新型磁性連接引流裝置的設(shè)計和體外實驗研究

田文杰 史源 杜妍瑩 ，4 孫亞利 王善佩 呂毅

1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝膽外科，陜西 西安 710061；

2.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院 精準(zhǔn)外科與再生醫(yī)學(xué)國家地方聯(lián)合工程研究中心，陜西西安 710061；

3.天津市第一中心醫(yī)院，天津 300100；

4.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部護(hù)理系，陜西西安 710061

外科引流有二百多年的歷史，患者術(shù)后留置的每一根管道都被稱為“生命的管道”，引流液可以為觀察病情和判斷疾病預(yù)后提供重要依據(jù)[1]。目前，臨床工作中需更換大量引流袋，以我院為例，每個周期需要更換的引流袋在1000個以上。更換引流袋過程中需要反復(fù)旋轉(zhuǎn)牽拉管路連接處，不僅動作繁瑣，耗時費力，工作量大，更棘手的是，反復(fù)旋轉(zhuǎn)牽拉會引起非計劃性拔管，影響患者的病情轉(zhuǎn)歸，增加患者再次插管的風(fēng)險和痛苦，延長其住院時間，增加其經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[2]。

既往研究大多是針對引流管如何更好地固定在患者身體上[3]，但引流管連接處結(jié)構(gòu)及材料改進(jìn)鮮有涉及。

醫(yī)療科技日新月異，磁外科（magnetic surgery,MS）利用“非接觸性”磁場力的特點，創(chuàng)新了諸多臨床新技術(shù)，目前已初步形成了以磁壓榨吻合技術(shù)（magnetic compression anastomosis， MCA ）、磁錨定技術(shù)（magnetic anchor technique, MAT）、磁導(dǎo)航技術(shù)（magnetic navigation technique, MNT）、磁懸浮技術(shù)（magnetic levitation technique, MLT）、磁示蹤技術(shù)（magnetic tracer technique, MTT）為核心的臨床應(yīng)用體系[4]。磁外科相關(guān)技術(shù)已用于血管吻合[5-9]、消化道吻合[10-14]、直腸陰道瘺修補(bǔ)[15]、膀胱造口等空腔臟器的吻合[16-18]、醫(yī)療器械研發(fā)等領(lǐng)域。這些應(yīng)用充分證明了，磁性材料應(yīng)用于臨床是安全，有效的。其中磁壓榨吻合技術(shù)磁壓榨穩(wěn)合技術(shù)是指由磁力提供漸進(jìn)式的壓榨力促進(jìn)組織吻合的技術(shù)，即將磁體置入擬吻合空腔臟器兩端，依靠磁體空間三維定位能力互相吸引產(chǎn)生漸進(jìn)式壓榨力，壓榨面組織缺血壞死，吻合口旁組織增生愈合，完成空腔臟器連續(xù)性重建。

基于磁壓榨吻合技術(shù)原理，筆者設(shè)計了一種更換過程簡單、快捷的新型磁性連接引流裝置，可一定程度上避免傳統(tǒng)引流裝置更換過程中的弊端。改進(jìn)現(xiàn)有引流裝置更換過程中需要反復(fù)旋轉(zhuǎn)牽拉管路連接處，引起非計劃性拔管，動作繁瑣，耗時費力等問題。

1 設(shè)計原理

一定空間范圍內(nèi)的兩個磁體，即使錯位，不在同一平面上，在磁力線作用下也可完成自動對位對合，具有極強(qiáng)三維定位能力。根據(jù)MCA原理和磁力特性，我們應(yīng)用磁性材料設(shè)計一種新型磁性連接引流裝置，在現(xiàn)有引流裝置結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在患者端引流管和引流袋端引流管的連接處管腔內(nèi)鑲嵌磁性連接裝置。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 新型磁性連接引流裝置整體結(jié)構(gòu)

裝置整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中1為磁性連接裝置，2為患者端引流管，3為體外引流袋（壺）端引流管，患者端引流管2和體外引流袋（壺）端引流管3連接處通過位于管腔內(nèi)的鑲嵌磁性連接裝置進(jìn)行連接。

圖1 新型磁性連接引流裝置整體結(jié)構(gòu)

2.2 磁性連接裝置局部示意圖

連接裝置局部如圖2所示。裝置包括對合磁環(huán)、外殼和磁屏蔽殼，對合磁環(huán)位于外殼的槽內(nèi)，外殼結(jié)合在管路內(nèi)側(cè)，磁屏蔽殼位于外殼表面。施加反向平行外力，磁環(huán)即可脫開，避免牽扯縫線或膠布，導(dǎo)致引流管脫出。

圖2 磁性連接裝置局部示意圖

2.3 磁性連接裝置不同狀態(tài)

磁性連接裝置在磁力作用下逐漸靠近，在磁力線方向?qū)崿F(xiàn)極速精準(zhǔn)扣合（如圖3)。

圖3 磁性連接裝置不同狀態(tài)示意圖

3 磁性連接裝置制作

采用3D打印技術(shù)快速成型適配各種型號引流管的系列規(guī)格外殼，與內(nèi)嵌磁性連接裝置配對，選用燒結(jié)N50型釹鐵硼磁材料，機(jī)械加工成型，表面氮化鈦涂層處理，沿圓柱體軸向飽和充磁，外層磁屏蔽處理。將加工成型的磁性連接裝置分別嵌入患者端引流管及引流袋端引流管連接處。

4 使用效果

4.1 更換過程

新型磁性連接引流裝置更換流程如圖4所示。

準(zhǔn)備好所需用物，將患者帶入治療室，協(xié)助患者處于舒適臥位，固定留置體內(nèi)引流管，避免牽拉引流管引起患者疼痛不適。1)先用止血鉗夾閉患者端引流管，形成密閉環(huán)境；2)施加與管道平行的反向外力，將患者端引流管與引流袋（壺）端引流管斷開；3)用消毒液從患者端引流管口開始至周圍5 cm的范圍環(huán)形消毒2次，然后用無菌紗布覆蓋保護(hù)引流管已消毒范圍；4)將已消毒患者端引流管和新的無菌引流袋（壺）兩端靠近，即可依靠磁力三維定位能力自動互吸實現(xiàn)極速精準(zhǔn)扣和。5）松開止血鉗，固定新型磁性引流裝置于床旁，由上向下擠壓引流管，保持有效引流。

圖4 新型磁性連接裝置更換過程體外模擬實驗

4.2 新型引流裝置與現(xiàn)有引流裝置力學(xué)對比

引流袋（壺）更換力學(xué)示意圖如圖5，施加與管道平行的反向外力即可斷開，在磁力作用下實現(xiàn)迅速精準(zhǔn)扣合。省去現(xiàn)有引流裝置更換時反復(fù)旋轉(zhuǎn)的動作，避免引流裝置接頭處貼合及撕除膠布時牽拉傷口的問題。

圖5 新型引流裝置與現(xiàn)有引流裝置更換效果對比

5 體外模擬實驗

5.1 方法

隨機(jī)抽取我院肝膽外科病房工作3年以上護(hù)士40人,用臨床現(xiàn)有18號T管接一次性引流袋按照操作流程進(jìn)行引流袋更換并對各環(huán)節(jié)計時（對照組）；用同類型同型號新型磁性連接引流裝置按操作流程更換并對各環(huán)節(jié)計時（實驗組）。

5.2 評價指標(biāo)

更換過程中斷開時間（止血鉗夾閉患者端引流管至患者端引流管和引流袋端引流管斷開時間）、扣合時間（患者端引流管和引流袋端引流管接觸至扣合牢固時間）、更換總時間（止血鉗夾閉患者端引流管至更換完畢后松開止血鉗時間）。

更換完畢，征詢操作者對2組更換操作滿意度，采用自制滿意度量表征詢表，該量表采用Likert 5級評分法[19]，從更換時間、更換便捷性、臨床實用性、總體滿意度共計4個條目進(jìn)行評分，5分表示非常滿意，1分表示非常不滿意，總分越高表示滿意度越高。

5.3 統(tǒng)計學(xué)方法

收集資料后建立數(shù)據(jù)庫，雙人錄入數(shù)據(jù)．應(yīng)用SPSS 22．0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。資料服從正態(tài)分布，計量資料采用±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗進(jìn)行比較；計數(shù)資料采用例數(shù)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

5.4 結(jié)果

5.4.1 兩組每例次斷開時間，扣合時間，更換總時間比較 實驗組平均斷開時間，扣合時間，更換總時間明顯較對照組短，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），見表1。

表1 兩組平均斷開時間，扣合時間，更換總時間比較（±s，n=40）

表1 兩組平均斷開時間，扣合時間，更換總時間比較（±s，n=40）

更換總時間秒（s）實驗組 0.82±0.12 0.65±0.08 34.85±2.67對照組 7.00±1.75 19.15±1.55 60.15±2.33 t值 -22.23 -76.68 -54.05 P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01組別 斷開時間秒（s）扣合時間秒（s）

5.4.2 兩組更換操作滿意度評分比較 對兩組實施更換操作的40名肝膽外科護(hù)理人員進(jìn)行調(diào)查，實驗組對更換時間滿意度評分、更換便捷性滿意度評分、臨床實用性滿意度評分、總體滿意度評分均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）見表2。

表2 兩組更換操作滿意度評分比較（±s，n=40）

表2 兩組更換操作滿意度評分比較（±s，n=40）

組別 更換時間 更換便捷性 臨床實用性 總體實驗組 4.23±0.73 4.13±0.79 4.30±0.61 3.93±0.73對照組 1.68±0.62 2.40±0.87 2.28±0.64 2.62±0.49 t值 16.85 9.27 14.51 9.35 P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01

6 小結(jié)

新型磁性連接引流裝置有以下優(yōu)點：1）更換斷開時，只需施加與管道平行的反向外力即可斷開接頭，節(jié)省步驟和外力，避免現(xiàn)有引流裝置斷開時反復(fù)旋轉(zhuǎn)動作；2）磁性材料選用燒結(jié)N50型釹鐵硼材料，該材料具有體積小、重量輕、磁性強(qiáng)的特點[20]，在磁力作用下實現(xiàn)極速精準(zhǔn)扣合，省去現(xiàn)有引流裝置更換時反復(fù)旋轉(zhuǎn)的動作，同時可保證兩端磁性接頭在最大承重引流液的情況下不自行斷開，從而避免接頭處引流液的滲漏，避免引流液逆行性感染和床單污染。3）避免現(xiàn)有引流裝置接頭處貼合及撕除膠布時牽拉傷口的問題，尤其為帶管回家患者自行更換引流袋提供便捷；4）便于加工，采用3D打印技術(shù)快速成型不同引流管型號的外殼，與內(nèi)嵌磁性連接裝置配對，將加工成型的磁性連接裝置嵌入引流管及引流袋接頭處；5）氮化鈦表面涂層處理技術(shù)保證磁性接頭耐受各種引流液腐蝕變形；6）避免他吸，磁性連接外層磁屏蔽處理即避免了吸引其他鐵類生活用物且不會干擾監(jiān)護(hù)儀等醫(yī)療器械，又可強(qiáng)化兩磁環(huán)間吸力。

體外實驗顯示：新型磁性連接引流裝置的應(yīng)用可簡化更換操作流程，縮短更換時間，提高工作效率，優(yōu)化護(hù)理資源分配。對此種新型磁性連接引流裝置進(jìn)一步優(yōu)化，實現(xiàn)量產(chǎn)有望運用于臨床。