主题
医用输注设备
第一节 概述
医用输注泵：由电脑控制，自动推进液体进入血管系统的机械装置。
分类
- 输液泵：常规较大量的液体输注治疗
- 微量注射泵：特殊药物注射（血管活性药、静脉麻醉药等）
性能要求
- 使用模式：输注范围0~1000ml，滴速准确；按键次数少，可迅速改变输液速度；可使用不同类型大小的注射器；可单次输注，并可预设单次输注量
- 供电：交直流两用，断电自动切换至蓄电池，不改变输注速度、不丢失储存资料
- 安全性：主体不易损坏、防水、抗电磁干扰；具有电和机械安全性
- 操作：各方面功能有确定键；包含"错误限制"程序防止误操作；可清晰显示各项信息
- 报警功能：注射器大小/位置错误、接近完成报警、堵塞报警、电池不足、内部机械故障报警；报警声音大小合适，具有忽略报警功能
- 结构：轻巧紧凑，无突出部位，可迅速安装于输液架
- 兼容性：可输注各类液体，适用各类病人
- 记录与控制：能记录输注资料，可远程控制
第二节 步进电机驱动
步进电机：角位移与输入电脉冲数成正比，速度与脉冲频率成正比。电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和数量，不受负载变化的影响。
驱动方法：控制指令 → 脉冲发生控制单元 → 功率驱动单元 → 步进电机
- 脉冲发生控制单元：产生脉冲，控制电机速度和转向
- 功率驱动单元：为各绕组提供正确的通电顺序
- 保护单元：过流、过热保护
第三节 输液泵的工作原理
直线蠕动输液泵
组成：操作面板 + 微控制器 + 步进电机 + 蠕动装置 + 液体监控报警装置
原理：步进电机通过变速箱带动偏心凸轮，凸轮推动滚柱按顺序挤压输液管，驱动液体向前流动。
液体监控报警装置：
- 气泡探测器（超声）：超声波发射至输液管，出现气泡时频率改变
- 光电检滴器：液滴阻断光线 → 感光装置发出信号
- 压力检测器：检测管路压力，堵塞或泄漏时报警
- 电刀干扰：输液泵与电刀不应接在同一电源插座上，高频电流会造成电磁干扰
旋转蠕动输液泵
滚轮挤压管路，输注速度取决于滚轮速度。
往复活塞式输液泵
活塞往复运动，将定量液体吸入后唧出，通过单向阀门控制流向。
活塞启动膜式输液泵
隔膜推动 + 单向阀，可避免气体排入患者体内。
第四节 微量注射泵
原理：以恒定性压力作用于注射器活塞柱，液体通过管道流入血管。
特点：稳定准确，容量小，用于输注麻醉药和特殊药物。
主要结构：步进电机传动系统，系统中常设置有3个检测状态：
- 前置位：设在终点前，一旦达到前置位即控制步进电机减速以避免出现过冲；同时提示药液输完，自动停机并报警
- 阻塞检测：推注丝杠另一端轴向位置设置微动开关，当输注受阻时丝杠出现轴向运动使触点闭合，进行声光报警
第五节 镇痛泵
PCA（患者自控镇痛）：患者根据自身疼痛情况自行控制给药，可降低阿片类药物用量和副作用。
分类
按动力驱动方式分：
- 机械类：一次性弹性镇痛泵（弹性膜球囊 + 流速控制器 + 患者自控表），流速由回缩力与流速控制器共同决定
- 电子类：以电能为动能，泵体由微电脑和微电机组成，配合旋转机械装置以精确控制速度泵注液体
按自控方式分：
- 自控型（PCA）
- 非自控型：持续非自控输注
PCA基本结构
- 储药器（贮药袋）
- 输注设备
- 单次输注按钮装置
- 设置单次剂量装置
- 设置锁定时间装置
PCA参数设置
- 背景输注速率
- 单次注药量设定
- 单次给药锁定时间
- 预计输注总容积
第六节 靶浓度控制注射泵（TCI）
TCI：以药代动力学和药效动力学为基础，容许医生选择靶血药浓度，通过调整靶浓度控制麻醉深浅。
目标：使效应部位药物浓度迅速达到设定值并保持平稳。
工作原理：
- 输入药物、靶浓度、患者体重等参数
- 药代动力学模型实时模拟，计算预测浓度
- 比较设定值与预测值
- 计算新的输注速率
- 改变电机转速
计算方法（BET法）：先注射负荷量（Bolus），再根据药物从机体排出的速率（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。
血浆靶 vs 效应室靶：效应室浓度作为靶浓度更符合逻辑。
TCI前景
- 控制系统需提供可接受的系统性能（诱导时间、超射浓度和程度、稳定时间、稳定时摆动程度、靶浓度与实测浓度的最大差值）
- 系统需能对注射器更换或人为中断反馈信号等情况作出调整
- 效应室浓度作为靶浓度更符合逻辑
临床已经开始应用，在临床药理研究中也起到重要作用，是临床药理研究的常用方法。