休克是醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)實驗項目之一,在對實驗動物進行搶救中,最為關(guān)鍵的搶救措施是及時為實驗動物進行靜脈輸液,擴充循環(huán)血容量,而在第一時間同時實現(xiàn)動脈和靜脈輸液對挽救實驗動物的生命具有重要的意義[1-6]。在實驗中,由于動物耳緣靜脈較細,輸液速度較慢,常發(fā)生實驗人員高舉液體或?qū)⑤斠杭芊旁趯嶒炁_上的情況,給搶救帶來不便,且不利于實驗人員更好、更及時地觀察搶救過程。為了提高實驗動物的搶救成功率,確保實驗人員在有效時間內(nèi)更好、更完整、更系統(tǒng)地觀察搶救的全過程,同時避免實驗過程中由于輸液速度過慢導(dǎo)致?lián)尵刃Ч伙@著,甚至實驗動物死亡,實驗失敗,不能觀察任何實驗結(jié)果的情況,也為了減輕實驗人員的勞動強度和心理壓力,設(shè)計一款不受“高度差”影響,移動性、便攜性更強,具有智能性,可初步實現(xiàn)自動加壓、自動報警的輸液設(shè)備非常必要。鑒于此,本研究設(shè)計了一款便攜式智能輸液設(shè)備,其結(jié)構(gòu)簡單,輕便易攜帶,可操作性強,智能化程度較高,能夠滿足不同環(huán)境下的動脈和靜脈輸液,現(xiàn)將其設(shè)計過程和應(yīng)用情況介紹如下。
便攜性、自動加壓、自動報警、具有一定智能性及安全性是設(shè)計便攜式智能輸液設(shè)備的技術(shù)核心。對于實驗動物加壓輸液設(shè)備,我們采用如下技術(shù)方案。(1)自動加壓氣泵技術(shù):以自動加壓氣泵作為“動力源”,使輸液加壓袋(或輸液袋/輸液瓶)獲得輸液所需的正壓差,從而實現(xiàn)“加壓輸液”。(2)智能化加壓:自動加壓氣泵實現(xiàn)了智能化控制,我們可在其控制面板上調(diào)節(jié)所需要的流量(0~18 L/min),實現(xiàn)持續(xù)加壓。(3)自動泄壓閥及止逆閥的保護:自動泄壓閥的設(shè)計可防止壓力過大致加壓袋袋體爆裂,保護實驗動物,維持壓力在0~300 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),當(dāng)壓力達到紅色刻度時,已為最大氣壓,其會自動泄壓;而止逆閥的設(shè)計可有效防止充壓的輸液袋/輸液瓶中的液體在停止加壓后流向自動加壓氣泵。(4)自動報警:對輸液過程進行全程監(jiān)控,保證輸液過程中不會出現(xiàn)空管、氣泡等異?,F(xiàn)象,若出現(xiàn)異常,則會自動發(fā)出提示音報警。
主機以自動加壓氣泵為“動力源”,通過加壓氣泵上的延長氣管接入帶有自動泄壓閥的加壓袋或直接接入輸液袋/輸液瓶,然后通過加壓氣泵向加壓袋或輸液袋/輸液瓶加壓,隨后通過加壓袋擠壓輸液袋或通過輸液袋/輸液瓶中空氣壓力直接擠壓液面產(chǎn)生正壓差,使藥液輸入動物體內(nèi);通過設(shè)定加壓氣泵控制面板上的加壓/減壓數(shù)值,調(diào)節(jié)控制輸出氣體的壓力,當(dāng)氣壓達到預(yù)設(shè)值時,加壓氣泵停止充氣,在輸液過程中輸液警報器會對輸液狀況進行實時監(jiān)控,當(dāng)出現(xiàn)氣泡、斷流、無藥等狀況時,會發(fā)出提示音報警,當(dāng)所設(shè)壓力值超過加壓袋所能承載的最大壓力時,自動泄壓閥門會自動打開并泄壓,防止加壓袋爆裂;當(dāng)停止加壓后,止逆閥可有效防止充壓的輸液袋/輸液瓶中的液體流向加壓氣泵,有效保護實驗設(shè)備及實驗動物。
便攜式智能輸液設(shè)備的實物圖見圖1。
圖1 便攜式智能輸液設(shè)備實物圖
2.1.1實驗?zāi)康?/p>
主要檢測便攜式智能輸液設(shè)備的自動加壓、自動泄壓、自動報警等技術(shù)指標,以及設(shè)備的便攜性、精準度、靈敏度、穩(wěn)定性和安全性。
2.1.2實驗步驟和方法
(1)實驗動物:家兔(由林甸縣慶緣動物養(yǎng)殖場提供),實驗前禁食、禁水8 h。(2)麻醉與固定:取1只家兔稱重后,于其耳緣靜脈緩慢注入5 ml/kg 20%氨基甲酸乙酯,注射過程中注意觀察家兔肌肉張力、呼吸頻率、角膜反射情況,防止麻醉過深,由于個體差異,麻醉效果以角膜反射消失為準;麻醉成功后使家兔仰臥固定于兔臺上。(3)設(shè)備聯(lián)接:通過家兔耳緣靜脈聯(lián)接便攜式智能輸液設(shè)備。(4)肝素化:于家兔耳緣靜脈注射1 ml肝素,使全身血液肝素化。(5)復(fù)制急性失血性休克模型:在家兔一側(cè)腹股溝處沿股動脈方向做皮膚切口,分離出股動脈,向股動脈內(nèi)插入動脈插管,先少量放血[放血量約占全血量的10%(全血量約為體質(zhì)量的7%或70 ml/kg)]至儲血瓶(預(yù)放肝素抗凝)中備用,然后停止放血,觀察動脈血壓、呼吸等變化;放血10 min使血壓穩(wěn)定在低水平后,再次放血10%全血量,時間為3~5 min,切勿過快,可見血壓開始時迅速下降,之后略有回升,待血壓穩(wěn)定在40 mmHg后,停止放血,此時家兔處于失血性休克狀態(tài),觀察記錄家兔一般情況,如呼吸、皮膚黏膜等的變化,并立即進行耳緣靜脈加壓輸液(0.9%氯化鈉注射液,15 ml/kg),實現(xiàn)以120滴/min的速度快速輸入,隨后輸入儲血瓶中經(jīng)肝素抗凝后的自體血液(0.9%氯化鈉注射液和自體血液應(yīng)在5 min內(nèi)輸完),觀察輸液速度與家兔生命體征及壓力監(jiān)測的變化,及時記錄液體輸入時的各項指標,以及使用智能輸液裝置中存在的問題,及時調(diào)整輸液裝置。
2.2.1實驗?zāi)康?/p>
同“2.1.1”。
2.2.2實驗步驟和方法
(1)實驗動物:家兔(由林甸縣慶緣動物養(yǎng)殖場提供),實驗前禁食、水8 h。(2)麻醉與固定:麻醉同“2.1.1”;麻醉成功后使家兔仰臥固定于兔臺上,固定家兔門齒,充分暴露頸部術(shù)野。(3)設(shè)備聯(lián)接:通過家兔耳緣靜脈聯(lián)接便攜式智能輸液設(shè)備。(4)手術(shù):剪去家兔頸部毛發(fā),沿甲狀軟骨下緣頸部正中縱行切開皮膚5~7 cm,分離皮下組織和肌肉后,暴露氣管穿線備用,于甲狀軟骨下3~4個軟骨環(huán)處做“丄”形切口,插入“Y”字形氣管插管,用備用線結(jié)扎固定,插管的一端可用活動夾調(diào)節(jié),使家兔的呼吸節(jié)律及幅度適宜,另一端與呼吸換能器相連,記錄家兔的呼吸節(jié)律及深淺程度。(5)復(fù)制急性實驗性呼吸功能不全模型:采用智能輸液裝置,通過家兔耳緣靜脈上保留的輸液通路進行加壓輸液(無需進行頸外靜脈插管),并調(diào)節(jié)加壓氣泵的壓力值,實現(xiàn)以160滴/min(80 ml/kg)的速度快速輸入0.9%氯化鈉注射液,輸液過程中觀察家兔呼吸運動變化及氣管插管口是否有粉紅色泡沫流出(如有則復(fù)制成功),如變化不明顯,可緩慢滴注1 mg/kg腎上腺素(用20 ml 0.9%氯化鈉注射液稀釋),觀察家兔呼吸變化。
傳統(tǒng)手術(shù)方法為分離一側(cè)頸外靜脈,遠心端結(jié)扎,近心端用動脈夾夾閉,在靠近結(jié)扎端一側(cè)剪一斜口,將輸液器前端針頭剪掉,向心方向插入頸外靜脈中行頸外靜脈插管,用線將插管與靜脈扎緊,并聯(lián)接靜脈輸液裝置,低速輸入0.9%氯化鈉注射液以保持輸液通道通暢。上述操作增加了術(shù)中出血風(fēng)險及組織損傷發(fā)生情況,延長了手術(shù)時間,降低了實驗動物搶救成功率。而運用便攜式智能輸液設(shè)備,無需通過頸部手術(shù)來分離頸外靜脈,只需通過耳緣靜脈進行快速輸液,不僅可快速完成輸液,而且輸液速度可控,并且可反復(fù)進行耳緣靜脈穿刺,便于操作,出血少,損傷小,極大地縮短了手術(shù)及搶救時間,提高了搶救效率。
本研究通過兩個實驗對便攜式智能輸液設(shè)備相關(guān)功能均進行了可靠性、安全性、實用性檢驗,總結(jié)該設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢如下。(1)當(dāng)輸液管出現(xiàn)斷流、大氣泡、無藥液時,設(shè)備自動警報器會發(fā)出提示音,直到實驗人員排除異常為止,避免氣體進入實驗動物體內(nèi)而引起空氣栓塞,提高了急救安全性,降低了實驗人員的勞動強度,利于實驗人員有更多的時間和精力觀察實驗、記錄變化、分析結(jié)果。(2)設(shè)備具有無“高度差”條件下的耳緣靜脈輸液所需要的動能,可滿足任何實驗環(huán)境下加壓輸液的需求,擺脫了重力輸液的局限性,極大地提高了實驗動物搶救成功率。
總之,相較于傳統(tǒng)輸液方法,便攜式智能輸液設(shè)備更安全、更便捷、更智能,可在短時間內(nèi)實現(xiàn)快速輸液。但是,該設(shè)備也存在一些缺陷,例如,由于使用自動加壓氣泵來壓縮空氣作為動力源,可能會對輸液速度的自動精準設(shè)定和調(diào)整造成影響,不及臨床輸液泵、止疼泵采用的蠕動的輸液方式;在自動加壓氣泵的控制面板上輸入調(diào)節(jié)的是壓力值,有待于進一步改進為流量/分鐘,以更便于實驗人員操作;自動警報器尚未真正地與自動智能加壓輸液泵連接在一起,從而達到有報警時自動切斷輸液并停止加壓的目的,有待進一步完善和改進。