自动化零接触智能尿袋的研制及其在危重症患者留置导尿中的应用

黄丽丽

（湖州市第一人民医院，浙江 湖州313000）

连续每小时尿液监测对判断病情的变化和预后有着重要的临床意义。 如何实现尿液的自动化精准监测值得进一步探究。鉴于此，我院自行研制的自动化零接触智能尿袋，用于临床监测危重症患者尿液，在缩短监测尿液的用时及降低留置导尿相关性尿路感染（catheter-associated urinary tract infection，CAUTI）[1]的发生率方面效果良好，现报道如下。

1 自动化零接触智能尿袋的设计与制作

自动化零接触智能尿袋是由包括尿液监测、控制系统和数据、视频传输系统2 部分组成。 监测、控制系统的结构由盒体、显示器、悬臂梁秤（测力传感器）、蜂鸣器、报警指示灯、尿袋、排放管、电源、控制电路集成板（单片机）、线路、计时器、电磁阀组成；数据、视频传输系统的结构由无线wifi、摄像头、护士站电脑组成。设计思路是尿液流过测力传感器，测力信号经过采集电路被单片机捕获， 计时器显示当前时间， 尿量达到预警值触发蜂鸣器报警和启动电磁阀排尿，摄像头监控尿液。智能尿袋工作原理是运用悬臂梁秤精准称重计量（实时尿量及总尿量）；利用计时器设置每小时循环监测； 通过计时器、 悬臂梁秤、 报警装置及电磁阀来完成设定总尿量限定值自动排放与定时定量设置报警；摄像头捕获视频监控；单片机将尿量数据以及时间实时显示在显示器上[2]；借助无线wifi 实时将视频及数据传输至护士站电脑实时保存记录。

1.1 监测、控制系统的制作 选用3 mm 亚克力板制作一个长、宽、高为17.0 cm×13.0 cm×40.0 cm 可前后开门的透明盒子，在盒底中间用1 块长、宽、高为16.0 cm×0.3 cm×39.0 cm 的亚克力板分隔； 在盒顶中间安装悬臂梁秤，尿袋挂在秤的挂钩上，尿袋的进液管与导尿管连接；在前门内侧安装显示器、蜂鸣器和报警指示灯，盒中间板上安装电源（内置充电电池，外接220 V 交流电源）、控制电路集成板和计时器，盒底安装排放管和电磁阀，排放管连接电磁阀与尿袋的排尿阀，用导线连接各部件之间的电路。

1.2 数据、视频传输系统的结构和制作 在盒体的侧壁安装摄像头，监控角度对准尿袋上的进液管，确保尿色及性状的清晰度； 护士站电脑安装尿液监控系统软件， 借助无线wifi 将采集的视频监控与监测数据传输至护士站电脑实时显示记录保存。 其结构示意图见图1、图2。

图1 智能尿袋正面示意图

图2 智能尿袋反面示意图

2 临床应用

2.1 一般资料 选取2019 年1—6 月在我院需要精准监测尿液的危重症留置导尿患者110 例作为研究对象。 纳入标准：（1）符合危重症诊断标准，预计ICU 住院≥7 d；（2）留置导尿≥3 d；（3）精密监测尿液；（4）患者和（或）家属对研究知情并签署知情同意书，经医院伦理委员会审核批准并备案。 排除标准：（1）留置导尿前已诊断有尿路感染无症状性菌尿；（2）因治疗原因需要进行膀胱冲洗以及膀胱造瘘的患者； （3）入住ICU 时已存在严重血源性感染或伴有2 个及以上器官衰竭；（4） 患者存在严重免疫功能障碍；（5）拒绝签署知情同意书，或经充分告知后仍对临床研究存在疑虑的患者。 按随机数字表法将患者分成观察组56 例与对照组54 例， 均使用相同品牌规格型号的导尿管、尿袋、培养试管、电子秤。 2组患者的年龄、性别、病因比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。

表1 2 组精密监测留置导尿患者尿液的一般资料比较（例）

2.2 方法 患者留置导尿后，妥善固定导尿管及引流装置，维持导尿引流装置的密闭性，每日晨评估留置导尿管的必要性、 会阴部日常清洁和大便失禁后的局部处理， 监测尿液时间为置管后第1 天8:00-16:00，间隔1 h 1 次，共8 次，并用同一把电子秤对该小时尿液进行复测，做好记录。 采集置管后第1、第3、第5、第7 天晨导尿管中尿液送细菌培养共4次， 护士当日6:00 夹闭需留取标本的导尿管，7:00常规消毒导尿管与引流袋连接部外壁后， 用注射器抽吸10 mL 尿液注入培养瓶，2 h 内送本院检验科进行检验。 2 组监测尿液与采集尿液标本的护士固定1 名、时间及频率相当，尿袋更换频率一致。

2.2.1 对照组 采用量杯监测。 根据患者尿液监测单的时间安排设置闹铃提醒， 专职责任护士到患者床边，洗手、戴手套、打开尿袋排尿阀、放尿至量杯、关闭排尿阀并消毒、看量杯刻度读数、脱手套、洗手，记录在尿液监测单上。

2.2.2 观察组 采用自动化零接触智能尿袋监测。专职责任护士将连接导尿管的尿袋挂在悬臂梁秤挂钩上，开放尿袋排尿阀并连接排放管到电磁阀，打开电源开关，启动计时器及单片机，流入尿袋的尿液触发悬臂梁秤精准称重计量，显示器上出现当前时间、实时尿量及总尿量， 摄像头采集尿色及性状视频监控；连接无线wifi，同时实时将数据及视频监控传输至护士站电脑。 当尿量达到低限值0.3 g/（kg·h）[3-4]自动报警， 提醒护士及时查看； 当尿量达到高限值（750 g[5]）时报警并激活电磁阀排放尿袋中的尿液1次，待尿液排净后电磁阀自动关闭。护士根据患者监测频率在护士站电脑上通过查询时间点查看尿量及尿色、性状的监控视频图像，做记录。 尿袋为医用耗材，一次性使用；排放管与电磁阀可回收、低温消毒后使用，与尿袋更换频率一致；盒体、显示器、悬臂梁秤、蜂鸣器、报警指示灯、计时器可用消毒湿巾纸擦拭后再次使用。

2.2.3 观察指标与评价指标 由专职人员进行观察、记录、统计2 组护士单次监测尿液用时、患者留置尿管时间及留置导尿相关性尿路感染的发生率。（1）记录单次监测尿液用时：对照组从护士洗手、戴手套、放尿至记录为止；观察组从护士查看护士站电脑上显示的尿量及尿液视频监控图像至记录为止。用同一品牌规格型号的计时器计时， 以秒为单位。（2）留置尿管时间：从留置尿管至尿管拔除为止，意外拔管者剔除在外。（3）留置导尿相关性尿路感染的2 个诊断标准[6]：①留置导尿管后或拔除导尿管48 h内出现尿路感染相应的症状、体征，如发热、寒战、神经状态的改变、全身乏力、嗜睡、急性血尿、骨盆不适及耻骨上压痛等，且无其他原因可以解释；②经导尿管留取的标本或拔除导尿管48 h 内留取的清洁中段尿标本中， 细菌菌落计数≥103cfu/mL 或检出真菌。 留置导尿相关性尿路感染的发生率：以菌尿（尿培养细菌菌落计数≥103cfu/mL）发生例数计算。 当研究对象导尿管内尿液细菌培养阳性时， 其余观察日不再留取尿标本， 但各相同观察日各组研究对象阳性例数实行累加计数。

2.2.4 统计学方法 运用SPSS 21.0 进行分析，计量资料采用±S 表示， 采用两独立样本t 检验；计数资料采用例数、百分比表示，采用χ2检验。 以P＜0.05 为差异有统计学意义。

3 结果

观察组与对照组留置导尿时间比较差异无统计学意义（P＞0.05），观察组监测尿液的用时及留置导尿相关性尿路感染的发生率少于对照组 （P＜0.05），见表2。

表2 2 组患者留置导尿监测尿液相关指标比较

4 讨论

4.1 自动化零接触智能尿袋能缩短监测尿液的用时 采用自动化零接触智能尿袋可精确监测尿液，缩短监测时间。 本研究结果显示观察组尿液监测效果优于对照组（P＜0.05）。对照组使用量杯监测尿液，由于频繁洗手、戴脱手套、倾倒尿液至量杯读数、观察、记录，耗时多，明显增加护理工作量。实现尿液自动化精准监测是目前值得推广的测量方法。 罗旭芳等[7]和曾庆玲等[8]报道，使用多功能尿袋，或者使用尿流量动态监测仪，监测尿液，不但测量精度高，还能缩短用时。本研究与其报道的大致相同，原因是将流入尿袋的尿液通过悬臂梁秤称重计量， 确保精确度；计时器设置监测时间，提高监测的准点率；单片机控制摄像头、显示器、计时器与悬臂梁秤；并改进了其报道中的不足： 单片机将实时捕获的尿液视频监控和尿量信息数据传输至护士站电脑， 自动记录保存。量杯监测尿液耗时主要花费在反复跑病房、尿袋中的尿液排放至量杯、视觉估计、手工记录等步骤多造成。 而自动化零接触智能尿袋正是在操作步骤上进行简化，用智能化代替人工操作，有效保证了尿液监测的精准度，效率提升，提高自动化水平。

4.2 自动化零接触智能尿袋降低CAUTI 的发生有研究[3]表明，未保持集尿系统密闭是除尿管留置时间外导致CAUTI 最重要的危险因素之一。尿管留置时间较难控制， 只有规范医疗操作来保持集尿系统密闭达到预防CAUTI 的发生[9]。 本研究结果显示，观察组CAUTI 的发生率显著低于对照组（P＜0.05）。李发娟等[10]和李海峰等[11]报道，采用核查单或目标性监测，督促护士关注集尿装置的密闭、尿袋放置的位置、 尿袋中尿液清空的时机及规范洗手消毒等预防措施的细节，可以降低CAUTI 的发生率。 对照组使用量杯监测操作流程繁琐， 过多关注尿液监测结果的准确性， 易忽略监测过程中的细节问题：54 例中有尿袋拖地4 例， 未及时清空尿袋中尿液有15例，监测尿液时护士未洗手23 人次，排空尿袋时排尿阀接触收集容器9 例， 尿袋排空后未用乙醇擦拭排尿阀25 例。 有研究表明，CAUTI 的发生与未按规定量排空尿袋、开放尿袋过频、排尿阀未消毒及接触收集容器等有关[1，11]。 因每次开启尿袋的排尿阀时，尿袋末端就与大气相通，末端管腔中上升的气泡会将空气中的细菌带入尿袋， 尿袋中的尿液成为细菌生长繁殖的培养基， 而引流管腔就成为细菌逆行入膀胱的必经之路。 采用自动化零接触智能尿袋监测尿液，当尿袋内尿液储存至750 g 时自动报警、开启电磁阀，将尿液排放在电磁阀下方的收集容器内，待尿袋内尿液排空后电磁阀主动关闭， 明显减少开放尿袋的频率， 确保尿袋中尿液清空的及时性及尿袋放置的适宜度， 并且零接触排尿阀有效减少细菌上行，从而减少CAUTI 的发生。

5 结论

综上所述， 对于精密监测尿液的危重症留置导尿患者， 自动化零接触智能尿袋监测尿液可缩短监测用时，提高护士的工作效率；减少CAUTI 的发生率。 自动化零接触智能尿袋监测尿液设备， 成本适中、功能实用、使用方便，不仅减少ICU 护士工作量，降低患者经济负担，值得临床推广使用。 该设备中悬臂梁秤测量的是重量， 临床观察的尿量常为体积，因尿液的比重一般为1.010～1.030，即1 mL 尿液重量为1.01～1.03 g，可近视为等值，因此，可用称重仪器来测量尿量。另外因本研究样本量偏少，需在下一步扩充样本量做进一步的效果评价， 为更多危重症患者在留置导尿期间安全、 高效、 精准的监测尿液。