一款預防褥瘡的水動力漂浮減壓病床的設計

劉紫鳳，張澤鑫，林思其，陳祎琦，陳栩靜，劉敏，文睦豪

1 廣州中醫藥大學第二臨床醫學院 （廣東 廣州 510405）；2 廣州中醫藥大學第一臨床醫學院 （廣東 廣州 510405）

褥瘡是由于身體局部長期受壓，血液循環受阻，導致皮膚及皮下組織缺血進而發生水皰、潰瘍或壞疽[1]。近年來，隨著社會老齡化進程的加快，慢性疾病發病率不斷升高，同時褥瘡的發生率也隨之升高。褥瘡會引發細菌感染、敗血癥等一系列并發癥，使患者的生命質量降低、住院時間延長，甚至會危及患者的生命安全[2]。因此，如何有效地預防褥瘡成了目前臨床上一個重要的研究熱點。

褥瘡的傳統預防方法包括飲食防治[3]、人工護理、藥物防治[4]及使用預防褥瘡產品等。這些方法均可有效降低褥瘡發生率，但存在預防措施單一化、對勞動力需求大及產品設計簡陋、效果不佳等問題。本研究設計了一款預防褥瘡的水動力漂浮減壓病床，以期有效防止褥瘡的發生，提高長期臥床患者的生命質量。

1 研發背景

1.1 褥瘡發生率高

我國住院患者的褥瘡發生率為1.57%，而長期臥床老年患者的褥瘡發生率更是高達25.7%[5]。褥瘡在增加臨床護理工作難度的同時，增加了患者發生細菌感染、敗血癥等嚴重并發癥的風險，甚至威脅患者的生命安全[6]，加之其治療需要耗費大量的醫療資源和費用，因此褥瘡被認為是臨床上最昂貴的健康問題之一。

1.2 傳統預防方法落后，同類產品缺陷多

臨床上預防褥瘡的傳統方法多為飲食調節、減壓調節，或者依靠大量臨床護工的人工護理，預防方式單一，無法滿足不同患者的需求。無論是臨床上的基本“六勤”（勤觀察、勤翻身、勤按摩、勤擦洗、勤整理、勤更換）護理方法，還是市場上的減壓床墊（目前，市場上的減壓床墊大多為凝膠海綿床墊和充氣減壓床墊），均需要耗費大量的人力按時對患者進行護理，這在一定程度上限制了對褥瘡的有效預防。李飛等[7]的研究發現，患者皮膚所受的壓力直接決定褥瘡的發生率，而翻身頻率又決定患者局部皮膚所受的壓力，在不使用減壓床墊的情況下，頻繁翻身（2～3 h 翻身1次）比延長翻身時間（4～6 h 翻身1次）能更有效地降低褥瘡發生率。劉澤洲等[8]的研究發現，利用減壓床墊可以延長翻身間隔時間，減少由于翻身次數過多而產生的摩擦力和剪切力，防止局部組織缺氧壞死而形成褥瘡。市面上的減壓床墊基本是通過使皮膚干燥及分散身體壓力、增加身體與床的接觸面積等措施來達到減壓的效果；但多數產品存在價格高、攜帶不便、占位大等缺點。如凝膠海綿床墊雖無噪聲、無需用電，但工作時需要較大的空間，且需要大量的勞動力支持[9]；而充氣減壓床墊雖降低了翻身頻率，但需要充電，存在噪聲，需要經常檢查充氣程度，且床單無法固定，這些缺點均限制了其在臨床上的應用。

2 產品研發技術

本產品采用動力漂浮原理以達到減壓、按摩人體肌肉的目的，同時通過紅外線促進患者血液循環，通過3D 床墊增加接觸體表的空氣流通程度，不僅可有效減少褥瘡的發生，還可防止患者因長期臥床發生肌肉廢用性萎縮；同時，本產品所采取的新技術具有防漏電、防觸電的優點，加熱裝置（溫控部）采用熱電冷卻器（thermo electric cooler，TEC）原理對液體進行調溫，充分做到水墊內部無電路元件、無電源，半導體控溫材料和造浪裝置的表面均有清漆樹脂SH-9602絕緣層，可防止漏電發生風險；此外，半導體材料使用的是直流電供電，具有零噪聲的優勢，而造浪裝置外設有隔音棉和隔震棉，可對外界隔絕噪聲，為患者提供舒適的使用環境。本產品注重細節構件的選擇，具有實用性的同時，更具有安全性和便利性。

2.1 主要結構與功能

本研究是在查閱相關資料、咨詢相關專業領域專家和技術人員的基礎上進行的，產品的總體結構見圖1。本研究設計的水動力漂浮減壓病床由3部分組成，分別為功能箱、床墊層和支架。功能箱內包含造浪裝置和加熱裝置（溫控部），表面為控制面板。床墊層包括透氣層（滌綸單絲材料）、電氣石層、動力漂浮水墊層以及可灌水、排水的換水口，其中動力漂浮水墊層又由外層的優質PVC 材料層及里層的水浪層組成。支架為功能箱和床墊層的支撐結構。

圖1 水動力漂浮減壓病床的總體結構

2.1.1 功能箱

功能箱為水動力漂浮減壓病床的工作部件，具有將靜態液體轉化為動態波浪狀、床墊液體加溫及各功能強度調控的作用，由造浪裝置、加熱裝置及控制面板組成。

造浪裝置位于功能箱中，與床墊之間通過兩條管道連接，具有抽吸、排放液體的功能，可將床墊中靜態的水通過紅色管道吸入，再由黑色管道排至床墊中（圖2），如此循環反復，使床墊內的水變成波浪狀滾動狀態，使患者躺在床墊上有柔軟、漂浮、舒適的感覺，減小了患者身體與床面接觸部位受到的壓力，降低了翻身頻率。

圖2 造浪裝置與加熱裝置的結構簡圖

加熱裝置（溫控部）利用TEC 原理，采用新型的半導體材料，在保證墊體內無電源、防止漏電的基礎上，具有雙重溫度控制作用，溫度調控范圍為18～45 ℃。患者可根據不同季節調節加熱裝置，進而使水溫達到冬暖夏涼的效果。

控制面板位于功能箱的表面，為1個15 cm×5 cm的長方形彩色可觸控屏幕。面板上主要有功能按鈕和狀態顯示兩個模塊。其中，功能按鈕包括總開關、造浪啟動、造浪強度調節、按摩強度調節、水液溫度調節5個按鈕。狀態顯示包括時間、電量、造浪強度、溫度4個板塊。患者可通過控制面板控制床墊的工作狀態及工作方式。

2.1.2 床墊層

透氣層為滌綸單絲材料，方便空氣流通，可有效降低長期臥床者的體表濕度，減少褥瘡的發生。

電氣石層位于透氣層下方，由直徑1 cm 的圓形電氣石整齊排列而成。電氣石可產生紅外線，而紅外線可通過改善人體的血液微循環、促進新陳代謝進而預防褥瘡的發生，同時紅外線還具有提高免疫力、改善睡眠的效果。

動力漂浮水墊層為由PVC 材料層包裹而成的1個90 cm×190 cm 大小的空腔軟墊，頭部與功能箱相接，側面設有換水口。水墊內的水為波浪滾動狀態，形成水浪層，模擬水上漂浮狀，具有減壓、促進血液流動及按摩的作用。

換水口位于床墊側面，為1個直徑10 cm 的圓形狀開口，附有1個大小適中的橡膠圓蓋與其鑲嵌，其為水波墊中液體的出入口，當需要換水時，可打開換水口處的圓形橡膠蓋，更換床墊內的水；不使用床墊時，可打開換水口，將水排出，并折疊收納床墊。

2.1.3 支架

支架為1個可折疊的90 cm×190 cm 的長方形木板，下方附有4條垂直于地面、可將床板撐離桌面的柱子，上方頭部放置功能箱，剩余部分放置水波床墊。支架的功能是支撐、連接床墊和功能箱。

2.2 材料選擇

造浪裝置使用絕緣材料清漆樹脂SH-9602涂層，在保證絕緣性的同時，提高了發動機的耐熱性，在造浪裝置的外周采用隔音棉和隔震棉圍繞，通過減少其與外界的互相震動及聲音傳導，從而減少造浪裝置在工作時產生的噪聲。加熱裝置（溫控部）采用新型半導體材料，無漏電隱患，無輻射，不抽濕，具有低于40 dB 噪聲標準的持久性能和雙重溫度控制作用。

透氣層采用滌綸單絲材料，為3D 狀的空間網狀結構，透氣性佳。電氣石層采用電氣石發射紅外線，安全無毒，且具有多種功能。動力漂浮水墊層采用優質PVC 材料，該材料完全無毒無味、對人體皮膚或是呼吸系統無任何刺激，可防水、抗靜電、易清洗，為患者提供最佳的接觸體驗；用水代替充氣，可較長時間保持床墊的飽和度，無需經常檢查其充氣程度，也可避免充氣時的噪聲問題。

3 小結

本產品結合水動力漂浮減壓原理、電氣石發射紅外線及半導體控溫材料，可最大限度地預防褥瘡的發生，提高患者的生命質量，并可降低人力、物力和經濟成本；本產品具有漂浮減壓、按摩、增大體表空氣流通度，以及改善睡眠、防止肌肉萎縮、減少臥床不適感的作用，利用TEC 原理可防漏電、防觸電，安全可靠，簡單便攜；本產品可大幅降低翻身頻率，無需大量人力參與，在預防褥瘡的同時，還可提高患者的生命質量。

總之，本產品在團隊深入研究褥瘡的發生發展機制與治療方法的基礎上，以預防褥瘡發生、提高臥床患者生命質量為目的，通過調研、收集數據，并進行深入研究分析、完善方案等步驟，解決了褥瘡預防措施單一、人力經濟成本高及患者生命質量差的問題，該設計具有安全可靠、簡單便攜、成本低、零噪聲等特點。