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剪切力和摩擦力在压力性损伤发生中的作用

介绍

剪切力和摩擦力常与压力一起在压力性损伤(Pressure injury, PI)发生和发展中被提及。2016年最新NPUAP的PI定义中也提到剪切力可以与压力一起作用导致PI【1】。

尽管作为PI发生的直接原因存有争议,本文仍包含了摩擦力,因为其与剪切力有密切关系。压力和剪切力的关系也很密切:压力作用于软组织,尤其是骨突部位,会造成组织变形而导致一定程度的剪切应力【2, 3】。

本文第一部分会讨论剪切力和摩擦力的定义,及其在PI发生中的作用。第二部分讨论如何识别与剪切力和摩擦力相关的高危患者。最后讨论避免或减少剪切力和摩擦力的措施,及如何与其他措施协作来降低PI发生的总体风险。

定义

围绕剪切力的术语可能会让人感到困惑:“Shear”(剪切力)一般作为“Shear stress”和“Shear force”的简称。此外,剪切力和摩擦力常在解释PI病因中被一起提及,有时甚至被不准确地互换使用。

什么是剪切力?

当某物体基座(Base)保持固定不动而表面受到平行力(正切力)作用时即会产生剪切力。(注:压力是垂直作用于物体表面的力(见“压力在PI发生中的作用一文”))。

剪切力会造成物体变形(图1),而变形的程度可以用剪切张力(Shear strain)来定量表示。

图1: 剪切力

与压力一样,剪切力的计算也是作用力除以作用面积(如下)。剪切力与压力使用同样的单位:最常使用帕斯卡(Pa)、或有时用牛顿(N)/平方米(N/m2)。

什么是摩擦力?

摩擦力是阻止相互接触的两个物体产生相对位移的力,单位是牛顿(N)。然而,“摩擦”这一术语常用来表示一个物体与另一物体的相互摩擦的动作。

图2: 作用于半卧位患者骶尾部的压力和剪切力

剪切力产生的原因是什么?

当患者在某表面休息时,重力会产生向下拉患者的力。患者与支撑面间的相互作用产生的力分为两部分力:

  • 垂直部分,即压力;
  • 平行部分,即剪切力(图2)。

当重力作用使患者向床远端或坐位边缘移动时,摩擦力却使得皮肤固定于与支撑面接触部位,因此摩擦力对于剪切力的产生有重要作用。皮肤和深层组织的相对位移造成了剪切力在软组织的发生和发展,尤其是在骨突部位,如骶尾。

床、或座椅或轮椅靠背的角度对于组织所承受的剪切力水平有很大的影响【6-7】。垂直坐姿与平躺间的任何角度情况下都会因为身体沿着斜面向下滑动的动势而产生剪切力。当靠背处于45度时,会在臀部和骶尾部产生较高的剪切力和压力组合,因为此时上身的重量会平均分至垂直和水平力【6, 8】。

施加于局部皮肤表面的压力也会造成组织剪切应力。压力会挤压组织而使得相邻组织变形(图3)。这有时也被称为挤捏剪切力(Pinch shear)。较陡的压力梯度,即在小范围内有较大的压力变化,可能产生高的挤捏剪切力。

图3: 剪切应力导致的不均衡压力分布

剪切力在PI的发生中如何发挥作用?

剪切力被认为与压力一起造成了皮肤和深部组织损伤和缺血,最终导致PI的出现。其机制包含组织变形、毛细血管的挤压闭合、血流减少、及组织或血管的物理破坏。

  • 组织变形
  • 对血管的直接作用

摩擦力受哪些因素影响?

患者与支撑面间的摩擦力由垂直受力和皮肤与接触面的摩擦系数决定。垂直受力越大,摩擦力越大。同样,摩擦系数越大,摩擦力越大,移动患者所需的力也越大。

摩擦在PI的发生中的作用有多大?

摩擦力在PI发生中的作用主要是其与剪切力产生的关系。

剪切力和摩擦力的管理

最大化降低剪切力和摩擦力影响的原则包括:

  • 减少正切力:卧位时,尽可能降低床头高度;坐位时,避免前滑【7】;
  • 避免引起组织变形的动作:避免滑动或拖拽,确保患者的体位摆放和姿势不会让其轻易滑动,确保患者身体在体位变换时不被拖拽或在变换体位后处于变形状态;
  • 增加与支撑面的接触面积:将垂直力和平行力及摩擦力分布于更大的面积,以减少局部压力和剪切力【11】。

临床实践步骤

最佳临床实践始于高危患者的识别,而结束于对干预措施执行效果的评估,即对PI发病率和患病率的影响。大部分指南中的建议的证据强度为C,表明其是基于间接证据和/或专家观点【1】。

  • 步骤1: 识别受剪切力和摩擦力影响的高危患者
  • 步骤2: 评估受剪切力和摩擦力影响的危险患者
  • 步骤3: 剪切力和摩擦力高危患者的照护

体位

  • 选择一个可以被患者接受、且能够最大程度减少压力和剪切力对皮肤和软组织影响的姿势【1】;
  • 对于卧床病人,将床头高度限制在30度以下,除非有其他疾病禁忌症存在。鼓励病人在没有禁忌症的情况下采取30-40度侧卧或平躺;
  • 使用转移辅助器械以减少摩擦和剪切力。进行体位变换时,应该抬起而不应拖拽;
  • 如果在床上坐立有必要,应尽量避免床头抬高或低头垂肩的坐姿,这些姿势会给骶尾和尾骨造成较大的压力和剪切力。

支撑面

  • 根据患者需求,包括压力再分布、降低剪切力、和微环境控制【1】等,来选择合适的支撑面
  • 使用侧翻功能来防止剪切力。经常性检查皮肤是否有剪切力损伤【1】。

结论

剪切力和摩擦力是PI发生和发展过程中的重要外部因素。然而,关于其在PI发生中的作用和影响大小仍然有很多不确定性。即便如此,我们已经能清楚了解剪切力和摩擦力的发生机制,这对于临床医护人员有效执行PI预防策略是非常有帮助的。

内容转载自@慢伤前沿公众号!

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