用于血液保溫輸注的血袋辮加熱套的設(shè)計

張慧，劉衍春

1.南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，江蘇南京 210028；

2.江蘇省血液中心輸血研究室，江蘇南京 210042

用于血液保溫輸注的血袋辮加熱套的設(shè)計

張慧1，劉衍春2

1.南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，江蘇南京 210028；

2.江蘇省血液中心輸血研究室，江蘇南京 210042

目的研制可以使得血袋辮升溫的保溫套，使血液輸注前的溫度得以提高，以保證輸血安全。方法設(shè)計可閉合的長圓柱體升溫套，血辮置入后流經(jīng)該套的低溫血得以升溫，采用基于高性能的溫度傳感器控制溫度，采用電子加熱線路加熱。結(jié)果經(jīng)反復(fù)研討該血袋辮加熱保溫套安全可靠，達(dá)到設(shè)計的要求。結(jié)論該保溫套可以方便的用于血液輸注前的升溫。

血液；保溫器；輸血；血袋辮

臨床輸血中有些時候是需要血液保溫輸注的，但采用何種方法、何種器材升溫，長期以來國內(nèi)外沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，直到 2008 年第 16 版《美國血庫協(xié)會技術(shù)手冊[1]》（The American Association of Blood Bank，AABB Technical Manual 16th Edition）（下文簡稱《技術(shù)手冊》）才對血液升溫器（Blood Warmer）提出了一些具體的要求。筆者根據(jù)《技術(shù)手冊》對血液升溫器的要求結(jié)合臨床輸血，探討設(shè)計了血袋辮升溫套,用于血液的升溫與保溫便于臨床應(yīng)用。

1 器材描述

該保溫套長為 30～40 cm，內(nèi)徑 0.5 cm，接觸血辮內(nèi)側(cè)忖以薄絨，外徑 3 cm。內(nèi)外徑之間的中腔部分用于放置加熱材料。采用 220V 電源。保溫套外側(cè)中間部固定在一個控制盒上，電源開關(guān)、升溫及超溫報警裝置均設(shè)置在控制盒中。同時在控制盒面板上有溫度顯示屏，顯示保溫套內(nèi)腔薄絨處的溫度，當(dāng)套內(nèi)溫度超過上限溫度時，鳴笛停止升溫，低于下限溫度時繼續(xù)升溫。控制盒的后板有一個夾子，可夾在輸液支架上。保溫套外形，見圖1。

圖1 保溫套外形圖

2 可行性分析

根據(jù)設(shè)計，我們在已知的前提下可以求得為升溫套加熱所需的功率：

（1）在初始狀態(tài) t=0 時刻，被加熱段的溫度已達(dá)到設(shè)定的下限溫度，即 t＜0 時刻，溫度沒有達(dá)到設(shè)定溫度時，不會開始給患者輸血。

（2）在已被加熱到適宜溫度的血液沒有離開加熱段時，是不需要考慮與未加熱血液的熱交換的，因此，加熱段的熱量供給可以將其看作恒溫。

（3）血液在輸血管中的流動可以看做勻速運(yùn)動。

（4）定義變量 ：單位時間內(nèi)的流量為 Q，單位 mL/s，加熱段體積為 L，單位為 mL。在此前提下，打開輸血的控制閥門，易知加熱段的血液全部輸給患者所需的時間為τ=L/Q，在此期間，未加熱血液逐漸填充加熱段，并開始被加熱，直到 t=τ時刻，完成加熱的血液已全部送出加熱段，而新流進(jìn)的血液也應(yīng)當(dāng)被加熱完成，即達(dá)到所設(shè)置的溫度，故可得以下關(guān)系式：

其中，W為加熱所需的熱量，c為血液的比熱容，ρ為血液的密度，T為設(shè)定的溫度與血液起始溫度的溫度差。P為加熱裝置所需的功率，η為從加熱裝置到血液之間的等效效率，這與加熱裝置的效率及盛放血液容器的熱傳導(dǎo)性有關(guān)，可以通過實驗測出。顯然，該設(shè)計是完全可行的。

3 使用方法

首先接通電源預(yù)溫，當(dāng)套內(nèi)溫度升到設(shè)定下限 35℃時，即可置入血袋的輸血辮進(jìn)行升溫，待溫度到達(dá) 35℃時，可松開止血夾進(jìn)行輸血。保溫套管的位置在輸血夾子的下方，有利于夾子控制血液的流速。

4 討論

保溫輸血通常只在以下幾種情形用到，首先，當(dāng)臨床需要快速大量輸注血液時，大量的低溫血液快速進(jìn)入體內(nèi)（如速率為 100 mL/min，輸注 30 min），增加了心臟驟停的風(fēng)險；其次，當(dāng)臨床病人有冷凝集素抗體時，較低溫度的血液輸入病人體內(nèi)會引起嚴(yán)重的急性溶血性輸血反應(yīng)[2-6]；再次，嬰兒的換血治療等。血站為了降低血液中細(xì)胞的代謝和抑制血液中可能存在的細(xì)菌生長，血液的保存和運(yùn)送強(qiáng)調(diào) 2～6℃的冷鏈作用，因此這類病人是需要保溫輸血的。

AABB《技術(shù)手冊》16 版以前，對血液的保溫輸注器材沒有明確的要求，國內(nèi)臨床有時采用電熱毯、電吹風(fēng)等來升溫[7]，但 溫 度 既 不 易 控 制 也 不 規(guī) 范。2008 年的第 16版《技術(shù)手冊》才開始明確指出 ：血液不應(yīng)當(dāng)放在微波爐、熱源、熱水等加熱器中升溫；血液升溫的器材應(yīng)有溫度報警設(shè)計。本血液升溫保套箱的設(shè)計要素采納了 AABB《技術(shù)手冊》的建議，同時按照《臨床輸血技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行了設(shè)計探討，適合于病房、床邊使用。

本設(shè)計的血袋辮升溫保溫套全長 30～40 cm，流出保溫套的血液溫度約在 35～37℃。加熱升溫采用常見的元件，功率按上述數(shù)學(xué)模型計算得出。有文獻(xiàn)報導(dǎo)[8]血液較長時間處于＞ 42℃的環(huán)境，會引起紅細(xì)胞的破壞，故本保溫套控溫采用高靈敏度的溫度傳感器控制，設(shè)計有超溫 37℃斷電報警保護(hù)裝置。同時還有防電流瞬間過大的保護(hù)保險絲。該保溫套設(shè)計具有以下幾個特點(diǎn) ：① 體積小巧，控制盒外體積與現(xiàn)有產(chǎn)品大致相同，可以很方便地在病人床前操作。② 只對血袋的輸血辮中的血液進(jìn)行升溫，血袋內(nèi)的血液依舊保持其原本的溫度。臨床規(guī)定出自4℃冷環(huán)境的血液，30 min 內(nèi)必須輸注，輸血的速率一般在 1U/h，則每分鐘的平均流速在 2.5～4.2 mL，只對血袋辮升溫不會影響血袋內(nèi)的血液溫度，有利于輸血安全。③ 設(shè)計中有溫度顯示和溫控裝置，溫控要求套管內(nèi)溫度＞ 37℃時即停止升溫。④ 升溫套管內(nèi)層有一層絨布，緩和熱源與血辮子的直接接觸，加之血辮子本身不粗（0.5 cm），電加熱功率經(jīng)過計算，又有溫控傳感器控制溫度，流經(jīng) 30～40 cm 長度的血液不但安全，溫度也足以達(dá)到規(guī)定的要求。

目前國外已有幾款血液保溫器在臨床中應(yīng)用，以加熱柱多見。升溫原理多是以血袋辮纏繞一個有凹槽的加熱升溫柱體，使用時將血袋辮擠入凹槽。另有一種是一長型的帶有凹槽的塑料升溫帶子，使用時將血辮子嵌入帶子的凹槽中升溫。以上兩種制型使用起來也較方便，但都有一側(cè)血袋辮裸露不能升溫的小缺陷，同時價格也較高，國內(nèi)臨床尚無使用。本設(shè)計思路中的最大特點(diǎn)是將血袋辮完整地放入一個可開閉的升溫套中，整段血袋辮均在升溫環(huán)境中，升溫迅速而均勻。該保溫套不僅可用于輸血也適用于輸液。由于該保溫套的升溫、保溫、控溫均是成熟的技術(shù)，制造起來不復(fù)雜價格也不會太高。

[1] BonnieL.S.Sink,BSN,RN, et al.The American Association of Blood Bank,Technical Manual[K].2008,(1):615-616.

[2] 紀(jì)立紅.冷凝集素綜合征[J].中國實用護(hù)理雜志,1993,(6):37.

[3] 刁玉英,吳君勝,宋寧.抗-I導(dǎo)致冷凝集素綜合征一例報告[J].中國輸血雜志,1991,(1):31-32,34.

[4] 楊珊.3例疑難交叉配血和輸血對策[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué),2010,(4): 83-84.

[5] 張險峰,和平.冷凝集素綜合征致交叉配血不合2例分析[J].實用醫(yī)技雜志,2005,(7):1905.

[6] 張燁,朱冬紅,翁小明.2例冷凝集素綜合征患者的護(hù)理[J].護(hù)理與康復(fù),2008,(10):802-803.

[7] 賈樹爾,李德彬,徐新華,等.冷凝集素與保溫輸血[J].黑龍江醫(yī)學(xué),1989,(3):12-13.

[8] Hirsch J,Menzebach A,Welters ID,et al.Indicators of Erythocyte Damage After Microwave Warming of Packed Red Blood Cells[J].Clin Chem,2003,(49):792-799.

Design of Tube Warmer of Blood Bag for Blood Transfusion

ZHANG Hui1, LIU Yan-chun2
1.Nanjing Institute of Supervision & Testing on Product Quality, Nanjing Jiangsu 210028, China;
2.Transfusion Research Office, Jiangsu Province Blood Center, Nanjing Jiangsu 210042, China

ObjectiveIn order to design a tube warmer of the blood bag, which could rise the blood temperature before it being transfused, thus to ensure the safety of blood transfusions.MethodsDesign a dismountable long cylinder tube warmer. When put tube into the warmer, the cold blood that flow through the tube will be warmed up. The whole device based on the high-performance temperature sensor and electronic circuits are used as the warming materials.ResultsThe tube warmer is safe and reliable, and reaches the demand of clinical design.ConclusionThe tube warmer should be used to rise the temperature of blood before it being transfused conveniently.

blood; warmer; blood transfusion; blood bag

TH788

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.07.038

1674-1633(2012)07-0117-02

2012-03-06

2012-06-19

張慧，工程師，南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院。

作者郵箱：zhangyuyan10@126.com