氣墊床的故事－矽砂床

游朝慶 醫師

    當魚鱗教授及霍普金先生忙於高漏氣及微漏氣床的同時，美國的哈格斯特Thomas S. Hargest想出了矽砂床的概念(air fluidized bed，AFB or “bead bed”) (US Pat No 3428973)，哈格斯特先生出生於1925年，原本是一名地質學家¹，之後於1964年卻在美國德州一家燒傷醫院the Shriners Burn Institute擔任臨床工程師，在那兒由於有幾位醫師的幫忙，哈格斯特先生發明了矽砂床air fluidized bed，bead bed，並於1966年發表專利，他改良水床(liquid-filled mattress)會有吊床效應(hammock)、分散壓力不平均、悶熱、以及不易被加熱的缺點，以高密度(密度約1.6-1.7)的矽砂取代水，浮力更大，如將人放於死海中(人體的密度是1.021～1.097，死海水的密度為1.172至1.227)，並更能使人體浮起，每個矽砂直徑大小約0.001英吋(這是原始專利設計的大小，比較大，約254μm)，裝在一個大缸裡面，缸的底層有許多小洞，可讓空氣吹出，但矽砂不會掉下，底層下面裝有壓縮空氣或可控制溫度及濕度的噴氣機，以噴射的空氣來讓矽砂流動，來模擬水的狀態，這也是空氣流體化air-fluidized字面的由來，但大家還是習慣稱呼為矽砂床bead bed(流體(空氣)由下而上通過固體顆粒層，當流體速度超過固體顆粒的最小流體化速度時，在流體的作用下，固體顆粒層就會呈現類似流體的行為，這現象稱為「流體化」，而使用壓縮空氣，增加氣體的壓力，使空氣的黏度及密度增加，如此可使流體化效率增加)。當其靜止狀態時，看起來就像是細白的砂子，當但其被啟動時，看起來就像是滾沸的牛奶。接著在矽砂上面鋪一層透氣布，以避免矽砂接觸人體，並降低剪力，這布的通氣孔洞約有30μm(水蒸氣分子的平均直徑為0.0004μm，而小水滴的平均直徑為20-100μm，因此從理論上講，所謂“防水透氣”微孔要小於20μm，現在的GORE-TEX其微孔約為1μm)，相對於砂子直徑是75-150μm，並允許空氣很容易以0.6m/min的速度穿透過去，這種風速還不至於被感覺到，但當空氣的溫度小於30℃時仍足以讓人感覺涼快，所以正常狀況下，空氣在被壓縮狀況下通常先被加熱到39℃，因為矽砂的量很大(約2000磅)，故不容易被快速加熱，通常從室溫加熱到31℃約需2小時，假如床變得太溫暖了，降溫的速度也只能1小時下降1℃。當人躺在上面，約有三分之二的身體是沉沒在矽砂裡面，如此更增加床對身體的接觸體表面積，因壓力=重量/接觸面積，故矽砂床理論上可提供地球上燒傷患者身體最小的壓力(我個人另一個概念是將患者移居到月球或太空站，以減輕重量)，並且號稱可以不用翻身，以減少燒傷病患翻身時的痛苦，這種床的唯一缺點是身體表皮的水分會被快速蒸發散失，故需要小心地補充水分，其他如矽砂破裂漏出透氣布，而造成皮膚或眼睛的損傷，脫水，皮膚乾燥及意識改變都有被通報過。這儀器發明的當時尚未使用防水透氣布(如Gore-Tex sheet)，故當時使用的矽砂會被體液及糞便汙染，故需要定期消毒，並且只能給一位患者長期使用。
   這矽砂床分類上也屬於高漏氣床的一種。這概念若還是很難懂，可以先去找You-tube看一下會比較清楚。哈格斯特先生因為這矽砂床的發明而功成名就，於1965年便被網羅至南卡羅萊納醫科大學(MUSC)擔任臨床工程部主任及外科學教授，直到1985年退休。

哈格斯特Thomas S. Hargest

哈格斯特先生發明的矽砂床

矽砂床專利
   微漏氣床及矽砂床兩者都是為了治療燒傷患者而誕生，但如今更常被用在無法活動的患者身上，來治療或預防壓瘡，甚至有些還拿來治療失眠。其理論兩者都是儘量增加支持接觸人體的表面積，以減少身體任何一部位的承受壓力，然而儘管這兩種偉大的發明都於1960年代末期誕生，但在接下來的10年，卻都還無法成功商業化。
   在1970年代，由於微漏氣床及矽砂床無法商品化，許多其他預防及治療壓瘡的特製床被發明了，如oscillating bed搖床(Keane's mobility bed，rotation bed )，以及吊床net bed，Stryker 公司的車輪床"circle electric bed"，交替式壓力墊alternating pressure pad，然而這些治療效果還是比不上矽砂床及微漏氣床。其中搖床由於將患者左右擺動30度，會產生剪力，故須將患者全身及四肢固定，所以個人認為目前市面上的翻身床只是將患者左右傾斜30度，而容易會因剪力而導致1-2度壓瘡。

                     搖床                               車輪床                                 交替式壓力墊

1. Thomas S. Hargest 簡介http://waring.library.musc.edu/exhibits/Innovation/hargrest.php

氣墊床的故事 --漂浮床

游朝慶醫師

   這故事架構取材於一篇1992年發表的氣墊床專利的背景介紹¹。
   在1960年代早期，一名英國的骨科醫師Scales, John Tracey，在幫燒燙傷患者補皮(STSG)的時候遇到一個問題，當皮膚移植到傷口後，若遇到剪力(摩擦力)時，其會造成皮瓣的脫落而導致移植失敗。這位魚鱗教授(Professor Scales)從氣墊船(hovercraft)可漂浮在水面上的概念，聯想到可用大量的空氣流將患者漂浮在空中。這類的產品之後被熟知為漂浮床(levitation bed)。他並且將這個概念於1967年申請到美國專利(US Pat. No. 3354476，名稱為Apparatus for supporting bodies ²)

   這種漂浮床隨後在1967年由英國的萊斯利. 霍普金(Lesile A. Hopkins)改良並申請到兩項美國專利(U.S. Pat. Nos. 3,340,550 and 3,340,551)。魚鱗教授與霍普金先生於1960年代一起合作要做出第一個臨床上可用的漂浮床，這個我們現在把它歸為「高漏氣床」”high air loss bed”的一種，魚鱗教授當時服務於倫敦的維農山醫院(Mt Vernon Hospital)，而霍普金先生則服務於氣墊船發展公司(Hovercraft Development, Ltd)，也是個氣墊床圍裙(hovercraft craft)的專家。這兩人也針對漂浮床一起發表一些文章³。

 若能讓一個人飄浮起來，避免身體任何地方受到壓迫，這實在是一個很棒最能治療及預防壓瘡的神奇方法。
   圖片來源：http://www.thedesignwork.com/20-levitation-photography-examples/
   雖然理想上漂浮床可以使一個患者漂浮在大量的空氣並且可以避免任何剪力去傷害皮膚，但這項發明之後卻被證明是不切實際的。因為這機器需要很大量被加溫及潮濕的空氣，而且運作起來非常花錢。儘管漂浮床有其理論依據，然而在商業上卻被判出局。故雖然他們最後真的把漂浮床做出來了且臨床測試成功³，但終究還是在1970年左右被市場捨棄。



   但霍普金先生仍不死心，於1968年又發明了現在稱之為的「微漏氣氣墊床low air loss bed，LAL」⁴，(British Patent No 932779)，並於當年成立氣墊床公司Air Cushion Equipment, Ltd.，這個裝置魚鱗教授進一步想到使用透氣防水的布來改良，並於1972年申請美國專利US Pat No 3822425。而微漏氣這名詞是相對於高漏氣而來的。

1. http://www.google.com.br/patents/US5168589
2. http://www.google.com/patents/US3354476
3. Scales JT, Hopkins LA, Bloch M, Towers AG, Muir IF.,Levitation in the treatment of large-area burns. Lancet. 1967 Jun 10;1(7502):1235-40.
4. Scales JT, Hopkins LA. Patient-support system using low-pressure air. Lancet. 1971 Oct 23;2(7730):885-8.

氣墊床的英文

游朝慶 醫師

   我知道有許多人想了解預防壓瘡用的氣墊床，但中文的資料的確是相當少，便想去google搜尋國外的資料，但問題來了，氣墊床的英文怎麼說，關鍵字要如何下呢？很多醫學生會直接照翻air-cushion bed，搜尋了一下，是有找到一些氣墊床，但又覺得怪怪的，原來英文的bed指的是整張床，應該稱為床組比較恰當，包括床架bed frame，foundation，box，box spring(彈簧床座、床盒或者床箱）及床墊mattress，如下圖，或者還包括了床頭headboard 及床尾footboard。彈簧床座這種上下床墊組合一般在台灣人的家裡較少見，而比較常在旅館或英語系國家中看見，覺得為什麼是兩個床墊疊在一起，如今大部分的彈簧床座內都已沒有彈簧了，這部分就被簡單的稱為基礎（foundation）或床箱(box)。在台灣或歐洲大陸較常見是床板上，或排骨床架bed slate上直接就放上床墊mattress了。台灣人比較喜歡床低低的，但外國人則比較喜歡床高高的。而床墊的高度正常為8吋也就是20公分。

   有些人會在床上再鋪一層軟墊(如記憶床墊)，增加舒適度，這種叫床上墊，或薄墊， overlay，topper，多以乳膠或記憶泡棉為材質，增加床墊的舒適度，這床上墊有的還可固定在床墊上，其厚度多在2吋，厚一點的可到4吋。至於overlay及topper的差別，我就查不到了，大多把這兩個字放在一起講，不過說到氣墊床，則是會用overlay這個字。

overlay/topper

   另外有一種叫Mattress pad，其可翻譯為保潔墊，做清潔衛生，保護床墊不被弄髒，或者防過敏用，如防塵蟎功用，其又可被稱為mattress protector。至於其它我們說的無床裙的床包叫fitted sheet，有床裙的床單/床罩叫Bedspread，厚棉被叫Comforter，夏天或冷氣房內用的涼被叫Summer Quilt。

   英文教學結束，接著讓我們再回到氣墊床這個主題吧，市面上較常看到的氣墊床應該大多長成下面這種樣子，有兩管交替或三管交替，依政府訂的身心障礙者輔具費用補助辦法，其規格如下：

矽膠片及矽膠凝膠在台灣已可上網買到

游朝慶醫師

   昨天從拜訪的廠商聽到，現在矽膠片已可以從網路購物台買到，回來上網查了一下，果真PCHOME 24Hr購物可以買到英商史耐輝疤痕矽膠片(Cica-care)、舒膚貼SavDerm疤痕凝膠、舒膚貼SavDerm疤痕貼片(其中後兩者沒貨)，MOMO購物則可買到英商史耐輝疤痕矽膠片(Cica-care)、舒膚貼SavDerm疤痕凝膠、舒膚貼SavDerm疤痕貼片及【Dr.Warm】疤痕護理矽膠片，Yahoo超級商城的雙寶居家保健生活館也有史耐輝CICA CARE疤痕矽膠片，但其他Yahoo購物、東森、森森等則無搜尋到。

   這消息讓我驚訝到，不是醫療器材及藥品都不能在網路上販售嗎？因此google一下相關訊息：依照衛生福利部（前行政院衛生署）101 年 11 月 1 日公告之「藥商得於郵購買賣通路販賣之醫療器材及應行登記事項」，即日起開放領有醫療器材販賣業藥商許可執照的業者，可以在自行架設或者利用他人之網站、電視頻道等郵購買賣通路，販賣風險性較低的「第一等級醫療器材」，使消費者取得醫療器材的通路更加便利和廣泛，並於 103 年 1 月 2 日進一步開放部分適合居家使用之第二等級醫療器材，包括體脂計、保險套、衛生棉條等，於郵購買賣通路販售。 而原本於去年9月說好的血壓計、血糖計、體溫計卻沒有開放。

   而哪些是第一等級醫療器材呢：例如：棉花棒、紗布、OK 繃、機械式輪椅、一般醫用口罩（外科手術口罩除外）、機械式助行器等。而矽膠片及矽膠凝膠經西藥、醫療器材、含藥化粧品許可證查詢，都屬於矽膠片(I.4025) 第一等級鑑別範圍(矽膠片係用於處理閉合性細胞增生型（肥厚性或蟹狀腫）疤痕。)

    雖然如此，這些仍不能於拍賣網站上販賣，只能於網路商店或購物平台上販賣，且須事先向直轄市或縣（市）衛生主管機關辦理登記。不過，這畢竟打通了另一個通路，因為台灣的矽膠片或矽膠凝膠的通路主要為三個：醫院、診所及藥局，後進者都不好打入，因為一家醫療院所或藥局頂多進一兩種品項，後面進來的廠商除非價格上優勢，否則不易進入這個市場，如今網路這平台通了，也就讓這除疤產品的戰爭進入另一個世代，而美德這類早已存在於網路銷售的化妝品類除疤產品，也將不再是獨大的局面。

1. 郵購買賣通路選購醫療器材Q&A (衛生福利部食品藥物管理署公布) http://www.fda.gov.tw/TC/includes/GetFile.ashx?mID=133&id=27613&chk=539861dd-0770-4afc-8a1f-54f3a9bb3cb3

慢性傷口經負壓傷口治療失敗的原因探討

游朝慶醫師

發表於台灣外科醫學會 103年年會，整形外科，3月16日，0800-1200，海報板編號64

Failure to thrive in chronic wounds during negative pressure wound therapy

此篇文章將發表於今年的外科年會，先整理如下：為方便台灣讀者，就不show出英文了。
Purpose:
此世代研究是要來分析為什麼慢性傷口使用負壓傷口治療(NPWT)會失敗的原因。
Materials and Methods:
我們從2010年3月到2014年2月共收集18個糖尿病足部傷口(DFU)住院患者及20個壓瘡(PU)住院患者，所有的患者都已簽署同意書，在清創手術後，傷口都被以NPWT治療，以紗布(Kendall Kerlix AMD gauze)或黑泡棉填塞後，以防水薄膜密封，經由胸管引流瓶，接到牆壁上的抽吸系統（wall suction），並以-125mmHg的連續負壓抽吸，一個禮拜換藥兩次，並記錄，連續使用3個禮拜，傷口面積縮小比率percent wound area reduction (PWAR) 及PUSH score用來評估傷口的癒合速度，統計方法使用使用SPSS重複測量的線性混和模型分析（linear mixed model），整個計畫由秀傳紀念醫院的IRB所認證及追蹤。
Results:
共有7個糖尿病傷口及10個壓瘡傷口使用NPWT後癒合速度不符預期，詳如下表：

DFU	個數	PU	個數
患者不配合	4	疤痕(纖維化)	4
血循不良	2	感染未被控制(如骨隨炎)	1
感染未被控制(如骨隨炎及壞死組織)	1	潛行性傷口	5

Off-loading 減壓- Rocker shoes

游朝慶 醫師

   Rocker shoes弧形底鞋是使用最多的糖尿病鞋之一^1,2，其可能有許多名字，如rocker sole shoe, rocker bottom shoe , round bottom shoes, round/ed sole shoes等，這種鞋子已被證明可有效降低足底壓力³，甚至當搭配矯正特製鞋墊時，其可降低足底蹠骨頭(MTH)壓力高達30-50%^4-6。其形狀就是鞋底在蹠骨頭處往上以一個角度翹起削薄，其鞋底是硬的，故在行走時，可限制蹠骨頭關節彎曲，以充份分散前足的壓力^６，最近有研究建議⁷apex angle角度在 ９５度，前足底翹起角度(Rocker angle)在２０度，鞋底沒有翹起的比例(apex position)為全鞋的６０％時，可以給足底壓力帶來最好的減壓效果，apex是最凸點的意思，apex position, Rocker angle及apex angle的定義請參考下面圖示。

   以形狀而言，至少有下圖六種不同的弧形底鞋A, Mild. B, Heel-to-toe. C, Toe only. D, Severe angle. E, Negative heel. F, Double。