一種新型雙卡夾式血氧傳感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用*

藍(lán)慶嬌 陳莉莉 尤若寧 汪強(qiáng)祥

隨著醫(yī)療技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)院改革要求對(duì)工作效率不斷提高，為節(jié)省時(shí)間及資源，各醫(yī)院不斷引進(jìn)高科技的醫(yī)療設(shè)備，而心電監(jiān)護(hù)儀作為對(duì)患者的心電、血壓、呼吸、體溫等參數(shù)進(jìn)行同步連續(xù)監(jiān)測(cè)，為醫(yī)護(hù)人員全面、直觀且及時(shí)地掌握患者的病情提供了良好的手段[1-4]。

心電監(jiān)護(hù)儀在醫(yī)院中起著越來(lái)越重要的作用，應(yīng)用范圍覆蓋各大、中、小醫(yī)院，被配置于醫(yī)院的重癥加強(qiáng)護(hù)理病房(intensive care unit，ICU)、冠心病重癥監(jiān)護(hù)病房(coronary heart disease care unit，CCU)、手術(shù)室、搶救室及其他一些需要長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)患者生理參數(shù)的場(chǎng)合。心電監(jiān)護(hù)儀既可單獨(dú)使用，也可與其他監(jiān)護(hù)儀及中央監(jiān)護(hù)儀一起聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，減輕了醫(yī)務(wù)人員的工作量，但監(jiān)護(hù)儀臨床實(shí)際使用的不良事件率較高，如心電監(jiān)護(hù)儀在測(cè)量中因患者躁動(dòng)而掉落、血氧傳感器測(cè)量中脫落、導(dǎo)聯(lián)線測(cè)量中脫落等，是工程師靠維修而無(wú)法徹底解決的問(wèn)題。因此，臨床醫(yī)護(hù)人員做好心電監(jiān)護(hù)儀的操作與維護(hù)保養(yǎng)就顯得尤為重要。本研究為了做好操作與維護(hù)工作，保證心電監(jiān)護(hù)儀有良好的工作狀態(tài)，設(shè)計(jì)一種新型雙卡夾式血氧傳感器，以減少設(shè)備的故障率，延長(zhǎng)各種傳感器、部件及整機(jī)的壽命，從而降低醫(yī)院的治療成本[5-6]。

1 新型雙卡夾式血氧傳感器需求分析

國(guó)產(chǎn)監(jiān)護(hù)儀器具有成本低廉、無(wú)創(chuàng)、方便、可設(shè)定、可記錄、容易打印、性能較穩(wěn)定等特點(diǎn)。但監(jiān)護(hù)儀的故障多種多樣，其維修也因此變得愈來(lái)越重要，但大多故障都出現(xiàn)在外圍部件。

根據(jù)醫(yī)院臨床科室在用的心電監(jiān)護(hù)儀不良事件調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以M9型心電監(jiān)護(hù)儀為例，在監(jiān)測(cè)中血氧傳感器出現(xiàn)脫落的不良事件較高，常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)分析統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，探頭引起的不良事件次數(shù)最多，占比為65%；心電導(dǎo)聯(lián)不良事件次數(shù)占比為15%；血壓袖帶不良事件占比為15%；護(hù)士的操作問(wèn)題為5%。從比重可以看出血氧傳感器不良事件占比最重，而血氧傳感器的不良事件大部分都是在監(jiān)測(cè)中探頭脫落引起，因此解決血氧傳感器脫落問(wèn)題具有較高的臨床意義。從醫(yī)學(xué)工程科工程師的維修角度看，單靠平時(shí)的維護(hù)保護(hù)很難從根本上解決降低故障率，若能將探頭進(jìn)行改良使其較好的固定在患者的手指部位(保障探頭靈活度)，將能有效的解決探頭因脫落而造成的各種故障。

2 新型雙卡夾式血氧傳感器的設(shè)計(jì)

2.1 血氧傳感器結(jié)構(gòu)

現(xiàn)大多血氧飽和度測(cè)量均為非侵入式可視脈搏血氧傳感器，先由心電監(jiān)護(hù)儀主機(jī)發(fā)出紅光信號(hào)，由探測(cè)器接收光線通過(guò)人體后的強(qiáng)弱變化，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳向主機(jī)CPU分析，并在主機(jī)顯示屏上顯示血氧飽和度數(shù)值及脈搏頻率。該探頭同時(shí)用于心率檢測(cè)及脈搏血氧測(cè)量，且血氧傳感器一般置于四肢某一指端或趾端。血氧傳感器由發(fā)光部分和探測(cè)器兩部分組成。

(1)發(fā)光部分有兩個(gè)發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)，其中一個(gè)處于紅色可見(jiàn)光譜(660 nm)，另一個(gè)處于紅外光譜(940 nm)。

(2)探測(cè)器分兩類(lèi)，即模擬探頭和數(shù)字探頭。模擬血氧傳感器接收端一般采用與波長(zhǎng)匹配的光敏二極管，數(shù)字血氧傳感器一般接收管采用光頻轉(zhuǎn)換器，主機(jī)配置不同的相匹配后級(jí)電路，在結(jié)構(gòu)上一般包括位于前端的夾頭以及與夾頭相連的線纜，在使用時(shí)利用夾頭夾住手指，線纜則是用來(lái)對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送至主機(jī)內(nèi)。但是，傳統(tǒng)血氧傳感器較易從手指上脫落，且線纜也比較容易折損，由此影響了整個(gè)血氧傳感器檢測(cè)的準(zhǔn)確性。為了能夠較好的固定血氧傳感器，同時(shí)又能保留血氧線纜的活動(dòng)程度，針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)一種新型的雙卡夾式血氧傳感器，同時(shí)申請(qǐng)實(shí)用新型專(zhuān)利(201721038186.5)。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

血氧線纜上設(shè)計(jì)有第一血氧線纜阻擋點(diǎn)和第二血氧線纜阻擋點(diǎn)，第一活動(dòng)卡夾上還形成有活動(dòng)套環(huán)，活動(dòng)套環(huán)可滑動(dòng)位于第一血氧線纜阻擋點(diǎn)和第二血氧線纜阻擋點(diǎn)之間的血氧線纜上，由于該活動(dòng)套環(huán)和血氧線纜之間采用過(guò)盈配合的方式，其無(wú)論活動(dòng)到任何一個(gè)位置，都不會(huì)輕易發(fā)生滑動(dòng)，確保了連接的穩(wěn)定性。通過(guò)活動(dòng)套環(huán)和第一血氧線纜阻擋點(diǎn)和第二血氧線纜阻擋點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓整個(gè)血氧傳感器可以適應(yīng)不同的人們，具有個(gè)性化服務(wù)的功能。第二活動(dòng)卡夾與血氧線纜呈一體式結(jié)構(gòu)，由于第二活動(dòng)卡夾可以做的相對(duì)大一些，故采用一體式結(jié)構(gòu)，也可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)，采用與第一活動(dòng)卡夾一樣的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2.3 使用方法

圖1 雙卡夾式血氧傳感器示意圖

雙卡夾式血氧傳感器是由第一指骨處的探頭、第二指骨處的第一活動(dòng)卡夾和對(duì)應(yīng)于手腕處的第二活動(dòng)卡夾構(gòu)成，第一活動(dòng)卡夾上設(shè)置有用于快速連接在第二指骨上的第一卡扣，第二活動(dòng)卡夾上設(shè)置有用于快速連接在手腕上的第二卡扣。第一卡扣和第二卡扣均采用由鉤面和毛面組成的魔術(shù)帖。本研究涉及的一種雙卡夾式血氧傳感器，其在對(duì)應(yīng)于第二指骨處和手腕處分別設(shè)置了第一活動(dòng)卡夾和第二活動(dòng)卡夾，由于這兩個(gè)部位相對(duì)較窄，其連接固定的時(shí)候非常方便，采用魔術(shù)貼的方式。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本研究設(shè)計(jì)的第一活動(dòng)卡夾和第二活動(dòng)卡夾的雙重固定作用，在保證了血氧線纜靈活性的前提下，還保證了整個(gè)探頭測(cè)試的穩(wěn)定性，如圖2所示。

圖2 雙卡夾式探頭使用效果圖

3 新型雙卡夾式血氧傳感器臨床應(yīng)用

3.1 臨床應(yīng)用測(cè)試

(1)一般資料。選取醫(yī)院10個(gè)臨床科室中的100個(gè)普通患者在用的100臺(tái)監(jiān)護(hù)儀，采用數(shù)表法將其隨機(jī)分為傳統(tǒng)組與改良組，每組50臺(tái)?；颊呔鶠槌赡耆?，每個(gè)科室選擇一名責(zé)任護(hù)士進(jìn)行使用監(jiān)測(cè)。

(2)使用方法。時(shí)間限定為一周，用新型雙卡夾式血氧傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且24 h連續(xù)監(jiān)測(cè)。探頭測(cè)試部位均選擇左手食指，由一名責(zé)任護(hù)士負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)，記錄監(jiān)護(hù)儀使用臺(tái)數(shù)、患者監(jiān)護(hù)時(shí)間、測(cè)量部位、舒適度以及探頭脫落次數(shù)。

(3)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，各組數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，組間數(shù)據(jù)比較用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果

(1)固定成功率。兩組患者使用的100臺(tái)監(jiān)護(hù)儀(每組50例患者，50臺(tái)監(jiān)護(hù)儀)，連續(xù)24 h監(jiān)測(cè)一周時(shí)間，傳統(tǒng)組38例患者固定成功，成功率為76%；改良組46例患者固定成功，成功率為91%，兩組成功率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=126.725，P＜0.05)。

(2)探頭脫落次數(shù)。24 h不間斷連續(xù)監(jiān)測(cè)一周時(shí)間，一周中傳統(tǒng)組探頭脫落次數(shù)12次，脫落率為24%，改良組探頭脫落次數(shù)4次，脫落率為8%，改良組患者應(yīng)用中能更好的起固定作用。

(3)患者舒適度。24 h不間斷連續(xù)監(jiān)測(cè)一周，傳統(tǒng)組與改良組患者均無(wú)不適，可長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

4 新型雙卡夾式血氧傳感器優(yōu)勢(shì)

4.1 提高患者舒適度

傳統(tǒng)組中，由于監(jiān)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)探頭容易脫落，為防止探頭脫落患者的監(jiān)測(cè)部位要長(zhǎng)期基本保持在一個(gè)姿勢(shì)，這樣使患者有明顯的不舒適感。改良組使用新型血氧傳感器能較好的固定，松緊度可隨意調(diào)節(jié)，避免了傳統(tǒng)組出現(xiàn)的上述弊端，保證了患者舒適感，真正體現(xiàn)出醫(yī)療服務(wù)的人性化[7-8]。

4.2 提高醫(yī)療質(zhì)量

傳統(tǒng)組固定法在膠布粘性降低后出現(xiàn)固定不穩(wěn)，致使患者擔(dān)心血氧飽和度探頭脫落，影響探頭數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而影響醫(yī)生診斷[9]。改良組則很好地避免了上述弊端，使患者更好地休息同時(shí)保證了參數(shù)監(jiān)測(cè)，提高了醫(yī)療質(zhì)量，有利于患者的病情恢復(fù)。

4.3 提高經(jīng)濟(jì)效益

傳統(tǒng)組血氧傳感器容易脫落而造成探頭導(dǎo)聯(lián)線脫皮或者斷裂現(xiàn)象，若出現(xiàn)脫皮或斷裂嚴(yán)重波形干擾較大基本是報(bào)廢處置，市面上一個(gè)血氧飽和度傳感器價(jià)值在人民幣約1000元左右，原裝探頭更貴，而改良型血氧傳感器能較好的固定，減少了血氧傳感器損失，使臨床科室在醫(yī)療成本上降低了不必要的經(jīng)濟(jì)損失[10-15]。

5 結(jié)語(yǔ)

新型雙卡夾式血氧傳感器的發(fā)明較好的解決了因血氧傳感器引起的各種不良事件，提高患者的舒適度及醫(yī)生的醫(yī)療質(zhì)量，有利于穩(wěn)定患者情緒，并降低了因血氧傳感器損壞而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，適合醫(yī)療領(lǐng)域的推廣應(yīng)用[16-19]。