麻醉设备学第十四章医用输注设备

第十四章医用输注设备

广东医学院附属南山医院麻醉科

黄宝胜当前1页，总共56页。（2）压力预置通气模式（pressurepresetmodes）P249当前2页，总共56页。

目的要求：

掌握输液泵、微量注射泵、镇痛泵的工作原理及在临床工作中应用及注意事项。教学重点、难点输液泵、微量注射泵、镇痛泵的工作原理。当前3页，总共56页。药物输注简史

1657年，ChristopherWren第一次使用一个带囊的羽毛硬管刺入静脉，将药物输入动物体内。1845年ScotsmenFrancisRynd发明了金属空心针头。1853年CharlesGabrielPravaz发明金属注射器。1855年AlexanderWood发明玻璃注射器。

当前4页，总共56页。药物输注简史19世纪后半叶注射器得以广泛应用。20世纪初机械性输液泵发明，实现按设定容量精确控制滴数。1940s，发明电子输液泵。1981年，HelmutSchwilden首次运用计算机控制软件辅助给药。1996年，KennyGavin推出第一个商业化的靶控输注泵。

当前5页，总共56页。本章内容第一节概述第二节医用输注泵的驱动第三节输液泵的工作原理和操作注意事项第四节微量注射泵的工作原理和操作注意事项第五节患者自控镇痛泵第六节目标浓度控制微量注射泵当前6页，总共56页。第一节概述一、微量输注泵的作用：

按照每个患者的具体情况而进行定时定量且匀速的输注。二、现代医用输注泵的定义：是一种由电脑控制，自动推动液态进入血管系统的机械装置。三、分类：输液泵、微量输注泵。当前7页，总共56页。第一节概述四、理想医用输注泵的条件：1.使用模式：输注范围为0-1000ml/h。可迅速改变输注速度。2.持续电能：有可充电的电池，在停电时可以从主电源自动切换到蓄电池。

3.操作简便：各方面的功能应有确定键。4.警报：5.结构：6.记录输注资料：并且可由远程计算机控制。

7.可满足各种临床需要：当前8页，总共56页。第二节医用输注泵的驱动概述：医用输注泵多采用步进电机驱动。

步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电动机的输入量是脉冲序列，输出量是相应的增量位移或步进运动。当前9页，总共56页。一、步进电机的工作原理组成：转子和定子。当前10页，总共56页。步进电机的结构当前11页，总共56页。步进电机展开结构当前12页，总共56页。单段反应式步进电机的工作原理

——四转子齿（单三拍运行方式）

定子通电顺序：

A→B→C→A转子旋转方向：

逆时针步距角：

当前13页，总共56页。三相单三拍这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。三相单三拍的特点：

（1）每来一个电脉冲，转子转过30。此角称为步距角，用α表示。（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。当前14页，总共56页。

单段反应式步进电机的工作原理

——四转子齿定子通电顺序:

A→C→B→A转子旋转方向：

顺时针步距角：

当前15页，总共56页。

单段反应式步进电机的工作原理

——四转子齿（双三拍运行方式）定子通电顺序：

AB→BC→CA→AB转子旋转方向：

逆时针步距角：

当前16页，总共56页。

单段反应式步进电机的工作原理

——四转子齿（单、双六拍运行方式）定子通电顺序：

A→AB→B→BC→C→CA→A转子旋转方向：逆时针步距角：

当前17页，总共56页。二、步进电机的驱动方法1.脉冲发生控制单元：产生脉冲，控制电机的速度和转向。2.功率驱动单元：由脉冲信号分配和功率驱动电路组成。根据控制器输入的脉冲和方向信号，为步进电机各绕组提供正确的通电顺序及电压和电流。3.保护单元：当前18页，总共56页。第三节输液泵的工作原理和操作注意事项一、输液泵的工作原理按工作方式可分为：1．直线蠕动输液泵2．旋转蠕动输液泵3．往复活塞式输液泵4．活塞启动膜式输液泵当前19页，总共56页。一、输液泵的工作原理直线蠕动泵组成：由微控制器、步进电机和液体监控报警部分组成。当前20页，总共56页。一、输液泵的工作原理蠕动排以波动方式连续挤压充满液体的输液管，推动管内液体向下流动。传送带动得越快,液体被挤出越多，反之越少。因此，可准确控制输液泵流量。输注速度不受液面高度和患者体位变化影响,完成超低速至高速输液当前21页，总共56页。二、输液泵的操作注意事项1.使用前检查是否存在干扰源，并保持足够的距离。2.避免在含有易燃易爆气体的环境中使用。3.开机检测。4.输液器是否兼容。5.确认输液管放置在气泡检测器和阻塞检测器的管槽中。6.确保输液管平直地放置在蠕动滚柱上，否则不能保证精确输注。当前22页，总共56页。二、输液泵的操作注意事项7.输注期间要定时检查滴速。8.防止手动滚轮夹的干扰。9.输注期间要定时检查输液管线有无损伤。10.如果药流受阻应关闭手动滚轮夹后再处理。11.使用交流电时泵体接地。12.内置电池的完好和充满电。13.每周检查一次内置电池是否工作正常。当前23页，总共56页。第四节微量注射泵的工作原理和操作注意事项一、微量注射泵的工作原理

是以恒定性压力作用于注射器的活塞柱上，当活塞柱受压时，注射器内液体通过输液管道流入病人血管。当前24页，总共56页。用途：常规动、静脉输液及静脉推注：ＩＣＵ、ＣＣＵ心血管功能药物的连续微量注射；早产儿、新生儿生理维持量输液、微量输药及输血；特殊药物的注射：如激素及化疗药物；持续麻醉药注射；血液透析和体外循环时注射抗凝剂；造影剂的输注。第二节微量注射泵---概述当前25页，总共56页。特点优点：1.精确微量输液；2.减轻护士的工作量。缺点：受注射器容量的限制，不适用于大量输液。当前26页，总共56页。第二节微量注射泵---概述主要功能：自动识别注射器规格；较高的输液精度；能显示总液量；快速简便的操作控制；具备交直流两用供电；在阻塞等异常情况下报警。

当前27页，总共56页。微量注射泵的工作原理

针筒微量注射式输液泵由微型计算机控制，步进电机通过减速器带动泵内丝杆缓慢匀速地转动，注射器后支架在丝杆匀速转动时，能实现匀速直线运动，推动注射器内活塞向前推注药液，实现匀速微量注射。当前28页，总共56页。微量注射泵的主要结构当前29页，总共56页。二、微量注射泵的操作注意事项1.使用合适的泵管。2.保持静脉通路通畅。3.慎用冲洗键4.输液即将注完时报警功能。5.注射器匹配。6.注意高频干扰。7.不能在泵体附近使用手机、无线电装置和除颤器。8.检查注射器活塞是否正确安装在卡座夹上。当前30页，总共56页。第五节患者自控镇痛泵概述：自控镇痛泵：以完成患者自控镇痛术(patientcontrolledanalgesia，PCA)为目的而设计的一种机械或电子设备。患者可根据自己的疼痛情况自行控制给药，且方便快捷、反应迅速，并可将镇痛药用量的个体差异降低到最小程度，与传统肌注镇痛相比，不仅镇痛较为完善，而且使阿片类药物用量大大减少，副作用也得以降低。

当前31页，总共56页。一、患者自控镇痛泵的基本结构分类：一次性弹性自控镇痛泵和电子镇痛泵。（一）一次性弹性自控镇痛泵当前32页，总共56页。（二）电子镇痛泵：以电能的镇痛泵，包括泵体和与泵体相配合的机械装置。原理：往复活塞式输液泵和活塞启动膜式输液泵。

当前33页，总共56页。二、患者自控镇痛泵的基本结构与功能基本组成1．贮药器2．输注设备3．单次输注按钮装置4．设置单次剂量装置5．设置锁定时间装置6．管道连接系统

功能参数设定1．背景输注速率2．单次注药量设定3．单次给药锁定时间4．预计输注总容积

自控镇痛泵可以提供三种不同的输注模式：1、背景输注联合PCA（病人自控镇痛）单次给药，2、背景输注给药，3、PCA（病人自控镇痛）单次给药。

当前34页，总共56页。第六节目标浓度控制微量注射泵TCI的定义靶控输注（TargetControlledInfusion，TCI）是以药动学和药效学原理为基础，以血浆或效应室的药物浓度为指标，由计算机控制给药输注速率的变化，达到按临床需要调节麻醉、镇静、镇痛深度的目的。当前35页，总共56页。静脉给药方法--单次和重复静脉注射效应室浓度血浆浓度治疗窗（TherapeuticWindow）1、不能维持麻醉药的有效浓度2、重复给药血药浓度波动大3、血浆浓度与效应室浓度不易平衡当前36页，总共56页。单次+持续静脉给药单次给药治疗窗(TherapeuticWindow)持续静脉给药1、起效时间长:达稳态血浆浓度的时间长,需4~5个半衰期2、长时间蓄积作用:随输注时间延长，清除速率减慢，血药浓度逐渐升高产生3、难以调节血药浓度：根据病人反应和手术刺激强度随时调节当前37页，总共56页。静脉给药方法--靶控输注（TCI）维持恒定的血浆浓度快速随意调节保持血浆浓度和效应室浓度的平衡

治疗窗当前38页，总共56页。持续静脉注射麻醉和手术景观图靶控输注---TCI当前39页，总共56页。第六节目标浓度控制微量注射泵一、目标浓度控制微量注射泵的工作原理当前40页，总共56页。二、目标浓度控制的计算方法原理：BET法先注射负荷量(bolus)，在根据药物从机体排除的速率(elimination)与药物从中央室向周边室转运的速率(transfer),向中央室补充给药量。输注速度=负荷量(Bolus)+消除(Elimination)+转运(Transfer)分类：血浆靶控和效应室靶控。当前41页，总共56页。开放的三室模型模拟图效应室中央室V1清除k10k12k21第二室k13k31第三室keo药物在各室间平衡示意图静脉输注k1e123中央室代表血液或血浆第二室代表血液高灌流的组织第三室代表血液低灌流的组织K21k12k31k13和k1e是室间分布速率常数K10是中央室消除速率常数Ke0是效应室消除速率常数当前42页，总共56页。单次注药后三室模型的血浆浓度变化在快速分布相，药物从中央室（V1）向快速周边室（V2）、慢速周边室(V3)和体外转运。在慢速分布相，药物从V2向V1，以及从V1向V3和体外转运。在终末相，药物从V2和V3向V1转运，从V1排出return当前43页，总共56页。异丙酚药代学模型当前44页，总共56页。效应室的概念药物入血后不是立即发生作用，需等待药物达到靶部位，如受体、离子通道或酶等，发挥出生物效应。药物进入的这个空间（部位）称为效应室。效应室对研究血药浓度与药物效应关系十分重要。效应室的药物浓度是无法测定的，通过观测血浆药物浓度与生物效应（效应监测－意识、肌松、脑电BIS等）的关系，计算出效应室药物浓度的理论值。当前45页，总共56页。

用于‘Diprifusor’TCI软件的得普利麻®

药代动力学参数*©UniversityofGlasgowV1

中央室容积228mlkg-1k10

中央室的消除速率常数0.119min-1keo效应室的消除速率常数0.26min-1

各室间分布速率常数k120.114min-1k210.055min-1k130.0419min-1k310.0033min-1当前46页，总共56页。效应室：是指药物发挥作用的部位。麻醉药物的效应取决于效应室浓度而非血浆浓度，而效应室浓度与血浆浓度间有滞后现象。效应室消除速率常数Keo：药物从效应室转运至体外的一级速率常数，但现在常用于表示效应室转运至中央室的速率常数。Keo是影响药物在效应室和中央室之间平衡的主要因素。

Keo越大的药物在血浆和效应室之间发生平衡的速度越快，药物起效越快，反之亦然。效应室消除半衰期t1/2Keo：维持恒定的血浆药物浓度时，效应室的药物浓度达到50%血浆药物浓度的时间，与Keo的关系为t1/2Keo=0.693/Keo，药物的keo越大，其t1/2keo越小，说明该药物峰值效应出现快。基本概念当前47页，总共56页。时量相关半衰期(context-sensitivehalftime)的概念指持续静脉输注某种药物一定时间停药后，血浆或效应部位药物浓度降低50％所需的时间。它是与输注时间相关的半衰期，反映了持续输注时间与药物消除之间的关系。比消除半衰期更能准确的预计静脉麻醉后的恢复时间。当前48页，总共56页。时量相关半衰期

CONTEXT-SENSITIVEHALFTIMES当前49页，总共56页。血浆靶控（TCIPlasma）血浆浓度迅速上升至设定值效应室浓度上升相对缓慢所需效应产生滞后诱导和维持平稳术后恢复好适用于老年、体弱、心功能较差的患者当前50页，总共56页。效应室靶控（