基于光電技術的智能輸液管理系統的開發與應用

戴雅琴 邵婷 漏建芬 陳朝暉 葉夢圓 賈勤

基金項目 浙江省衛生健康新技術產品研發項目，編號：2021PY001

作者簡介 戴雅琴，副主任護師，本科，E?mail：dyqzlzl@163.com

引用信息 戴雅琴，邵婷，漏建芬，等.基于光電技術的智能輸液管理系統的開發與應用[J].護理研究，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：基于光電技術構建智能輸液管理系統，并探討該系統在靜脈輸液過程中的應用效果。方法：建立由智能輸液監控、信息自動集成、護士手持掌上電腦（PDA）、終端質量監測與分析組成的智能輸液管理系統，基于輸液閉環管理通過智能調節輸液速度、卡停輸液異常等功能進行全程智能輸液管控。選取杭州某三級甲等綜合性醫院2個病區的輸液病人，其中2022年6月—12月的136例病人作為對照組，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的智能化系統進行靜脈輸液管理，對照組采用傳統人工方法進行輸液管理。比較兩組病人輸液相關護理耗時、輸液相關并發癥發生率和病人滿意率。結果：觀察組質控輸液滴速護理耗時、處理輸液異常耗時均短于對照組（P<0.001），靜脈炎、液體滲出發生率低于對照組（P<0.05）。結論：應用基于光電技術的新智能輸液管理系統可以優化輸液流程，提升護理工作效率和病人滿意度。

關鍵詞? 靜脈輸液；輸液監測系統；人工智能；護理管理；滿意度

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.13.025

靜脈輸液是臨床醫療工作中應用最為廣泛的治療方式之一。研究報道，我國住院病人進行靜脈輸液治療的比例高達80%[1?2]。靜脈輸液操作具有涉及人員廣、環節多、流程復雜的特點，同時作為侵入性護理操作之一，存在較高的安全風險。《全國護理事業發展規劃（2021—2025年）》和《進一步改善護理服務行動計劃（2023—2025年）》中明確提出，充分借助云計算、大數據、物聯網、區塊鏈和移動互聯網等信息化技術，創新護理服務模式，優化護理服務流程，提高臨床護理工作效率，為病人提供便捷、高效的護理服務[3?4]。近年來，基于信息技術監測輸液滴速、輸液余量并進行預警的研究已取得進展[5?6]，但仍存在需要通過人為調節輸液滴速間接增加護理人員工作量、輸液完畢若未及時更換輸液袋出現回血、堵管等不安全隱患。如何進一步提升輸液管理系統的智能化水平，提升輸液安全是一個值得繼續探討的問題。對此，我院以醫院信息系統（hospital information system，HIS）、靜脈藥物配置中心（pharmacy intravenous admixture services，PIVAS）、護理信息系統（nursing information system，NIS）、護理管理信息系統（nursing management information system，NMIS）為支持交互平臺，構建了智能輸液管理系統，該系統基于光電技術及相關設備，在監測輸液滴速、輸液余量及預警的基礎上，還實現了智能匹配滴速、智能調控輸液滴速、輸液結束自動卡停等功能，并能及時進行輸液質量管理與分析，在促進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。現報告如下。

1? 對象與方法

1.1 研究對象

選取杭州某三級甲等綜合性醫院2個病區的輸液病人為研究對象，其中2022年6月—12月的136例病人為對照組，2023年1月—6月的132例病人作為觀察組。納入標準：年齡≥18歲；病情穩定；經上肢外周淺靜脈留置輸液；病人及家屬對試驗方案知情同意。排除標準：精神障礙、認知或心理障礙病人。兩組性別、年齡、輸注藥物性質、輸液總量及輸液袋數比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。見表1。本研究已獲得醫院倫理委員會批準（批號：KT2023035）。

1.2 干預方法

1.2.1 成立研究小組

醫院成立由護理部主任、醫務部副主任、藥學部副主任、信息管理處副主任組成的領導小組，負責系統研發的統籌與協調工作；由病區護士長、護理信息專職護士、臨床醫師、信息管理處軟件工程師、藥學部信息關鍵用戶責任人組成系統研發執行小組。由病區護士長、臨床醫師依據臨床情況提出系統的功能設計需求，藥學部信息關鍵用戶責任人負責確認靜脈輸液質量關鍵環節的要求，護理信息專職護士負責提供靜脈輸液時的常見需求，信息管理處軟件工程師進行系統開發與調試。

1.2.2 開發智能輸液監控系統

1.2.2.1 智能輸液監控系統的關鍵技術

智能化遠程監護系統采用C/S體系架構，操作系統采用Windows 10，數據庫采用MySQL，開發平臺為.net，開發工具為采用Visual Studio 2015， 開發語言為C#。依據國內外靜脈輸液管理標準、文獻分析及信息系統功能，結合醫護人員對靜脈輸液實踐的需求設置系統功能。

1.2.2.2 基本功能組成與工作原理

系統包括智能輸液監控、信息自動集成、護士手持掌上電腦（PDA）、終端質量監測與分析四大模塊。其中，智能輸液監控模塊位于病人輸液端，接收醫囑端輸液滴速指令后，在實時監測輸液滴速的基礎上，對輸液滴速異常可完成智能調控；當未感應到墨菲滴管內液體滴落時，立即對墨菲滴管上端的輸液管路完成智能卡停，阻斷輸液進程，同時通過聲光報警進行提醒。信息自動集成模塊可實現設備接入認證功能，對接入的輸液監控儀進行接入認證管理，同時與醫院集成平臺對接同步呈現HIS病人姓名、性別、年齡、床位分配、輸液量、護理等級等信息。護士手持PDA端通過無線通信方式與醫院HIS系統和輸液控制系統連接，在完成身份確認的基礎上智能讀取每袋液體輸液量和醫囑端下達的輸液滴速，同時實時呈現病人輸液進程和報警。并將輸液開始、輸液結束時間實時上傳并存儲于終端質量監測與分析模塊。終端質量監測與分析模塊可按日期、床號查看輸液報警次數、輸液量統計、輸液過程的滴速曲線、輸液開始及結束時間。追溯每袋液體的醫囑開具、發送、藥物復核、配制、送出，護士站接收、核對，輸液開始、輸液巡視以及輸液結束每個時間節點與操作人。輸入所要查詢的科室和起止日期，可查詢到相關科室每天、每周、每個月及年度各項輸液質量；同時對于未達標的異常數據界面以紅色字體警示，達到監測與分析輸液質量的功能。

1.2.3 人員培訓

系統應用前取得醫院相關部門領導的支持，并由護理部立項。在完成安全檢測、修復漏洞后，測試階段由2名臨床醫師、5名不同年資的護士和5例病人就使用體驗提出意見及建議，獲得反饋后進行修改調適，最終形成智能輸液管理系統。由執行小組成員對臨床醫師、護士、藥劑師開展應用培訓，培訓以講解、操作演示為主。項目成員相關理論與操作考核通過后方可作為干預者參與研究。

1.2.4 方案實施

觀察組使用基于光電技術的智能化系統進行靜脈輸液管理。對照組采用傳統人工方法監控。兩組病人在輸液過程中護士均要至少每小時巡查1次。觀察組病人輸液時，護士將輸液監控器套掛于輸液器的滴管上，輸液監控器完成自動開機，通過PDA掃碼病人腕帶、輸液袋條碼確認身份的同時讀取病人該袋輸液液體量和輸液滴速醫囑，待靜脈通路連接成功后，按輸液監控器上的“啟動”鍵，監控器根據接收到的輸液滴速范圍，自動實現輸液滴速調節并運行輸液。通過手持PDA端和智能信息集成端觀察病人輸液滴速、剩余液量和輸液報警。

1.3 評價指標及方法

1.3.1 適用性評價

采用系統可用性量表 （System Usability Scale，SUS）進行智能輸液管理平臺適用性評價[7]。該量表共包括10個問題，采用Likert 5級評分，“非常不同意”計1分，“非常同意”計5分。計算10個問題的總分并進行標準化，標準化得分=總分×2.5，為0～100分。得分>85分被認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系數為0.85。

1.3.2 護理耗時

記錄每例病人每日輸液過程中的護理耗時。包括每次輸液開始時責任護士質控輸液滴速耗時和處理輸液異常耗時。由研究者采用電子計時器記錄。

1.3.3 輸液相關并發癥發生率

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

1.3.4 病人滿意率

根據相關文獻[8]、結合我院病人滿意度調查表自制調查問卷，調查病人對智能輸液管理的滿意率。問卷包括服務主動性（7個條目）、滴速控制準確性（2個條目）、輸液安全性（3個條目）、輸液環境與休息（3個條目）4個維度，共15個條目。 每個條目均采用Likert 5級評分法，包括“非常不滿意”“不滿意”“一般”“滿意”“非常滿意”5個選項。病人滿意率=（滿意+非常滿意）條目數 /總條目數×100%。

1.4 統計學方法

采用SPSS 26.0軟件對數據進行統計分析。符合正態分布的定量資料以均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用t檢驗；非正態分布的定量資料采用中位數、四分位數[M（P25，P75）]表示，比較采用秩和檢驗；定性資料以例數、百分比（%）表示，組間比較采用χ2檢驗或秩和檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2? 結果

2.1 護理人員對智能輸液管理系統適用性評價

68名護士參與問卷調查，收回有效問卷66份，有效回收率為97%。靜脈輸液管理平臺10個問題標準化得分為（80.01±14.76）分，說明智能輸液系統適用性良好。

2.2 兩組輸液相關護理耗時比較（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%，對照組為93.4%。

3? 討論

3.1 智能輸液管理系統能全程調控輸液，有助于提升護理工作效率

靜脈輸液是病人住院期間常見治療方法，是一個動態、連續并具有一定時長的過程。在輸注過程中，每次輸液開始及每次更換液體時都需要臨床護士根據病人病情、藥液性質等重新計數滴速。臨床上報道的輸液監控系統較多限于報警提示[9?12]，一旦臨床護士工作繁忙不能及時處理，仍會出現輸液滴空甚至回血現象[8]，不僅帶來輸液安全隱患，還會增加護士處理輸液異常耗時。基于光電技術的智能輸液管理系統應用于臨床輸液，在監測輸液滴速和輸液結束預報警功能基礎上，進一步實現了通過讀取醫囑信息完成輸液滴速自動調節功能，解放了臨床護士輸液、換液時人工調節并計數滴速這一流程，減少輸液過程中質控輸液滴速的耗時。當發生輸液異常時在報警的基礎上實現卡停，規避了輸液滴空現象，減少了回血現象的發生，提升了護理工作效率。與對照組比較，觀察組輸液相關護理耗時較低（P<0.01）。間接護理時間的縮短，使護士有更多的時間關懷病人，提升病人就醫體驗。

3.2 智能輸液管理平臺能精準調控輸液滴速，有助于減少輸液相關并發癥的發生，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，需要根據藥物性質、病人年齡、疾病種類和嚴重程度等進行調控。但由于目前臨床上輸液調控大多通過機械式的滑輪壓縮輸液管調節，存在以下問題：由于產品材質本身問題導致調節精度較差且可靠性不足；由于套管針與靜脈內管壁之間的位置關系，會出現病人體位改變導致預設輸液速度變化；甚至發現有部分病人對治療依從性不佳擅自調控輸液速度。護士靠肉眼觀察和經驗調節滴速的方法費時、費力、難以精確計速。輸液滴速過快可增加靜脈炎、液體滲出等并發癥的發生，甚至會影響病人的病情變化；滴速過慢可影響治療效果，延長輸液時間，影響病人休息與活動。如果輸完之后，未能及時換藥或拔針，存在空氣進入血管形成氣栓或者血液回流的風險，輕則延誤治療，給病人造成痛苦，重則危及病人，發生事故。當前，臨床輸液過程一般是由病人、陪護和醫護人員密切監測輸液進程，三方投入精力都很大。基于光電技術的智能輸液管理系統在實時監測滴速的基礎上，還實現了根據醫囑端輸液滴速指令對滴速異常者可完成智能調控、對滴管內未出現液體滴落時，智能卡停滴管上端的輸液管路完成阻斷輸液進程，同時通過聲光報警進行提醒。進一步細化了輸液全流程的智能管理，精準輸液速度，提升輸液安全。本研究結果顯示，觀察組靜脈炎、液體滲出等并發癥發生率低于對照組（P<0.05）。與人工監測輸液管理組相比，智能輸液管理系統的運用讓病人或陪護不再擔心液體滴空、回血等隱患的發生，減輕其精神負擔，利于病人休息，減少因看護輸液所需的陪護人員，利于營造安靜、舒適的病區環境，提高病人對護理服務的滿意度。

3.3 基于光電技術的智能輸液管理平臺適用性好，實用性強

隨著人們對醫療衛生服務的要求日益提高，基于物聯網技術的智慧化醫療和智慧化管理有助于解決醫療平臺支撐薄弱、醫療安全生產隱患等問題。智能輸液監控系統采用的是光電檢測原理，相較于稱重式原理的輸液監控器[13?15]，規避了液體和輸液瓶的重量和液滴相比數量級差異，對液體剩余量的監測精確度更高。靜脈輸液監控設備采用套掛方式，自動開機關機，可匹配不同規格滴管的輸液監測，簡化輸液工作流程。輸液監控器續航時間長，一次充電可以使用4～5 d（每日8 h計算），基于低功耗無線通信與后臺進行實時無線雙向通信，穩定性好。本研究結果顯示，護士對輸液管理系統的適用性評價較好，表明系統適用性良好，臨床護士接受度高。

4? 小結

基于光電技術的智能輸液管理系統應用現代物聯網技術監測輸液全過程，能依據輸液目的智能管控輸液速度，及時預警并干預輸液異常現象，改善了現有輸液報警系統無法及時智能調控滴速的問題，有效保障了病人的輸液安全性，避免輸液不良事件的發生，實現靜脈輸液的實時、高效、便捷、安全管理和人性化服務，并能提高工作效率，提升病人對護理工作的滿意度。本研究僅限于2個病區住院病人使用，樣本量較小，在今后的工作中，將繼續完善管理系統，進一步提升醫院的智能化管理。

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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）