基于閉環(huán)控制理論的臨床警報(bào)管理機(jī)制研究

【作 者】林忠款，鄭焜，沈云明，吳蘊(yùn)蘊(yùn)浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院，杭州市，310003

0 引言

臨床警報(bào)的功能是發(fā)出警告提醒護(hù)理人員注意病人病情的變化[1]。目前，擁有警報(bào)功能的醫(yī)療設(shè)備越來越多，其報(bào)警類型和方式也呈多元化。不同品牌、不同型號的儀器警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)也具有一定的差異性。為達(dá)到全面監(jiān)護(hù)，患者在日常護(hù)理中需連接多種醫(yī)療設(shè)備。若警報(bào)效果良好，護(hù)理環(huán)境能得到加強(qiáng)；若警報(bào)效果不佳，警報(bào)的存在反而容易分散醫(yī)護(hù)人員的注意力[2-3]。文獻(xiàn)表明，過度的醫(yī)療設(shè)備警報(bào)可能會使醫(yī)護(hù)人員產(chǎn)生報(bào)警疲勞[4-6]，導(dǎo)致護(hù)理人員反應(yīng)延遲甚至忽略警報(bào)的聲音，存在嚴(yán)重的安全隱患[7-8]。ECRI研究院是美國醫(yī)療設(shè)備的資深機(jī)構(gòu)，其研究數(shù)據(jù)表明由于警報(bào)管理不當(dāng)引起的不良事件數(shù)目在逐年增加[9]。

日新月異的醫(yī)療設(shè)備伴隨著錯(cuò)綜復(fù)雜的醫(yī)療警報(bào)狀況。2010年，美國就開展一些關(guān)于減少警報(bào)疲勞和臨床警報(bào)管理的基礎(chǔ)研究[10-13]，意在提高醫(yī)護(hù)人員的警報(bào)管理意識。同時(shí)，國內(nèi)近幾年出現(xiàn)一些有關(guān)臨床警報(bào)管理綜述和警報(bào)有效性前期調(diào)查的文獻(xiàn)[14-16]，但對于臨床警報(bào)管理機(jī)制的研究比較缺乏。在以“患者為中心”的理念下，本文提出一種合理有效的臨床警報(bào)管理機(jī)制，以改善護(hù)理環(huán)境、降低患者的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)。

1 臨床警報(bào)管理面臨的困難

（1）臨床人員缺少警報(bào)管理意識。部分醫(yī)護(hù)人員在警報(bào)管理方面缺少經(jīng)驗(yàn)，對發(fā)生的警報(bào)存在僥幸心理，在改善警報(bào)狀況方面缺乏主觀能動性。往往在出現(xiàn)重大醫(yī)療警報(bào)事故時(shí)，才意識到警報(bào)管理的重要性。

（2）臨床警報(bào)沒有統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)。尚未提出可以定性警報(bào)狀況是否達(dá)標(biāo)的檢驗(yàn)參數(shù)。參數(shù)的合格范圍缺少參考依據(jù)和實(shí)驗(yàn)證明。

（3）警報(bào)管理沒有規(guī)范的流程。部分有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)護(hù)人員在明確警報(bào)狀況不佳的情況下，卻無法找到一種合理的警報(bào)管理應(yīng)對機(jī)制。對于大量的警報(bào)數(shù)據(jù)沒有具體的研究方法和分析工具。

（4）缺少相關(guān)法規(guī)制度監(jiān)管。只有在具體制度的監(jiān)管下，警報(bào)管理才能引起醫(yī)護(hù)人員的重視，成為醫(yī)護(hù)人員日常工作中的一部分。

2 閉環(huán)控制原理

閉環(huán)控制又稱反饋控制，其原理是指在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對被控對象施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量與輸入量之間的偏差，從而實(shí)現(xiàn)對被控對象進(jìn)行控制的任務(wù)[17]。如圖1所示，典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)包括參考輸入、控制器、執(zhí)行器、被控對象、測量變送器和干擾。其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)或要素的變化，都會引起其它環(huán)節(jié)或要素的改變，并又使該環(huán)節(jié)或要素發(fā)生進(jìn)一步變化，最終形成反饋回路。

圖1 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖Fig.1 Block diagram of closed loop control system

3 基于閉環(huán)控制理論的臨床警報(bào)管理機(jī)制的構(gòu)建思路

依據(jù)閉環(huán)控制理論的方法原理，我們將臨床警報(bào)管理機(jī)制分為預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，改善執(zhí)行規(guī)則，規(guī)則執(zhí)行人員，具有警報(bào)功能的醫(yī)療設(shè)備，結(jié)果分析策略和輸出結(jié)果等幾個(gè)環(huán)節(jié)，預(yù)期形成一個(gè)具有完整性、動態(tài)性、可控性的臨床警報(bào)管理機(jī)制系統(tǒng)，其流程圖如圖2所示。

圖2 警報(bào)管理機(jī)制系統(tǒng)框圖Fig.2 System diagram of alarm management mechanism

具有警報(bào)功能的醫(yī)療設(shè)備是該機(jī)制的被控對象，它包括臨床常見的呼吸機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、輸液泵、麻醉機(jī)、血氧飽和度儀等。被控對象可以是單一設(shè)備，也可以是多種設(shè)備的集合。具有警報(bào)功能醫(yī)療設(shè)備的數(shù)量、類別隨著時(shí)間而變化，具有一定的動態(tài)性。

結(jié)果分析策略是該機(jī)制的變送器，它依據(jù)臨床實(shí)際狀況制定，其作用是通過一定的技術(shù)方法分析臨床警報(bào)數(shù)據(jù)，對警報(bào)環(huán)境進(jìn)行評估鑒定。評估方法隨著警報(bào)環(huán)境的改變而改變。目前常用的結(jié)果分析策略包括現(xiàn)場觀察記錄法、問卷調(diào)查法、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分析等。

預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)是該機(jī)制的參考輸入，它的初始設(shè)置是依據(jù)第一次結(jié)果分析策略的數(shù)據(jù)，設(shè)定一個(gè)相對理想的數(shù)據(jù)預(yù)判。預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式可以是一維數(shù)據(jù)，也可以是多維數(shù)組。其數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)決定輸出結(jié)果經(jīng)過結(jié)果分析策略后反饋的數(shù)據(jù)格式。常用的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)包括警報(bào)有效性指數(shù)、日均警報(bào)數(shù)量、臨床有意義警報(bào)率、有意義警報(bào)率和警報(bào)敏感度等。

改善執(zhí)行規(guī)則是該機(jī)制的控制器，它處于不斷變化的狀態(tài)。根據(jù)預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)果分析策略反饋的數(shù)據(jù)之間的偏差信號，確定改善執(zhí)行規(guī)則的內(nèi)容。例如預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為氧飽和度儀日均警報(bào)數(shù)量，若結(jié)果分析策略顯示的結(jié)果比預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)正偏差較大，此時(shí)確定改善執(zhí)行規(guī)則內(nèi)容為“在醫(yī)療安全的標(biāo)準(zhǔn)下，微調(diào)氧飽和度儀上下限值”。

規(guī)則執(zhí)行人員是該機(jī)制的執(zhí)行器，它包括醫(yī)護(hù)人員、醫(yī)學(xué)工程人員、廠家和第三方公司。警報(bào)管理是一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目，其中警報(bào)狀況不佳的原因相對復(fù)雜，需多方配合。同時(shí)，系統(tǒng)中存在一定的干擾，包括一些不可抗拒的突發(fā)斷電，儀器設(shè)備間的干擾等。

綜上，以醫(yī)療設(shè)備做為被控對象，借助結(jié)果分析策略實(shí)時(shí)獲取警報(bào)數(shù)據(jù)狀況，依據(jù)反饋對比偏差制定合理執(zhí)行規(guī)則，通過多方執(zhí)行人員統(tǒng)籌配合，形成一種循環(huán)可控的警報(bào)管理機(jī)制。按步執(zhí)行各個(gè)機(jī)制環(huán)節(jié)，可避免警報(bào)管理機(jī)制操作困難、警報(bào)管理無從下手等問題。

4 警報(bào)管理機(jī)制應(yīng)用及討論

2017年3月，警報(bào)管理機(jī)制在某醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)室局部實(shí)施。作為被控對象的醫(yī)療設(shè)備為呼吸機(jī)。醫(yī)護(hù)人員、臨床工程師和廠家工程師組成團(tuán)隊(duì)。在改善執(zhí)行規(guī)則環(huán)節(jié)：醫(yī)護(hù)人員嚴(yán)格按照醫(yī)療規(guī)范設(shè)置警報(bào)上下限，為特殊患者研究制定個(gè)性化警報(bào)；臨床工程師制定PM(Preventive Maintenance)實(shí)施辦法，確保設(shè)備正常運(yùn)行；廠家工程師對醫(yī)療器械的硬件軟件方面的改進(jìn)升級。

結(jié)果分析策略環(huán)節(jié)采用問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)表的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，問卷調(diào)查表格如圖3所示。警報(bào)統(tǒng)計(jì)表經(jīng)醫(yī)護(hù)人員與臨床工程師討論制定。首先記錄填表日期、呼吸機(jī)型號、住院號和人員簽字。其次，統(tǒng)計(jì)表中記錄了設(shè)備的參數(shù)設(shè)置，這些參數(shù)的統(tǒng)計(jì)做為設(shè)備后期警報(bào)設(shè)置的執(zhí)行依據(jù)。同時(shí)，統(tǒng)計(jì)表中也記錄警報(bào)內(nèi)容、警報(bào)介入時(shí)間、警報(bào)性質(zhì)和警報(bào)介入結(jié)果四個(gè)關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

圖3 問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)表Fig.3 Questionnaire survey statistics

警報(bào)介入時(shí)間可以反映醫(yī)護(hù)人員的警報(bào)敏感度。本文采用層次分析法對報(bào)警介入時(shí)間進(jìn)行標(biāo)度。其中“5秒”、“30秒”、“大于30秒”分別對應(yīng)標(biāo)度值“1”、“2”和“3”。若“5秒”發(fā)生X次，“30秒”發(fā)生Y次，“大于30秒”發(fā)生Z次，則推出警報(bào)敏感度(S)的計(jì)算方法見式(1)：

本次預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)包括臨床有意義警報(bào)率、有意義警報(bào)率和警報(bào)敏感度。臨床有意義警報(bào)率指的是與病人相關(guān)臨床有意義警報(bào)占所有警報(bào)的比例。有意義警報(bào)率指的是與病人或者設(shè)備相關(guān)的有意義警報(bào)占所有警報(bào)的比例。警報(bào)敏感度是醫(yī)護(hù)人員在警報(bào)發(fā)生時(shí)介入反應(yīng)的一個(gè)評價(jià)指標(biāo)。警報(bào)管理機(jī)制實(shí)施前后的警報(bào)狀況對比如表1所示。

表1 警報(bào)管理前后對比表Tab.1 Comparison table of alarm management

從局部數(shù)據(jù)分析，臨床有意義警報(bào)率與最理想的100%差距較大。有意義警報(bào)率經(jīng)警報(bào)管理機(jī)制實(shí)施后達(dá)到80.22%，但臨床有意義警報(bào)率僅為3.66%，這說明與臨床真實(shí)情況相關(guān)的警報(bào)占比偏少，儀器本身引起的警報(bào)占比偏多。從臨床角度分析，引入醫(yī)療設(shè)備的初衷是監(jiān)護(hù)患者狀況，過多非臨床癥狀警報(bào)會分散醫(yī)護(hù)人員的精力，對護(hù)理環(huán)境不利。從本文設(shè)計(jì)的醫(yī)護(hù)人員的警報(bào)敏感度的數(shù)值上分析，臨床介入不及時(shí)情況的概率依然有8.9%，這種情況易引起臨床醫(yī)療事故。

從總體數(shù)據(jù)分析，警報(bào)管理機(jī)制實(shí)施后，“有意義警報(bào)率”、“臨床有意義警報(bào)率”和“警報(bào)敏感度”分別提高了9.65%、91.62%和10.55%，說明該警報(bào)管理機(jī)制取得顯著效果。同時(shí)，該機(jī)制易于理解、可操作性強(qiáng)，較容易被醫(yī)護(hù)人員掌握和使用。

5 總結(jié)及展望

越來越多具有臨床警報(bào)功能的醫(yī)療設(shè)備投入到臨床使用，但是過多的不必要警報(bào)，會大大降低其警報(bào)有效性。警報(bào)有效性偏低會使醫(yī)護(hù)人員出現(xiàn)報(bào)警疲勞，嚴(yán)重影響患者安全，甚至存在導(dǎo)致患者死亡的風(fēng)險(xiǎn)。因此，開展臨床警報(bào)管理具有非常重要的作用和意義。本文基于閉環(huán)控制理論的方法原理，提出臨床警報(bào)管理機(jī)制。在閉環(huán)控制的基本框架下，將臨床警報(bào)管理機(jī)制分為預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)、改善執(zhí)行規(guī)則、規(guī)則執(zhí)行人員、具有警報(bào)功能的醫(yī)療設(shè)備、結(jié)果分析策略和輸出結(jié)果等幾個(gè)環(huán)節(jié)，并做相關(guān)應(yīng)用和討論。

本文針對目前警報(bào)狀況提出了一種警報(bào)管理機(jī)制，但在各個(gè)管理環(huán)節(jié)的實(shí)施上存在不足：①在結(jié)果分析策略環(huán)節(jié)，采用問卷調(diào)查的形式進(jìn)行評估存在一定的誤差；②“臨床有意義警報(bào)率”、“有意義警報(bào)率”和“警報(bào)敏感度”三個(gè)輸出參數(shù)只能在機(jī)制實(shí)施前后作對比，暫未產(chǎn)生一個(gè)統(tǒng)一評判標(biāo)準(zhǔn)定義這三個(gè)參數(shù)是否達(dá)標(biāo)；③臨床有意義警報(bào)率偏低，在改善執(zhí)行規(guī)則環(huán)節(jié)需制定更加合理詳細(xì)的操作規(guī)則。希望在今后的工作和研究中不斷完善臨床警報(bào)管理機(jī)制，提高臨床警報(bào)有效性。

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