基本信息
- 项目名称:
- 多能效氧气湿化装置
- 来源:
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类:
- 生命科学
- 大类:
- 科技发明制作B类
- 简介:
- 本研究设计了软管连接的多孔漂浮球通气装置,利用多孔球对大股氧流进行分割,氧气通入湿化液产生的冲力,带动软管与漂浮球在湿化液中浮动,改善湿化效果。本研究设计的双层真空瓶体结构,减少了热辐射、热传导和对流等热的交换,对湿化液有良好的保温效果。此外,真空层可以产生较好的隔音效果。为了便于监测,研究的产品在瓶体外层连接了一根透明的玻璃连通管,可随时观察湿化瓶内溶液的量。
- 详细介绍:
- 多能效氧气湿化装置 摘要 目前临床使用的氧气湿化装置是直接把氧气输入管插入水中,氧气输入管位于水中的端部仅仅只有一个输出口,当氧气流量过大时,容易造成氧气湿化程度不足。而且氧气湿化瓶工作时产生高亢的气泡破裂声直接透过单层瓶壁传到外界,会干扰患者的休息和睡眠。此外,传统的氧气湿化装置缺乏对氧气加温的环节,寒冷的气流容易引起支气管痉挛。 针对以上问题,本研究在传统的氧气湿化装置上进行改进,旨在研发一种能够对氧气进行充分湿化、温化及隔离噪音的多能效氧气湿化装置。 产品设计了软管连接的多孔漂浮球通气装置,利用多孔球对大股氧流进行分割,并且借助氧气通入湿化液产生的冲力,带动软管与漂浮球在湿化液中浮动,增加氧气与湿化液的面积,改善湿化效果。为解决寒冷的氧流带给患者的不舒适,本研究研发双层瓶体结构,并将其夹层抽成真空,此类结构减少了热辐射、热传导和对流等热的交换,对湿化液有良好的保温效果。此外,真空层可以消除声音传导的介质,产生较好的隔音效果。为了便于监测,研究的产品在瓶体外层连接了一根透明的玻璃连通管,可随时观查湿化瓶内溶液的量。实验结果表明,与传统氧气湿化装置相比,多能效氧气湿化装置在提高氧气湿化﹑温化效果以及隔离噪音方面确实具有显著的改善(p均<0.05)。 多能效氧气湿化装置综合运用了多种原理达到了湿化、温化、低噪音给氧的效果。促进了病人的舒适与安全,真正体现了以人为本的医疗护理理念。 Abstract At present, traditional oxygen humidifying device is widely used in clinic and the oxygen input tube of the device is put in the moist water directly and there is only one outlet of the oxygen input tube. As the oxygen flow increased, the degree of oxygen humidifying became insufficient. Furthermore, as the oxygen humidifying device works, the resounding bubbles sound of the device goes through the wall of single-layer bottle and interfere with the rest and sleeping of patients. In addition, traditional oxygen humidifying device lacks the function of warming oxygen. Cold air flow is tending to cause bronchospasm. For above problems, our study was designed to make the improvement of traditional oxygen humidifying device which included the functions of oxygen humidifying, warming and bubbles sound prevention. The device is designed with porous ball instead of traditional one-outlet tube. It employs the porous ball to segregate airflow and draw the support of impulsion which caused by the collision of airflow and the moist fluid to wiggle the tube and ball in the fluid. Therefore the increasing contacting area between oxygen and moist fluid is achieved. In order to deal with the patients’ discomfort caused by the cold oxygen flow, the device is produced with double vacuum bottles structure . This design reduces the heat radiation, heat conduction and air convection and increases the effect of heat preservation. Moreover, the vacuum interlayer of double bottle eliminates the medium of sound conduction and isolates the noise efficiently. For easy to monitor, a transparent glass communicating pipe was designed to check the volume of fluid in the bottle . The experimental result shows, comparing with traditional device, the multifunctional oxygen humidifying device is more effective in oxygen humidifying, oxygen warming and noise isolation (p<0.05). The multifunctional oxygen humidifying device synthesizes several principles to achieve the desired effect and the moist, warming and low noise oxygen administering is attained. This promotes the sense of comfort and security of patients and truly reflects the humanistic care of medicine and nursing. 一、研究背景 转化医学是近2、3年来国际医学健康领域出现的新概念,其主要目的是为了打破基础医学与药物研发、临床及公共卫生之间的固有屏障,在其间建立起直接关联;从实验室到病床,把基础研究获得的知识成果快速转化为临床和公共卫生方面的防治新方法。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》辅导读本中指出:“以转化医学为核心,大力提升医学科技水平,强化医药卫生重点学科建设”由韩启德教授和桑国卫教授领衔两百多位专家、历时两年完成的“健康中国2020”战略研究中也提出:“推动有利于国民健康的医学模式的转化;依靠科技进步,促进卫生事业的发展。转化医学的意义及其价值已引起欧美国家的高度重视并催生战略行动。美国已在近40所大学建立了转化医学中心,在2012年以前将会达到60个以上。政府对转化医学的重视程度日渐增高,企业也加强了在转化医学方面的投入。在我国,转化医学尚处于起步和探索阶段,但发展很快,全国一些院校和科研单位都成立了转化医学研究中心,为我国转化医学的进一步发展打下了坚实的基础。 转化医学致力于弥补基础实验研发与临床和公共卫生应用之间的鸿沟,为开发新药品、研究新的治疗方法开辟出了一条具有革命性意义的新途径。转化医学是“从实验台到临床”的一个连续、双向、开放的研究过程。本研究本着将物理学、数学、医学等基础研究的成果应用到临床的原则,结合转化医学的精邃,解决临床氧气治疗时的实际问题。 临床上氧气是维持人正常生命活动不可或少的物质之一 ,吸氧是治疗各种疾病引起的低氧血症的基本手段。国外相关研究表明 ,长期小剂量的家庭氧疗能显著提高患者存活率 ,也可减少重症阻塞性肺部疾病患者的住院天数和次数 ,并提高其运动耐受性【1】。另有数据表明,供氧后能减少术后恶心呕吐(一般术后恶心呕吐发生率在20%~70 %),若在术中及术后24h 给氧吸入 ,恶心呕吐发生率将减少43 % ,其作用机制可能与充分供氧能减少区域性组织缺血有关【2】。 所以氧气治疗(以下简称氧疗)在临床使用广泛,但使用不当也有危害。综合文献,本研究设计了相应问卷,对94名患者进行了相关调查,发现目前氧疗存在的问题主要有: 1.气道湿化、温化问题 正常的上呼吸道黏膜对气体有加温、加湿、滤过的功能,并能清除气道内异物。鼻、咽部黏膜有丰富的血流,并且黏液腺能分泌黏液,因此吸入气体在到达气管时已被水蒸汽所饱和,变为温暖而湿润的气体进入肺泡。平静呼吸时,所吸入的气体经过鼻腔、咽喉、气管上段,到达气管隆突时, 温度为37 ℃、RH(相对湿度)100 %、含水量(AH)约43. 9mg/ L。健康人在正常情况下, 等温饱和分界线( 即吸入气体达到37 ℃和100 %饱和的位置) 刚好在气管隆突以下。对于吸氧及一些辅助通气的患者而言,理想的湿化是在同样的位置上重新建立等温饱和分界线【3】。 正常成人经气道蒸发的水分约为250 ml/d,当遇发热、过度通气或吸入干燥气体时,水分丢失增多,易引起气管黏膜干燥,分泌物黏稠,形成痰栓,从而导致黏膜纤毛摆动受损,黏液移动受限;气管、支气管黏膜上皮发生炎症性改变甚至坏死;黏稠分泌物潴留, 进而形成痰痂,严重者可发生气管梗阻;细菌易浸润气管黏膜,导致肺部感染;黏稠分泌物阻塞小气道,易发生肺不张【4~6】,而气道湿化有利于痰液稀释与排出,避免痰痂形成,从而保证呼吸道通畅,改善通气功能【7】。当湿化充分时,即使是没有咳嗽反射的昏迷病人,也能保持呼吸道纤毛运动活跃从而保证有效的呼吸道分泌物引流【8】。呼吸道湿化是保证气道通畅的重要环节【9】,一直受到国内外同行的极大关注。而在临床治疗过程中,氧气湿化问题一直未得到很好解决,如果长期吸入干燥的氧气会使病人的鼻腔、口腔、咽部及气管、支气管干燥,致使呼吸道分泌物黏稠,不易咳出或吸出,导致或加重呼吸道感染【10】。 寒冷的气流可刺激气道黏膜且可使气管黏膜表面血管收缩,严重者可使支气管平滑肌收缩,导致支气管痉挛【11】。若吸氧前充分温化,则可增加氧分子的弥散能力 ,提高氧疗效果,且改善鼻黏膜局部血液循环 ,增强局部抵抗力【12】。由于氧气是一种助燃气体,在使用过程中应注意防热、防火等。所以在临床使用过程中,除了机械辅助通气给氧时有加热导丝外,普通用氧很少有加热装置。 2.噪音问题 噪音是当代危害人类健康的公害之一,随着社会现代化程度的提高, 噪音污染问题越来越受人们的重视。噪音对人体的危害有:当噪音超过60dB 时 ,环境产生的干扰就会使人烦躁不安,临床上表现为焦虑不安、情绪低落、注意力分散、记忆力差、失眠、食欲下降等。上述表现会加重病人的疑虑、恐惧、悲伤、急躁等不良心理反应。患病时,人体对噪音的适应能力减弱,少许声音即可影响其情绪,使之感到疲倦或不安,影响休息与睡眠,久之会导致病情加重。瑞典学者报告指出【13】,噪音不但会损害听力、神经系统、胃肠等功能,而且会使血压升高。国家环境保护局提出的医院噪音标准是:昼间≤ 50dB,夜间≤ 40dB。但根据一些文献资料描述的综合医院噪音调查的分析,许多综合医院噪音严重超标。 在医院病房产生噪音的众多原因中,使用氧气湿化装置而产生的噪音是重要的组成部分之一。目前,临床使用的氧气湿化装置是直接把氧气输入管插入湿化液中,该氧气输入管在水中的端部只有一个输出口,且通气管管径较粗,给氧(特别是高流量给氧)时,氧气从管中逸到水中的速度较快,氧气瓶中供应的氧气压力大,在进入湿化瓶湿化的过程中冒出的水泡会产生很大噪音,令人烦躁,特别是在夜间,严重影响病人睡眠质量。另一方面,临床使用的湿化瓶主要是由单层的塑料制成的,湿化瓶内响声过大 ,且响声会波及氧气管道 ,致使邻近病床氧气管道也发出噪音,严重影响病人休息。 针对上述问题,许多学者在此方面做了很多尝试。刁尚芝【14】等人对电子温控氧气湿化器对慢性阻塞性肺疾病急性期患者疗效的影响进行观察,结果表明:加热湿化的氧气可湿化气道内分泌物并使其顺利排出,防止小气道阻塞及闭塞性支气管炎的发生或加重,改善临床症状。经湿化的痰液纤毛易于推移,使痰液排出速度明显加快。湿化的黏膜有利于炎症的消退,气道通畅度得以明显改善。但是电子温控氧气湿化不能降低输氧时的噪音,另外用电加热氧气也有一定的危险性。李兰、陈振业【15】研究的一次性氧气湿化袋能对进入氧气湿化软袋内腔的大氧泡进行多次分割变形和反复地湿化,从而进一步缓解了吸氧者产生气道干燥的副作用,不但减轻了患者不适感,而且有利于患者排痰和治疗。石敏【16】认为吸氧前充分温化与湿化,可增加氧分子的弥散能力,提高氧疗效果。 为此,我们的研究旨在探寻一种既能提高氧气的湿化程度,保持氧气的温度,又能有效地降低输氧时高亢的气过水声的多能效氧气湿化装置。 二、研究意义 舒适与安全是人类生存与发展的基本需要之一,涉及个体生理﹑心理﹑精神以及环境的各个方面。人在患病状态下舒适受到威胁,因此护理人员采取的诸多护理措施都是为了满足患者的舒适与安全的需要,本研究研发的多能效氧气湿化装置,不仅能提高氧气湿化程度,保持氧气的舒适温度,而且能减少过干过冷气体引起的呼吸道诸多并发症,确保用氧安全。另外合适的温湿度和相对安静的环境还能促进患者治疗时的舒适,利于其康复, 真正体现“以人为本”的医疗护理理念。 三、研究内容 本研究的主要内容是设计并制作一种多能效氧气湿化装置,该装置能有效提高氧气湿化程度,保证氧气温度,降低氧疗噪音。该装置主要通过以下方面来达到上述目标。 1.氧气湿化漂浮球装置 漂浮球由密度和湿化液相等的塑料制成。氧气经进气管末端的软管从漂浮球的孔中进入湿化液。氧气气流被漂浮球上的孔分割后,形成多股较小的气流进入湿化液,这样增大了氧气与湿化液的接触面积,氧气可吸附更多的水分,提高了氧气的湿化程度;另外,多股小气流产生的气过水声小于大股的氧气流产生的气过水声。并且气孔设计为大小不等,可以避免大小相等的气泡同时破裂所产生的共振,也可有效减小噪音,改善患者休息和睡眠的环境。此外,本装置利用氧气的冲力和多孔球的浮力,使软管及多孔球能在水中摆动,也避免气泡过多集聚,尽可能保证每个小气泡都能与湿化液进行充分的接触。 2.双层瓶体结构 本研究的氧气湿化瓶体为真空的双层结构,真空隔层内无气体,没有传导声波的介质,从而构成了一道良好的隔音屏障。 3.气体加温装置 两层瓶体壁之间为真空状态,这破坏了对流传导的条件,避免了热对流。双层瓶壁的不锈钢材质形成了一面反射光与热的镜子,将热辐射阻挡回去,使热能不致散失,达到保温的效果。这种温化效果的改进,使吸入氧气的温度维持在30℃-37℃变成可能,避免了过于寒冷的氧流对呼吸道粘膜的伤害。而且,在普通病室环境中,只需在类似保温瓶的湿化瓶中装入75℃-85℃的热无菌蒸馏水,24小时更换4次即可保持氧气有效温化【16】。 4.运用连通器原理监测湿化液水位 银白色管是附于湿化瓶外壁上的一根带有数值标识的刻度管,它与瓶内的湿化液相通。利用连通器原理,瓶内剩余的液体外显在这根刻度管上,既能方便及时添加更换湿化液,也可防止液面过低、过高。 本装置可直接替代传统装置使用,操作简单方便,无特殊技术要求。双层不锈钢瓶体使用后只需要高压蒸汽灭菌消毒,软管及多孔漂浮球为一次性产品,24小时需要更换一次,可有效降低医院内感染的发生率。 四、创新点 多能效氧气湿化装置综合运用了多种原理达到了湿化、温化、低噪音给氧的效果。该装置有如下创新点: 1.气流多孔分割技术:目前临床使用的氧气湿化器是直接把氧气输入管插入水中,氧气输入管位于水中的端部仅仅只有一个输出口,当氧气流量过大时,氧气湿化程度不足,容易造成患者呼吸道受损。本装置从这个不足点入手,在湿化瓶通气管末端连接一带有多孔球的软管,氧气湿化漂浮球由轻质无毒材料制成,其上分布着多个大小不等的小孔。氧气经漂浮球微孔逸入水中,增大氧气与水的接触面积,提高湿化程度。另外高流量给氧时产生的过大的水声也能被多孔球形装置一定程度的分流,从而达到降低噪音的目的。下面通过数学公式加以证明: 假设氧气输入管中出来的氧气球半径为R。 球体积为:V=4/3πR3 ,球的表面积为S=4πR。 若将氧气分割成多股,氧气球由一个大球变成n小球。总体积将不变。 每个小球的体积将是V/n ,V/n=4/3πr3 ,r=R/ ³√n。 每个小球的表面积为s=4πR2/ ³√n2,n个小球的总面积S2=³√n 4πR2 因为n>1,所以分割后氧气球的面积大于单个氧气球的面积。 2.漂浮球摆动增加接触面积:利用氧气的冲力和小球的浮力,使软管和小球在水中摆动,将单位时间内多孔球在水中所经范围扩大,避免了气泡的过多集聚。把进入水中的大氧泡分割成小氧泡,使得每个小气泡都能与湿化液进行充分的接触,进入水的氧气能够吸附携带更多的水蒸汽,从而改善湿化效果。 3.消除介质产生隔音效果:现在临床使用的氧气湿化瓶工作时产生高亢的气泡破裂声对患者的休息和病情的恢复产生了一定的影响,多能效氧气湿化瓶是一个由两层不锈钢构成的真空隔音装置,能阻断声音的传播。 下面是常温下声音在不同介质中传播的速度: 空气 340m/s 水 1500m/s 松木 3320m/s 花岗岩 3800m/s 玻璃 5000m/s 钢铁 5200m/s 因为声音是一种机械振动的传播,需要机械振动的载体,这些载体必须是一些存在相互作用的质点阵列。因为真空不具备上述条件,所以声音不能在真空中传播。 以下通过实验进行证明:取真空罩一个,将钟放在真空罩内,逐渐抽出钟罩内的空气 ,能听到钟的声音慢慢变小,由此可以推出声音不能在真空中传播。本装置运用该项原理,可增强隔音效果。 4.热传导加温氧气:双层隔音壁之间为真空状态,而热传递有三种方式: 传导:直接接触的不同温度的物体通过接触表面进行的热量传递 对流:借助于某种流体的流动来传热,需要流体才能进行,真空中没有流体所以不存在这种方式 辐射:热量通过辐射的方式传递,在任何时间任何地点都有,这种方式和热源的温度有关,温度越高通过辐射传递的热量越多。 所以真空隔层里面最主要的传热方式就是辐射,这样避免了热对流的传导。双层不锈钢瓶体成为反射光和热的一面镜子,将湿化瓶内部向外辐射的热能再反射回去,使热不致散失,对湿化瓶内的湿化液起到了保温的效果。利用热传导和对流原理,这样气体在和湿化液的反复接触过程中达到了温化效果。 双层多能效氧气湿化瓶具有双层不锈钢的夹层结构,夹层间抽成真空。此类结构可以较好地减少热辐射、热传导和对流等热的交换。如项目图片4.2所示,在计算它们器壁辐射换热时,由于器壁面是不锈钢的,下面讨论湿化瓶壁间的热辐射过程。设板1和板2的温度为Tl和T2,它们的吸收比和反射比分别为a1、a2和P1、P2。单位时间从板1单位面积表面发出的辐射能为El(称辐出度,也有称辐射力),到达板2后被吸收气El,其余部分P2、El被反射回板1,这部分辐射能又被板1吸收和反射,如此多次往返,渐次削弱,直至El被完全吸收。与此同时,板2辐射出的辐射能也经历同样反复吸收和反射过程。由于辐射以光速传播,因而其过程是瞬时完成的。 五、实验结果 1.湿化度结果 采用常州市瑞明仪表厂的指针式温湿度计,对传统氧气湿化装置和多能效氧气湿化装置就氧气湿化后的效果进行测量。具体测量时,将氧气充入一个干燥透明的密封袋中,将湿度计放在密封袋中进行测量。在同一条件下对两种装置的湿化效果进行测量,其中测量环境的湿度为(61±10.5)%RH。测量结果(见表5.1)显示:多能效氧气湿化装置对氧气的湿化效果显著高于传统湿化装置。 表5.1 传统组和多能效氧气湿化组湿化效果比较(%RH) 流量 4L/min 6L/min 8L/min 10L/min 传统组 54.4±5.5 52.5±4.0 45.9±3.1 41.2±4.2 多能效组 63.7±4.0 60.1±4.0 53.9±3.1 49.8±4.0 t值 4.374 4.282 5.754 4.726 p值 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 2.降低噪音效果 应用PocketRTA噪音分贝测试软件,在环境噪音为28.11±2.71 dB时,听筒距氧气流量调节器下20厘米处对传统湿化装置和多能效氧气湿化装置所产生的噪音进行测量,运用SPSS软件对测得值进行t 检验。得出多能效氧气湿化装置产生的噪音明显低于传统湿化装置,具体结果参见表5.2。 表5.2 传统组和多能效氧气湿化装置组噪音比较(dB) 流量 4 L/min 6 L/min 8 L/min 10 L/min 传统组 48.64±5.66 51.38±5.01 54.43±3.50 60.46±3.65 多能效组 37.77±5.60 41.35±4.54 47.11±4.25 52.19±4.33 t值 4.312 4.688 4.208 4.617 P值 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 3.温化效果 在室温19.3℃,湿化液温度为75℃的情况下,运用双腔鼻塞吸氧管,收集湿化后的氧气于密封袋中测量温度,对传统湿化装置和多能效氧气湿化装置所湿化的氧气温度进行测量。结果如表5.3所示: 表5.3 传统组和多能效氧气湿化装置组氧气温度比较(℃) 湿化后平均温度 t值 p值 传统组 31.45±5.60 2.616 0.047 新型组 34.33±2.95 4.临床问卷调查结果 问卷调查:在温州某一家医院对高流量(即氧流量>4L/min)给氧的病人进行初步的氧气温化湿化装置市场调查,内容主要涉及舒适度,噪音及意愿等问题,问卷数为94份(参见附件)。病人:平均年龄为64.85±16.14岁。从结果中调查可以得出病人在氧疗过程中最关心的是舒适的问题,其次是氧疗安全的问题。70.2%的患者表示氧疗过程中的噪音影响过他们的休息和睡眠。但是同时结果也显示病人在用氧过程中,对过冷、过干氧气造成的危害了解程度较低。这些结果说明,病人最关心氧疗的舒适程度,但并不了解氧疗的不舒适是由哪些原因引起的。所以在对其介绍相关知识和我们的装置以后, 80%的被调查者有试用多能效氧气湿化装置的愿望。相关科室的专业人士也对我们的装置给予了高度评价。 参考文献: 1.Smith T. 长期氧气治疗.陈梅芳译.国外医学护理学分册,2000 ,19 (3) :132 - 133. 2.Greif R.供氧能减少术后恶心呕吐. 张丽译. 国外医学护理学分册,2000 ,19 (8) :375. 3.万献尧,黄伟. 气道湿化—简单而又复杂的话题[ J ]. 医学与哲学(临床决策论坛版) , 2006,27 (12):14~17. 4.俞森洋,张文娟. 气道湿化疗法[M ] /俞森洋. 现代呼吸治疗学.北京:科学技术文献出版社, 2003: 424~440. 5.ATS/ IDSA. Guidelines for the management of adults with hospital-acquired, ventilator-associated, and healthcare-associated pneumonia[ J ]. Am J Respir Crit CareMed, 2005, 171 (2) : 388~416. 6.杨敏,周君富,夏秋欣,等. 气管切开气道湿化给药对气管黏膜纤毛损伤的研究[ J ]. 护士进修杂志, 2002, 17 (10) : 727~729. 7.武淑萍,陈京立. 输液泵控制气道湿化对减少人工气道并发症的作用[ J ]. 中华护理杂志, 2003, 38 (3) : 33~35. 8.赵青,张春燕,李爱军. 气管切开病人应用机械通气的呼吸道管理体会[ J ]. 实用护理杂志, 1999, 15 (12) : 35. 9.于翔. 气管切开后的湿化护理[ J ]. 齐齐哈尔医学院学报 ,2007 , 28(6):738~740. 10.李桂芹,陈鸿茹. 氧气湿化问题探讨[ J ]. 内蒙古医学杂志,2006, 38 (5) : 480~481. 11.张焕莲,宋艳灵.氧气湿化加温在氧疗中的应用.基层医学论坛[J].2005,9(2):173 12.余梅. 氧气湿化液加热吸氧应用体会.山西医药杂志[J].2004,33(4):295. 13.Balogh D,Kittinger E,Benzer A,et al Noise inthe ICU.Intensive CareMed,1993,19(6):343-346 14.刁尚芝,赵洪全,高瑞英,等.介绍一种医用电子温控氧气湿化器[J].中华护理杂志,2001,36(4):262 15.李兰,陈振业,黄健华.一种一次性氧气湿化袋[J].医疗卫生装备,2001,6:65 16.石敏.氧气吸入疗法的进展[J].中华护理学杂志,2002,37(3):215
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 转化医学是从实验室到临床,把基础研究获得的知识成果快速转化为临床和公共卫生方面防治的新方法。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》辅导读本中指出:“以转化医学为核心,大力提升医学科技水平,强化医药卫生重点学科建设”转化医学是“从实验台到临床”的一个连续、双向、开放的研究过程。该研究本着将物理学、数学等基础研究的成果应用到临床的原则,解决临床氧气治疗时的实际问题。 目的 提高氧气治疗过程中氧气的湿化程度,保持氧气的舒适温度,降低氧疗产生的噪音,减少过干过冷气体引起的呼吸道并发症,满足患者舒适与安全的需要。 基本思路 基于临床氧疗中存在的因氧气湿化不足,氧气过干过冷引发患者呼吸道并发症,以及氧疗中高亢的气过水声影响患者休息的情况。本研究从现存问题入手,研发一种新型氧气加温湿化隔音装置。 装置创新点 (1)氧气湿化漂浮球装置,采用多孔漂浮球,分割氧气流,增大氧气液接触面积,提高氧气湿化程度。(2)真空双层瓶体结构,构成良好的隔音屏障,减少氧疗噪音污染。(3)气体加温装置,瓶体真空隔层避免了热对流,减少热能散失,达到加温保温效果。(4)利用连通器原理检测湿化液水位,方便及时添加更换湿化液,防止液面过低、过高。 主要技术指标 (1)经多能效氧气湿化装置湿化后氧气的湿度。(2)氧气流经多能效氧气湿化装置时产生的噪音。(3)经多能效装置湿化后氧气的温度。
科学性、先进性
- 氧气湿化温化不足的问题使吸氧患者呼吸道并发症的发生率大幅升高,高亢的气过水声严重影响患者的休息,多能效氧气湿化装置在传统的基础上做如下改进: (1)氧气湿化多孔漂浮球:漂浮球密度与水相同,其上分布有大小不等的小孔,将氧气分割成多股小气流,有效增大湿化程度,减小气过水声。(2)双层真空湿化瓶体:真空双层瓶体,构成良好的隔音屏障,减少噪音播散。(3)气体加温装置:双层不锈钢真空瓶体,避免热对流,起到保温效果。(4)运用连通器原理检测湿化液水位:方便添加更换湿化液。
获奖情况及鉴定结果
- 1.获2008年度浙江省“新苗人才计划”创新项目资助; 2.获2010年度浙江省“新苗人才计划”推广项目资助; 3.《氧气湿化瓶》和《氧气湿化装置》于2010年6月获两项国家实用新型专利; 4.论文《新型氧气湿化温化装置》已被《护理研究杂志》录用; 5.获温州医学院第十二届”挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖; 6.获温州医学院第十二届”挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛公开答辩最佳创意奖; 7.温州医学院附属第一医院临床使用专家推荐书; 8.温州医学院附属第二医院临床使用专家推荐书
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 专利转让
作品可展示的形式
- 模型 、图纸、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明 本装置可直接替代传统装置使用,操作简单方便,无特殊技术要求。双层不锈钢瓶体使用后需要高压蒸汽灭菌消毒;软管及多孔漂浮球为一次性产品,24小时需要更换一次,可有效降低医院内感染的发生率。 技术特点和优势 本装置由软管连接的多孔球和双层瓶体构成,巧妙地在原有的氧气湿化瓶基础上进行了大胆的改进,实现了隔音,湿化,温化三位一体,促进了患者接受氧疗时的舒适和安全,利于其康复,真正体现“以人为本”的医疗护理理念。 适应范围 各种类型的医院(包括所有基层医院)、疗养院、临终关怀院及家庭。 推广前景、市场前景,潜力和经济效益预测 本产品能有效改善临床氧疗时湿化不足、温化不足、噪音过大等给患者带来的一系列不适。其次,本产品成本低廉,经测算,成品成本较原始装置仅高出4.3元左右。再次,本产品的使用过程不增加任何不良反应和危险性。所以患者和临床、社区护理工作者将乐于接受本产品,我们的市场调研结果也证实了这一点。故本产品市场前景广阔。
同类课题研究水平概述
- 临床上,氧气疗法是最常用的治疗方式。但氧气治疗过程中还存在很多问题急待解决。实验证明,当氧流速度> 4l/ min 时,目前的湿化装置都不能使氧气得到充分湿化,容易导致患者上气道黏膜受损,出现鼻出血和上气道炎症等并发症【1】。寒冷的气流可刺激气道黏膜且可使气管黏膜表面血管收缩,严重时可使支气管平滑肌收缩,导致支气管痉挛【2】。 针对上述问题,许多学者做了很多尝试。刁尚芝【3】等人用电子温控氧气湿化器加热湿化的氧气可湿化气道内分泌物并使其顺利排出,改善气道通畅度。但该装置不能降低输氧时的噪音,用电加热氧气也有一定的危险性。 李兰、陈振业【5】研究的一次性氧气湿化袋能对大氧泡进行多次分割,进一步缓解吸氧者气道干燥。李敏等利用海绵柱的疏松特质,分割大氧气泡,增加氧气湿化效果,降低噪音。吴燕妮等将氧气湿化瓶芯改为多孔通气,声响明显降低,又提高了氧气对呼吸道的湿化程度。 综上所述,吸氧是治疗各种疾病引起的低氧血症的基本手段,自出现氧气湿化瓶后,在很大程度上缓解了吸氧者气道干燥的副作用。但是对于连续吸氧或在秋冬季节吸氧的患者来说使用传统氧气湿化瓶仍然存在气道干燥、气道痉挛、噪音过大等一系列问题。虽然有学者已经着手对湿化装置进行改良,但改良后的装置仍没有全面而彻底地改善其并发症的发生。医务人员有必要探寻一种既能提高氧气的湿化程度,又能有效降低给氧时高亢的气过水声的氧气湿化装置,为患者提供安全、舒适的给氧环境。 参考文献: 1.CAMPBELLEJ ,BAKER M D ,CRITES - SILVER P. Subjective effects of humidification of oxygen for delivery by nasal cannula : aprospective study[J ] . Chest ,1988 ,93 (2) : 289 - 293. 2. 张焕莲,宋艳灵.氧气湿化加温在氧疗中的应用.基层医学论坛[J].2005,9(2):173 3. 刁尚芝,赵洪全,高瑞英,等.介绍一种医用电子温控氧气湿化器[J].中华护理杂志,2001,36(4):262 4. 石敏.氧气吸入疗法的进展[J].中华护理学杂志,2002,37(3):215 5.李兰,陈振业,黄健华.一种一次性氧气湿化袋[J].医疗卫生装备,2001,6:65