基于光電技術(shù)的智能輸液管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

戴雅琴 邵婷 漏建芬 陳朝暉 葉夢(mèng)圓 賈勤

基金項(xiàng)目 浙江省衛(wèi)生健康新技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目，編號(hào)：2021PY001

作者簡(jiǎn)介 戴雅琴，副主任護(hù)師，本科，E?mail：dyqzlzl@163.com

引用信息 戴雅琴，邵婷，漏建芬，等.基于光電技術(shù)的智能輸液管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].護(hù)理研究，2024，38（13）：2396?2399.

Development and application of intelligent transfusion management system based on photoelectric technology

DAI Yaqin， SHAO Ting， LOU Jianfen， CHEN Zhaohui， YE Mengyuan， JIA Qin

Zhejiang Provincial People's Hospital， People's Hospital Affiliated to Hangzhou Medical College，Zhejiang 310014 China

Corresponding Author? DAI Yaqin， E?mail： dyqzlzl@163.com

Keywords??? intravenous infusion； infusion monitoring system； artificial intelligence； nursing management； satisfaction

摘要? 目的：基于光電技術(shù)構(gòu)建智能輸液管理系統(tǒng)，并探討該系統(tǒng)在靜脈輸液過程中的應(yīng)用效果。方法：建立由智能輸液監(jiān)控、信息自動(dòng)集成、護(hù)士手持掌上電腦（PDA）、終端質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析組成的智能輸液管理系統(tǒng)，基于輸液閉環(huán)管理通過智能調(diào)節(jié)輸液速度、卡停輸液異常等功能進(jìn)行全程智能輸液管控。選取杭州某三級(jí)甲等綜合性醫(yī)院2個(gè)病區(qū)的輸液病人，其中2022年6月—12月的136例病人作為對(duì)照組，2023年1月—6月的132例病人作為觀察組，觀察組使用基于光電技術(shù)的智能化系統(tǒng)進(jìn)行靜脈輸液管理，對(duì)照組采用傳統(tǒng)人工方法進(jìn)行輸液管理。比較兩組病人輸液相關(guān)護(hù)理耗時(shí)、輸液相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率和病人滿意率。結(jié)果：觀察組質(zhì)控輸液滴速護(hù)理耗時(shí)、處理輸液異常耗時(shí)均短于對(duì)照組（P<0.001），靜脈炎、液體滲出發(fā)生率低于對(duì)照組（P<0.05）。結(jié)論：應(yīng)用基于光電技術(shù)的新智能輸液管理系統(tǒng)可以優(yōu)化輸液流程，提升護(hù)理工作效率和病人滿意度。

關(guān)鍵詞? 靜脈輸液；輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；人工智能；護(hù)理管理；滿意度

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.13.025

靜脈輸液是臨床醫(yī)療工作中應(yīng)用最為廣泛的治療方式之一。研究報(bào)道，我國住院病人進(jìn)行靜脈輸液治療的比例高達(dá)80%[1?2]。靜脈輸液操作具有涉及人員廣、環(huán)節(jié)多、流程復(fù)雜的特點(diǎn)，同時(shí)作為侵入性護(hù)理操作之一，存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)?！度珖o(hù)理事業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2025年）》和《進(jìn)一步改善護(hù)理服務(wù)行動(dòng)計(jì)劃（2023—2025年）》中明確提出，充分借助云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)，創(chuàng)新護(hù)理服務(wù)模式，優(yōu)化護(hù)理服務(wù)流程，提高臨床護(hù)理工作效率，為病人提供便捷、高效的護(hù)理服務(wù)[3?4]。近年來，基于信息技術(shù)監(jiān)測(cè)輸液滴速、輸液余量并進(jìn)行預(yù)警的研究已取得進(jìn)展[5?6]，但仍存在需要通過人為調(diào)節(jié)輸液滴速間接增加護(hù)理人員工作量、輸液完畢若未及時(shí)更換輸液袋出現(xiàn)回血、堵管等不安全隱患。如何進(jìn)一步提升輸液管理系統(tǒng)的智能化水平，提升輸液安全是一個(gè)值得繼續(xù)探討的問題。對(duì)此，我院以醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital information system，HIS）、靜脈藥物配置中心（pharmacy intravenous admixture services，PIVAS）、護(hù)理信息系統(tǒng)（nursing information system，NIS）、護(hù)理管理信息系統(tǒng)（nursing management information system，NMIS）為支持交互平臺(tái)，構(gòu)建了智能輸液管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于光電技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，在監(jiān)測(cè)輸液滴速、輸液余量及預(yù)警的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)了智能匹配滴速、智能調(diào)控輸液滴速、輸液結(jié)束自動(dòng)卡停等功能，并能及時(shí)進(jìn)行輸液質(zhì)量管理與分析，在促進(jìn)靜脈輸液的全流程智能化管理、保障住院病人用藥安全等方面取得了良好成效?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1? 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取杭州某三級(jí)甲等綜合性醫(yī)院2個(gè)病區(qū)的輸液病人為研究對(duì)象，其中2022年6月—12月的136例病人為對(duì)照組，2023年1月—6月的132例病人作為觀察組。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18歲；病情穩(wěn)定；經(jīng)上肢外周淺靜脈留置輸液；病人及家屬對(duì)試驗(yàn)方案知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：精神障礙、認(rèn)知或心理障礙病人。兩組性別、年齡、輸注藥物性質(zhì)、輸液總量及輸液袋數(shù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。見表1。本研究已獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批號(hào)：KT2023035）。

1.2 干預(yù)方法

1.2.1 成立研究小組

醫(yī)院成立由護(hù)理部主任、醫(yī)務(wù)部副主任、藥學(xué)部副主任、信息管理處副主任組成的領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)系統(tǒng)研發(fā)的統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)工作；由病區(qū)護(hù)士長、護(hù)理信息專職護(hù)士、臨床醫(yī)師、信息管理處軟件工程師、藥學(xué)部信息關(guān)鍵用戶責(zé)任人組成系統(tǒng)研發(fā)執(zhí)行小組。由病區(qū)護(hù)士長、臨床醫(yī)師依據(jù)臨床情況提出系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)需求，藥學(xué)部信息關(guān)鍵用戶責(zé)任人負(fù)責(zé)確認(rèn)靜脈輸液質(zhì)量關(guān)鍵環(huán)節(jié)的要求，護(hù)理信息專職護(hù)士負(fù)責(zé)提供靜脈輸液時(shí)的常見需求，信息管理處軟件工程師進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試。

1.2.2 開發(fā)智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)

1.2.2.1 智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

智能化遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)采用C/S體系架構(gòu)，操作系統(tǒng)采用Windows 10，數(shù)據(jù)庫采用MySQL，開發(fā)平臺(tái)為.net，開發(fā)工具為采用Visual Studio 2015， 開發(fā)語言為C#。依據(jù)國內(nèi)外靜脈輸液管理標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)分析及信息系統(tǒng)功能，結(jié)合醫(yī)護(hù)人員對(duì)靜脈輸液實(shí)踐的需求設(shè)置系統(tǒng)功能。

1.2.2.2 基本功能組成與工作原理

系統(tǒng)包括智能輸液監(jiān)控、信息自動(dòng)集成、護(hù)士手持掌上電腦（PDA）、終端質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析四大模塊。其中，智能輸液監(jiān)控模塊位于病人輸液端，接收醫(yī)囑端輸液滴速指令后，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸液滴速的基礎(chǔ)上，對(duì)輸液滴速異?？赏瓿芍悄苷{(diào)控；當(dāng)未感應(yīng)到墨菲滴管內(nèi)液體滴落時(shí)，立即對(duì)墨菲滴管上端的輸液管路完成智能卡停，阻斷輸液進(jìn)程，同時(shí)通過聲光報(bào)警進(jìn)行提醒。信息自動(dòng)集成模塊可實(shí)現(xiàn)設(shè)備接入認(rèn)證功能，對(duì)接入的輸液監(jiān)控儀進(jìn)行接入認(rèn)證管理，同時(shí)與醫(yī)院集成平臺(tái)對(duì)接同步呈現(xiàn)HIS病人姓名、性別、年齡、床位分配、輸液量、護(hù)理等級(jí)等信息。護(hù)士手持PDA端通過無線通信方式與醫(yī)院HIS系統(tǒng)和輸液控制系統(tǒng)連接，在完成身份確認(rèn)的基礎(chǔ)上智能讀取每袋液體輸液量和醫(yī)囑端下達(dá)的輸液滴速，同時(shí)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)病人輸液進(jìn)程和報(bào)警。并將輸液開始、輸液結(jié)束時(shí)間實(shí)時(shí)上傳并存儲(chǔ)于終端質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析模塊。終端質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析模塊可按日期、床號(hào)查看輸液報(bào)警次數(shù)、輸液量統(tǒng)計(jì)、輸液過程的滴速曲線、輸液開始及結(jié)束時(shí)間。追溯每袋液體的醫(yī)囑開具、發(fā)送、藥物復(fù)核、配制、送出，護(hù)士站接收、核對(duì)，輸液開始、輸液巡視以及輸液結(jié)束每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)與操作人。輸入所要查詢的科室和起止日期，可查詢到相關(guān)科室每天、每周、每個(gè)月及年度各項(xiàng)輸液質(zhì)量；同時(shí)對(duì)于未達(dá)標(biāo)的異常數(shù)據(jù)界面以紅色字體警示，達(dá)到監(jiān)測(cè)與分析輸液質(zhì)量的功能。

1.2.3 人員培訓(xùn)

系統(tǒng)應(yīng)用前取得醫(yī)院相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)的支持，并由護(hù)理部立項(xiàng)。在完成安全檢測(cè)、修復(fù)漏洞后，測(cè)試階段由2名臨床醫(yī)師、5名不同年資的護(hù)士和5例病人就使用體驗(yàn)提出意見及建議，獲得反饋后進(jìn)行修改調(diào)適，最終形成智能輸液管理系統(tǒng)。由執(zhí)行小組成員對(duì)臨床醫(yī)師、護(hù)士、藥劑師開展應(yīng)用培訓(xùn)，培訓(xùn)以講解、操作演示為主。項(xiàng)目成員相關(guān)理論與操作考核通過后方可作為干預(yù)者參與研究。

1.2.4 方案實(shí)施

觀察組使用基于光電技術(shù)的智能化系統(tǒng)進(jìn)行靜脈輸液管理。對(duì)照組采用傳統(tǒng)人工方法監(jiān)控。兩組病人在輸液過程中護(hù)士均要至少每小時(shí)巡查1次。觀察組病人輸液時(shí)，護(hù)士將輸液監(jiān)控器套掛于輸液器的滴管上，輸液監(jiān)控器完成自動(dòng)開機(jī)，通過PDA掃碼病人腕帶、輸液袋條碼確認(rèn)身份的同時(shí)讀取病人該袋輸液液體量和輸液滴速醫(yī)囑，待靜脈通路連接成功后，按輸液監(jiān)控器上的“啟動(dòng)”鍵，監(jiān)控器根據(jù)接收到的輸液滴速范圍，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸液滴速調(diào)節(jié)并運(yùn)行輸液。通過手持PDA端和智能信息集成端觀察病人輸液滴速、剩余液量和輸液報(bào)警。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法

1.3.1 適用性評(píng)價(jià)

采用系統(tǒng)可用性量表 （System Usability Scale，SUS）進(jìn)行智能輸液管理平臺(tái)適用性評(píng)價(jià)[7]。該量表共包括10個(gè)問題，采用Likert 5級(jí)評(píng)分，“非常不同意”計(jì)1分，“非常同意”計(jì)5分。計(jì)算10個(gè)問題的總分并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化得分=總分×2.5，為0～100分。得分>85分被認(rèn)為具有出色的可用性，得分 68～85分為具有良好的可用性。其Cronbach's α系數(shù)為0.85。

1.3.2 護(hù)理耗時(shí)

記錄每例病人每日輸液過程中的護(hù)理耗時(shí)。包括每次輸液開始時(shí)責(zé)任護(hù)士質(zhì)控輸液滴速耗時(shí)和處理輸液異常耗時(shí)。由研究者采用電子計(jì)時(shí)器記錄。

1.3.3 輸液相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率

記錄病人輸液過程中靜脈炎、回血、液體滲出發(fā)生情況。輸液相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率=并發(fā)癥發(fā)生例數(shù)/各組總例數(shù)×100%。

1.3.4 病人滿意率

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[8]、結(jié)合我院病人滿意度調(diào)查表自制調(diào)查問卷，調(diào)查病人對(duì)智能輸液管理的滿意率。問卷包括服務(wù)主動(dòng)性（7個(gè)條目）、滴速控制準(zhǔn)確性（2個(gè)條目）、輸液安全性（3個(gè)條目）、輸液環(huán)境與休息（3個(gè)條目）4個(gè)維度，共15個(gè)條目。 每個(gè)條目均采用Likert 5級(jí)評(píng)分法，包括“非常不滿意”“不滿意”“一般”“滿意”“非常滿意”5個(gè)選項(xiàng)。病人滿意率=（滿意+非常滿意）條目數(shù) /總條目數(shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 26.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。符合正態(tài)分布的定量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布的定量資料采用中位數(shù)、四分位數(shù)[M（P25，P75）]表示，比較采用秩和檢驗(yàn)；定性資料以例數(shù)、百分比（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? 結(jié)果

2.1 護(hù)理人員對(duì)智能輸液管理系統(tǒng)適用性評(píng)價(jià)

68名護(hù)士參與問卷調(diào)查，收回有效問卷66份，有效回收率為97%。靜脈輸液管理平臺(tái)10個(gè)問題標(biāo)準(zhǔn)化得分為（80.01±14.76）分，說明智能輸液系統(tǒng)適用性良好。

2.2 兩組輸液相關(guān)護(hù)理耗時(shí)比較（見表2）

2.4 兩組病人輸液滿意率比較

觀察組病人滿意率為96.7%，對(duì)照組為93.4%。

3? 討論

3.1 智能輸液管理系統(tǒng)能全程調(diào)控輸液，有助于提升護(hù)理工作效率

靜脈輸液是病人住院期間常見治療方法，是一個(gè)動(dòng)態(tài)、連續(xù)并具有一定時(shí)長的過程。在輸注過程中，每次輸液開始及每次更換液體時(shí)都需要臨床護(hù)士根據(jù)病人病情、藥液性質(zhì)等重新計(jì)數(shù)滴速。臨床上報(bào)道的輸液監(jiān)控系統(tǒng)較多限于報(bào)警提示[9?12]，一旦臨床護(hù)士工作繁忙不能及時(shí)處理，仍會(huì)出現(xiàn)輸液滴空甚至回血現(xiàn)象[8]，不僅帶來輸液安全隱患，還會(huì)增加護(hù)士處理輸液異常耗時(shí)?；诠怆娂夹g(shù)的智能輸液管理系統(tǒng)應(yīng)用于臨床輸液，在監(jiān)測(cè)輸液滴速和輸液結(jié)束預(yù)報(bào)警功能基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了通過讀取醫(yī)囑信息完成輸液滴速自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，解放了臨床護(hù)士輸液、換液時(shí)人工調(diào)節(jié)并計(jì)數(shù)滴速這一流程，減少輸液過程中質(zhì)控輸液滴速的耗時(shí)。當(dāng)發(fā)生輸液異常時(shí)在報(bào)警的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)卡停，規(guī)避了輸液滴空現(xiàn)象，減少了回血現(xiàn)象的發(fā)生，提升了護(hù)理工作效率。與對(duì)照組比較，觀察組輸液相關(guān)護(hù)理耗時(shí)較低（P<0.01）。間接護(hù)理時(shí)間的縮短，使護(hù)士有更多的時(shí)間關(guān)懷病人，提升病人就醫(yī)體驗(yàn)。

3.2 智能輸液管理平臺(tái)能精準(zhǔn)調(diào)控輸液滴速，有助于減少輸液相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生，提升輸液安全和病人滿意度

輸液速度是輸液安全的重要指標(biāo)，需要根據(jù)藥物性質(zhì)、病人年齡、疾病種類和嚴(yán)重程度等進(jìn)行調(diào)控。但由于目前臨床上輸液調(diào)控大多通過機(jī)械式的滑輪壓縮輸液管調(diào)節(jié)，存在以下問題：由于產(chǎn)品材質(zhì)本身問題導(dǎo)致調(diào)節(jié)精度較差且可靠性不足；由于套管針與靜脈內(nèi)管壁之間的位置關(guān)系，會(huì)出現(xiàn)病人體位改變導(dǎo)致預(yù)設(shè)輸液速度變化；甚至發(fā)現(xiàn)有部分病人對(duì)治療依從性不佳擅自調(diào)控輸液速度。護(hù)士靠肉眼觀察和經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)滴速的方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、難以精確計(jì)速。輸液滴速過快可增加靜脈炎、液體滲出等并發(fā)癥的發(fā)生，甚至?xí)绊懖∪说牟∏樽兓坏嗡龠^慢可影響治療效果，延長輸液時(shí)間，影響病人休息與活動(dòng)。如果輸完之后，未能及時(shí)換藥或拔針，存在空氣進(jìn)入血管形成氣栓或者血液回流的風(fēng)險(xiǎn)，輕則延誤治療，給病人造成痛苦，重則危及病人，發(fā)生事故。當(dāng)前，臨床輸液過程一般是由病人、陪護(hù)和醫(yī)護(hù)人員密切監(jiān)測(cè)輸液進(jìn)程，三方投入精力都很大?；诠怆娂夹g(shù)的智能輸液管理系統(tǒng)在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滴速的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)了根據(jù)醫(yī)囑端輸液滴速指令對(duì)滴速異常者可完成智能調(diào)控、對(duì)滴管內(nèi)未出現(xiàn)液體滴落時(shí)，智能卡停滴管上端的輸液管路完成阻斷輸液進(jìn)程，同時(shí)通過聲光報(bào)警進(jìn)行提醒。進(jìn)一步細(xì)化了輸液全流程的智能管理，精準(zhǔn)輸液速度，提升輸液安全。本研究結(jié)果顯示，觀察組靜脈炎、液體滲出等并發(fā)癥發(fā)生率低于對(duì)照組（P<0.05）。與人工監(jiān)測(cè)輸液管理組相比，智能輸液管理系統(tǒng)的運(yùn)用讓病人或陪護(hù)不再擔(dān)心液體滴空、回血等隱患的發(fā)生，減輕其精神負(fù)擔(dān)，利于病人休息，減少因看護(hù)輸液所需的陪護(hù)人員，利于營造安靜、舒適的病區(qū)環(huán)境，提高病人對(duì)護(hù)理服務(wù)的滿意度。

3.3 基于光電技術(shù)的智能輸液管理平臺(tái)適用性好，實(shí)用性強(qiáng)

隨著人們對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的要求日益提高，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧化醫(yī)療和智慧化管理有助于解決醫(yī)療平臺(tái)支撐薄弱、醫(yī)療安全生產(chǎn)隱患等問題。智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)采用的是光電檢測(cè)原理，相較于稱重式原理的輸液監(jiān)控器[13?15]，規(guī)避了液體和輸液瓶的重量和液滴相比數(shù)量級(jí)差異，對(duì)液體剩余量的監(jiān)測(cè)精確度更高。靜脈輸液監(jiān)控設(shè)備采用套掛方式，自動(dòng)開機(jī)關(guān)機(jī)，可匹配不同規(guī)格滴管的輸液監(jiān)測(cè)，簡(jiǎn)化輸液工作流程。輸液監(jiān)控器續(xù)航時(shí)間長，一次充電可以使用4～5 d（每日8 h計(jì)算），基于低功耗無線通信與后臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)無線雙向通信，穩(wěn)定性好。本研究結(jié)果顯示，護(hù)士對(duì)輸液管理系統(tǒng)的適用性評(píng)價(jià)較好，表明系統(tǒng)適用性良好，臨床護(hù)士接受度高。

4? 小結(jié)

基于光電技術(shù)的智能輸液管理系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測(cè)輸液全過程，能依據(jù)輸液目的智能管控輸液速度，及時(shí)預(yù)警并干預(yù)輸液異?，F(xiàn)象，改善了現(xiàn)有輸液報(bào)警系統(tǒng)無法及時(shí)智能調(diào)控滴速的問題，有效保障了病人的輸液安全性，避免輸液不良事件的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)靜脈輸液的實(shí)時(shí)、高效、便捷、安全管理和人性化服務(wù)，并能提高工作效率，提升病人對(duì)護(hù)理工作的滿意度。本研究僅限于2個(gè)病區(qū)住院病人使用，樣本量較小，在今后的工作中，將繼續(xù)完善管理系統(tǒng)，進(jìn)一步提升醫(yī)院的智能化管理。

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（收稿日期：2024-02-24；修回日期：2024-05-28）

（本文編輯 崔曉芳）