輸液泵分析儀測(cè)量原理比較分析

趙 鵬，李長(zhǎng)興，賈建革，吳建剛，宋立為，武文君

輸液泵分析儀測(cè)量原理比較分析

趙 鵬，李長(zhǎng)興，賈建革，吳建剛，宋立為，武文君

簡(jiǎn)要敘述了輸液泵分析儀對(duì)輸液泵/注射泵性能檢測(cè)的重要性，對(duì)目前市場(chǎng)上主流的輸液泵分析儀的工作原理進(jìn)行了分析，指出了隨著輸液/注射泵在臨床醫(yī)學(xué)的廣泛應(yīng)用及軍隊(duì)醫(yī)療系統(tǒng)臨床設(shè)備質(zhì)量控制工作的逐級(jí)展開(kāi)，輸液泵分析儀對(duì)于質(zhì)控工作的開(kāi)展具有重要的意義。

輸液泵分析儀；質(zhì)量控制；流速；壓力

AbstractThe significance of infusion/syringe pump's performance monitoring with the infusion pump analyzer is introduced briefly.With the wide application of infusion pump analyzer in clinic and medicine and quality control of the clinical equipment in the Military Medical System step by step,the infusion pump analyzer has become more and more important to the quality control.[Chinese Medical Equipment Journal，2011，32（2）：131-132]

Key wordsinfusion pump analyzer;quality control;flow rate;pressure

1 引言

醫(yī)用輸液/注射泵能精確控制輸送藥液的流速和流量，并能對(duì)輸液過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)及時(shí)自動(dòng)阻斷了輸液通路。該設(shè)備的應(yīng)用減輕了醫(yī)護(hù)工作強(qiáng)度，提高了安全性、準(zhǔn)確性和工作效率，減輕了患者的痛苦。智能型輸液/注射泵廣泛應(yīng)用于內(nèi)科、外科、兒科、心血管科、急診科和手術(shù)室，尤其適用于ICU和CCU病房的輸液治療。

醫(yī)用輸液/注射泵的廣泛應(yīng)用帶來(lái)了很多便利，但如果設(shè)備發(fā)生故障、精度變差或者使用人員操作失誤，就會(huì)給患者的安全帶來(lái)隱患。輸液泵分析儀可以對(duì)輸液泵/注射泵的各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量，是開(kāi)展輸液泵/注射泵性能檢測(cè)的必備工具[1]。隨著輸液泵/注射泵質(zhì)量控制工作的逐級(jí)展開(kāi)，面對(duì)市場(chǎng)上的各類(lèi)輸液泵分析儀，如何選擇性能優(yōu)越、測(cè)量方法科學(xué)合理的輸液泵分析儀變得尤為重要。本文對(duì)目前市場(chǎng)上的主流輸液泵分析儀的測(cè)量原理進(jìn)行了分析對(duì)比，希望對(duì)廣大質(zhì)控工作者有所幫助。

2 堵塞壓力測(cè)量

目前，市場(chǎng)上主流的輸液泵分析儀對(duì)于堵塞壓力的測(cè)量方法一致，主要依靠?jī)?nèi)置的壓力傳感器對(duì)管道內(nèi)的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋至數(shù)據(jù)處理模塊，在此不再贅述。

3 流速測(cè)量

在流速的測(cè)量方面，目前各種型號(hào)分析儀的檢測(cè)方法各異，主要測(cè)量方法有容積測(cè)量法和光學(xué)傳感器測(cè)量法，光學(xué)傳感器測(cè)量法又分為氣泡測(cè)量法和液柱測(cè)量法。

3.1 容積測(cè)量法

最初的輸液泵分析儀大多采用此種測(cè)量方法，該方法需要一個(gè)非常精確的泵，例如，Lagu系列的輸液泵分析儀采用的是采樣容積為50 μL的泵，其基本原理是依靠采樣泵對(duì)管道內(nèi)流動(dòng)液體的多次采樣，從而得到精確的流速。由于這種方法對(duì)泵的精度要求較高，成本相應(yīng)也高，目前已基本被其他方法取代。

3.2 光學(xué)傳感器測(cè)量法

3.2.1 氣泡測(cè)量法

圖1 氣泡測(cè)量法測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖

采用氣泡測(cè)量法的輸液泵分析儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要部件包括注射器閥、堵塞閥、光學(xué)傳感器、標(biāo)準(zhǔn)注射針、玻璃管及壓力傳感器等，外置多個(gè)光學(xué)傳感器的玻璃管的位置高于進(jìn)水口和出水口。此類(lèi)分析儀的測(cè)量方法比較特殊，當(dāng)分析儀初始化時(shí)，堵塞閥開(kāi)啟，注射器閥關(guān)閉，位于上方的玻璃管出水口會(huì)向貯水池排出一定長(zhǎng)度的水柱。水柱會(huì)在貯水池和注射器閥之間管道產(chǎn)生一定的氣道壓力，此壓力主要用來(lái)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)氣泡。此時(shí)按測(cè)量鍵，堵塞閥關(guān)閉，注射器閥開(kāi)啟，標(biāo)準(zhǔn)注射針會(huì)在氣道壓力的作用下瞬間產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的氣泡。氣泡產(chǎn)生后，堵塞閥開(kāi)啟，注射器閥關(guān)閉，氣泡在管道內(nèi)液體的推動(dòng)作用下向貯水池方向移動(dòng)。當(dāng)其在玻璃管內(nèi)通過(guò)所有光學(xué)傳感器時(shí)，光學(xué)傳感器會(huì)計(jì)算此氣泡的移動(dòng)速度，此速度即為管道內(nèi)液體的流動(dòng)速度。當(dāng)此氣泡通過(guò)最后一個(gè)光學(xué)傳感器后，堵塞閥關(guān)閉，注射器閥開(kāi)啟，標(biāo)準(zhǔn)注射針在氣道壓力的作用下再產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的氣泡。按這種方式往復(fù)循環(huán)，以求得液體流動(dòng)的平均速度。

作者單位：100071 北京 總后衛(wèi)生部藥品儀器檢驗(yàn)所（趙 鵬、賈建革、吳建剛、宋立為、武文君）；100853 北京 解放軍總醫(yī)院器械處（李長(zhǎng)興）

3.2.2 液柱測(cè)量法

采用液柱測(cè)量法的輸液泵分析儀的結(jié)構(gòu)如圖2所示。主要部件包括測(cè)量管路、光學(xué)傳感器、閥門(mén)、貯水池及壓力傳感器等，測(cè)量管路兩側(cè)分布著多對(duì)光學(xué)傳感器，最底端和最頂端光學(xué)傳感器之間的管路容積是已知的。閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，液體從進(jìn)水口流入測(cè)量管路；閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，液體從測(cè)量管路流入貯水池。當(dāng)分析儀初始化時(shí)，閥門(mén)開(kāi)啟，當(dāng)管道兩側(cè)的所有光學(xué)傳感器均檢測(cè)到液柱時(shí)，表明管路內(nèi)已無(wú)氣泡，初始化結(jié)束，進(jìn)入測(cè)量階段。測(cè)量開(kāi)始時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉，當(dāng)測(cè)量管路兩側(cè)最底端光學(xué)傳感器檢測(cè)不到液柱時(shí)，閥門(mén)重新開(kāi)啟，測(cè)量管路內(nèi)的液柱隨液體流動(dòng)不斷上升，分析儀會(huì)根據(jù)各光學(xué)傳感器檢測(cè)到液柱的時(shí)間對(duì)流動(dòng)速度進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)最頂端光學(xué)傳感器檢測(cè)到液柱時(shí)，表明測(cè)量管路已充滿液體，閥門(mén)關(guān)閉，測(cè)量管路內(nèi)液體排空至貯水池，當(dāng)測(cè)量管路兩側(cè)最底端光學(xué)傳感器檢測(cè)不到液柱時(shí)，閥門(mén)重新開(kāi)啟，如此循環(huán)測(cè)量。

圖2 液柱測(cè)量法測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)論

綜合比較這3種測(cè)量方法，氣泡測(cè)量法和液柱測(cè)量法均采用光學(xué)傳感器，具有測(cè)量精度高、受外界干擾小的優(yōu)點(diǎn)；容積測(cè)量法對(duì)采樣泵的精度要求較高，不易被滿足。精確的測(cè)量方法能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)被測(cè)設(shè)備的性能，為我們開(kāi)展質(zhì)量控制工作提供最真實(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。總之，無(wú)論選擇哪種測(cè)量方法的輸液泵分析儀，定期（校準(zhǔn)周期一般為1年）對(duì)分析儀器進(jìn)行校準(zhǔn)是保證輸液泵分析儀性能正常的重要環(huán)節(jié)。

[1]肖紅.醫(yī)用輸液泵的輸液質(zhì)量控制[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2009，36（3）：76-78.

[2]GB 9706.27——2005/IEC 60601-2-24：1998《醫(yī)用電氣設(shè)備第2-24部分：輸液泵和輸液控制器安全專(zhuān)用要求》[S].

（收稿：2010－07－07 修回：2010－11－15）

Analysis of Working Principle on Infusion Pump Analyzer

ZHAO Peng1,LI Chang-xing2,JIA Jian-ge1,WU Jian-gang1,SONG Li-wei1,WU Wen-jun1
(1.Institute of Drug and Instrument Control,Health Dept,GLD of PLA,Beijing 100071,China;2.Equipment Division,General Hospital of PLA,Beijing 100853,China)

TH777；TN939.11

B

1003-8868（2011）02-0131-02

趙鵬（1983-），男，河北保定人，助理工程師，主要從事質(zhì)控、計(jì)量方面的研究工作，E－mail：yjs＿zp＠sina.com。