氣墊床的故事－替代泡綿Alternative foam

游朝慶醫師

   接著來介紹低科技類減壓床墊中最多人使用的替代泡綿(alternative foam，foam alternative)，其有三種型式，第一型為黏彈性泡棉viscoelastic，由PU泡綿添加一些化學藥劑而成，增加其黏性及密度，通常被稱為記憶泡棉(memory foam)、高特殊泡綿(high specification foam)、惰性泡綿low-resilience foam，也有人稱其為矽膠綿(和silicone無關)，其為溫感temperature sensitive，當低溫時，其表現較硬，溫度高時會變軟，因此當人躺上去，幾分鐘後，高密度記憶泡棉感受到人的體溫就會變軟，而讓人沉下去，增加接觸的體表面積，而低密度記憶泡綿是壓力感測pressure-sensitive，人躺上去後會更快沉下去，但會比較沒有支撐，一般而言，會組合不同密度的記憶泡棉，在上層鋪上低密度泡綿以加強包覆性，而在底層用高密度記憶泡棉以加強支撐性。已有許多研究證實記憶泡棉床墊比傳統醫院泡棉床墊更能有效預防壓瘡^1-3，甚至丹普公司還證實其丹普記憶床墊預防壓瘡的效果和交替式壓力氣墊床一樣好⁴，然而Russell等人於2003年發表一篇1000多人的大規模研究⁵，卻發現記憶床墊(CONFOR-Med廠牌)預防一度壓瘡的效果其實和傳統醫院泡棉床墊差不多。

氣墊床的故事－持續低壓氣墊床continuous low pressure(CLP)

游朝慶醫師

   哪些材質屬於low-tech continuous low pressure(CLP)呢？基本上指的是特殊泡綿、凝膠gel、空氣、或水，至於一般以纖維fibre材質做成的床墊，如榻榻米或醫院標準泡棉床墊基本上沒有預防壓瘡的作用，且泡棉會隨時間而變形，一般耐用年限為3年¹。特殊泡棉材質會在下一章說明，至於其他液態凝膠(如液態矽膠或Silastic)、水及空氣材質的，多做成連通管型氣囊氣墊(其又稱為dry flotation mattress，如圖1)，當身體移動時，利用流體力學中的「連通管原理」，藉由每一個相通且充滿流體（空氣或液態凝膠）的腔室，在遇到由上而下來的壓力時，會讓每一個相通的腔室裡壓力均等，因而分散受壓處的壓力。

圖1. dry flotation mattress

氣墊床的故事－英式分類系統

游朝慶醫師

   這一個章節有點複雜，本來是要直接寫記憶泡棉床墊的，但馬上就被一些英文名詞搞混，如何謂alternative foam替代泡綿，及黏彈viscoelastic單字前面加上dry，或後面加上polymer，意思就不是記憶泡棉這一類，而是指凝膠或脂肪墊這一類的產品。看過許多review，Cochrane等人家整理的實證，卻又更加搞混了，同一個產品在不同review中卻被歸到不同類別來比較。故覺得在探討氣墊床的實證醫學前，先要把氣墊床的分類及其英文名稱定義搞清楚先。
   前三篇文章已介紹了最有名的Air-fluidized bed矽砂床(其都為和床架合在一起的床組，故為bed)，low-air-loss mattress微漏氣床(LAL，其目前的價格已降了，但個人認為其主要功能也被捨棄了)以及alternating pressure mattress交替式壓力氣墊床(AP，有些文章會稱其為alternative pressure)，這三種氣墊床已大多數學者被正式規類為高科技類(High-technology，high tech)氣墊床，這種高科技類氣墊床的特點為需要插電，有充氣馬達等，另一大類則被稱為低科技類(low-technology，low tech)¹，如泡棉床墊、記憶泡棉床墊、水床、空氣床墊等，特點是均勻分散及支撐身體重量，不用插電等。如前4章「氣墊床的英文」所述，「high tech又稱為dynamic動態，或powered有動力式的，而low-tech又稱為static靜態，或Non-Powered無動力式的。」這分類大致上，或者在美國應該是沒錯，不過英國人卻有不一樣的想法²，他們以科技的眼光來看氣墊床support surface的減壓原理，認為目前只有兩大類的減壓技術存在，如圖1。

圖1.氣墊床的兩種減壓原理²

氣墊床的故事－交替式壓力氣墊床

游朝慶醫師

   W. James Gardner(1898–1987)是一位神經外科醫師及發明家，他於1947年發明交替式壓力床上墊alternating pressure pad(如圖1)，這床墊由許多橫向約3公分直徑的圓形氣墊組成，交替地分為兩群，以間隔3分鐘輪流充氣及消氣，其馬達只需用一個1/150馬力的打氣馬達，這發明於1948年發表¹，然而卻沒有對照組的實驗。

圖1. Alternating Pressure Pad (1948)
   而比W. James Gardener更早，於1926年Julian D Hart才是我找到最早使用壓力交替式床墊的發明人²，在那時，已能使用自動控制壓力交替，並且能自動將床傾斜幫忙翻身(如圖2)，不過沒有看過實品，而W. James Gardener才是正式有交替式壓力床墊並且做過臨床試驗，並且有正式發表，不過缺點是沒有對照組。不過這時的交替式壓力氣墊床高度不高，最多3-4公分，故效果較不好。

圖2.Julian D Hart, Variable-pressure bed or mattress, US 1772310 A, 1926,

氣墊床的故事－低價微漏氣床

游朝慶醫師

   微漏氣床依其原始專利設計，可同時解決壓瘡的幾個危險因子，1.將壓力均勻分散，2.控制溫度，3. 減少流汗及潮濕，然而為達到這些目的，卻一直無法cost-down，畢竟東西要賣得好，價格絕對是一個很大的因素，在2000年代，這玩意兒終於降價下來到和交替式壓力氣墊床差不多的價錢，根據2003年一份調查¹，微漏氣床墊和交替式壓力床墊的平均價格都在1000美元，每日租金約5美元，而根據衛生與人類服務部 (Department of Health and Human Services) 的督察長辦公室 (Office of Inspector General)於2009年對美國健保對減壓氣墊床給付的調查報告指出，在2007年時，健保局平均替每張low air loss微漏氣床支出約693美元¹(E0277 describes a powered pressure reducing mattress (alternating pressure, low air loss, or powered flotation without low air loss))，約2萬元台幣。已比90年代的30萬的1折還便宜了。
   但為什麼可以這麼便宜呢？找遍所有當代的微漏氣LAL氣墊床，其操作介面幾乎只剩下調整壓力及電源開關。全都無法針對身體各部分來調節局部的壓力，以及也沒有調整溫度的功能。查了一下NPUAP2007年對”low air loss”的定義³，Low air-loss is  a feature of a support surface that provides a flow of air to assist in managing the heat and humidity (microclimate) of the skin. ，也就是說一張氣墊床可以分散身體壓力，並且能噴氣來調節皮膚接觸面的熱及溼氣，就能稱為微漏氣(LAL)氣墊床。如此一來我只要在無動力式氣墊床打幾個洞，並加上馬達，或者在現成的交替式壓力氣墊床上打幾個洞，使其能噴氣，就能稱為微漏氣氣墊床了。

氣墊床的故事－微漏氣床

游朝慶醫師

   至於魚鱗教授及霍普金先生發明的微漏氣床(low air loss，LAL)，後來怎樣了呢？霍普金先生於1968年成立了氣墊床公司Air Cushion Equipment, Ltd. (其擁有及經營者為霍普金先生Mr. Leslie A. Hopkins. Mr. Roy Henvest, 廚子先生Mr. Robert Cook, and Mr. Graham Westerling-Norris) 持續對微漏氣床做了許多改良，霍普金先生一直夢想著要做出窮人負擔得起的的微漏氣氣墊床，這項改良及使之變得便宜的工作便由Air Cushion Equipment公司的廚子先生(Mr. Robert Cook) 開始，廚子先生一直致力於發展出一種可商業化，可放在於任何一種床架上的氣墊床，其研究接著由Watkins & Watson Ltd公司接手繼續研發，然而儘管經過了10年，成效卻有限，最後Watkins & Watson Ltd公司(Mediscus為其註冊商標，公司於1984年被正式改名為Mediscus Products, Ltd公司，Mediscus Products, Ltd.公司於1991年被KCI併購)的William Valentine Hunt及 Frank Edward Mayhew Ducker終於成功於1973年做出第一個商品化的微漏氣床(US 3909858 A，這個專利讓每個個別的充氣管都能被獨立地被拔除及清洗，而患者不需要被挪床)。其設計如下圖¹，為一個有21個防水透氣管所組成，充氣管的材質為鍍上PU材質的尼龍。管子深度為30公分。這21個管子分為五組，分別控制頭、胸、骨盆、大腿及腳，每組都能獨立控制其壓力，當患者姿勢改變時，可控制各組的壓力，以使得氣囊可以接觸到最大的身體面積，壓力可以很容易調整，以使患者能達到最舒服的壓力，此外進去的空氣有一個溫度調節單位，可使溫度控制在28到31度之間。這種LAL系統需要不到100Ft³/Min(47L/s)的空氣，並使氣囊壓力控制在6到33cm H2O(0.6-3.2kPa)，並允許皮膚蒸發出來的水蒸氣可穿透到氣囊內，以使相對濕度維持在27%，打氣機可提供36 cm H2O(3.5kPa)的壓力，加熱器則有1千瓦的加熱能力，並有數位溫控。

   下圖是我所能找到最古老的氣墊床照片 Mediscus Mark 5A-M Low Air Loss Bed System.，其約從1986年開始生產，而其Mediscus Mark V系列則是從1980年開始生產²。

   1976年，霍普金先生當時擔任Mediscus公司的顧問，並且也發明出一種可攜帶型的微漏氣床(British Patent No. 1,545,806)，其氣墊床公司Air Cushion Equipment, Ltd.的研究也跟著被Mediscus接手。
   雖然許多家氣墊床公司包括美國最大的氣墊床製作廠商Hill-Rom一直努力將氣墊床壓低價格，但直到1990年代，購買一張LAL氣墊床仍需要超過1萬美元，或者每天50-200塊美元的租金。
1. J.G Webster, Prevention of Pressure Sores: Engineering and Clinical Aspects, P94-96, http://books.google.com.tw/books?id=Wj2ZP94OWkoC&pg=PA95&lpg=PA95&dq=WATKINS+%26+WATSON+low+air+loss&source=bl&ots=1JCTL_kCM0&sig=gQ1GNrLLzhgbRRJnAIXlJFqwbf4&hl=zh-TW&sa=X&ei=0MJXU5uTD8jKkgWR7IHACA&ved=0CC4Q6AEwAA#v=onepage&q=WATKINS%20%26%20WATSON%20low%20air%20loss&f=false
2. Landi, 0., Catrani S., Mengozzi E, THE LOW AIR LOSS BED SYSTEM IN TREATMENT OF BURN PATIENTS, Annals of the MBC - vol. 2 - n' 3 - September 1989 http://www.medbc.com/annals/review/vol_2/num_3/text/vol2n3p140.htm