腸外營養計算助手的設計開發

王 旭，曹 凱，蘭丙欣

(河南省許昌市中心醫院藥學部，河南許昌 461000)

腸外營養液成分復雜，設計個體化的腸外營養方案要結合患者病情給予合適的能量，恰當的糖脂比、熱氮比，準確的特殊營養物質用量，同時要考慮腸外營養液的穩定性，保證氨基酸、葡萄糖、電解質濃度在規定范圍內。因此，腸外腸內營養專業臨床藥師進行腸外營養會診，制訂安全、有效、經濟的腸外營養配方需要花費一定的時間。目前大多數醫院的腸外營養液由靜脈用藥調配中心(PIVAS)集中配置，錯過配置時間會使患者當日無法使用腸外營養液。本研究結合河南省許昌市中心醫院實際工作情況，設計開發了腸外營養計算助手，以期為同行提供參考。

1 資料和方法

1.1 資料來源 收集2019年6-12月本院臨床藥師參與制訂的腸外營養配方記錄200例。

1.2 研究方法 整理收集200例腸外營養配方，配方中的能量、氨基酸量、脂肪量、葡萄糖量見表1。對配方中各指標用量進行分析，尋找腸外營養計算助手設計的切入點。先確定患者所需腸外營養液體量，再計算能量和三大營養物質配比。患者體質量是一定的，然后根據患者體質量，計算患者所需能量和氨基酸量。能量和氨基酸量確定后，非蛋白熱量是不變的，根據脂肪和葡萄糖的非蛋白熱量占比計算脂肪和葡萄糖用量。

表1 200例患者的腸外營養配方Table 1 Parenteral nutrition formulas of 200 patients

依據此設計思路，身高、體質量、液體量確定后，主要是如何計算能量、氨基酸量、脂肪量、葡萄糖量的問題。根據配方中能量、氨基酸、脂肪、葡萄糖供給量的變化范圍：能量供給量為12～30 kcal·kg-1·d-1、 氨基酸供給量為0.3～1.5 g·kg-1·d-1、 脂肪和葡萄糖供給量分別為33%～55%和45%～67%(占非蛋白熱量)， 需找到其適宜的變量范圍。需要結合腸外腸內營養指南、專家共識、藥品說明書、文獻等相關資料，設定能量、氨基酸、脂肪、葡萄糖供給量的變量范圍， 作為相應的變量系數， 給予一變量值， 即可得出相應結果。

同時根據收集的腸外營養配方的輸注途徑、是否應用特殊營養物質，將腸外營養細分，并本著最終腸外營養方案需準確無誤的原則，在 Windows XP 平臺上，基于微軟電子表格軟件設計不同的腸外營養計算助手工具。

2 結果和分析

腸外營養計算助手包含中心靜脈途徑計算助手、中心靜脈途徑+丙氨酰谷氨酰胺應用計算助手、中心靜脈途徑+ω-3魚油脂肪乳應用計算助手、中心靜脈途徑+丙氨酰谷氨酰胺+ω-3魚油脂肪乳應用計算助手、周圍靜脈途徑計算助手、最終方案合理性檢測助手6部分，為Excel軟件中的6個工作表，見圖1。應用時選擇相應的計算助手，輸入患者身高、體質量、液體量，選擇能量、氨基酸、脂肪和葡萄糖合適的變量系數，就可以計算出氨基酸、脂肪和葡萄糖的理論需要量。

圖1 腸外營養計算助手界面Figure 1 Interface of the parenteral nutrition calculation assistant

2.1 中心靜脈途徑計算助手 中心靜脈途徑計算助手界面見圖1。頁面中首先是患者體質量指數(BMI)的計算，輸入患者的身高、體質量即可計算出患者的BMI。若患者BMI>28 kg/m2，則為肥胖患者，需進行校正體質量的計算。

2.1.1 液體量的確定 腸外營養液體量的確定是根據1500+(體質量-20)×20(≤50歲)或1500+(體質量-20)×15(>50歲)計算出理論需要量[1]，然后再根據患者的實際臨床情況(發熱、腹瀉、創傷、燒傷、外科引流等情況下需增加液體量，如發熱患者超過37 ℃，每升高1 ℃每天多補充300 ml液體[2]；心、腎功能不全時，則需適當限制液體供給)[1]，確定腸外營養的液體量。這里的體質量為患者實際體質量，不論患者是否肥胖。

2.1.2 能量的確定 能量根據患者單位體質量能量消耗進行計算。本研究收集的200例患者的腸外營養配方涉及的病種是本院腸外營養應用較多的病種，其能量的給予也是根據相關指南、專家共識再結合患者的實際臨床情況計算所得。對于腫瘤患者，《腫瘤營養治療通則》[3]建議能量攝入量為臥床患者20～25 kcal·kg-1·d-1，活動患者25～30 kcal·kg-1·d-1。危重癥患者應激期可給予20～25 kcal·kg-1·d-1[4]，甚至機體必需的最低能量15～20 kcal·kg-1·d-1[5]，合成代謝恢復期可給予25～30 kcal·kg-1·d-1[4]。圍手術期25～30 kcal·kg-1·d-1可以滿足大多數非肥胖患者的能量需求[6]，而對于術后患者，機體處于應激狀態，允許性低攝入有利于圍手術期患者的臨床結局，允許性低攝入的能量供給為15～20 kcal·kg-1·d-1[4]。急性腎損傷患者能量供給量為25～30 kcal·kg-1·d-1[7]。肝衰竭患者能量推薦為20～25 kcal·kg-1·d-1[8]，肝硬化患者非蛋白熱量推薦為25～30 kcal·kg-1·d-1[9]。呼吸系統疾病患者能量供給量推薦為20～30 kcal·kg-1·d-1[9]。一般胃腸道損傷患者能量推薦為25～30 kcal·kg-1·d-1[1]。本研究收集的配方中，有給予危重癥患者12 kcal·kg-1·d-1能量，低于相關資料推薦量，之所以給予如此低的能量，是因為患者感染嚴重，肝、腎功能不全，為了不增加患者代謝負擔，能量根據推薦量減半。整合200例患者配方的能量給予量，單位體質量能量消耗在12～30 kcal·kg-1·d-1，而配方涉及病種的相關資料推薦能量范圍為15～30 kcal·kg-1·d-1，結合臨床實際情況，腸外營養計算助手將單位體質量能量消耗10～30 kcal·kg-1·d-1作為變量，并將其稱為能量系數，輸入需要的能量系數，即可得出患者每日所需能量。

2.1.3 氨基酸需要量的確定 氨基酸每日需要量根據患者疾病狀況的不同而不同。根據《腫瘤營養治療通則》，腫瘤患者蛋白質需要量最少為1 g·kg-1·d-1，目標需要量為1.2～2 g·kg-1·d-1[3]。本研究收集的腫瘤患者腸外營養配方由于患者液體量的限制，在保證腸外營養液穩定的前提下，氨基酸給予量在0.9～1.2 g·kg-1·d-1。對于危重癥患者需要的氨基酸量，美國的相關指南推薦為1.2～2.0 g·kg-1·d-1[10]，歐洲重癥指南推薦為1.3 g·kg-1·d-1[11]。本研究收集的危重癥患者氨基酸需要量最高給予1.5 g·kg-1·d-1。呼吸疾病患者推薦氨基酸供給量為1～1.5 g·kg-1·d-1[9]；肝硬化患者氨基酸供應量為0.5～1.6 g·kg-1·d-1[12]；非腎臟替代療法的急性腎損傷患者氨基酸需要量為0.6～0.8 g·kg-1·d-1[9]，若腎功能嚴重損害尚不予透析時氨基酸給予量更低，減量到0.3～0.5 g·kg-1·d-1。本研究收集的配方中，有給予腎功能嚴重損害的危重患者氨基酸0.35 g·kg-1·d-1。200例患者配方中氨基酸給予量為0.3～1.5 g·kg-1·d-1，而相關資料推薦的1.5 g·kg-1·d-1以上的氨基酸量在臨床上很少能達到，超過這個劑量時熱氮比<100∶1，氨基酸會被作為能量消耗掉，達不到補氮目的，造成氨基酸的浪費。因此腸外營養計算助手將單位體質量所需氨基酸量0.3～1.5 g·kg-1·d-1作為變量，并將其稱為氨基酸系數，輸入需要的系數，即可得出患者每日所需氨基酸量。在能量確定的情況下，相應的氮量、非蛋白熱量、熱氮比也隨即得出，此時可以看到如果熱氮比不在(100～200)∶1，說明給予的氨基酸量不合適，需進行調整。

2.1.4 脂肪需要量的確定 脂肪的給予量可以根據患者單位體質量所需脂肪量計算，即脂肪適宜供給量為1～1.5 g·kg-1·d-1，最大限量為2 g·kg-1·d-1(肝功能正常者)，也可以根據脂肪占非蛋白能量的30%～50%，最大占比不超過60%計算[1,13-14]。本研究通過對收集的腸外營養配方分析發現，根據脂肪占比計算脂肪需要量更加適宜，如體質量為60 kg的患者，能量給予25 kcal·kg-1·d-1，氨基酸給予1 g·kg-1·d-1，脂肪根據單位體質量1.2 g·kg-1·d-1給予72 g，就超過了脂肪占非蛋白能量的50%，只有荷瘤患者[3]脂肪占非蛋白能量可以達到50%以上。本研究收集的200例營養配方中，脂肪占非蛋白能量范圍為33%～55%，在相關資料推薦的范圍內，因此腸外營養計算助手將脂肪占非蛋白能量的百分比30%～60%作為變量，輸入需要的系數，即可得出患者每日所需脂肪量。同時腸外營養計算助手將顯示不同脂肪占比項下的脂肪量作為參考，便于臨床藥師進行腸外營養配方時給出適宜的脂肪量，減少非整瓶給予的情況，既能保證藥效又不造成浪費。

2.1.5 葡萄糖需要量的確定 葡萄糖的給予量根據葡萄糖占非蛋白能量的50%～70%，最小占比不少于40%計算。腸外營養計算助手將葡萄糖占非蛋白能量的百分比40%～70%作為變量，并將其稱為葡萄糖系數，輸入需要的系數，即可得出患者每日所需葡萄糖量。

由于腸外營養液的穩定性和葡萄糖濃度、氨基酸濃度有關，腸外營養混合液中葡萄糖的濃度為3.3%～23%(一般控制在≤15%)、氨基酸的濃度不低于2.5%有利于混合液的穩定[15]，因此腸外營養計算助手將氨基酸濃度設為2.5%、葡萄糖濃度設為15%，根據液體量自動計算出此時氨基酸和葡萄糖的需要量，以此作為參考，以便于藥師進行腸外營養配方時給出適宜的氨基酸量和葡萄糖量。

2.1.6 營養制劑理論值換算 最后根據氨基酸、脂肪和葡萄糖的需要量自動換算出不同品規的氨基酸、脂肪乳、葡萄糖的理論值。出于有效、經濟、減少醫療資源浪費的考慮，本院臨床藥師進行腸外營養配方時，根據患者臨床情況，有時會將幾種不同品規的氨基酸搭配應用，因此設計腸外營養計算助手時，將這一問題考慮在內，根據氨基酸需要量，自動換算出不同品規的氨基酸搭配應用時各自的理論用量。

2.2 丙氨酰谷氨酰胺和ω-3魚油脂肪乳的應用計算助手 丙氨酰谷氨酰胺和ω-3魚油脂肪乳的應用計算助手為丙氨酰谷氨酰胺的應用計算助手、ω-3魚油脂肪乳的應用計算助手、丙氨酰谷氨酰胺和ω-3魚油脂肪乳同時應用的計算助手。它們是在中心靜脈途徑計算助手的基礎上增加兩者的用量，用量根據藥品說明書的要求進行設計：丙氨酰谷氨酰胺供給的氨基酸量不應超過全部氨基酸供給量的20%，ω-3魚油脂肪乳提供的魚油應占每日脂肪供給量的10%～20%。

2.3 周圍靜脈途徑計算助手 由于外周靜脈輸注腸外營養液要求較低滲透壓(通常建議≤900 mOsm/L)[16]、較低葡萄糖濃度(≤10%)[17]，因此，周圍靜脈途徑計算助手的設計思想首先是滲透壓和葡萄糖濃度滿足要求，其次再考慮能量、三大營養物質的需要量問題。周圍靜脈途徑計算助手界面中首先是患者BMI和液體量的計算，確定腸外營養的液體量后，將葡萄糖濃度定為10%，計算出腸外營養組方的最大葡萄糖用量，脂肪量的計算如前所述，氨基酸量是在滲透壓為900 mOsm/L，無電解質、多種微量元素和甘油磷酸鈉情況下計算出的最大量，臨床藥師根據計算結果進行腸外營養配方。

2.4 最終方案合理性檢測助手 臨床藥師完成腸外營養組方后，應用最終方案合理性檢測助手錄入腸外營養組方藥物，該組方的糖脂比、熱氮比、滲透壓、電解質濃度等結果即顯示出來，如有不合理之處，通過設計單元格條件格式自動出現黃色的底色色標，提示需對配方進行修改。最終方案合理性檢測助手界面見圖2。

圖2 最終方案合理性檢測助手界面Figure 2 Interface of the calculation assistant of final scheme rationality detection

3 討 論

腸外營養計算助手的設計切入點來源于收集的腸外營養配方，通過對收集的腸外營養配方分析發現，對患者進行腸外營養支持，給予患者合適的能量是非常重要的，但除了營養支持外，患者還要進行其他治療。臨床醫師要考慮患者出入液量，特別是心力衰竭、腎功能不全的患者常常要限制液體供給。另外有些患者不能耐受長時間的腸外營養液輸注，也成為要限制腸外營養液體量的一個因素。因此，臨床醫師會希望臨床藥師在配方時考慮腸外營養液體供給量。針對本院上述臨床情況，找到腸外營養計算助手的設計切入點。另外，收集的腸外營養配方包含中心靜脈和外周靜脈兩種途徑輸注腸外營養液，有些配方應用了特殊營養物質丙氨酰谷氨酰胺和ω-3魚油脂肪乳，鑒于此種情況，將腸外營養計算助手細分，設計為中心靜脈和周圍靜脈途徑計算助手、丙氨酰谷氨酰胺和ω-3魚油脂肪乳的應用計算助手。為確保臨床藥師制訂的腸外營養方案準確無誤，設計了最終方案合理性檢測助手以審核方案。

腸外營養液成分復雜，制訂安全、有效、經濟的腸外營養配方需要花費一定的時間,臨床藥師自主設計的腸外營養計算助手，能夠幫助臨床藥師減少配方過程中大量人為計算的負擔和偏差，縮短配方時間，提高臨床藥師的工作效率，使臨床藥師有更多的時間為臨床醫師、護士和患者提供藥學服務。但本研究還存在一些不足之處：(1)該腸外營養計算助手是在微軟電子表格上進行操作， 實際使用不夠方便，因此，將腸外營養計算助手設計為App，應用于手機等移動端， 擴大應用范圍， 是進一步研究的方向。(2)該計算助手是針對本院實際工作情況設計開發的，有一定的局限性，可根據不同醫療機構實際需要改進和完善。