智慧输液系统在临床中的应用研究进展

[摘要]静脉输液是临床最常见的治疗手段之一，在护理人员的日常工作中占据大量时间。在繁重的工作中，由于输液过程中换液不及时和滴速异常等问题，可导致回血、栓塞和药液不良反应等不良事件；而不良事件的发生对医院、护理人员及患者而言都是不可接受的。随着科技的发展，出现针对输液问题的智慧输液系统，临床运用已初见成效，但仍存在医院需求不一、护理人员需要学习、系统不够完善、推广难等问题。本文对智慧输液系统的研究进展进行综述，以期为智慧输液系统的完善及在临床中的应用提供参考。

[关键词]智慧输液；静脉输液；综述

[中图分类号]R826.26[文献标识码]A[DOI]10.3969/j.issn.1673-9701.2024.28.027

1前言

静脉输液是利用大气压和液体静压原理将无菌液体、电解质、药物等由静脉输入体内，以达到治疗效果，是目前临床应用最普遍、最有效的治疗手段之一[1]。国外研究显示，相较于肌内注射、口服给药等途径，静脉输液在临床中导致不良事件的发生率更高[2-3]。据调查，目前我国住院患者静脉输液使用率高达70%以上[4]；医院输液室平均每天输液244例次，每日最高输液量可达723例次，普通病房护士平均每袋输液需巡视2.65次，平均每7min换一次液体[5-6]。由于我国静脉输液使用频率较高，护理人员用于静脉输液的工作时间占据每天工作时间的75%以上[7]。输液治疗这一重复性的机械劳动已成为护士主要压力源之一。输液治疗带来的并不仅是单纯的体力消耗，护士工作中的心理问题也体现在输液治疗中，如输液执行对象错误可导致患者发生不良反应，严重者危及患者生命，护士必须承担相应的责任，造成护士心理压力过大；患者换液呼叫密集时，护士未能及时响应，由此造成患者回血等不良事件，同时也会衍生出患者就医满意度降低、护士被投诉、护士离职倾向增加等一系列严峻问题[8]。因此，如何在保证输液安全的同时进一步减少护士体力消耗、减轻心理压力、提高患者就医满意度及护士工作满意度已成为当务之急。设计研发智慧输液系统有利于减少输液不良事件的发生，减少静脉输液过程中护理人员的心理压力、体力消耗和提高患者就医满意度。《全国护理事业发展规划（2021—2025年）》[9]将借助信息技术加强护理信息化建设作为主要任务之一，表明了护理信息化建设是行业发展大趋势。

2智慧输液系统有望减轻护理人员的工作负担

智慧输液系统是指利用信息自动化技术实现从输液核对到输液更换再到消毒处理等一系列的自动输液流程。随着物联网等技术的飞速发展，智慧医院成为医疗发展的新趋势，同时也是医院高质量发展和全国倡导“智慧医疗”的时代要求[10]。智慧护理作为智慧医院的组成部分，通过应用云计算、物联网等多种信息技术，通过对临床护理、智慧病房、远程护理等领域进行优化，在改善护理流程、提高护理效率等方面发挥关键作用；智慧输液系统作为智慧护理在临床应用中的一部分，有助于减轻临床护理人员的工作负担及提高工作效率，将护理人员从重复的机械劳动中解放出来。

目前国内外对智慧输液已有初步探索[4，7，11]，但多为输液监测的研究，其通过先进的物联网、传感器和云计算等技术，实现智慧化的输液监测[12]。相较于传统的护士巡视与患者主动呼叫的输液方式，智慧化输液监测在一定程度上减轻护理人员的工作负担，但由于我国护理人员配置不足，在病患较多的医院或病房即使通过监测系统得知病患的药液即将耗尽或已经耗尽，护理人员也因为正在进行其他护理操作而无法对需要更换药液的患者进行药液更换，从而出现回血、药物外渗等情况[13]。目前，虽然市场上出现了许多输液监测方法和系统，但由于本身技术性能不佳，且仅实现了对输液的监测，并没有达到智慧输液更换的要求，由此也无法解放护士，更无从减轻护士工作负担。护理人员所需要的智慧输液系统不仅要能提高效率，同时也要求安全性良好；目前仍缺乏可进行输液更换的智慧输液系统，将护理人员从输液工作中彻底解放出来，进而改变护理工作格局与模式，真正提高护理质量与护士工作满意度。

3智慧输液系统有望减少输液不良事件的发生

静脉输液治疗是临床最常见的治疗方式之一，同时也是住院患者的主要治疗方式；研究报告显示我国住院患者平均每床日使用输液袋数为3.76袋[14]。随着输液人数和输液量的不断增加，医院护理人员的工作压力及疲惫情况也在不断上升，最终将对护理人员和患者产生严重不利影响[15]。智慧输液系统的出现有望改变这一局面。传统输液过程存在着诸多不确定因素，如输液速度过快或过慢、输液计量错误等，这些都可导致输液不良事件的发生。而智慧输液系统通过实时监测输液流速、液体温度、输液时间等关键参数并结合预设的医疗方案和智能算法进行数据分析，能够及时发现和纠正异常情况，从而降低输液不良事件的风险。首先，智慧输液系统有助于护理人员实现对输液过程的远程监控和管理，减少人为因素导致的错误。其次，智慧输液系统可提供个性化的输液方案，根据患者的特殊情况和需求进行精准调整，避免常见输液问题，如过敏反应、感染等。此外，系统还能自动记录输液过程数据，并生成报告供医务人员参考，有助于提高医疗工作的规范性和效率[11，16-18]。

4智慧输液系统国外研究进展

随着传统静脉输液方式的诸多负面问题日渐凸显，因而被很多患者诟病。自20世纪80年代起，美国、英国、德国等发达国家开始探索智能化静脉输液。查阅世界知识产权组织、欧盟专利局、美国专利商标局、日本专利局等网站发现，关于智慧输液的研发专利已不在少数。Bosque[16]针对新生儿开发了一种静脉注射纳米技术监测系统，该系统通过低pH值和低静脉氧水平等监测数据产生一个可能即将发生输液不良事件的警报，从而帮助护理人员预测和预防静脉输液的不良后果。Gray等[19]等认为相较于既往的输液管理系统，未来的输液管理系统应更加智能化及信息化，在提高护理人员效率的前体下保证患者的输液安全及减少不良事件的发生。Doesburg等[20]针对静脉输液泵增加一个床边中央控制界面系统，可控制床边的多个静脉输液泵，在重症监护病房与多个静脉输液泵常规控制进行比较，发现护理人员在任务执行、点击次数等方面优于静脉输液泵常规控制。Jeon等[21]研发了一种可在重症监护病房或传染隔离病房对患者生命体征及输液情况进行检测的可移动式机器人，该机器人通过摄像头将患者情况实时反映在屏幕上，使护理人员可进行非面对面的监测。Couperus等[22]设计一款小巧便携的静脉输液监测设备，利用红外光技术实时监测输液速率，通过计算滴室中的液滴数量，展示输液速率和总输液量，同时该设备还可兼容市面上主要使用的输液管。Venkatesh等[23]开发了一套输液监测系统，该输液系统可准确跟踪液体流动，同时可协助护理人员对输液过程进行监测，一旦检测到溶液滴速与系统设置的滴速不一致时予以报警，同时该系统还可跟踪输液总容量，当输液容量即将达到预定值时会发出警报提示护理人员。

5智慧输液系统国内研究进展

虽然我国近年来信息化与智慧化发展迅速，但由于在智慧输液领域起步较晚，仍有许多方面需要完善和提高。曾一展[24]研发设计了一种智慧医疗输液系统，在该发明中患者可携带输液包进行移动，使患者行动更方便，且有显示屏可直观显示剩余液量，当剩余液量过少时自动报警以提醒护士进行更换；李东树等[25]设计开发了一种基于物联网的智能输液系统网络，其可监测输液过程及向护理人员发送输液调度任务。金叶等[4]通过搭建闭环管理式静脉输液信息系统实现输液更换与巡视的实时监控，护理人员通过手持智能终端扫描患者腕带和药物瓶身标签以实时记录的方式进行全程跟踪。李谷维等[17]构建一套静脉输液质量监测闭环追踪系统，该系统从医嘱开具到输液完成进行全链条的追踪与监控，而静脉输液部分的监测则通过输液监视器准确监测输液速度和剩余液量等，并通过蓝牙技术将数据传输至PDA、移动护理输液监测界面及走廊显示屏，利用图形化直观、清晰地实时呈现患者的输液过程，系统会多次提醒即将完成的输液，并根据不同颜色标记来表示紧急程度，走廊显示屏可实时展示患者床号和液体剩余量；当液体余量低于5ml时，图画变为红色并闪烁，同时PDA、移动护理输液监测界面及走廊显示屏将弹出提醒窗口，并进行语音播报。贾博奇等[7]研发了一款依托蓝牙技术的智能输液系统，通过重力传感器监测液体的滴速和剩余量，并利用低功耗蓝牙技术传输数据，从而实现对患者输液过程的监测、调节滴速及换液提醒。Li等[26]设计研发了一种具有生理信息反馈功能的智慧输液控制器，该控制器采用光电传感器获取心率信息，通过控制电机的转动来驱动凸轮，以此控制滴速。此外，该控制器将输液和生理信息传输至护士站，以监测可能的输液反应。陈镇国[27]从实际输液应用场景出发并基于互联网+开发的智能辅助输液系统可实现实时输液监测及高精度滴速控制，同时护理人员还可通过本地、移动端和终端交互界面对输液进度进行查看。张昱昊等[28]研发一款远程监测输液系统，可自动测量输液量并实现远程控制，此系统还配备紧急报警提醒功能，可及时提醒护理人员更换药物或执行拔针等任务。李达等[11]开发了一套类似的输液监控设备，在每个输液床位都配置输液监控终端，可收集药液剩余重量、滴速等输液信息，这些信息通过局域网传输至护士站屏幕，护理人员能够实时查看每个床位的输液情况，系统还可通过语音提示护理人员停止输液或更换输液袋。

6智慧输液系统的不足之处

纵观国内外智慧输液系统的研究发现，针对护士在输液工作中存在的问题已经得到一定重视，但对智慧输液系统的研究多集中在智能监测方面，这并不能真正的使护士从繁忙的输液工作中解放。虽然输液机器人已初有研究，但相较于国内医疗卫生资源紧缺、患者人数众多等环境而言，机器人并不适应我国医院普通病房的液体更换任务，仍存在各种安全隐患，但对隔离病房等特殊环境，输液机器人可能起到一定作用。部分智慧输液设备售价高昂，在医院推行较困难。而有的智慧输液系统则是将重点着眼于帮助护理人员减少差错的发生，提高临床输液安全；因此在原有的核对基础上又再次增加核对和巡视程序，以确保患者的输液安全，但却增加了护理人员的工作量，且对护士工作效率的提升有限。有的智慧输液系统则是依靠网络和医院现存的设备实现，当网络波动时，输液系统也会遭受影响，导致输液系统不稳定，而当医疗传感器采集敏感医疗信息并通过连接互联网传输数据时，患者信息泄露风险可能会增加，恶意用户有可能利用漏洞获取机密和敏感信息[18]。与此同时，由于设备网络的广泛分布，设备在使用过程中容易受到其他电子信号干扰，需要进一步研究和解决类似问题。新型设备的使用可能会因患者活动而导致误报，若误报频繁发生，将增加护理人员的工作负担，干扰临床工作[29]。因此，还需对设备网络进行整体优化，减少干扰源，提高设备的抗干扰能力。此外，还需要加强对设备应用场景的分析和评估，以确保其在真实环境下的可靠性和稳定性。同时，面对新设备，护理人员还需要接受相关培训和学习，从而提高对设备误报情况的判断和应对能力，以便更好地应对潜在问题，确保临床工作流程的正常进行；但在繁忙的工作时间中还需额外分配部分时间进行学习和接受培训，临床护理人员可能会产生抵触心理。

7展望

7.1各个医院对智慧输液系统要求不同

目前，智慧输液系统已经在临床实践中取得一定成效，且展现出巨大的发展潜力。随着人工智能技术的进步和应用，智慧输液系统将变得更加智能化。但当下智慧输液系统的研究方案仍不成熟，目前所检索到的智慧输液系统存在只有研发但尚未发现应用[12，24-25，27-28]或研发人员结合本院情况研发完成后只在本单位进行进行初步运用[4，7，11，17，22，26，30-31]，暂未发现可适用于不同医院的智慧输液系统；目前智慧输液系统的探索多聚焦在输液检测方面且在医院间不具有通用性，而以上问题的出现可能与每所医院的实际情况不同、硬件设备需求不同、病房环境改造、新型软件的学习成本等因素有关[32]，这将导致医院需要进行巨大的投入进行针对性改造，短期内无法实现医院经济效益的提升且对其他医院的借鉴意义也十分有限。

7.2智慧输液系统有待继续完善

智慧输液系统可减轻护理人员的繁重工作，但医院繁多的操作系统增加护理人员的学习成本，无论是医院信息系统还是智慧输液系统都拥有独立的系统后台和展现形式，需要护理人员学习适应各个系统的操作模式，同时如若各个系统之间没有实现互通互联，病区内将会出现信息孤岛的状况。与此同时，目前智慧输液系统主要聚焦于输液监测方面，而对整套输液更换系统的研发尚未见报道，缺乏关于无人化更换输液袋及可在医院间通用推广的智慧输液系统解决方案。因此，如何运用现代科技构建一套可在医院间通用的智慧输液系统，以及在确保患者用药安全情况下实现无人化更换输液袋，将护理人员从巡视、更换输液袋的重复劳动中解放出来，提高护理人员的工作效率，从而为患者提供优质护理并提高患者的满意度是未来重点的研究方向之一。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

[参考文献]

[1] 尚少梅，李小寒.基础护理学[M].7版.北京：人民卫生出版社，2022.

[2] KUITUNENS，NIITTYNENI，AIRAKSINENM，etal.Systemiccausesofin-hospitalintravenousmedicationerrors：Asystematicreview[J].JPatientSaf，2021，17（8）：e1660–e1668.

[3] HWANGYJ，KIMGH，SUNGES，etal.Multi-modalinfusionpumpreal-timemonitoringtechniqueforimprovementinsafetyofintravenous-administrationpatients[J].ProcInstMechEngH，2021，235（1）：73–81.

[4] 金叶，王小飞，徐宇红，等.闭环管理式静脉输液信息系统的开发与应用[J].护理学杂志，2022，37（13）：48–50.

[5] 王辉，谢欣苇，刘正跃，等.156所综合性医院住院患者静脉输液指标的综合分析[J].药学实践杂志，2017，35（6）：573–576.

[6] 陈来娟，方良玉，陈婷，等.新医改背景下72所综合性医院输液室护理人力资源配置的研究与分析[J].循证护理，2020，6（8）：841–843.

[7] 贾博奇，刘晓华，许锋，等.基于低功耗蓝牙技术的智慧输液系统设计和应用[J].中国医疗设备，2022，37（2）：121–124.

[8] 方艳，杨静萍，谭素敏，等.基于混合方法研究的新入职护士工作压力分析[J].中华护理教育，2021，18（12）：1136–1141.

[9] 国家卫生健康委员会.全国护理事业发展规划（2021-2025年）[J].中国护理管理，2022，22（6）：801–804.

[10] 姚宏武，李佳熹，索继江，等.医院感染信息化建设助力医院高质量发展[J].中华医院感染学杂志，2024，34（7）：1105–1110.

[11] 李达，高远，段振飞，等.智能输液管控系统的研究与应用[J].中国医疗器械杂志，2019，43（3）：176–178.

[12] 魏文博.基于LoRa技术的智慧医疗输液监测系统的设计与实现[D].西安：西安电子科技大学，2019.

[13] 廖丰采，温正旺，潘珍，等.重症医学科护患比与管理质量的相关性[J].中医药管理杂志，2021，29（18）：228–230.

[14] 罗平，尹桃，刘韶，等.中国医院质量安全管理：《输液安全》团体标准的制定与实施评价[J].中国卫生质量管理，2021，28（10）：24–27.

[15] 夏颖莹，王莉蓉.输液安全与风险控制策略[J].基层医学论坛，2023，27（30）：102–105.

[16] BOSQUEEM.Developmentofanalarmalgorithm，withnanotechnologymultimodalsensor，topredictimpendinginfusionfailureandimprovesafetyofperipheralintravenouscathetersinneonates[J].AdvNeonatalCare，2020，20（3）：233–243.

[17] 李谷维，骆金铠，张杰，等.静脉输液质量监测闭环追踪系统的构建及应用[J].中华护理杂志，2023，58（23）：2829–2834.

[18] LIX，DAIHN，WANGQ，etal.Securinginternetofmedicalthingswit8bb15e08ed3481e44d9c36b60a239c9chfriendly-jammingschemes[J].ComputCommun，2020，160：431–442.

[19] GRAYG.Next-erainfusionmanagementsystems：Inherentlyintelligentfromthestart[J].BiomedInstrumTechnol，2018，52（2）：120–124.

[20] DOESBURGF，CNOSSENF，DIEPERINKW，etal.Improvedusabilityofamulti-infusionsetupusingacentralizedcontrolinterface：Atask-basedusabilitytest[J].PLoSOne，2017，12（8）：e183104.

[21] JEONS，KOBS，SONSH.ROMI：Areal-timeopticaldigitrecognitionembeddedsystemformonitoringpatientsinintensivecareunits[J].Sensors（Basel），2023，23（2）：638.

[22] COUPERUSK，KMIECIKK，KANGC.IVdripAssist：Aninnovativewaytomonitorintravenousinfusionsawayfromanoutlet？[J].MilMed，2019，184（Suppl1）：322–325.

[23] VENKATESHK，ALAGUNDAGISS，GARGV，etal.DripOMeter：Anopen-sourceopto-electronicsystemforintravenous（Ⅳ）infusionmonitoring[J].HardwareX，2022，12：e345.

[24] 曾一展.一种智慧医疗输液系统及其使用方法：CN202110148979.7[P].2021-04-16.

[25] 李东树，郭满，刘昶甫，等.物联网智能输液系统的网络设计[J].电脑知识与技术，2020，16（13）：60–61.

[26] LIJ，DONGP，LAIY，etal.Intelligentinfusioncontroller&908fb19a9214e24d2e0b814d43516a75716fc2f3628ecde16935c67f4cdbf227nbsp;withaphysiologicalinformationfeedbackfunction[J].TechnolHealthCare，2020，28（S1）：37–46.

[27] 陈镇国.基于“互联网+”的医用智能辅助输液系统研究[D].广州：华南理工大学，2023.

[28] 张昱昊，朱伟康，黄磊，等.基于STC89C52单片机的智能远程输液系统[J].科学技术创新，2021（36）：190–193.

[29] YUD，OBUSEHM，DELAURENTISP.Quantifyingtheimpactofinfusionalertsandalarmsonnursingworkflows：Aretrospectiveanalysis[J].ApplClinInform，2021，12（3）：528–538.

[30] 刘桂霞，张慧，施艳群，等.基于智慧病房系统的智慧护理在呼吸与危重症医学科的实施[J].护理学杂志，2022，37（3）：5–9.

[31] 王辉，续梅莹.基于智慧病房护理管理系统的多角度干预在护理中断事件观察中的应用效果[J].中华现代护理杂志，2021，27（1）：85–88.

[32] 张梦娇，许佳，姚琼，等.智慧病房建设现状与思考[J].医学信息学杂志，2023，44（2）：69–73.

（收稿日期：2024–05–23）

（修回日期：2024–07–02）