基于光电技术的智能输液管理系统的开发与应用

戴雅琴 邵婷 漏建芬 陈朝晖 叶梦圆 贾勤

基金项目 浙江省卫生健康新技术产品研发项目，编号：2021PY001

作者简介 戴雅琴，副主任护师，本科，E?mail：dyqzlzl@163.com

引用信息 戴雅琴，邵婷，漏建芬，等.基于光电技术的智能输液管理系统的开发与应用[J].护理研究，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：基于光电技术构建智能输液管理系统，并探讨该系统在静脉输液过程中的应用效果。方法：建立由智能输液监控、信息自动集成、护士手持掌上电脑（PDA）、终端质量监测与分析组成的智能输液管理系统，基于输液闭环管理通过智能调节输液速度、卡停输液异常等功能进行全程智能输液管控。选取杭州某三级甲等综合性医院2个病区的输液病人，其中2022年6月—12月的136例病人作为对照组，2023年1月—6月的132例病人作为观察组，观察组使用基于光电技术的智能化系统进行静脉输液管理，对照组采用传统人工方法进行输液管理。比较两组病人输液相关护理耗时、输液相关并发症发生率和病人满意率。结果：观察组质控输液滴速护理耗时、处理输液异常耗时均短于对照组（P<0.001），静脉炎、液体渗出发生率低于对照组（P<0.05）。结论：应用基于光电技术的新智能输液管理系统可以优化输液流程，提升护理工作效率和病人满意度。

关键词  静脉输液；输液监测系统；人工智能；护理管理；满意度

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.13.025

静脉输液是临床医疗工作中应用最为广泛的治疗方式之一。研究报道，我国住院病人进行静脉输液治疗的比例高达80%[1?2]。静脉输液操作具有涉及人员广、环节多、流程复杂的特点，同时作为侵入性护理操作之一，存在较高的安全风险。《全国护理事业发展规划（2021—2025年）》和《进一步改善护理服务行动计划（2023—2025年）》中明确提出，充分借助云计算、大数据、物联网、区块链和移动互联网等信息化技术，创新护理服务模式，优化护理服务流程，提高临床护理工作效率，为病人提供便捷、高效的护理服务[3?4]。近年来，基于信息技术监测输液滴速、输液余量并进行预警的研究已取得进展[5?6]，但仍存在需要通过人为调节输液滴速间接增加护理人员工作量、输液完毕若未及时更换输液袋出现回血、堵管等不安全隐患。如何进一步提升输液管理系统的智能化水平，提升输液安全是一个值得继续探讨的问题。对此，我院以医院信息系统（hospital information system，HIS）、静脉药物配置中心（pharmacy intravenous admixture services，PIVAS）、护理信息系统（nursing information system，NIS）、护理管理信息系统（nursing management information system，NMIS）为支持交互平台，构建了智能输液管理系统，该系统基于光电技术及相关设备，在监测输液滴速、输液余量及预警的基础上，还实现了智能匹配滴速、智能调控输液滴速、输液结束自动卡停等功能，并能及时进行输液质量管理与分析，在促进静脉输液的全流程智能化管理、保障住院病人用药安全等方面取得了良好成效。现报告如下。

1  对象与方法

1.1 研究对象

选取杭州某三级甲等综合性医院2个病区的输液病人为研究对象，其中2022年6月—12月的136例病人为对照组，2023年1月—6月的132例病人作为观察组。纳入标准：年龄≥18岁；病情稳定；经上肢外周浅静脉留置输液；病人及家属对试验方案知情同意。排除标准：精神障碍、认知或心理障碍病人。两组性别、年龄、输注药物性质、输液总量及输液袋数比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1。本研究已获得医院伦理委员会批准（批号：KT2023035）。

1.2 干预方法

1.2.1 成立研究小组

医院成立由护理部主任、医务部副主任、药学部副主任、信息管理处副主任组成的领导小组，负责系统研发的统筹与协调工作；由病区护士长、护理信息专职护士、临床医师、信息管理处软件工程师、药学部信息关键用户责任人组成系统研发执行小组。由病区护士长、临床医师依据临床情况提出系统的功能设计需求，药学部信息关键用户责任人负责确认静脉输液质量关键环节的要求，护理信息专职护士负责提供静脉输液时的常见需求，信息管理处软件工程师进行系统开发与调试。

1.2.2 开发智能输液监控系统

1.2.2.1 智能输液监控系统的关键技术

智能化远程监护系统采用C/S体系架构，操作系统采用Windows 10，数据库采用MySQL，开发平台为.net，开发工具为采用Visual Studio 2015， 开发语言为C#。依据国内外静脉输液管理标准、文献分析及信息系统功能，结合医护人员对静脉输液实践的需求设置系统功能。

1.2.2.2 基本功能组成与工作原理

系统包括智能输液监控、信息自动集成、护士手持掌上电脑（PDA）、终端质量监测与分析四大模块。其中，智能输液监控模块位于病人输液端，接收医嘱端输液滴速指令后，在实时监测输液滴速的基础上，对输液滴速异常可完成智能调控；当未感应到墨菲滴管内液体滴落时，立即对墨菲滴管上端的输液管路完成智能卡停，阻断输液进程，同时通过声光报警进行提醒。信息自动集成模块可实现设备接入认证功能，对接入的输液监控仪进行接入认证管理，同时与医院集成平台对接同步呈现HIS病人姓名、性别、年龄、床位分配、输液量、护理等级等信息。护士手持PDA端通过无线通信方式与医院HIS系统和输液控制系统连接，在完成身份确认的基础上智能读取每袋液体输液量和医嘱端下达的输液滴速，同时实时呈现病人输液进程和报警。并将输液开始、输液结束时间实时上传并存储于终端质量监测与分析模块。终端质量监测与分析模块可按日期、床号查看输液报警次数、输液量统计、输液过程的滴速曲线、输液开始及结束时间。追溯每袋液体的医嘱开具、发送、药物复核、配制、送出，护士站接收、核对，输液开始、输液巡视以及输液结束每个时间节点与操作人。输入所要查询的科室和起止日期，可查询到相关科室每天、每周、每个月及年度各项输液质量；同时对于未达标的异常数据界面以红色字体警示，达到监测与分析输液质量的功能。

1.2.3 人员培训

系统应用前取得医院相关部门领导的支持，并由护理部立项。在完成安全检测、修复漏洞后，测试阶段由2名临床医师、5名不同年资的护士和5例病人就使用体验提出意见及建议，获得反馈后进行修改调适，最终形成智能输液管理系统。由执行小组成员对临床医师、护士、药剂师开展应用培训，培训以讲解、操作演示为主。项目成员相关理论与操作考核通过后方可作为干预者参与研究。

1.2.4 方案实施

观察组使用基于光电技术的智能化系统进行静脉输液管理。对照组采用传统人工方法监控。两组病人在输液过程中护士均要至少每小时巡查1次。观察组病人输液时，护士将输液监控器套挂于输液器的滴管上，输液监控器完成自动开机，通过PDA扫码病人腕带、输液袋条码确认身份的同时读取病人该袋输液液体量和输液滴速医嘱，待静脉通路连接成功后，按输液监控器上的“启动”键，监控器根据接收到的输液滴速范围，自动实现输液滴速调节并运行输液。通过手持PDA端和智能信息集成端观察病人输液滴速、剩余液量和输液报警。

1.3 评价指标及方法

1.3.1 适用性评价

采用系统可用性量表 （System Usability Scale，SUS）进行智能输液管理平台适用性评价[7]。该量表共包括10个问题，采用Likert 5级评分，“非常不同意”计1分，“非常同意”计5分。计算10个问题的总分并进行标准化，标准化得分=总分×2.5，为0～100分。得分>85分被认为具有出色的可用性，得分 68～85分为具有良好的可用性。其Cronbach's α系数为0.85。

1.3.2 护理耗时

记录每例病人每日输液过程中的护理耗时。包括每次输液开始时责任护士质控输液滴速耗时和处理输液异常耗时。由研究者采用电子计时器记录。

1.3.3 输液相关并发症发生率

记录病人输液过程中静脉炎、回血、液体渗出发生情况。输液相关并发症发生率=并发症发生例数/各组总例数×100%。

1.3.4 病人满意率

根据相关文献[8]、结合我院病人满意度调查表自制调查问卷，调查病人对智能输液管理的满意率。问卷包括服务主动性（7个条目）、滴速控制准确性（2个条目）、输液安全性（3个条目）、输液环境与休息（3个条目）4个维度，共15个条目。 每个条目均采用Likert 5级评分法，包括“非常不满意”“不满意”“一般”“满意”“非常满意”5个选项。病人满意率=（满意+非常满意）条目数 /总条目数×100%。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0软件对数据进行统计分析。符合正态分布的定量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用t检验；非正态分布的定量资料采用中位数、四分位数[M（P25，P75）]表示，比较采用秩和检验；定性资料以例数、百分比（%）表示，组间比较采用χ2检验或秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1 护理人员对智能输液管理系统适用性评价

68名护士参与问卷调查，收回有效问卷66份，有效回收率为97%。静脉输液管理平台10个问题标准化得分为（80.01±14.76）分，说明智能输液系统适用性良好。

2.2 两组输液相关护理耗时比较（见表2）

2.4 两组病人输液满意率比较

观察组病人满意率为96.7%，对照组为93.4%。

3  讨论

3.1 智能输液管理系统能全程调控输液，有助于提升护理工作效率

静脉输液是病人住院期间常见治疗方法，是一个动态、连续并具有一定时长的过程。在输注过程中，每次输液开始及每次更换液体时都需要临床护士根据病人病情、药液性质等重新计数滴速。临床上报道的输液监控系统较多限于报警提示[9?12]，一旦临床护士工作繁忙不能及时处理，仍会出现输液滴空甚至回血现象[8]，不仅带来输液安全隐患，还会增加护士处理输液异常耗时。基于光电技术的智能输液管理系统应用于临床输液，在监测输液滴速和输液结束预报警功能基础上，进一步实现了通过读取医嘱信息完成输液滴速自动调节功能，解放了临床护士输液、换液时人工调节并计数滴速这一流程，减少输液过程中质控输液滴速的耗时。当发生输液异常时在报警的基础上实现卡停，规避了输液滴空现象，减少了回血现象的发生，提升了护理工作效率。与对照组比较，观察组输液相关护理耗时较低（P<0.01）。间接护理时间的缩短，使护士有更多的时间关怀病人，提升病人就医体验。

3.2 智能输液管理平台能精准调控输液滴速，有助于减少输液相关并发症的发生，提升输液安全和病人满意度

输液速度是输液安全的重要指标，需要根据药物性质、病人年龄、疾病种类和严重程度等进行调控。但由于目前临床上输液调控大多通过机械式的滑轮压缩输液管调节，存在以下问题：由于产品材质本身问题导致调节精度较差且可靠性不足；由于套管针与静脉内管壁之间的位置关系，会出现病人体位改变导致预设输液速度变化；甚至发现有部分病人对治疗依从性不佳擅自调控输液速度。护士靠肉眼观察和经验调节滴速的方法费时、费力、难以精确计速。输液滴速过快可增加静脉炎、液体渗出等并发症的发生，甚至会影响病人的病情变化；滴速过慢可影响治疗效果，延长输液时间，影响病人休息与活动。如果输完之后，未能及时换药或拔针，存在空气进入血管形成气栓或者血液回流的风险，轻则延误治疗，给病人造成痛苦，重则危及病人，发生事故。当前，临床输液过程一般是由病人、陪护和医护人员密切监测输液进程，三方投入精力都很大。基于光电技术的智能输液管理系统在实时监测滴速的基础上，还实现了根据医嘱端输液滴速指令对滴速异常者可完成智能调控、对滴管内未出现液体滴落时，智能卡停滴管上端的输液管路完成阻断输液进程，同时通过声光报警进行提醒。进一步细化了输液全流程的智能管理，精准输液速度，提升输液安全。本研究结果显示，观察组静脉炎、液体渗出等并发症发生率低于对照组（P<0.05）。与人工监测输液管理组相比，智能输液管理系统的运用让病人或陪护不再担心液体滴空、回血等隐患的发生，减轻其精神负担，利于病人休息，减少因看护输液所需的陪护人员，利于营造安静、舒适的病区环境，提高病人对护理服务的满意度。

3.3 基于光电技术的智能输液管理平台适用性好，实用性强

随着人们对医疗卫生服务的要求日益提高，基于物联网技术的智慧化医疗和智慧化管理有助于解决医疗平台支撑薄弱、医疗安全生产隐患等问题。智能输液监控系统采用的是光电检测原理，相较于称重式原理的输液监控器[13?15]，规避了液体和输液瓶的重量和液滴相比数量级差异，对液体剩余量的监测精确度更高。静脉输液监控设备采用套挂方式，自动开机关机，可匹配不同规格滴管的输液监测，简化输液工作流程。输液监控器续航时间长，一次充电可以使用4～5 d（每日8 h计算），基于低功耗无线通信与后台进行实时无线双向通信，稳定性好。本研究结果显示，护士对输液管理系统的适用性评价较好，表明系统适用性良好，临床护士接受度高。

4  小结

基于光电技术的智能输液管理系统应用现代物联网技术监测输液全过程，能依据输液目的智能管控输液速度，及时预警并干预输液异常现象，改善了现有输液报警系统无法及时智能调控滴速的问题，有效保障了病人的输液安全性，避免输液不良事件的发生，实现静脉输液的实时、高效、便捷、安全管理和人性化服务，并能提高工作效率，提升病人对护理工作的满意度。本研究仅限于2个病区住院病人使用，样本量较小，在今后的工作中，将继续完善管理系统，进一步提升医院的智能化管理。

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（收稿日期：2024-02-24；修回日期：2024-05-28）

（本文编辑 崔晓芳）