顱腦降溫治療儀的工作原理及臨床應(yīng)用

李曉風(fēng)

吉林省腦科醫(yī)院 器械科， 吉林 四平136000

顱腦降溫治療儀的工作原理及臨床應(yīng)用

李曉風(fēng)

吉林省腦科醫(yī)院 器械科， 吉林 四平136000

本文介紹了顱腦降溫治療儀的工作原理及特點(diǎn)，并介紹了臨床使用亞低溫治療對顱腦損傷等病人的療效及操作儀器的要點(diǎn)。

顱腦降溫治療儀；冷媒；傳感器；亞低溫治療

電腦自動(dòng)控制的顱腦降溫治療儀在臨床的廣泛應(yīng)用，已完全取代了傳統(tǒng)的天然冰和人造冰降溫法，是目前搶救各種原因引發(fā)的顱腦損傷、顱壓增高，防止和治療腦水腫、腦外手術(shù)后復(fù)蘇及各種疾患引起高熱昏迷中暑等主要治療手段之一?？捎行Ы档惋B內(nèi)壓，降低腦細(xì)胞溫度，挽救患者的生命，加快恢復(fù)健康，是臨床神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科、ICU、傳染科、急診科、兒科等科室進(jìn)行亞低溫腦保護(hù)的理想醫(yī)療儀器。

1 工作原理及特點(diǎn)

醫(yī)院普遍使用的各種降溫儀器有：單帽、單毯、一毯一帽，基本原理大同小異。采用二次制冷技術(shù)(壓縮機(jī)制冷和半導(dǎo)體器件制冷)使其具有制冷量大、降溫速度快、控溫精確、平穩(wěn)、連續(xù)工作時(shí)間長等功能。利用溫控智能儀表通過傳感器反饋信號對水溫實(shí)時(shí)監(jiān)測，并控制往復(fù)式制冷壓縮機(jī)對水箱的水和醫(yī)用酒精混合液實(shí)施一次制冷工作，壓縮機(jī)的工作腔是氣缸，活塞在氣缸內(nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成了壓縮、排氣、膨脹、吸氣等過程。冷媒即制冷劑(R134A)在水箱中盤旋銅管內(nèi)膨脹吸熱，產(chǎn)生冷效應(yīng)，使其保持在儀表設(shè)定溫度范圍內(nèi)。

電腦控制系統(tǒng)通過水箱、冰毯、冰帽的傳感器反饋信號在操作面板顯示溫度數(shù)值，由醫(yī)護(hù)人員在面板上設(shè)置所需要的溫度值(3~25℃)，冰毯降溫需人工啟動(dòng)循環(huán)泵，使其抽取水箱的冷卻水注入冰毯進(jìn)行制冷，之后電腦便可按所設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行，自動(dòng)控溫。冰毯采用獨(dú)特的蜂窩狀設(shè)計(jì)，水循環(huán)更通暢，快速降溫并保持設(shè)定溫度。冰帽采用先進(jìn)的半導(dǎo)體制冷器件進(jìn)行二次制冷，半導(dǎo)體制冷是利用熱電制冷效應(yīng)的一種制冷方式，因此又稱為熱電制冷或溫差電制冷。半導(dǎo)體制冷器的基本元件是熱電偶對，即把一個(gè)p 型半導(dǎo)體元件和一只 n型半導(dǎo)體元件連成的熱電偶。當(dāng)直流電源接通，上面接頭的電流方向是n-p，溫度降低，并且吸熱，形成冷端；下面接頭的電流方向是p-n，溫度上升，并且放熱，形成熱端。把若干對熱電偶連接起來就構(gòu)成了常用的熱電堆，借助各種傳熱器件，使熱電堆的熱端不斷散熱，并保持一定的溫度，把熱電堆的冷端放到工作環(huán)境中去吸熱，產(chǎn)生低溫，這就是半導(dǎo)體制冷的工作原理。采用優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體制冷元件，其額定電壓為直流12V，額定電流為5A，最大溫差可達(dá)60℃，由開關(guān)電源供應(yīng)12V直流電，發(fā)熱一面由循環(huán)泵冷卻水降溫，從而使冰帽溫度快速降到設(shè)定值，并保持在該溫度。冰帽為開啟式并設(shè)有引流通道，配有防結(jié)露隔離罩，可避免因冷熱交替產(chǎn)生的結(jié)露水而感染傷口，內(nèi)部溫度均衡，防止制冷點(diǎn)給患者造成凍傷，當(dāng)水溫大于或等于30℃時(shí)，半導(dǎo)體制冷器停止工作，并同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，等水溫降至28℃時(shí)，半導(dǎo)體制冷器開始正常運(yùn)行，同時(shí)解除報(bào)警。單元控制為獨(dú)立使用，也可綜合使用，配有體溫探頭(30~45℃)，可隨時(shí)分別查詢運(yùn)行數(shù)據(jù)，并設(shè)有記憶存儲(chǔ)功能，從而方便、快捷、有效地配合了醫(yī)護(hù)人員對危重病人的臨床搶救工作，是一般醫(yī)院必不可少的設(shè)備。工作流程如圖1所示：

圖 1 一毯一帽式降溫儀工作原理框圖

2 臨床應(yīng)用及安全使用

顱腦降溫治療儀主要用于各種嚴(yán)重的顱腦損傷、顱內(nèi)出血、中樞性高熱、腦血管病變等病人的輔助治療。近年來臨床應(yīng)用結(jié)果表明，亞低溫治療能顯著降低重型顱腦損傷病人的死亡率，改善顱腦損傷病人的神經(jīng)功能，其療效均優(yōu)于常規(guī)治療。這是因?yàn)閬喌蜏刂委熆赡軓囊韵聨追矫鎸δX組織進(jìn)行保護(hù)：降低腦組織細(xì)胞氧耗量，減少乳酸堆積；保護(hù)血腦屏障，減輕腦水腫；抑制內(nèi)源性毒性產(chǎn)物對腦組織細(xì)胞的損害作用；減少神經(jīng)細(xì)胞鈣內(nèi)流，阻斷鈣超載所致的細(xì)胞損害；減少腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白破壞促進(jìn)腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能修復(fù)；減輕彌漫性軸索損傷。在亞低溫治療過程中，還要注意重視呼吸機(jī)應(yīng)用和呼吸道護(hù)理，適當(dāng)應(yīng)用肌松劑和鎮(zhèn)靜劑，以防病人的肌顱產(chǎn)熱，不能忽視顱腦創(chuàng)傷的綜合治療，如脫水、促醒及并發(fā)癥的防治等。

亞低溫的腦保護(hù)作用已得到肯定，那么顱腦降溫儀在治療中的工作狀態(tài)更顯為重要，它關(guān)系到臨床護(hù)理和病人生命安全，醫(yī)護(hù)人員要嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用，特別注意以下幾點(diǎn)：

(1)加注循環(huán)水必須注意觀察機(jī)箱側(cè)面水面標(biāo)志，不可超過此標(biāo)準(zhǔn)。

(2)定期清理壓縮機(jī)冷凝器進(jìn)風(fēng)側(cè)灰塵，以免影響散熱。

(3)每次運(yùn)行前，將儀器預(yù)熱15~20min，使水溫降到10℃以下，以便更好的二次制冷。

(4)溫度值設(shè)定后，首先按下確認(rèn)鍵，然后按啟動(dòng)鍵，否則機(jī)器將不能工作。

(5)放置降溫毯時(shí)，請勿與銳器，堅(jiān)硬物品接觸，以防扎破毯面而影響使用。

(6)面板按鍵均為薄膜輕觸型，使用過程中，切勿用力按壓，以免長時(shí)間造成機(jī)械疲勞而失靈。

定期的維護(hù)保養(yǎng)和精心操作可以充分發(fā)揮機(jī)器的各種功能，提高治療質(zhì)量，減少故障率，使其更好地服務(wù)于臨床。

[1] 王南林,吳大虎.半導(dǎo)體制冷與醫(yī)療儀器[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2002,23(6):28-30.

[2] 李偉,田夢君,王瑞豐.半導(dǎo)體制冷器溫度模糊控制技術(shù)研究[J].機(jī)械與電子, 2006(12):37-40.

[3] 秦海濤,薛晨陽,秦麗,等.半導(dǎo)體制冷溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及誤差分析[J].儀表技術(shù)與傳感器, 2007(1):36-38.

[4] 朱誠,江基堯.亞低溫腦保護(hù)的研究和應(yīng)用[J].中華創(chuàng)傷雜志,1997(1):1-3.

[5] 江基堯,朱誠.國外亞低溫與腦損傷的研究進(jìn)展[J] .國外醫(yī)學(xué),神經(jīng)病學(xué)神經(jīng)外科學(xué)分冊,1993,22(1):4-6.

[6] 張賽,只達(dá)石.亞低溫腦保護(hù)研究進(jìn)展[J] .中國綜合臨床,2003,19(4):289-291.

[7] 王德生,張守信.亞低溫腦保護(hù)[M].第1版.北京:科學(xué)出版社,2002:238-243.

[8] 雷杰.移動(dòng)式低溫治療儀研究[D].杭州:浙江大學(xué),2007.

[9] 高坤.基于單片機(jī)的半導(dǎo)體制冷溫度控制儀[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào),2009(4):69-72.

Principle and Clinical Application of Brain Cooling Treatment System

LI Xiao-feng
Equipment Department,Jilin Provincial Brain Hospital,Siping Jilin 136000,China

TH789；TP273.5

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.05.016

1674-1633(2010)05-0050-02

人：2009-09-15

2009-12-24

作者郵箱：liminghao2908@sina.com

Abstract: This article describes the principle and characteristics of brain cooling treatment system，also introduces the curative effect of subnormal temperature treatment to brain damage and key points of appliances operation in clinical practice.

Key words: brain cooling treatment system;refrigerant; sensor;subnormal temperature treatment