LED静脉输液针头的研制

李艳菊，李雅平，张 静

LED静脉输液针头的研制

李艳菊，李雅平，张 静

目的：研制LED静脉输液针头，便于在夜间或暗光条件下输液时，提高静脉穿刺成功率。方法：利用LED固态的半导体器件与静脉输液针头有效结合，直接把电能转化为光能，形成固定光源。结果：LED静脉输液针头体积小、驱动电压低、光效高，可为输液提供有效照明。结论：LED输液针头可以解决静脉穿刺时局部光源的问题，从而进一步提高了救援现场静脉输液穿刺的成功率。

LED；静脉输液；针头

0 引言

发光二极管（lightemitting diode，LED）是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能，具有效率高、光色纯、能耗小、寿命长、冷光源、节能环保等诸多优点。LED是21世纪最具有发展潜力的光源[1]。随着全球范围内灾难事件频频发生，越来越多的国家重视灾难救援工作的研究和预防，而输液是救援现场最常用的救治措施之一。无论是平时或战时,输液都是不可缺少的临床治疗手段之一[2]，是临床治疗、抢救患者的重要给药途径。救援现场静脉输液的穿刺成功率直接影响到患者抢救的成功率。由于自然灾害的突发性、地域性等特点,决定了其病种的复杂性和输液环境的艰险性[3]。医学救援工作需要在各种地形、季节、时间和不同气候条件下进行，救治环境极不稳定。输液环境嘈杂、照明条件极差，是野外环境的输液特点[4]。

1 结构设计

1.1 主要功能

LED是一种节能光源，具有体积小、驱动电压低、光效高、便于照明设计等特点。

本设计以加强野外救援时静脉穿刺的局部光源为目的，在输液针头手柄上安装了LED灯，便于在夜间或暗光条件下输液时，提高静脉穿刺成功率，为在各种地形、季节、时间和不同气候条件下进行野外救援创造成功救治的有利条件。

本设计结构简单，整装轻巧，几何形态符合人体工效学需求，战时环境目标小，现场操作方便可靠，可有效提高应急医学救援的保障能力。

1.2 主要结构

如图1所示，LED输液针头由LED灯、扣式电池、贴片电阻、微动开关、针头护翼和针头及护套组成。

如图1所示，该针头以其带有护套（F）的部分固定在针头护翼（E）的中间部位，针头护翼的侧边安装有1只LED灯（A）、1块扣式电池（B）和设置在扣式电池上的贴片电阻（C）；同时，在该侧针头护翼的边沿处设置有微动开关（D）。

1.3 技术参数及封装要求

整个针头护翼（E）的尺寸（长×宽）为40 mm× 20 mm。设置有扣式电池的半部针头护翼体积为20mm×20mm×2.5mm，没有扣式电池的半部针头护翼体积为20mm×20mm×1.6mm。LED灯的尺寸（长×宽）为3 mm×3 mm。设置灯头透镜，使光线中心点汇聚至针头；照射角不大于30 sr；照射面光通量不小于2 lm。电池为锂锰扣式电池，直径为8mm，厚度为1.6mm，标准电压为3 V，额定容量为10 mAh以上。贴片电阻的直径小于扣式电池。微动开关采用重复率可达10次以上的抛弃型光源开关。封装材料PVC或TPE符合国家标准，几何形态符合人体工效学需求。

2 技术创新点

2.1 LED灯频率要求

LED灯采用510～530 nm的绿色光为工作频段。作为夜视光源，绿色光特别适用于在夜晚进行近距、微光、裸眼、精密的工作，具有容易被人眼接受，却不容易被夜视装备发现的特点，可减少救援目标和救援现场的暴露概率。有关绿色光较红色光和紫色光在工作时光环境优良、不易被发现等优点，是项目本身研究内容的一部分。

2.2 LED灯功率和光亮度要求

LED灯采用工作电压不大于3.0 V、输出功率不小于0.06W、光亮度不小于1 cd/m2的低功耗灯珠。设置LED灯头透镜（LED罩），使光线方向中心点汇聚至针头，照射角不大于30 sr，照射面光通量不小于2 lm，达到工作光环境要求，符合光学人体工效学需求。该部分关于光强度、照射角度和照射面光通量等人体工效学需求的研究，是项目本身研究内容的一部分。

3 讨论

医疗设备是进行诊断、治病救人的特殊仪器，是医院医疗教学和科研的重要工具，是衡量一所医院医疗水平和诊治实力的重要因素。LED产品作为医疗设备已在医学领域范围内应用，如LED在核磁共振、手术无影灯等方面均有一些报道[5]。在国际救援中，虽然移动医院的研制及使用在很大程度上解决了救援中的难点问题，但依然不能解决救援现场环境恶劣、地形复杂、照明条件差、工作超负荷、生活条件艰苦的问题[6]。在调查玉树地震现场救护无菌操作使用情况时发现，使用频率较高的护理操作有皮下注射、外周静脉输液[7]。在暗光甚至无光源时静脉穿刺的成功率不能得到保证。药物就不能及时输入到患者体内，严重影响了患者的抢救时机。LED输液针头的成功研制解决了弱光下静脉穿刺时局部的光源问题,进一步提高了救援现场静脉输液穿刺的成功率。

4 展望

随着半导体材料和相关制造工艺技术的飞速发展，LED在医学领域和人民生活中的应用将日益广泛和普遍。胡军智在《国内野战型太阳能LED无影手术灯的发展现状》一文中，分析了国内外LED无影手术灯的发展状况和太阳能LED照明灯的优劣，得出了研究野战型太阳能LED无影手术灯的可行性[8]。随着对LED研究的进一步深入，其光效将进一步得到提高，而其成本将进一步下降。在不久的将来，LED取代白炽灯甚至荧光灯而发展成21世纪的一种主要的照明光源将成为一种趋势[9]。从专利申请的统计情况看,我国有关LED照明的专利申请量近几年快速增长，说明随着LED照明产业规模不断扩大，LED照明技术的创新也在持续增长。未来几年，LED照明还将迎来技术创新的大发展[10]。

[1]赵玉文，舒杰.中国光伏产业发展现状与规划建议[EB/OL].[2008-07-03].http//www.newenergy.org.cn/htm l/0087/730818631_2.htm l.

[2]Sullivan M.Improvin gpatientsa fety with intelli gentin fusion devices[J]. Am JHealth SystPharm，2010，67（17）：1 415.

[3]赵文静，赵雪生.灾害医学对护理人员的要求[J].解放军护理杂志，2004，21（10）：85-86.

[4]黄莹，朱亚，葛学娣.输液技术在应急医学救援中的应用现状与研究进展[J].东南国防医药，2011，13（2）：152-154.

[5]王晓明，郭伟玲，高国，等.LED——新一代照明光源[J].现代显示，2005，53（7）：15-19.

[6]樊毫军，彭碧波，侯世科，等.国际救援队移动医院的研制[J].解放军医院管理杂志，2009，13（7）：550-551.

[7]李艳菊，李雅平.突发事件救援初期护理工作现状分析[J].现代临床护理，2012，9（11）：68-69.

[8]胡军智，徐新民，杜生明.国内野战型太阳能LED无影手术灯的发展现状[J].医疗卫生装备，2010，31（10）：111-112.

[9]范俊杰，宁凡.LED驱动电源的现状与展望[J].中国科技信息，2009，8（1）：137-139.

[10]高蓓.LED照明技术中国专利态势分析[J].电子知识产权，2010，6（15）：56-67.

（收稿：2013-06-21 修回：2013-10-23）

Development of intravenous infusion LED needle

LIYan-ju1,LIYa-ping1,ZHANG Jing1
(Nursing Department,the Affiliated Hospital of Logistics University of CAPF,Tianjin 300162,China)

Objective To develop an intravenous infusion LED needle for night use in order to enhance the success rate. Methods LED semiconductor component and intravenous infusion needle were combined,with the electrical energy transformed into light energy to form fixed light source.Results The LED needle had small size,low driving voltage and high luminous efficiency,and thus could be used for lighting during infusion.Conclusion The intravenous infusion LED needle can enhance the success rate of intravenous infusion greatly.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（7）：40-41]

LED;intravenous infusion;needle

R318.6；TH777

A

1003-8868（2014）07-0040-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.07.040

专 利：国家实用新型专利（ZL 201220230059.6）

李艳菊（1962—），女，硕士，主任，教授，主要从事护理教育和救援护理方面的研究工作，E-mail：lyjjyllll@163.com。

300162天津，武警后勤学院附属医院（李艳菊，李雅平，张 静）