正文
因为在
输液技术是如何发展到现在的水平?
问题下的回答被一些大佬赞了,本来根本不可能被知乎众关注的答案一下冲了天,所以我不得不践行诺言,为大家继续写下去,名义上的“输液的故事(上)”,请参见上文连接本人的回答。
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通过上篇输液发展的大体脉络,我想还是有必要了解一下万格夫人发明的静脉输液装置,也只有这样才能理解新产品为什么具有伟大的意义吧。
在拉塔时代,静脉输液的目的十分清晰,就是给予足够量的液体,在这种指导思想下,输液装置就显得十分简单(简陋?),模拟物理学上的
连通原理
,高挂输液袋(当然不是现代意义上的输液袋,而是一种开放式输液“装置”),利用重力,用管子(也就是现在的“输液皮条”)连接插入患者静脉的针头,可以开始输液了(1)。
听上去挺简单的,但是请注意,即便不考虑感染、低体温之类的输液并发症,这里还是有一个实际上的难题:“连通器”事实上的简陋,可能导致输液速度的不可控,要么太慢,要么太快,了解医疗知识的同学们应该明白,这“快和慢”和患者的预后可是大有关系的,所以虽然这是一个“小”问题的,但是显然对输液的临床应用造成了负面影响,百年来不成为主流的原因至少这算是一个。
当然,人们对生理学认知的匮乏也是原因之一。由于这些因素同时存在,到万格夫人为止,输液操作都没有获得什么大的改进,但是随着时间进入20世纪20-30时代,人体科学爆发性发展(特别是生理学和病理生理学的发展),现代医学突然兴起,输液作为一种临床治疗手段被反复验证行之有效,于是它被才识之人所关注,那也就不足为奇了。
所以,放在万格夫人团队面前最重要的,当然是解决输液的速度问题。
相比输液过慢,输液过快更为麻烦。过快除了可能短时间内输入大量不同于血液成分的液体之外(请考虑到电解质平衡概念的扩散还存在时滞效应),还有就是大量液体短时间进入人体,心脏和肾脏的负荷加大问题——水太多了,心脏泵不动/肾脏过滤不了咋整?——当然是造成某种类型的心衰或者肾衰啦!
所以,输液速度绝不能太快。对此,万格夫人的策略也相当简单,何不在输液皮条上加一个“
调速器
”呢?这玩意儿就是你们都知道的那个输液时带滚轮的东西。是不是非常简单呢?正是这小小的输液调速器,把输液又一次推到了历史前台,可以说,它解决了推广输液的问题,更多人开始尝试“输液”。所以,下一次输液的时候,为什么不自己拨弄一下那个滚轮,看看是不是可以使滴注速度产生变化呢?——虽然我并不很建议这么做,不过你可以请美腻的护士姐姐帮你演示一下啊,难不准人家看你好学而擦出火花呢?
解决了过快的问题后,我们当然还希望定义什么是过快,
什么样的速度是合适的
,现在这个问题成为了输液的矛盾主要方面。为何这么说?因为临床上不得不考虑特殊患者的输液需求。比如,原本心功能不好的人,多块才足够快?——有效而不至于加重心脏负荷!再比如,某些药物的刺激性(化疗药物)决定了它不能太快,要慢,那么多慢才不至于确保疗效的同时不损伤身体呢?
解决这一问题的核心是要能计算明确输注量和时间之间的效应关系。怎么做?有人从外科医生约翰·墨菲(John Murphy)于20世纪初发明的灌肠器(图1)中找到了灵感(2)。
图1:墨菲灌肠器
这一灵感经改良落地后,就是大家现在看到的输液皮条中膨起的那一段,它的正式名称叫做
墨菲管
,护士姐姐在操作前,一般会挤一下这根管子,目的是排出气泡(这也算墨菲管的附加好处了吧),但是实际上最初它的作用在于直观评估滴注速度(2)。有了这个东西之后,我们就能通过液体的滴数来明确输液速度了,如果细心就会观察到,在每次开始输液后,护士姐姐会拿出手表对着墨菲管看几下,目的是什么呢?正是计算输液速度,现在来说,对于一般人,理想的输液速度大约是在60滴/分钟左右。
(我曾经对此不屑一顾,擅自把滴速调快了点好快完事,然后你们懂的,因为吊的是青霉素钾,所以…真的疼死了)
顺着“速度”是可以被控制的发展方向,人们不禁要想是否可以再进一步拓展速度控制的功能呢?这样也许能够满足特殊患者的需求了吧!如上文描述的,这些特殊需求至少可见于糖尿病、心脏病、肿瘤、手术等情况。举个例子,对于糖尿病高血糖危象,要用到胰岛素,但是静脉用胰岛素必须严格控制速度,否则可能会引发致命的低血糖事件,对此,之前的做法是人工缓慢推注,但是这种精细工作不仅耗费人工,而且质量也没有办法保证……
上世纪60年代,随着工业技术的发展,
医用注射泵
(用于胰岛素滴注)就此走上了历史舞台,首个商用产品的发明人是迪恩·卡门(Dean Kamen),这一产品很受临床和患者的欢迎,后续卡门将它卖给了百特(Baxter)公司,它立即成为了百特的摇钱树(3)。顺便多说一句,这位卡门先生并非医学专门人士,而是机电工程师,目前依然活跃在发明战场上,是真·发明家。
医用注射泵的本质是机电控制的高精度注射器
,由它来替代静脉输液的那个输液袋,把应用重力输液变成“人工”干预,于是实现了精确给药,从而有助于避免输液用药风险。沿着这条路,后续出现了许多衍生产品,最著名的恐怕应该是
镇痛泵
了(Patient-controlled analgesia【PCA】pump),这种注射泵首次赋予了患者自助用药的权力,当时还引起了不少争议(4),但是现在我们都认为这是一款非常伟大的产品,表明患者可以对自己的身体做主了(5)。
由此,
注射泵实现的其实是另一种静脉输液形式
,不同于传统静脉滴注,这种借助注射泵进行的静脉输液叫做
持续性静脉滴注
,临床上一般用于危重症患者,或者用于需持续监测生理指标变化的一些药物(如胰岛素、多巴胺之类)。
对了,这里还有一个问题需要说一下,那就是传统的静脉输液装置一次只能对应一种药物。在临床上,有一些患者,特别是多病并发的患者,在同时需要使用几个药物时,就有可能受限于传统静脉输液装置了(先不考虑药物相互作用问题)。我们当然可以多开几路静脉来解决问题,只是说实话,这么做不仅护理麻烦,而且患者也十分遭罪。
所以,你们会想到什么办法呢?来动一动脑筋。没措,拿就是如题图所示的产品:
多通路皮条
。
想来,大家一看就应该知道这东西是派什么用处的了。这是一个标准“三通”,理论上可以满足三种药物同时输注,当然,在你们看到的地方(白色部分),是简单的,实际上白色部分里面还有防止倒流的阀芯设计(用以防止交叉污染),这自然是吃了亏以后的产物(6),
所以说,即便是一个小东西也不是一蹴而就的,总有人被下套吃药,但是他们作为先驱,依然是值得尊敬的。
多通路皮条的出现,又导致了另一种形式的输液,那就是“
静脉推注
”。静脉推注是将药物快速推入静脉的一种给药方法,目的在于迅速达到较高的血药浓度,达到快速起效的目的,可用于急救等比较严重的病例(7)。当然,并非所有药物都可以静脉推注,需要考虑药物对静脉的刺激性和药物本身的快速效应。
最后,大家可能还会观察到第二根插在输液袋/瓶上的针,这根针大约出现在新型输液装置广泛推广之时(9),它和它后面一小段皮条的正式名称叫“
进气针
”,其作用是保证输液袋内外压力的一致,否则存在压力差就可能会导致滴液不畅或血液返流的,但是这根针并没有解决之前装置的老问题——污染(进而引起感染)。所以在60年代以后,国外就有了不需要第二根针头的输液袋(8),请参见图3,可见进气针已经被起同样作用的“
进气装置
”替代了,如此外界污染的可能性就得到了进一步降低(只是国内似乎还没有全面推广开,估计是成本问题)。
图3:进气装置