李超 杜靜 楊衛(wèi) 王桂英 天津市醫(yī)療器械研究所 (天津 300110)
內(nèi)容提要: 就新型體外循環(huán)監(jiān)視儀的研制與技術(shù)創(chuàng)新做一介紹,其在原有監(jiān)視儀的基礎(chǔ)上新增了與體外循環(huán)手術(shù)密切相關(guān)且實(shí)用的新功能,例如連動功能、自動換算功能、自動記錄存儲功能、監(jiān)視畫面自動切換功能等。使體外循環(huán)監(jiān)視儀更具智能化和可操作性,更加符合現(xiàn)代體外循環(huán)手術(shù)的技術(shù)要求。
體外循環(huán)技術(shù)是利用一系列特殊人工裝置將回心靜脈血引流到體外,經(jīng)人工方法進(jìn)行氣體交換,調(diào)節(jié)溫度和過濾后,輸回體內(nèi)動脈系統(tǒng)的生命支持技術(shù),也稱心肺轉(zhuǎn)流術(shù)[1]。體外循環(huán)技術(shù)廣泛應(yīng)用于心內(nèi)直視手術(shù),如先天性心臟病、換瓣、搭橋手術(shù)。還有心、肺移植術(shù),大血管(胸/腹主動脈瘤)手術(shù),腎癌切除及下腔靜脈癌栓摘除術(shù),肝移植(靜脈-靜脈轉(zhuǎn)流)手術(shù),氣管手術(shù),纖支鏡下肺灌洗(肺泡蛋白沉著癥)術(shù)等。近年來,醫(yī)務(wù)工作者應(yīng)用體外循環(huán)技術(shù)又開拓了新的體外生命支持領(lǐng)域,如心臟術(shù)后嚴(yán)重低心排血量綜合征,左心衰竭、右心衰竭、全心衰竭的輔助循環(huán),急性呼吸功能衰竭的體外膜肺支持療法等[2]。同時,一些更新的領(lǐng)域正在不斷開發(fā),如利用高溫體外循環(huán)的方法殺傷體內(nèi)的艾滋病病毒,利用體外循環(huán)超濾的方法進(jìn)行戒毒,微創(chuàng)體外循環(huán)臨床應(yīng)用等[3,4]。
體外循環(huán)監(jiān)視儀是醫(yī)療單位在心臟體外循環(huán)(CPB)手術(shù)中,對患者多點(diǎn)體溫、管路壓力、管路氣泡和氧合器血液平面進(jìn)行監(jiān)視,以及對手術(shù)中一些重要時間參數(shù)進(jìn)行計(jì)時的一種儀器。
針對目前臨床上使用的監(jiān)視儀在操作、數(shù)據(jù)存儲與麻醉監(jiān)護(hù)儀的畫面切換等方面存在的缺陷,新型智能化體外循環(huán)監(jiān)視儀在以往產(chǎn)品的基礎(chǔ)上做出幾點(diǎn)改進(jìn),使其更具智能化和可操作性,更加符合現(xiàn)代體外循環(huán)手術(shù)的技術(shù)要求。主要體現(xiàn)在如下方面:
體外循環(huán)監(jiān)視測量系統(tǒng)與滾壓式動脈灌注血泵之間有數(shù)據(jù)線相連,當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)視測量到血循環(huán)管路異常時可發(fā)出聲覺和視覺提示同時發(fā)出信號讓灌注泵停止灌注,待異常消除后又發(fā)出信號使灌注泵恢復(fù)灌注。
異常情況有兩種:
①壓力超過上限或下限。體外循環(huán)監(jiān)視測量系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測灌注泵前和灌注泵后的壓力情況,當(dāng)血液循環(huán)管路中有彎折、堵塞等異常時就產(chǎn)生壓力過大現(xiàn)象,甚至管路被崩開,危及患者生命;當(dāng)血液不能正常灌入人體時就產(chǎn)生壓力過小現(xiàn)象。
②血液循環(huán)管路中有較大氣泡。體外循環(huán)監(jiān)視測量系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測血液循環(huán)管路中是否有體積大于1mL的氣泡。因?yàn)槿梭w能吸收氣泡的極限是5mL,當(dāng)血液中有5mL氣泡時則立刻導(dǎo)致患者死亡[5]。
手動輸入患者的身高、體重等信息,則自動顯示出手術(shù)過程中需添加、給入的各種藥液、藥劑的用量。
手術(shù)過程中體外循環(huán)監(jiān)視測量系統(tǒng)自動記錄患者各部位溫度(鼻溫、肛溫、體表溫等),繪制出溫度—時間曲線;自動記錄灌注壓變化情況,繪制出壓力—時間曲線。
圖1. 監(jiān)視儀單片機(jī)程序框圖
操作體外循環(huán)設(shè)備的灌注師,需要隨時了解患者的生命指標(biāo)特征,以便隨時調(diào)控血泵、變溫設(shè)備。目前臨床中使用的體外循環(huán)監(jiān)視儀都沒有聯(lián)機(jī)顯示監(jiān)護(hù)儀畫面的功能,灌注師只能向操作監(jiān)護(hù)儀的麻醉師詢問具體數(shù)據(jù),才能了解患者的實(shí)時狀況。既不方便,也不能保證口述數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,給手術(shù)的順利進(jìn)行帶來了安全隱患。新型體外循環(huán)監(jiān)視測量系統(tǒng)可進(jìn)行顯示畫面切換,能實(shí)時顯示麻醉監(jiān)護(hù)儀中各項(xiàng)生命體征參數(shù),更有利于灌注師對手術(shù)中所有相關(guān)信息的掌握,以便采取最佳方案。
由于在原有體外循環(huán)監(jiān)視儀的基礎(chǔ)上新增了與麻醉監(jiān)護(hù)儀畫面的切換功能,更改了單片機(jī)程序框圖,如圖1所示。相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。
新型智能化體外循環(huán)監(jiān)視儀與其他監(jiān)視儀相比,具有功能多,存儲量大,安全可靠等優(yōu)勢;與進(jìn)口機(jī)器相比,更具有使用方便,貼合用戶習(xí)慣等優(yōu)勢,其技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)主要有:
圖2. 監(jiān)視儀電路設(shè)計(jì)框圖
監(jiān)視儀采用計(jì)算機(jī)控制,觸摸液晶顯示器顯示,控制精確,操作簡便,根據(jù)臨床使用需要,自主開發(fā)設(shè)計(jì)軟件程序,全中文界面,非常適合我國醫(yī)務(wù)工作人員的使用習(xí)慣。
具有手術(shù)資料的記錄和打印功能,可以替代灌注師進(jìn)行體外循環(huán)的記錄:①患者基本情況。包括住院號、姓名、性別、年齡、體重、手術(shù)日期、病癥名稱、手術(shù)醫(yī)生、麻醉師、灌注師等內(nèi)容。②體外循環(huán)手術(shù)預(yù)充液情況,并自動計(jì)算相關(guān)的晶體、膠體及平衡量。灌注師可以事先存儲典型病例的預(yù)充液配方,以備手術(shù)中調(diào)用。③體外循環(huán)手術(shù)使用的設(shè)備和采用的心肌保護(hù)方法。④體外循環(huán)手術(shù)中血?dú)饣?yàn)數(shù)據(jù)(包括PCO2、PO2、pH、HCT等內(nèi)容)和用藥情況(包括藥名、劑量等)。⑤手術(shù)過程中自動記錄的溫度、壓力、計(jì)時的數(shù)據(jù)。⑥體外循環(huán)小結(jié),包括使用的體外循環(huán)設(shè)備、采用的心肌保護(hù)方法、肝素的使用情況、尿量和出血量情況、記錄的各種時間等。
具有手術(shù)資料的查詢功能。可以按住院號、姓名、手術(shù)日期、病癥名稱分別查找手術(shù)記錄,便于醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行分類、總結(jié)和研究。
具有意外斷電時數(shù)據(jù)保護(hù)功能。對正在進(jìn)行的手術(shù),恢復(fù)供電時,可以繼續(xù)原來的記錄,數(shù)據(jù)不會丟失。
具有可編輯的資料庫。對于常用的記錄項(xiàng)目(例如病癥名稱、手術(shù)進(jìn)程名稱等),使用者可事先進(jìn)行編輯,使用時只需點(diǎn)一下所需要的內(nèi)容,就可寫入文件,省去了手術(shù)中輸入的時間。
另外,新型智能化監(jiān)視儀在原有功能的基礎(chǔ)上更加強(qiáng)化和精確了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性:①四路體溫計(jì):采用進(jìn)口溫度探頭,用于監(jiān)測并顯示患者的肛溫、鼻溫等部位的溫度數(shù)值[6]。②兩路壓力計(jì):采用進(jìn)口壓力傳感器,用于監(jiān)測并顯示管路中的泵前、泵后壓力,單位為mmHg或kPa。有數(shù)字式和指針表式兩種顯示方式。具有超壓報(bào)警功能[7]。③三路計(jì)時器:用于對手術(shù)中各種時間參數(shù)的計(jì)時,并自動記入文件。第三路計(jì)時器可作定時器使用。④氣泡監(jiān)測器:用于監(jiān)測管路中的氣泡,當(dāng)管路中有氣泡時,系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。⑤血平面監(jiān)測器:用于監(jiān)測氧合器的血液平面,當(dāng)血平面低于設(shè)定的位置時,系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。
新型智能化體外循環(huán)監(jiān)視儀的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn),并通過了相關(guān)檢驗(yàn)[8,9]。在設(shè)計(jì)過程中,充分考慮了醫(yī)護(hù)人員的操作習(xí)慣,面板設(shè)計(jì)簡潔大方,整機(jī)操作及維護(hù)簡單方便。