基于移動式的病房智能采血管理系統的構建及應用

陳柏茹，陳貴華，李琴，劉曉雙

重慶醫科大學附屬第二醫院 a. 呼吸科；b. 護理部，重慶 400010

引言

靜脈血液標本是判斷患者疾病治療效果、病情進展等的重要依據之一。實驗室前階段出錯被認為是導致標本實驗室分析診斷錯誤的主要原因，也是標本質量控制的薄弱環節[1]。在不合格靜脈血標本中約有70%發生在實驗室前階段，包括樣本標識錯誤、標本容器類型錯誤、患者身份識別錯誤等[2]，對患者的潛在后果是：延遲診斷和治療、需要重復采血、增加醫療費用、延長住院時間甚至導致患者死亡[3-4]，因此加強分析前階段的管理也就至關重要。隨著醫院信息化建設的不斷發展，門診自動化智能采血系統的應用加強了標本采集階段的信息化管理，大大提升了門診靜脈血標本的質量，但病區血液標本的采集仍存在著設備和技術支持不足的問題[5-7]。目前病房采血經歷了從全手工操作到條形碼技術應用的進步，使不合格標本數量較之前下降[8]，但仍然存在許多問題，如條形碼粘貼不符合要求、條形碼褶皺、遺漏抽血、治療車上裝有多個患者血標本致錯誤采血、標本遺失等[9]。因此，尋求一種關于病區采血的智能化管理系統至關重要。

本研究針對臨床采血中的多個采血前環節和安全管理，構建基于移動式的病區智能采血管理系統，可解決目前病房采血存在的以上問題，提升靜脈采血的效率和安全，進一步提升優質護理，為其他醫院建立病區智能化采血管理平臺系統提供參考。

1 基于移動式的病區智能采血管理系統的研發

1.1 建設目標

我院積極進行智慧醫院建設工作，故如何有效地利用信息化技術，最大限度地降低對患者的傷害，保障患者安全，是信息系統設計使用過程中考慮的核心問題[10-11]。該智能采血管理系統從多維度上采用自動化設計思想，在滿足病區標本采集準則以及標本檢驗前管理規范的前提下，利用信息化技術，大量節省護士操作步驟，縮短標本檢驗周期，降低標本檢驗前錯誤率，保障檢驗結果的有效性，在改善病區醫療服務和促進患者安全方面起重大作用，不斷促進智慧化醫院的建設與管理，提升醫院的質量。

1.2 人員及責任

醫院成立由護理部主任、信息管理處主任組成的領導小組，負責系統建設的統籌和協調工作；由呼吸科護士長、系統軟件研發工程師、檢驗科信息負責人組成系統建設的執行小組，由檢驗科信息負責人提出采血標本的質量與時間要求，護士長根據臨床采血實際情況提出功能改進需求，由工程師進行系統軟件和硬件的設計與開發。

1.3 智能采血管理系統的設計

1.3.1 系統基礎框架

智能采血管理系統框架主要是由醫院實驗室信息系統（Laboratory Information System，LIS）、醫院信息系統（Hospital Information System，HIS）服務器將患者相關采血信息傳達到自主研發的系統醫療服務器，再下傳到操作終端，整個采血系統以移動式的采血小車作為工具來實現操作。其整體框架圖如圖1 所示，移動智能采血小車實物圖如圖2 所示。LIS、HIS 服務器主要進行數據的交換、通信以及提供獲取醫囑、計費的功能。醫療服務器與HIS、LIS 進行銜接，作為整個系統的中樞，不僅是整個醫院病區采血小車的控制中心，也是護士管理、查詢患者試管信息的主要工具。操作終端（電腦端）主要是同護士的交互頁面，可以完成試管條碼查詢、綁定、打印、交接等操作。

圖1 系統整體框架

圖2 移動式多功能智能采血小車

1.3.2 系統模塊構成

智能采血管理系統采用模塊化設計，該系統主要由身份認證、自動貼標模塊、自動分揀模塊、標本狀態追溯管理平臺等部分組成。其軟件功能架構圖如圖3 所示。

圖3 軟件功能架構圖

1.3.2.1 身份認證

護士全程通過采血小車上的電腦端進行操作，首先通過人臉識別技術或工號進行登錄（圖4），點擊電腦端屏幕進行選調頁面查看，電腦已通過HIS、LIS 獲取病區所有待采血患者信息和試管信息（圖5）。由該名護士采集的血樣信息皆可通過工號登錄進行查看，同時大數據后臺可對所有護士的采血工作量進行月度、年度統計分析，利于護士長合理進行人員分配管理或績效考核（圖6）。

圖4 登錄界面

圖5 主功能界面

圖6 后臺數據統計分析界面

1.3.2.2 自動貼標模塊

護士將采血小車推至患者床旁，用小車上的無線掃描器讀取患者手環信息，應用層軟件自動接收信息并查詢該患者采血相關信息，同時控制自動貼標模塊進行備管。主控軟件自動下發命令打印采血信息標簽并貼到真空采血管上，并一次性將該患者的所有采血試管傳輸到出管口，護士只需取管采血，將該患者的所有血液標本采集完成后再用無線掃描器進行掃描核對。同時護士也可操作電腦端打印非血樣標本信息的電子標簽，然后手動貼非血樣標本容器，其余操作同血液標本操作。

自動貼標模塊通信接口采用RS232，工作電壓為直流電壓24 V，具有2 臺熱敏打印機，兼容常用試管自動貼標和特殊試管標簽打印，可用條碼格式有Code39、Code128、JAN和UPCA/E 等，適用標簽大小為30 mm×50 mm 或進行定制。可一次性裝置160 支試管，支持1～8 種采血管同時上機，適配試管尺寸為13 mm/75 mm，13 mm/100 mm。能夠自檢貼標機是否缺紙、卡管等故障，并進行異常指示燈或軟件界面報警，當醫院現場配置混亂或者出現故障時可一鍵還原到出廠狀態，消除故障。自動貼標機模塊具體硬件框圖如圖7 所示。

圖7 自動貼標模塊硬件框圖

1.3.2.3 自動分揀模塊

護士采集完一個患者的血液標本后，將標本投入到小車的標本回收口，標本自動進入標本收納倉，標本收納倉里的條碼識別器可通過射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術識別患者條碼信息進行標本的自動分揀。可根據標本送往不同檢驗科室而進行分類程序設置，護工來科室取標本則可以直接取格子里的標本到對應檢驗科室，不再需要手工分類；或根據標本送檢加急程度分為普通送檢和加急送檢，可滿足不同醫院的需求進行自動分揀的設置。

試管分揀模塊主要是實現采血后試管的收納整理，通過檢測試管是否落到指定位置，然后控制電機轉動采血試管和控制電機移動卡位防止多管落下，RFID 讀取器或者條碼識別器讀取到試管的信息后控制電機移動試管進入收納倉，從而實現收納功能。當傳感器檢測到試管進入收納倉，自動分揀模塊能夠在1 min 內進行處理，同時對試管的條碼識別情況進行軟件記錄，并評價批次標簽質量。通過紅外對管和光柵傳感器自檢標本艙標本數量，是否有遺留標本、異常卡管、異物等，并進行異常指示燈或軟件界面報警。其次，分揀過程中能手動暫停，打開收納倉或者倉滿時分揀自動暫停并發出提示。包含復位鍵用于分揀機機構校準使用，可一鍵復位到初始狀態。自動分揀模塊硬件框架圖如圖8 所示。

圖8 自動分揀模塊硬件框圖

1.3.2.4 標本狀態追溯管理平臺

標本追溯可視化管理，能追蹤每例患者、每支標本的詳細狀態。未采血未送至檢驗科入庫的血標本可通過小車電腦端患者列表欄目中查看，若標本處于已采集但在設定時間內未送達檢驗科核收，則會提示護士標本是否遺失，順利完成檢驗科入庫的血標本信息電腦端會顯示為已完成。同時通過系統主控機記錄每支標本的離體采血時間，將相應數據存儲在本地和打包上傳到LIS。

2 系統運用與評價

2.1 試運行

本院于2021 年7 月在呼吸科進行試運行。試運行前通過講課、視頻和實際操作形式對該病區的所有護士進行培訓；試運行期間護士長將每日收集的問題反饋給執行小組，以確保和改進系統的正常運行；每月護士長向領導小組匯報系統的運行情況。

2.2 效果評價

2.2.1 應用對象

由于早上6:00—7:00 為集中采集靜脈血的時間段，因此選取2021 年4—9 月我院呼吸內科6:00—7:00 需采集靜脈血的住院患者作為研究對象。其中4—6 月病區采用傳統采血方式對住院患者進行采血，7—9 月應用基于移動式的病區智能采血管理系統進行采血。本研究已通過醫院倫理委員會倫理審核（2021595）。

2.2.2 采血流程

應用基于移動式的病區智能采血管理系統前的采血流程：由護士進行打印檢驗單、核對醫囑、打印試管標簽、選擇試管類型、手工粘貼標簽、按照患者信息將試管分類等工作，再到患者床旁進行核對、采血、核對、分類放置，待完成病區所有患者血液標本采集后，護士與檢驗科的取血人員進行標本交接，由取血人員將標本送至檢驗科，采血流程圖如圖9 所示。

圖9 應用基于移動式的病區智能采血管理系統前的采血流程圖

應用基于移動式的病區智能采血管理系統后的采血流程：護士移動智能采血車至患者床旁，用無線掃描器掃描患者腕帶后取管采血，采集完血液標本后用掃描器掃描血液標本進行信息核對，將標本投入標本回收口，待完成病區所有患者血液標本采集后，護士與檢驗科的取血人員進行標本交接，由取血人員將標本送至檢驗科，采血流程圖如圖10 所示。

圖10 應用基于移動式的病區智能采血管理系統后的采血流程圖

2.2.3 觀察指標

（1）患者平均采血用時、平均每個試管備管時間：由專設人員統一記錄患者采血用時和試管備管時間，其中應用智能采血管理系統的備管時間是從護士掃描患者手環開始計時到從多功能智能采血車出管口取出已貼標試管；傳統采血方式的備管時間是從護士打印檢驗單開始計時到完成試管貼標和分類。采血用時是從開始備管到血液標本完成分類的時間，同時記錄每天6:00—7:00 采靜脈血的患者總數、備管數量、采血管數。

（2）血液標本質量不合格率：統計2021 年4—9 月早上6:00—7:00 的檢驗科撤銷簽收呼吸內科靜脈血液標本的原因、例數。

2.2.4 統計學分析

數據收集整理后用SPSS 23.0 軟件進行統計分析。計量資料首先進行正態檢驗，符合正態分布的計量資料用±s表示，兩組間計量資料比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料用n（%）表示，兩組間采用Pearson檢驗進行比較分析，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

3 應用效果

3.1 系統應用前、后的患者平均采血用時、試管的平均備管時間比較

系統應用后的患者平均采血用時、試管的平均備管時間顯著低于系統應用前，差異有統計學意義（P＜0.001），見表1。

表1 系統應用前、后患者平均采血用時、試管的平均備管時間比較分析（±s）

表1 系統應用前、后患者平均采血用時、試管的平均備管時間比較分析（±s）

平均備管時間/min系統應用前6765.81±1.4725810.55±0.36系統應用后9303.42±1.3024900.12±0.22 t值--11.63--11.45 P值-＜0.001-＜0.001組別 患者總數/例平均采血用時/min總備管數量/個

3.2 標本不合格率比較

應用智能采血管理系統后未發生錯用采血管、漏采及因醫囑開重而多采血標本情況，標本不合格率（0.51%）低于應用系統前（2.32%），差異有統計學意義（P＜0.001），見表2。

表2 應用智能采血管理系統前、后標本不合格率比較分析

4 討論

4.1 基于移動式的病區智能采血管理系統可有效縮短采血備管時間和采血用時

本研究結果顯示，應用智能采血管理系統后，患者平均采血用時、試管的平均備管時間顯著低于系統應用前，說明該系統可有效縮短患者采血過程中的耗時。目前，大部分醫院病區采集血液標本通過人工貼標前后多次核對的方案來降低采血錯誤概率，整個標本容器準備階段存在經歷周期長、經手人數多、出現問題后無法追責等現象[12]。除此之外，護士在批量準備標本容器時為手動粘貼，易出現貼標不規范、容器貼錯等問題[13]。基于移動式的智能采血管理系統通過機器智能核對代替人工核對信息步驟，采用床旁掃描電子標簽手環自動發放容器并粘貼標簽的方案，有效避免護士貼錯標簽、拿錯標本容器的問題，并替代護士參與繁瑣的備管過程，備管時間大幅度縮短。此外，可視化界面實時對病區標本采集數量、患者采集數量、已采集數量等信息進行監控，避免標本漏采、錯采等情況，從而降低血液標本采集階段出錯的風險，在提高采血效率的同時兼顧患者安全，也優化了病房采血流程，使其更加符合規范。

4.2 基于移動式的病區智能采血管理系統可有效降低血液標本不合格率

血液標本質量是整個實驗室檢測質量的支柱[14-15]，直接關系著檢驗結果能否真實反映患者病情，因此護理人員是否準確、規范地獲取血液標本關系著患者病情的診治。本研究結果顯示，應用智能采血管理系統后標本不合格率顯著低于應用智能采血管理系統前。病區應用智能采血管理系統后，采血未發生血液標本試管容器錯誤，證明多功能智能采血小車比人工貼管的準確率更高；同時應用智能采血管理系統后杜絕了漏采試管的情況。分析其原因，可能是應用系統前的傳統采血方式，護士使用普通采血小車進行采血操作，所有患者的已采試管和未采試管都在同一桌面，只靠護士劃分區域放置，因此易將某支空管混淆在已采試管中，出現漏采的情況。而多功能智能采血小車實行與患者“一對一”備管和采血，另專設有保存血液標本的標本收納倉，因此桌面不會同時出現多個患者的試管或靜脈血標本，從而防止出現最終送檢標本有空管的現象，也降低血液標本受到污染的風險。

本研究結果顯示，智能采血管理系統的應用未能改善靜脈血標本量不足和標本凝固的情況。多功能智能采血小車更加規范化的貼標，可以防止手工貼標常有的重疊或遮蓋試管窗口而導致護士抽血時難以掌握采血量的現象，但針對靜脈血標本容量不足的情況，需要護士掌握每種試管的采血量并做到標準采血。由于缺乏采血流程的監督[16]，只能通過對采血護士進行規范化培訓來增強意識。陳玉倩等[17]研究表明，采血順序錯誤、放置保存不當、轉運時間過長是導致靜脈血標本凝固的主要因素，其潛在原因是護士、轉運人員缺乏檢驗專業知識和采血相關知識。因此除建立病房靜脈血標本信息化管理系統外，還需加強對采血人員靜脈采血職責的教育、訓練、以及技能測試，建立規范化靜脈采血和轉運流程[18]。

5 總結

綜上所述，基于移動式的病區智能采血管理系統的應用能夠縮短備管時間、節約采血用時，有效降低血液標本質量的不合格率，完成病房采血一體化，做到防錯提效、標本追溯。但存在以下方面的不足：① 并不能讓血液標本達到100%的合格；② 該系統若面臨網絡癱瘓或電池電源很低的情況下，暫時不能使用，只能恢復傳統的采血模式；③ 只含有8 種常用試管類型的通道，對于某些特殊試管類型，只能通過小車打印標簽手動貼標。但總體上，該系統在試驗過程中運行非常順利，也起到了較好的效果，下一步將推廣至整個醫院的病房中運行，在運行過程中不斷進行功能優化，實現醫院病房采血管理的數字化、現代化、科學化，為智慧型醫療服務提供更廣闊的發展空間。