医用碳纤维恒温加热垫的设计与制作(2)
其他:①防爆设计:系统工作于医院等环境,可防止发生高压氧爆炸等现象;②电源净化:采用专线电源及模块化设计,这样的设计既可保证本设备正常使用也可避免对其余同电源设备造成干扰;③屏蔽隔离:避免本设备向外辐射干扰;④输出保护:出现过热、漏电等异常时,切断输出;⑤计算机控制:系统采用单片机为控制核心,确保温度控制的准确;⑥PWM调制:采用MOS管PWM输出,使温度控制更加平稳。
1.2.2 医用碳纤维加热垫系统构成和电路 碳纤维恒温加热垫系统构成,见图2,由电源控制系统、调控面板、计算机辅助电路控制系统、PWM调节及输出、数个独立加热区加热垫、温度调节及测量系统等部分构成。
碳纤维恒温加热垫电路设计,见图3,采用专线电源及模块化设计,这样的设计既可保证本设备正常使用也可避免对其余同电源设备造成干扰;同时对设备进行电磁屏蔽处理,阻断辐射干扰;优化防爆设计,使用更安全。
图1 碳纤维恒温加热垫设计说明图Figure 1 Design illustration of the medical carbon fiber thermostatic heating pad
图2 碳纤维恒温加热垫系统结构图Figure 2 Structure diagram of the medical carbon fiber thermostatic heating pad system
图3 医用碳纤维恒温加热垫电路图Figure 3 Circuit diagram of the medical carbon fiber thermostatic heating pad
1.2.3 设计优势 见图4。①瞬时加热功率大,升温快:采用特制的碳纤维电阻丝作为产热源,电阻丝的热惯性小,产热较快,能量转换度高,环保节能;设备有效功率最高可达150 W,通电后可短时间内升温到目标温度;②分区控制,加热更加均匀,使用更舒适:加热垫分割成若干个独立单元,每个单元相互独立,分散控制,以确保散热面积及温度不同的区域能保持相对稳定的温度。避免铺在患者体表接触面下的部分过热,而盖在身体上部分温度不够这种情况的发生;③使用新材料碳纤维发热技术,使用更健康安全:碳纤维通电后通过碳原子的布朗运动,产生远红外线辐射加热并进行热传递,波长为5-20 μm的远红外线热可深入皮下组织,产生对人体极为有益的作用;④采用智能化温度传感器,测温更实时精确:系统可进行实时精准控温,并且调温范围广;精度误差可不大于0.1 ℃;调温范围: ℃(各个回路温度可单独设置);⑤采用多种先进技术,系统可靠性高,经济耐用:采用单片机为控制核心,配以液晶显示屏,操作方便、直观;同时用MOS管控制输出,使得温度控制精确、平稳;环保安全,在同样的电流负荷面积下,碳纤维加热丝的强度比普通金属丝高6-10倍,在使用过程中不会轻易发生折断。由于碳纤维是网状发热体,即便有少数折断也不会影响整体通电发热;⑥采用多种安全保护措施,设备更加安全可靠:当出现过载、短路、漏电等特殊情况时,系统会自动断电。
1.2.4 临床应用测试 将加热垫应用到100例接受硬膜外麻醉的手术患者中,应用前所有患者均被告知风险并签署自愿使用知情同意书,观察其皮肤刺激(瘙痒或红肿及异物感等)或有无过敏反应。
图4 医用碳纤维恒温加热垫实物图Figure 4 Medical carbon fiber thermostatic heating pad
选择郑州市第一人民医院2016年2月至2017年6月接受硬膜外麻醉外科择期手术患者200例,男女不限,年龄20-60岁,平均43.5岁。
纳入标准:所有患者要求术前体温正常,白细胞数正常,无特殊疾病史,无精神障碍史及家族性遗传病史;要求患者文化程度初中以上,无手术史,无酗酒史、吸毒史,无服用抗精神类药物史,术中均未接受输血治疗。
排除标准:年龄≤20岁或≥60岁患者;特殊手术体位患者;严重合并症患者;其他影响体温测定特殊疾病患者。
将200例患者随机分为观察组与对照组,每组100例。两组患者均全裸进入手术室,观察组患者采取碳纤维恒温加热垫保温(调节温度38-40 ℃),对照组采用普通棉被保温,两组患者均无术前用药,术中液体温度均采用常温(20-21 ℃),采用电子耳温计(台湾Surgifack公司产品)经鼓膜测量体温,观察两组患者术前及麻醉后10 min、30 min、60 min和术后2 h的体温及术寒战情况。
基于Wrench分级法对寒战程度进行分级:无寒战,用0级表示;无寒战而外围血管出现收缩或者汗毛竖起,用1级表示;一个肌肉群发生颤抖,用2级表示;多个肌肉群发生颤抖,用3级表示;整个躯体出现明显的抖动,用4级表示[9]。
1.3 主要观察指标 患者皮肤刺激(瘙痒或红肿及异物感等)或皮肤过敏反应,以及体温及寒战情况。
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