刘紫凤，张泽鑫，林思其，陈祎琦，陈栩静，刘敏，文睦豪

1 广州中医药大学第二临床医学院 （广东 广州 510405）；2 广州中医药大学第一临床医学院 （广东 广州 510405）

褥疮是由于身体局部长期受压，血液循环受阻，导致皮肤及皮下组织缺血进而发生水疱、溃疡或坏疽[1]。近年来，随着社会老龄化进程的加快，慢性疾病发病率不断升高，同时褥疮的发生率也随之升高。褥疮会引发细菌感染、败血症等一系列并发症，使患者的生命质量降低、住院时间延长，甚至会危及患者的生命安全[2]。因此，如何有效地预防褥疮成了目前临床上一个重要的研究热点。

褥疮的传统预防方法包括饮食防治[3]、人工护理、药物防治[4]及使用预防褥疮产品等。这些方法均可有效降低褥疮发生率，但存在预防措施单一化、对劳动力需求大及产品设计简陋、效果不佳等问题。本研究设计了一款预防褥疮的水动力漂浮减压病床，以期有效防止褥疮的发生，提高长期卧床患者的生命质量。

1 研发背景

1.1 褥疮发生率高

我国住院患者的褥疮发生率为1.57%，而长期卧床老年患者的褥疮发生率更是高达25.7%[5]。褥疮在增加临床护理工作难度的同时，增加了患者发生细菌感染、败血症等严重并发症的风险，甚至威胁患者的生命安全[6]，加之其治疗需要耗费大量的医疗资源和费用，因此褥疮被认为是临床上最昂贵的健康问题之一。

1.2 传统预防方法落后，同类产品缺陷多

临床上预防褥疮的传统方法多为饮食调节、减压调节，或者依靠大量临床护工的人工护理，预防方式单一，无法满足不同患者的需求。无论是临床上的基本“六勤”（勤观察、勤翻身、勤按摩、勤擦洗、勤整理、勤更换）护理方法，还是市场上的减压床垫（目前，市场上的减压床垫大多为凝胶海绵床垫和充气减压床垫），均需要耗费大量的人力按时对患者进行护理，这在一定程度上限制了对褥疮的有效预防。李飞等[7]的研究发现，患者皮肤所受的压力直接决定褥疮的发生率，而翻身频率又决定患者局部皮肤所受的压力，在不使用减压床垫的情况下，频繁翻身（2～3 h 翻身1次）比延长翻身时间（4～6 h 翻身1次）能更有效地降低褥疮发生率。刘泽洲等[8]的研究发现，利用减压床垫可以延长翻身间隔时间，减少由于翻身次数过多而产生的摩擦力和剪切力，防止局部组织缺氧坏死而形成褥疮。市面上的减压床垫基本是通过使皮肤干燥及分散身体压力、增加身体与床的接触面积等措施来达到减压的效果；但多数产品存在价格高、携带不便、占位大等缺点。如凝胶海绵床垫虽无噪声、无需用电，但工作时需要较大的空间，且需要大量的劳动力支持[9]；而充气减压床垫虽降低了翻身频率，但需要充电，存在噪声，需要经常检查充气程度，且床单无法固定，这些缺点均限制了其在临床上的应用。

2 产品研发技术

本产品采用动力漂浮原理以达到减压、按摩人体肌肉的目的，同时通过红外线促进患者血液循环，通过3D 床垫增加接触体表的空气流通程度，不仅可有效减少褥疮的发生，还可防止患者因长期卧床发生肌肉废用性萎缩；同时，本产品所采取的新技术具有防漏电、防触电的优点，加热装置（温控部）采用热电冷却器（thermo electric cooler，TEC）原理对液体进行调温，充分做到水垫内部无电路元件、无电源，半导体控温材料和造浪装置的表面均有清漆树脂SH-9602绝缘层，可防止漏电发生风险；此外，半导体材料使用的是直流电供电，具有零噪声的优势，而造浪装置外设有隔音棉和隔震棉，可对外界隔绝噪声，为患者提供舒适的使用环境。本产品注重细节构件的选择，具有实用性的同时，更具有安全性和便利性。

2.1 主要结构与功能

本研究是在查阅相关资料、咨询相关专业领域专家和技术人员的基础上进行的，产品的总体结构见图1。本研究设计的水动力漂浮减压病床由3部分组成，分别为功能箱、床垫层和支架。功能箱内包含造浪装置和加热装置（温控部），表面为控制面板。床垫层包括透气层（涤纶单丝材料）、电气石层、动力漂浮水垫层以及可灌水、排水的换水口，其中动力漂浮水垫层又由外层的优质PVC 材料层及里层的水浪层组成。支架为功能箱和床垫层的支撑结构。

图1 水动力漂浮减压病床的总体结构

2.1.1 功能箱

功能箱为水动力漂浮减压病床的工作部件，具有将静态液体转化为动态波浪状、床垫液体加温及各功能强度调控的作用，由造浪装置、加热装置及控制面板组成。

造浪装置位于功能箱中，与床垫之间通过两条管道连接，具有抽吸、排放液体的功能，可将床垫中静态的水通过红色管道吸入，再由黑色管道排至床垫中（图2），如此循环反复，使床垫内的水变成波浪状滚动状态，使患者躺在床垫上有柔软、漂浮、舒适的感觉，减小了患者身体与床面接触部位受到的压力，降低了翻身频率。

图2 造浪装置与加热装置的结构简图

加热装置（温控部）利用TEC 原理，采用新型的半导体材料，在保证垫体内无电源、防止漏电的基础上，具有双重温度控制作用，温度调控范围为18～45 ℃。患者可根据不同季节调节加热装置，进而使水温达到冬暖夏凉的效果。

控制面板位于功能箱的表面，为1个15 cm×5 cm的长方形彩色可触控屏幕。面板上主要有功能按钮和状态显示两个模块。其中，功能按钮包括总开关、造浪启动、造浪强度调节、按摩强度调节、水液温度调节5个按钮。状态显示包括时间、电量、造浪强度、温度4个板块。患者可通过控制面板控制床垫的工作状态及工作方式。

2.1.2 床垫层

透气层为涤纶单丝材料，方便空气流通，可有效降低长期卧床者的体表湿度，减少褥疮的发生。

电气石层位于透气层下方，由直径1 cm 的圆形电气石整齐排列而成。电气石可产生红外线，而红外线可通过改善人体的血液微循环、促进新陈代谢进而预防褥疮的发生，同时红外线还具有提高免疫力、改善睡眠的效果。

动力漂浮水垫层为由PVC 材料层包裹而成的1个90 cm×190 cm 大小的空腔软垫，头部与功能箱相接，侧面设有换水口。水垫内的水为波浪滚动状态，形成水浪层，模拟水上漂浮状，具有减压、促进血液流动及按摩的作用。

换水口位于床垫侧面，为1个直径10 cm 的圆形状开口，附有1个大小适中的橡胶圆盖与其镶嵌，其为水波垫中液体的出入口，当需要换水时，可打开换水口处的圆形橡胶盖，更换床垫内的水；不使用床垫时，可打开换水口，将水排出，并折叠收纳床垫。

2.1.3 支架

支架为1个可折叠的90 cm×190 cm 的长方形木板，下方附有4条垂直于地面、可将床板撑离桌面的柱子，上方头部放置功能箱，剩余部分放置水波床垫。支架的功能是支撑、连接床垫和功能箱。

2.2 材料选择

造浪装置使用绝缘材料清漆树脂SH-9602涂层，在保证绝缘性的同时，提高了发动机的耐热性，在造浪装置的外周采用隔音棉和隔震棉围绕，通过减少其与外界的互相震动及声音传导，从而减少造浪装置在工作时产生的噪声。加热装置（温控部）采用新型半导体材料，无漏电隐患，无辐射，不抽湿，具有低于40 dB 噪声标准的持久性能和双重温度控制作用。

透气层采用涤纶单丝材料，为3D 状的空间网状结构，透气性佳。电气石层采用电气石发射红外线，安全无毒，且具有多种功能。动力漂浮水垫层采用优质PVC 材料，该材料完全无毒无味、对人体皮肤或是呼吸系统无任何刺激，可防水、抗静电、易清洗，为患者提供最佳的接触体验；用水代替充气，可较长时间保持床垫的饱和度，无需经常检查其充气程度，也可避免充气时的噪声问题。

3 小结

本产品结合水动力漂浮减压原理、电气石发射红外线及半导体控温材料，可最大限度地预防褥疮的发生，提高患者的生命质量，并可降低人力、物力和经济成本；本产品具有漂浮减压、按摩、增大体表空气流通度，以及改善睡眠、防止肌肉萎缩、减少卧床不适感的作用，利用TEC 原理可防漏电、防触电，安全可靠，简单便携；本产品可大幅降低翻身频率，无需大量人力参与，在预防褥疮的同时，还可提高患者的生命质量。

总之，本产品在团队深入研究褥疮的发生发展机制与治疗方法的基础上，以预防褥疮发生、提高卧床患者生命质量为目的，通过调研、收集数据，并进行深入研究分析、完善方案等步骤，解决了褥疮预防措施单一、人力经济成本高及患者生命质量差的问题，该设计具有安全可靠、简单便携、成本低、零噪声等特点。