管青華

浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院 臨床工程部，浙江 杭州 310016

引言

微量注射泵被廣泛應用于臨床治療當中，準確輸注速率提高患者治療質量，自動輸注模式減輕護理人員的工作負擔[1-2]。我們在享受其應用優(yōu)勢的同時，應當時刻清醒認識到微量注射泵的使用風險[3]。英國藥監(jiān)機構（Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency，MHRA）調查了1990～2000 年英國1495 件輸液泵引起的不良事件，輸液泵主要不良事件就是過度輸液（Over-Infusion）[4]，虹吸（Syphonage）是產生過度輸液的原因之一。人為操作失誤、推頭拉鉤斷裂和螺紋咬合異常故障都有造成虹吸的可能[5]。人為操作失誤率可通過加強培訓來降低；推頭拉鉤斷裂可以通過加強巡檢來發(fā)現；而螺紋咬合異常具有隱蔽性和機械磨損的不確定性，這增加了微量注射泵使用風險防控的難度。

有關微量注射泵使用的安全安裝限高相關文獻資料不多，曾有文獻指出當注射泵的位置高于患者100 cm 就有可能發(fā)生虹吸[6-7]。這一要求未考慮注射器規(guī)格的影響因素，其安全可靠性值得思考。本研究的目標是根據不同規(guī)格注射器與微量注射器組合應用，確定不同的安全安裝限高，以指導臨床的實際應用。

1 微量注射泵使用中虹吸風險的理論計算

虹吸是利用液面高度差的作用力現象，將液體充滿一根倒U 形的管狀結構內后，將開口高的一端置于裝滿液體的容器中，容器內的液體會持續(xù)通過虹吸管向更低的位置流出。中國人很早就懂得應用虹吸原理，但在微量注射泵應用中虹吸現象主要表現出的是危害性，必須加以防范[8-9]。虹吸現象原理如圖1 所示。

圖1 虹吸現象原理圖

1.1 注射器活塞面受力分析

微量注射泵在工作狀況良好、注射器正確安裝到位情況下，不管微量注射泵的安裝高度是多少都不會發(fā)生虹吸現象，但在設備螺紋咬合發(fā)生異常時虹吸發(fā)生概率就與安裝高度有密切關系[10-11]。圖2 為螺紋無咬合狀態(tài)下微量注射泵上注射器活塞面受力分析情況。

1.2 常用規(guī)格注射器產生虹吸落差（h）理論值計算

分析圖2 可知，要求得開始產生虹吸現象的垂直落差h1，關鍵是測得活塞與注射器內壁間的摩擦力f1和注射器活塞的潔面面積S1。不同品牌相同規(guī)格注射器的f1和S1會有所差異，所計算出的h1也會有所不同，不過計算方法是相同的。文中將以龍德品牌常用規(guī)格注射器為例進行理論計算和實驗測試。表1、2、3 分別為不同規(guī)格注射器摩擦力采樣表；圖3 為摩擦力和活塞截面測試工具。

圖2 注射器活塞面受力分析

表1 龍德50 mL注射器活塞摩擦力采樣表（N）

表2 龍德20 mL注射器活塞摩擦力采樣表（N）

表3 龍德10 mL注射器活塞摩擦力采樣表（N）

圖3 摩擦力和活塞截面測試工具

根據平衡力原理，在注射器活塞產生虹吸的臨界狀態(tài)下，注射器的h1值求解：

P0表示大氣壓強等于1.013×105Pa，ρ 表示凈化水密度等于，S1=6.67×10-4m2，g 表示重力加速度等于9.8 N/kg。

應 用 工 具 測 得S1(50)=6.67×10-4m2，S1(20)=2.89×10-4m2，S1(10)=1.91×10-4m2。

S1(50)表示50 mL 注射器活塞截面積、S1(20)表示20 mL 注射器活塞截面積、S1(10)表示10 mL 注射器活塞截面積。

查表1、2、3 可得f1(50)=3.03 N、f1(20)=1.52 N、f1(10)=2.39 N。

f1(50)表示50 mL 注射器活塞摩擦力，f1(20)表示20 mL 注射器活塞摩擦力，f1(10)表示10 mL 注射器活塞摩擦力。

h1(50)≈0.46 m，h1(20)≈0.54 m，h1(10)≈0.81 m。

h1(50)表示50 mL 注射器的虹吸垂直落差，h1(20)表示20 mL 注射器的虹吸垂直落差，h1(10)表示10 mL 注射器的虹吸垂直落差。

2 微量注射泵使用中虹吸風險的實驗結果

將微量注射泵安裝在輸液桿上，特意注射器推桿不卡入防虹吸卡槽內（模擬螺紋未正常咬合狀態(tài)），安裝不同規(guī)格注射器、連接不同管徑的輸液管路等不同組合狀態(tài)進行測試并記錄結果。圖4 為微量注射泵安裝示意圖；圖5 為用于實驗的兩種不同管徑的管路。

圖4 虹吸風險測試實驗

圖5 不同管徑的管路

2.1 不同組合下的測試數據

不同規(guī)格的注射器分別與兩種不同內徑（4 mm 和1.5 mm）的管路相連接,在注射器的不同位置做測試得到數據如表4～6 所示。

表4 龍德50 mL注射器配合不同管路虹吸落差試驗（cm）

表5 龍德20 mL注射器配合不同管路虹吸落差試驗（cm）

表6 龍德10 mL注射器配合不同管路虹吸落差試驗（cm）

2.2 實驗數據分析

分析表4～6 數據，可以發(fā)現：① 相同規(guī)格注射器，配套不同內徑管路測試，測試結果影響不大；② 在注射器的不同位置摩擦力大小有相差，會造成不同測試結果[12]。考慮以上兩方面因素，將多次測試結果取平均值得到結果如下：① 50 mL 注射器，微量注射泵安裝高度參考患者高度小于等于46.55 cm；② 20 mL 注射器，微量注射泵安裝高度參考患者高度小于等于55.94 cm；③ 10 mL 注射器，微量注射泵安裝高度參考患者高度小于等于110.00 cm。

2.3 理論值與實驗值的比對

對比表7 虹吸落差理論計算值與實驗數據值，不同規(guī)格注射器兩種值都具有比較好的一致性。

表7 虹吸落差h理論計算值與實驗數據值對比

2.4 微量注射泵安全使用安裝高度指導

通過實驗數據的驗證支撐，證明理論計算值有比較高的可靠性。為防止微量注射泵意外虹吸風險，保證微量注射泵安全使用，結合兩者數據特制定如下安全安裝高度指導：① 50 mL 注射器，建議安裝高度不超過46.00 cm；② 20 mL注射器，建議安裝高度不超過54.00 cm；③ 10 mL 注射器，建議安裝高度不超過81.00 cm。以上高度都參考于患者治療平面。

3 結語

有些場所需要治療、檢查和監(jiān)護等設備協(xié)同工作，造成空間緊張局面的同時，也無形中增加醫(yī)護人員工作壓力，這樣有可能導致醫(yī)療設備使用風險概率的升高[13]。醫(yī)院ICU 便是這樣的例子，微量注射泵在ICU 治療過程中不可或缺，有多臺微量注射泵同時使用是常見的情況，護理人員除了掌握按規(guī)程操作微量注射泵外合理布局微量注射泵安裝高度將會有效降低其虹吸風險的概率[14]。