全自動輸液換液裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景*

李靜陽 劉浩川 李晶慧 李彬和 呂書愿 王秀麗 賀丹 張鑫宇 袁世鳴 高關(guān)心 夏慧琳

靜脈輸液作為一種傳統(tǒng)治療方法，對患者治療有不可替代的作用。隨著醫(yī)療技術(shù)發(fā)展，相關(guān)新型輸液工具與材料不斷改進(jìn)，涌現(xiàn)出大量輸液輔助設(shè)備[1-2]。自動換液裝置作為輸液輔助設(shè)備，通過物理控制或智能控制等方式實(shí)現(xiàn)多組輸注液體自動換液功能，當(dāng)液體輸注完成后，自動發(fā)出報警提示。針對全自動輸液換液裝置現(xiàn)狀，分類總結(jié)現(xiàn)階段自動換液方式設(shè)計原理，對比其設(shè)計思路的優(yōu)劣性，并對全自動輸液換液裝置的應(yīng)用前景進(jìn)行分析。

1 全自動輸液換液裝置的應(yīng)用

數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)住院患者平均輸液率為73.35%，靜脈輸液人均年消耗量超過世界各國平均水平[3]。公開資料顯示，早在2011年我國輸液市場容量已超100億瓶(袋)，相當(dāng)于每人全年輸注8瓶液體[4-5]。相關(guān)調(diào)查也表明，二級及以上醫(yī)院99.6%的醫(yī)護(hù)人員認(rèn)為傳統(tǒng)人工換液不僅勞動強(qiáng)度大，而且安全事故發(fā)生頻率高[7]。中國安全注射聯(lián)盟統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國每年因不安全輸注死亡的人數(shù)＞39萬，在夜晚發(fā)生靜脈輸液不良事件的概率為日間的兩倍。醫(yī)護(hù)人員數(shù)量少及換液工作量大是該類不良事件發(fā)生的主要原因。由此可見，傳統(tǒng)人工換液方式不僅增加醫(yī)護(hù)人員工作強(qiáng)度，還導(dǎo)致治療護(hù)理工作內(nèi)容繁重，增加靜脈輸液治療的事故發(fā)生概率[8-10]。

全自動輸液換液裝置作為輸液輔助設(shè)備的應(yīng)用對減輕醫(yī)護(hù)人員勞動強(qiáng)度，增加靜脈輸液安全性有積極意義，已成為靜脈輸液未來發(fā)展的主要方向之一。2017年，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化審評審批制度改革鼓勵藥品醫(yī)療器械創(chuàng)新的意見》，提出鼓勵新藥和創(chuàng)新醫(yī)療器械研發(fā)[11]。全自動輸液換液裝置作為創(chuàng)新輸液輔助裝置具有良好市場前景。

2 全自動輸液換液裝置發(fā)展現(xiàn)狀

為解決傳統(tǒng)人工換液方式存在的問題，研究人員研制開發(fā)了多分支輸液器，通過支路液路夾片控制多瓶液體間換液，一定程度上減輕了醫(yī)護(hù)人員工作負(fù)擔(dān)，但無法實(shí)現(xiàn)全自動換液[12]。

結(jié)合臨床需求發(fā)現(xiàn)，全自動輸液換液裝置需具備可懸掛、可移動、體積小、待機(jī)時間長和操作簡單等優(yōu)勢，其研制勢在必行[13]。研究人員根據(jù)不同設(shè)計原理研制完成全自動輸液換液裝置，按原理主要分為4類，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，且需不斷完善。見表1[14-17]。

表1 全自動輸液換液裝置原理及其優(yōu)缺點(diǎn)

全自動輸液換液裝置物理方法控制壓強(qiáng)閥門的原理為利用懸掛高度產(chǎn)生壓強(qiáng)差控制閥門，實(shí)現(xiàn)自動換液[18]。物理方法控制浮動閥門的原理是利用止液膜實(shí)現(xiàn)透氣不透液，配合壓強(qiáng)差完成換液。以上兩種物理換液方案，易出現(xiàn)藥物混合的危險，排空空氣易超過墨菲氏滴管緩沖限度，發(fā)生氣體進(jìn)入人體血管內(nèi)的安全事故，且并未真正實(shí)現(xiàn)自動換液[18]。

依據(jù)物理+智能控制集中進(jìn)氣管原理研制的全自動換液裝置，需將所有液體吊瓶按順序同時掛好，用一根輸液管路連接，把每瓶液體的進(jìn)氣導(dǎo)管集中放置于進(jìn)氣閥門控制器中并密封。該裝置下方有一個用于檢測輸液管內(nèi)是否有液體和氣泡等的綜合傳感器，將檢測到的信號傳遞至控制核心，控制核心處理后發(fā)出指令給電機(jī)，電機(jī)帶動閥門向前移動依次打開，使進(jìn)氣管依次進(jìn)氣，液體瓶依次開始滴液，達(dá)到自動換液的目的[19-21]。相比上述兩種物理控制原理，該裝置真正實(shí)現(xiàn)了自動換液和精準(zhǔn)控制目標(biāo)。但其移動范圍有限和體積相對較大等缺點(diǎn)限制了該裝置推廣。

根據(jù)智能控制-重力滴注式原理研制的全自動輸液換液裝置由傳感器、中央控制器和機(jī)械部分3個模塊構(gòu)成，通過多穿刺針輸液器將多個吊瓶連接，利用光電或其他檢測裝置檢測莫非氏滴管液滴滴速，各支路均裝有開關(guān)控制管路通斷，當(dāng)莫非氏滴管內(nèi)液滴間隔較大時切換管路，所有管路切換完成后報警提示[22-27]。對比以上3種控制原理，該裝置可避免藥物混合和空氣誤入血管等問題，并具有易懸掛、移動范圍大、體積輕便和節(jié)能減排等優(yōu)勢。

3 全自動輸液換液裝置應(yīng)用實(shí)例

3.1 糖尿病并發(fā)癥酮癥酸中毒

隨著經(jīng)濟(jì)生活水平提高，居民飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，糖尿病及其并發(fā)癥已成為巨大健康隱患[28]。糖尿病并發(fā)癥酮癥酸中毒作為一種內(nèi)科急癥，需緊急搶救，迅速控制血糖，糾正水、電解質(zhì)紊亂及緩解酸中毒癥狀[29]。要求2 h內(nèi)快速輸注生理鹽水，當(dāng)血糖降至13.9 mmol/L時，可用5%葡萄糖加胰島素(每2～4 g葡萄糖加1U胰島素)靜脈滴注，同時根據(jù)患者情況進(jìn)行靜脈補(bǔ)鉀。補(bǔ)液治療及時與胰島素使用得當(dāng)是搶救成功的關(guān)鍵。采用全自動輸液換液裝置可滿足補(bǔ)液治療過程中多種藥物及時換液的需求。此外，利用裝置中輸液監(jiān)控、液體交換和失誤報警等功能，可極大減少因醫(yī)護(hù)人員失誤造成的輸液安全事故。

3.2 兒童肺炎

肺炎是兒科最常見的多發(fā)性疾病之一，是嬰幼兒死亡的最重要原因之一[30-31]。由于兒童抵抗力低，呼吸系統(tǒng)發(fā)育不完善，氣管和支氣管腔相對狹窄，肺炎成為威脅其健康的主要疾病[32]。兒童肺炎具有發(fā)作迅速且病情嚴(yán)重等特點(diǎn)，需及時進(jìn)行靜脈輸液治療，補(bǔ)充水分、葡萄糖和電解質(zhì)，彌補(bǔ)兒童肺炎導(dǎo)致的營養(yǎng)物質(zhì)攝入不足。利用全自動輸液換液裝置可實(shí)現(xiàn)多種營養(yǎng)物質(zhì)及時有效地分批輸注。該裝置還可通過物聯(lián)網(wǎng)模塊和醫(yī)護(hù)人員工作站提醒模塊，確保兒童輸注更加安全。

3.3 脫水

脫水是由于人體水?dāng)z入不足或失水過多而導(dǎo)致體液減少的現(xiàn)象。脫水不僅是水分的流失，也是電解質(zhì)的流失，在治療脫水過程中，早期合理的補(bǔ)液治療是預(yù)防脫水、降低死亡率的關(guān)鍵，一般脫水患者至少需補(bǔ)充1500～2500 ml水分。大量液體的輸注意味著靜脈輸液時間長，存在夜間輸液的可能。利用全自動輸液換液裝置可緩減醫(yī)護(hù)人員夜間工作壓力，降低輸液事故發(fā)生概率。

4 展望

在臨床工作過程中，靜脈輸液具有重要地位，傳統(tǒng)輸液的換液方式有一定安全隱患，因此全自動輸液換液裝置的研發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。目前應(yīng)用全自動輸液換液裝置解決臨床需求這一思路，相對較為新穎，該類裝置雖并未大規(guī)模投入臨床使用，但部分醫(yī)護(hù)人員對此類自動輸液換液裝置持積極態(tài)度，應(yīng)用前景良好。產(chǎn)品本身依需繼續(xù)優(yōu)化，后續(xù)相關(guān)裝置設(shè)計可向增加應(yīng)用場景、完善裝置的聯(lián)網(wǎng)及控制、加強(qiáng)報警準(zhǔn)確性、增加意外情況處理機(jī)制和添加更多附加便捷功能等思路繼續(xù)優(yōu)化。如患者需輸注緩沖液時，裝置應(yīng)具備定時定量調(diào)控液體流速和流量功能；發(fā)生藥液堵塞時，裝置應(yīng)具備判斷與緊急報警功能；此外，裝置可整合患者識別碼用于核對患者信息等。