微量注射泵虹吸風(fēng)險(xiǎn)防控研究

管青華

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)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(yīng)用于臨床治療當(dāng)中，準(zhǔn)確輸注速率提高患者治療質(zhì)量，自動(dòng)輸注模式減輕護(hù)理人員的工作負(fù)擔(dān)[1-2]。我們?cè)谙硎芷鋺?yīng)用優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)時(shí)刻清醒認(rèn)識(shí)到微量注射泵的使用風(fēng)險(xiǎn)[3]。英國(guó)藥監(jiān)機(jī)構(gòu)（Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency，MHRA）調(diào)查了1990～2000 年英國(guó)1495 件輸液泵引起的不良事件，輸液泵主要不良事件就是過(guò)度輸液（Over-Infusion）[4]，虹吸（Syphonage）是產(chǎn)生過(guò)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(guò)加強(qiáng)培訓(xùn)來(lái)降低；推頭拉鉤斷裂可以通過(guò)加強(qiáng)巡檢來(lái)發(fā)現(xiàn)；而螺紋咬合異常具有隱蔽性和機(jī)械磨損的不確定性，這增加了微量注射泵使用風(fēng)險(xiǎn)防控的難度。

有關(guān)微量注射泵使用的安全安裝限高相關(guān)文獻(xiàn)資料不多，曾有文獻(xiàn)指出當(dāng)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(biāo)是根據(jù)不同規(guī)格注射器與微量注射器組合應(yīng)用，確定不同的安全安裝限高，以指導(dǎo)臨床的實(shí)際應(yīng)用。

1 微量注射泵使用中虹吸風(fēng)險(xiǎn)的理論計(jì)算

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

圖1 虹吸現(xiàn)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(huì)發(fā)生虹吸現(xiàn)象，但在設(shè)備螺紋咬合發(fā)生異常時(shí)虹吸發(fā)生概率就與安裝高度有密切關(guān)系[10-11]。圖2 為螺紋無(wú)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(chǎn)生虹吸落差（h）理論值計(jì)算

分析圖2 可知，要求得開始產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象的垂直落差h1，關(guān)鍵是測(cè)得活塞與注射器內(nèi)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(huì)有所差異，所計(jì)算出的h1也會(huì)有所不同，不過(guò)計(jì)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(jìn)行理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)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(cè)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(cè)試工具

根據(jù)平衡力原理，在注射器活塞產(chǎn)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(qiáng)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(yīng) 用 工 具 測(cè) 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(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(nèi)（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(jìn)行測(cè)試并記錄結(jié)果。圖4 為微量注射泵安裝示意圖；圖5 為用于實(shí)驗(yàn)的兩種不同管徑的管路。

圖4 虹吸風(fēng)險(xiǎn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)

圖5 不同管徑的管路

2.1 不同組合下的測(cè)試數(shù)據(jù)

不同規(guī)格的注射器分別與兩種不同內(nèi)徑（4 mm 和1.5 mm）的管路相連接,在注射器的不同位置做測(cè)試得到數(shù)據(jù)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(yàn)（cm）

表5 龍德20 mL注射器配合不同管路虹吸落差試驗(yàn)（cm）

表6 龍德10 mL注射器配合不同管路虹吸落差試驗(yàn)（cm）

2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

分析表4～6 數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)：① 相同規(guī)格注射器，配套不同內(nèi)徑管路測(cè)試，測(cè)試結(jié)果影響不大；② 在注射器的不同位置摩擦力大小有相差，會(huì)造成不同測(cè)試結(jié)果[12]。考慮以上兩方面因素，將多次測(cè)試結(jié)果取平均值得到結(jié)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(shí)驗(yàn)值的比對(duì)

對(duì)比表7 虹吸落差理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(jì)算值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值對(duì)比

2.4 微量注射泵安全使用安裝高度指導(dǎo)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證支撐，證明理論計(jì)算值有比較高的可靠性。為防止微量注射泵意外虹吸風(fēng)險(xiǎn)，保證微量注射泵安全使用，結(jié)合兩者數(shù)據(jù)特制定如下安全安裝高度指導(dǎo)：① 50 mL 注射器，建議安裝高度不超過(guò)46.00 cm；② 20 mL注射器，建議安裝高度不超過(guò)54.00 cm；③ 10 mL 注射器，建議安裝高度不超過(guò)81.00 cm。以上高度都參考于患者治療平面。

3 結(jié)語(yǔ)

有些場(chǎng)所需要治療、檢查和監(jiān)護(hù)等設(shè)備協(xié)同工作，造成空間緊張局面的同時(shí)，也無(wú)形中增加醫(yī)護(hù)人員工作壓力，這樣有可能導(dǎo)致醫(yī)療設(shè)備使用風(fēng)險(xiǎn)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(guò)程中不可或缺，有多臺(tái)微量注射泵同時(shí)使用是常見的情況，護(hù)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(huì)有效降低其虹吸風(fēng)險(xiǎn)的概率[14]。