一、靜脈輸液方式的演進(jìn)

靜脈輸液系統(tǒng)現(xiàn)已發(fā)展至第三代。第一代的液體容器上部是完全開放的，直接與空氣接觸，有較大安全風(fēng)險(xiǎn)。第二代改為液體容器上端封閉，通過進(jìn)氣管平衡內(nèi)處氣壓。第三代完全封閉，但液體容器改為軟袋。（參考圖1）

二、原理概述

要達(dá)到藥液向下流動的目的，靜脈針T1處必須滿足條件：液體受到向下的力必須大于受到向上的力，也就是（頂部氣體氣壓P1+上部液壓P2）>靜脈壓P3。

第一代輸液系統(tǒng)中，P1等于大氣壓；第二代輸液系統(tǒng)中，通過進(jìn)氣管，也能確保P1近似于大氣壓；第三代輸液系統(tǒng)中，雖然容器上部不存在空氣，但因液體容器改為軟袋，容器內(nèi)液體通過袋壁同樣受到1個大氣壓。因P1相對固定，所以可通過改變P2，即調(diào)節(jié)容器高度，以達(dá)到藥液下流的目的。（參考圖2）

問題來了，同樣是連接容器下部的兩條細(xì)管，為什么進(jìn)氣管流通的是空氣而另一條卻是藥液？進(jìn)氣管的空氣是如何進(jìn)入容器的？

三、關(guān)于進(jìn)氣管的那些事

（一）進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)

進(jìn)氣管的末端其實(shí)有一個很精妙的設(shè)計(jì)，中間的薄片允許空氣自由通過，但會在從內(nèi)向外的液體壓力下堵塞出口，作用是允許空氣自由進(jìn)出，卻能阻止液體通過（壓力過大時(shí)除外）。就是這樣一個設(shè)計(jì)，確保了第二代輸液系統(tǒng)的完美運(yùn)行。（參考圖3）

（二）物理流程（參考圖2）

第二代輸液系統(tǒng)在工作時(shí)，進(jìn)氣管其實(shí)依次變換三種狀態(tài)：充滿藥液、藥液回流、流通空氣。

1、充滿藥液階段

當(dāng)輸液器尖端插入容器時(shí)，在P1和P2作用下，藥液會克服下方阻力，分別沿著進(jìn)氣管和輸液管向下流動。因注射前輸液器開關(guān)通常關(guān)閉的，所以藥液會進(jìn)入一部分輸液管和充滿進(jìn)氣管。

2、藥液回流階段

點(diǎn)T2處藥液受到向內(nèi)的外界空氣壓P0和向外的P1+P4。輸液開關(guān)打開后，隨著藥液克服靜脈壓力進(jìn)入患者身體，上部容器內(nèi)的氣體因體積不斷增大而致P1逐漸減小。當(dāng)P1+P4<P0時(shí)，藥液便逐漸向容器內(nèi)回流。理論上，回流的速度應(yīng)與輸液管內(nèi)藥液下流的速度相當(dāng)。

3、流通空氣階段

當(dāng)進(jìn)氣管中的藥液回流至T3處時(shí)，外界空氣在壓力差作用下進(jìn)一步向容器內(nèi)部方向運(yùn)動，此時(shí)空氣遇到一個新的向外的阻力，即液體的表面張力。隨著空氣向內(nèi)側(cè)運(yùn)動，液面被向內(nèi)拉扯成半圓形、橢圓形，直至最后完全克服表面張力而變?yōu)榉忾]的氣泡。氣泡的上下表面因液體高度差分別受到大小方向不同的兩個力，最終產(chǎn)生一個向上的合力，引導(dǎo)氣泡上移至頂部空氣區(qū)，P1隨之增大，完成一個循環(huán)。