自救式加壓發(fā)熱止血帶的研制

肖楚蘭，李富強，盧思萍，李峻輝

（聯(lián)勤保障部隊第920 醫(yī)院中醫(yī)科，昆明 650100）

0 引言

創(chuàng)傷后大出血是重大外傷傷員的主要死亡原因之一，以美軍在阿富汗和伊拉克的戰(zhàn)斗為例，90.9%可避免的院前死亡是由失血過多導致的，其中四肢出血占13.5%[1]。此外，在我國推薦的MARCH（massive hemorrhage，airway，respiration，circulation，hypothermia）傷情評估法中，大出血評估的優(yōu)先級比氣道評估更高[2]，因此創(chuàng)傷后大出血是目前軍事醫(yī)學以及災害救援醫(yī)學亟須解決的實際性難題，相關研究目前主要著眼于止血敷料[3]以及新型止血工具的開發(fā)。另外，高原寒區(qū)惡劣的地理氣候條件（低氧、低壓和低氣溫）使得止血急救操作更加復雜[4]，對快速止血工具的需求更為迫切。目前我國戶外急救肢體止血工具主要為三角巾、旋壓止血帶，且多用于救護人員對傷員的救護，而傷員的“自救”往往難以操作且效果不佳[5]。止血工具操作的復雜性、受傷后自救能力減弱以及極端的寒冷環(huán)境均會導致救治時間大大延長?；凇鞍捉鹗昼姟薄包S金半小時”等救治理念，目前救護人員對傷員的救護方式很可能耽誤最佳的救治時間，從而導致較高的致死率、致殘率?；诖?，本研究設計一款用于高原寒區(qū)肢體創(chuàng)傷后大出血的自救式加壓發(fā)熱止血帶，旨在提升高原寒區(qū)肢體創(chuàng)傷后大出血傷員的自救能力。

1 高原寒區(qū)肢體創(chuàng)傷后止血面臨的問題

1.1 失血耐受力大大降低

高原寒區(qū)低氧、低氣壓和低氣溫環(huán)境下肢體創(chuàng)傷后大出血相較于其他地區(qū)更容易導致失血性休克的發(fā)生。有研究[6]顯示，高原環(huán)境下導致休克的失血量顯著低于常規(guī)環(huán)境，因此高原寒區(qū)傷員的失血耐受能力相較于其他地區(qū)大大降低。對于初入高原的人員而言，高原環(huán)境會對全身各系統(tǒng)產(chǎn)生影響，包括缺氧代償性紅細胞增生、心率加快、血壓升高、腎血流量減少等[7]，一旦發(fā)生失血性休克，這些狀況將進一步加重，進而出現(xiàn)機體氧供、微循環(huán)血供、體溫維持、凝血功能等嚴重失衡的狀況，從而導致致死率增高。

1.2 現(xiàn)場止血操作不便

高原寒區(qū)的低氧、低氣壓和低氣溫環(huán)境對救治人員的止血操作會產(chǎn)生非常大的阻礙，其體能狀況及救治能力會大幅下降，影響了救治時效與效果。有研究[8]顯示，在氣溫低于-25 ℃時，止血包扎操作13 min 后，手指會變得麻木、不靈活，25 min 后則會失去包扎搶救能力。孫蕊等[9]針對該情況研制了一款高寒環(huán)境戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)傷救治用超薄發(fā)熱手套，能夠解決衛(wèi)勤人員寒冷環(huán)境下進行精密操作的問題，但是仍難以滿足高原寒區(qū)環(huán)境下肢體創(chuàng)傷后大出血止血自救的救治需求。此外，高原寒區(qū)傷員往往衣著厚重，這直接影響了救治的效果，而脫去衣物則可能會直接導致傷員持續(xù)失溫。

綜上，研制的自救式加壓發(fā)熱止血帶（以下簡稱“止血帶”）不僅要操作簡便，還需要達到止血效果佳、止血速度快、壓力可調(diào)節(jié)、可提供熱量的目標。

2 裝置設計

止血帶整體結(jié)構(gòu)為長條形，主要由可充氣式袖帶、產(chǎn)氣發(fā)熱裝置、減壓裝置和微型計時器4 個部分組成，如圖1 所示。

圖1 自救式加壓發(fā)熱止血帶結(jié)構(gòu)圖、固定位置圖及實物圖

2.1 產(chǎn)氣發(fā)熱裝置

產(chǎn)氣發(fā)熱裝置體積約5 cm3，主要由內(nèi)缸和外缸組成，兩者采用螺釘固定，可拆卸，以確保止血帶的可再利用性，結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。外缸頂部中央為方形孔洞，內(nèi)含膠圈，膠圈預留孔洞穿過開關滑桿，保證外缸的氣密性。為避免裝置被無意激發(fā)，開關選用平行于身體的按壓式。開關滑桿下部連接撞針板，撞針板下部固定2 枚撞針，分別作用于產(chǎn)氣模塊（由產(chǎn)氣藥塊與產(chǎn)氣藥塊卡槽組成）中的藥塊以及發(fā)熱模塊（由水包、多孔擋板、內(nèi)缸、發(fā)熱藥塊、螺旋式底蓋、外缸組成）內(nèi)的水包，撞針板上部通過強力彈簧與外缸的上部內(nèi)側(cè)連接，處于壓縮狀態(tài)。內(nèi)缸內(nèi)側(cè)撞針板接觸部分下緣處設置4 個圓柱形凹槽，其中放置彈力式卡扣，該卡扣由金屬卡扣與小型彈簧組成，其中金屬卡扣采用半橢圓形設計。當開關被按壓時，撞針板擠壓卡扣使其進入凹槽內(nèi)，撞針板限制解除后可產(chǎn)生向前的高速運動，致使撞針撞擊產(chǎn)氣藥塊（氮化鈉、三氧化二鐵）從而產(chǎn)生氣體，同時刺破水包從而使發(fā)熱模塊進行放熱反應，使用結(jié)束后可回拉開關使撞針板位置復原。發(fā)熱模塊為長柱形，內(nèi)置水包以及發(fā)熱藥塊（氧化鈣），頂端為一個圓形孔洞，孔洞下方設置一個小型橡膠片，保證撞針容易刺入并防止該裝置傾倒時水液流出；底部有螺旋式底蓋，方便拆卸更換水包以及發(fā)熱藥塊。水包與發(fā)熱藥塊之間設置一個帶有彈簧的雙邊多孔板，彈簧處于壓縮狀態(tài)，一旦水包被刺破，彈簧彈力擠壓水包使水與氧化鈣發(fā)生放熱反應。內(nèi)缸內(nèi)側(cè)緣凹槽下部（略大于撞針板厚度）設置長方體定位卡點，防止撞針板過度下移以及固定多孔板。開關裝置啟動后，強力彈簧處于拉伸狀態(tài)，有一定的回彈力，方便開關恢復原位。多孔板設置于定位卡點下方，固定于內(nèi)缸內(nèi)側(cè)，并在撞針對應位置固定產(chǎn)氣模塊與發(fā)熱模塊。內(nèi)缸底部預留出氣孔連接減壓裝置，產(chǎn)氣藥塊撞擊后所產(chǎn)生的氣體通過多孔板氣孔以及出氣孔進入氣囊。

圖2 產(chǎn)氣發(fā)熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 可充氣式袖帶

可充氣式袖帶[如圖3（a）所示]設計為上肢款和下肢款。上肢款（容積約3 L）長50 cm，其中氣囊袋為40 cm（成年人的臂圍通常為25～35 cm，預留5 cm），尼龍鉤帶為10 cm（置于止血帶內(nèi)側(cè)），寬為8 cm；下肢款（容積約6 L）長75 cm，其中氣囊袋為60 cm（成年人的大腿圍通常為45～55 cm，預留5 cm），尼龍鉤帶為15 cm，寬為12 cm?？沙錃馐叫鋷鈧?cè)為固定用布料，內(nèi)側(cè)設置氣囊。固定用布料背側(cè)選用質(zhì)地結(jié)實且較為柔軟、耐磨防刮、無延伸性的帆布布料，能夠在一定程度上保護其內(nèi)側(cè)的氣囊，并能夠限制其內(nèi)側(cè)氣囊充氣后向外側(cè)擴張，迫使其向內(nèi)側(cè)擴張壓迫肢體，其較為柔軟的質(zhì)地還能保證傷員的舒適性。氣囊部分外側(cè)布料為20 cm 尼龍絨帶，與尼龍鉤帶共同固定止血帶于傷員四肢；內(nèi)側(cè)A 面布料同背側(cè)，用以固定尼龍鉤面，內(nèi)側(cè)B 面布料則選用彈性較好且保溫效果較好的氨綸布料，一定程度上能夠保證充氣氣囊的擴張，還能維持傷員患肢的體溫。氣囊采用高張力、高拉力、強韌和耐老化的熱塑性聚氨酯彈性體材質(zhì)，同時采用波浪式設計，使患肢能夠均勻受壓。氣囊出氣口朝向袖帶背側(cè)，穿過帆布孔洞與減壓裝置、產(chǎn)氣發(fā)熱裝置相連。產(chǎn)氣發(fā)熱裝置兩側(cè)設置尼龍搭扣固定帶用以固定。

圖3 可充氣式袖帶、減壓裝置、微型計時器結(jié)構(gòu)圖

2.3 減壓裝置

減壓裝置[如圖3（b）所示]的主體部分為減壓閥，其上部連接產(chǎn)氣裝置的出氣口，中間為氣閥嘴和氣閥帽，氣閥帽與氣閥嘴以螺紋旋轉(zhuǎn)固定，氣閥帽內(nèi)部頂端固定適宜大小的橡膠墊片。當氣閥帽旋轉(zhuǎn)至固定時，氣體被橡膠墊片密封；當氣閥帽旋轉(zhuǎn)至松開時，氣囊內(nèi)氣體會因為壓強差緩慢釋放出來，達到逐步減壓的目的。

2.4 微型計時器

微型計時器[如圖3（c）所示]使用電子計時器，呈長方體，頂端為長方形開關，設置為觸發(fā)后1 h 發(fā)出減壓警報，防止肢體因缺血時間過長而壞死。計時器通過一個插入式卡扣與產(chǎn)氣發(fā)熱裝置上的卡槽進行固定，計時開關與產(chǎn)氣發(fā)熱裝置的開關偶聯(lián)，當激發(fā)產(chǎn)氣發(fā)熱裝置的開關后，計時器便可開始計時。

3 使用方法

常規(guī)情況下，使用尼龍搭扣將止血帶封閉為環(huán)狀袖帶，固定于雙側(cè)上下肢1/3 處，并視情況將開關調(diào)整至最易操作位置。當出現(xiàn)創(chuàng)傷后肢體大出血的情況時，可立即用健肢按壓患肢上的產(chǎn)氣發(fā)熱裝置開關，該裝置會瞬間產(chǎn)生大量氮氣以及熱量，從而達到止血保溫的目的。與此同時，微型計時器開始計時，1 h 后提示患肢止血帶需要進行適當減壓，防止患肢出現(xiàn)缺血壞死。

4 應用效果

在不脫去厚重衣物的前提下，受試人員能夠在1～2 s 內(nèi)完成止血自救操作，操作后遠端動脈搏動消失，遠端肢端指甲血色消失，表明其止血效果良好。產(chǎn)氣發(fā)熱裝置所產(chǎn)熱量能夠在10 s 左右逐步擴散至止血帶包裹區(qū)域，在一定時限內(nèi)能夠有效維持或者提高該區(qū)域的體溫。

5 結(jié)語

本止血帶是針對高原寒區(qū)肢體創(chuàng)傷后大出血傷員而設計的，不僅能夠達到快速止血的目的，還能提供熱量以保持患肢溫度，可大大提高傷員的自救能力。但本止血帶仍存在以下不足：僅通過放熱化學反應來為傷員患肢提供一定的熱量支持，難以保持患肢的恒溫效果。下一步將以提高止血帶恒溫保持能力為主要研究方向，以期在保證患肢止血效果的基礎上達到恒溫且可控的效果。