连接监护系统和呼吸机

译者：陈广飞，周丹，应俊

中国人民解放军总医院

（本文节选自ECRI Institute Health Device 2012年5月号）

将呼吸机和生理监护系统连接可以实现呼吸机的重要数据与中心站的通讯。但是该技术仍不完善，尤其是警报通讯方面。我们设计了一份测试检查单以帮助你识别警报相关的缺陷。我们也测试了7款监护系统及2款呼吸机，并发布了我们的发现及判断结果。

目前，医疗机构对实现医疗设备的连接需求日益增加，尤其对于实现呼吸机到生理监护系统的连接感兴趣，很大程度上是由于呼吸机是性命攸关的设备。这种连接可以将呼吸机的本机警报传送到生理监护系统中心站以及辅助警报设备（例如：寻呼机），从而改善警报管理能力。这样可以使临床医生不必在呼吸机警报声响范围内就可以对发出警报的呼吸机迅速做出处理。通过连接，临床医生也可以在中心站监测呼吸机的警报限值、测量数值以及波形。这样也可以将病人的数据从呼吸机传送到电子病历（Electronic Medical Record,简称EMR）；请参考2页方框内的信息。通过远程获取警报和病人数据，临床医生可以根据病人需求更好地安排不同优先次序的反应。

但是，要在不发生问题的情况下实现不同系统的连接绝非易事。为了了解现有的呼吸机-监护系统连接技术，我们测试了7款生理监护系统和2款呼吸机的连接。虽然我们的测试只是覆盖了市场上的部分系统和设备，我们认为这足以很好地反映该技术的现况。

我们发现大多数连接并未达到预期功能，尤其在警报方面。在我们所测试的许多监护系统-呼吸机组合中，我们最关心的是中心站未能与一个或多个高优先级呼吸机警报明确通讯。1：不同的呼吸机和生理监护系统的警报级别分类命名不同。在本文的使用上，我们对警报级别分类术语进行了标准化，将其分为高优先级（红色），中优先级（黄色）以及技术优先级（蓝色）。在一个设备连接配对中，中心站未能对高优先级呼吸机警报发出任何警报反应。在其他设备连接配对中，有些警报发出了，但是中心站的警报信息没有明显区别特征，没有准确表明风险程度。

我们测试的监护系统中，有很多监护系统所发出的呼吸机警报比呼吸机本身的警报级别低，有些系统将许多高优先级呼吸机警报作为中优先级处理。其他系统则不受呼吸机警报的优先级支配，将所有的呼吸机警报设置为单一的优先级。只有在一个系统中，中心站的警报准确地反映了呼吸机的警报，包括警报级别的提升（即在超出设定时间后自动将警报由中优先级提高到高优先级）。由于临床医生在紧急情况下需要根据警报优先级进行恰当的分类处理，如果中心站显示错误的警报级别，可能会增加病人所面临的风险。

1 设备之间的警报通讯情况如何？

有些情况下，当呼吸机与床边监护仪连接断开时，中心站的生理监护系统却没有出现视觉或者听觉警报。而且，连接监护系统和呼吸机的许多组件容易意外断开。如果连接断开却没有发出警报，临床医生可能不会意识到监护系统不能够再远程发出呼吸机警报了。

此外，监护系统显示呼吸机其他数据时也会出现混乱的状况，虽然这一点与呼吸机警报事件相比不是那么引人注意。例如：我们用于测试的两款呼吸机中，有一款的波形没有任何一种监护系统能够显示出来，有些系统则不能显示两款呼吸机中任何一款的波形。此外，有一套系统不能在中心站显示屏上显示呼吸机的重要数值。

上述问题说明，若要实现可靠而安全的信息集成，医疗设备的连接技术仍然有很长的路要走。因此，对于医院来说，了解他们计划要集成（或者已经集成）的众多系统，在警报和其他数据交换方面的表现，以及这种交换对于潜在临床影响的限制等，具有重要意义。本文可以帮助你实现以下目标：我们不仅分享了测试系统的评测，而且也提供了一份检查单以帮助你测试你现有的监护系统-呼吸机组合，这是保障病人安全的一个必要步骤。

我们测试了下列生理监护系统：德尔格公司（Draeger）Infinity Delta XL 床边监护仪和 Infinity 中心站；通用电气（GE） Carescape B850 床边监护仪和 Carescape CIC Pro 中心站；通用电气（GE） Dash 5000 床边监护仪和 Carescape CIC Pro 中心站；日本光电（Nihon Kohden） BSM 6700 床边监护仪和 CNS-9701A 中心站；飞利浦(Philips) MX800 床边监护仪和 M3155 中心站；太空实验室医疗公司（Spacelabs）SL2900 床边监护仪和 Ultraview SL3900 中心站；太空实验室医疗公司（Spacelabs） Xprezzon 床边监护仪和 Ultraview SL3900 中心站。

每一款监护系统都是用下列型号的呼吸机进行测试：柯惠医疗公司（Covidien） Puritan Bennett 840 （软件版本4-070212-85-AE）；德尔格公司（Draeger） Evita XL （软件版本 07.02）

集成监护系统和电子病历

将呼吸机连接到生理监护系统上，除了能够将警报和其他信息传输到中心站之外，还能够方便地将病人的数据信息流传送到电子病历上。虽然集成监护系统和电子病历仍处于早期阶段，但医院对这样做可能带来的好处越来越感兴趣。例如：这样可以减少手工填写文件的需要，从而提高效率，降低错误率。这样也有助于建立电子健康档案系统（Electronic Health Record,简称EHR），因为电子健康档案依赖于电子病历的准确性和完整性。《经济与临床医疗信息技术法案》（Health Information Technology for Economic and Clinical Health，简称HITECH）规定了医疗服务提供商加速制定电子健康档案所能享受到的特定优惠政策。

我们相信生理监护系统能否将数据传输到电子病历至关重要。本文中提到的所有监护系统供应商都声称，他们的系统能够将呼吸机数据（例如：呼吸机设置，警报，病人数据等）传输到电子病历。然而，通过测试确认这一点超出我们的评测范围之外。

如果你想要查找集成不同种类的医疗设备至电子病历的指导文章，或者对于5个供应商的集成解决方案的描述，请参阅Health Device 2012年4月份的文章《医疗设备和电子病历的联网》。

2 连接步骤

2.1系统设置

若要实现呼吸机和生理监护系统的有效连接，需要呼吸机和监护系统供应商的共同努力。一套连接方案包含电缆和额外的零部件，这些需要由监护系统供应商提供，用来将呼吸机连接到床边监护仪。连接方案通过呼吸机端口连接（一般是 RS232 端口），数据则通过该端口输出。连接所需的线路和软件一般包含在电缆组件内，或者与床边监护仪相连的模块内。

如果要从呼吸机输出数据，其通讯设置应该符合监护系统供应商的要求。 呼吸机信息从床边监护仪传送到中心站，其传送方式与传送其他床边监护仪信息类似。根据监护系统的设计及配置，呼吸机数值和波形能够在床边监护仪和/或中心站显示，警报可以在这些设备上发出，也可以传送到远程警报设备和/或其他信息系统（例如：电子病历）。

2.2 管理线路，设置和更新

连接方案的电缆，接线盒以及其他组件不仅专用于特定监护系统，而且只能用于特定型号呼吸机或产品线（例如：如果换成其他型号的呼吸机，那么组件也要相应地更换）。因此，这些物品应该做好储备以应不时之需。然而，在设备不使用时，仍然让电缆连接在设备上（尤其是呼吸机上），有可能发生连接器损坏和/或连接断开情况（请参见第3页方框内容）。这些附件的查找和使用非常困难，尤其在监护病房使用不同型号呼吸机的情况下。

即使是正确的连接方案，呼吸机上的通讯设置也要根据不同的监护系统做出不同设置。在呼吸机和监护系统间建立连接时，临床工程师应该随时掌握正确的布线和通讯设置，否则，呼吸机数据可能就无法传送到监护系统。

临床工程师必须对管理情况的变化保持警觉，尤其是随时掌握呼吸机和监控系统的软件更新情况。任何软件更新都可能对连接性能产生潜在的干扰。同时使用多款监护系统和/或呼吸机可能会增加管理流程的复杂性，甚至无法管理。

3 如何评测现有系统

3.1 评测标准

下面我们列出了实现安全有效连接所需的重要系统特性。我们使用这些特性来评测了本文中涉及到的系统。除了最后一项（显示数值及波形），这些特征都是警报管理不可缺或的部分，因此对病人的安全十分重要。

3.1.1 确保床边监护仪-呼吸机的安全连接

如果呼吸机和床边监护仪连接断开，则会造成中心站的呼吸机警报和数据通讯中断，并可能延误临床响应。因此，监护系统必须具有以下基本功能：任何连接断开都会触发的高优先级警报（包括持续的声响警报）；使用安全可靠的连接器以降低断开连接的可能性。

3.1.2 呼吸机警报的系统识别

当病人状况或呼吸机状态发生具有潜在危险的变化时，为了及时通知临床医生：中心站应接收并发布所有呼吸机警报；在多床位模式下，中心站应该能识别发出呼吸机警报的相关床位。

3.1.3 警报特征描述

如前所述，如果未能发出恰当的警报，则会引起混乱或被忽略，导致处理延缓或未能根据警报状况进行处理。因此，中心站应提供文字信息，清楚表明警报原因，并伴有持续的声响警报。警报可以是周期性的声响，但必须是非自行中断的（除非经过确认、关闭、自修正或者被用户修正）。

3.1.4 匹配警报优先级

如前所述，管理多床位病人时，临床医生需要根据警报优先级首先对高级别警报进行处理。如果高优先级呼吸机警报在传送到中心站后变成低优先级警报，有可能会延缓对危及生命情况的处理。因此： 监护系统的警报优先级应准确反映呼吸机的警报优先级，呼吸机警报级别提高也要能反映出来。 如果监护系统和高优先级呼吸机警报的优先级不匹配，则系统应默认为高优先级警报，以确保值班临床医生能够迅速处理（然而，这并非理想的解决方案，因为如果系统将技术级或中级呼吸机警报作为高级警报发出，就会增加误报的数量和频率。更理想的方案是系统与呼吸机所用的优先级方案一致）。

3.1.5 禁止远程改变呼吸机设置

系统应禁止用户从床边监护仪或中心站调整呼吸机警报设置或参数。呼吸机警报应只能从呼吸机上调整设置。这样可以使在病人安全范围之外错误改变呼吸机设置的机率降到最低，尤其是可以避免用户看不到病人对于设置调整的反应就进行调整的情况。

3.1.6 警报停响功能

系统应该： 允许在床边监护仪和中心站停响远程呼吸机报警。 确保呼吸机本身警报未被停响（只能在呼吸机旁边才可停响呼吸机警报，这样可以确保临床医生在停响警报前能够实地观察病人和呼吸机情况）。 如果呼吸机警报持续的话，远程警报在停响一段时间后（例如：2分钟）应恢复警报。

3.1.7 显示数值和波形

为了提高使用呼吸机病人状况的中心监护功能： 系统应能在中心站显示病人测量值（数值）、气道压和流量波形。如果也能够显示呼吸机警报范围则更有优势（虽然我们所测试的这些系统几乎没有一个能做到这点）。 显示的数据应该与呼吸机的术语（或符号）以及测量单位一致。 呼吸机信息不应在监护显示器上全部显示。由于没有足够大的显示器空间，没有必要在中心站多床位视图中显示所有信息，尤其是正在监护多个病人的情况下。只在单床位视图中显示这些信息就足够了。 床边监护仪也应该显示呼吸机数值和波形，这对于床边监护仪显示器和呼吸机分开放置的情况（例如：当病人在一个单独房间的时候），有一定优势。

注意连接器损坏及连接断开的风险

我们测试的许多连接方案中，连接器都是连接到呼吸机的 RS232 端口。 这些连接器使用螺钉以提高连接的安全性；但是，如果用户没有上紧螺钉，这种设计就会容易使连接断开。有些供应商表示，用于连接到呼吸机 RS232 端口的连接器一旦固定，就不用再费心了。但是，由于这些组件会悬挂在呼吸机后面，用户需要注意在挪动呼吸机时不要弄坏它们（例如：线缆可能会被经过的物体扯断，或者被呼吸机压住）。一些连接方案使用带有 RJ45 (以太网)连接器的电缆，以太网连接器通过弹片固定。弹片有可能会断裂，这种情况下连接器容易断开连接，因为呼吸机日常使用中经常挪动位置。

3.2 系统测试及选择

3.2.1 如何测试系统

对于集成呼吸机和生理监护系统感兴趣的医院应对所有设备组合进行购前测试和验收测试，以检验这两种医疗设备之间的通讯是否能满足要求，并且了解呼吸机警报在生理监护系统、尤其是中心站是如何处理的。购前测试可以验证考虑购买的系统是否具有需要的功能；验收测试可以确保系统安装完成后能满足需求。

对于每一组监护系统-呼吸机组合，先确认一旦连接呼吸机后，床边监护仪和中心站能够自动显示呼吸机数据和波形。填写完成第5页开始的表格，尽可能多进行呼吸机警报测试，以发现是否存在中心站未能发出警报、警报优先级不匹配、警报无声响以及警报未提供清晰明确的警报呼吸机参数等问题。 有些警报很难测试（如果不是无法测试的话），例如：呼吸机故障，或者呼吸机“停止工作”警报；向供应商确认如何处理这些警报。

进行床边功能测试虽有必要，但在中心站进行测试更重要，因为大多数情况下，发出警报的呼吸机会提醒在病房的临床医生。如果床边监护仪远程使用的话，例如：在一间单独的前厅里，这时候床边测试就可能更为重要了。

如果测试过程中发现缺陷，就需要进行病人风险评估，并和供应商一起探讨可能的解决方案。如果可能的话，也可以考虑替代的连接系统，例如：第三方连接方案。但是，要注意的是，虽然大多数第三方连接产品可以将呼吸机数据传输到电子病历和辅助设备，但是有可能不能将呼吸机信息传输到中心站 （有关现有第三方连接方案的描述，请参见Health Device 2012年4月的指导文章）。

连接完成后，临床工程师或其他负责设备连接的人员应预先考虑到后续的变更及更新。如前所述，变更管理流程应着重于追踪监护系统、呼吸机软件更新，以及接口的更新。这些变化可能会影响设备之间的通讯。一旦发生变更，确保变更正确执行并重新评估连接至关重要；如果情况允许，使用测试列表并比较变更前后的结果有何变化。

3.2.2 临床医生参与

当考虑是否连接呼吸机和生理监护系统时，医疗机构应让临床医生也参与决策过程。为了让临床医生决定连接带来的临床收益是否值得调整现有的做法，他们需要了解特定监护系统-呼吸机组合的功能，例如：该系统如何识别警报呼吸机的位置，如何正确地将呼吸机连接到监护系统，以及当连接断开时如何识别。他们同时也要理解系统的局限性，如在本文开始时所描述的警报通讯情况。

对系统局限性的透彻了解，在连接建立之后也非常有帮助：了解局限性的临床医生能够正确地响应警报，执行分级程序并进行相应处理。他们也不会由于对系统集成能力的错误预期而造成混乱、延迟响应或错过警报。有关医疗设备系统集成的功能及局限的信息，可以参考本文，或者参考供应商对于特定型号或系统的产品规格数据，以及医院的购前测试。