全自動輸液換液裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及應用前景*

李靜陽 劉浩川 李晶慧 李彬和 呂書愿 王秀麗 賀丹 張鑫宇 袁世鳴 高關心 夏慧琳

靜脈輸液作為一種傳統(tǒng)治療方法，對患者治療有不可替代的作用。隨著醫(yī)療技術發(fā)展，相關新型輸液工具與材料不斷改進，涌現(xiàn)出大量輸液輔助設備[1-2]。自動換液裝置作為輸液輔助設備，通過物理控制或智能控制等方式實現(xiàn)多組輸注液體自動換液功能，當液體輸注完成后，自動發(fā)出報警提示。針對全自動輸液換液裝置現(xiàn)狀，分類總結現(xiàn)階段自動換液方式設計原理，對比其設計思路的優(yōu)劣性，并對全自動輸液換液裝置的應用前景進行分析。

1 全自動輸液換液裝置的應用

數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)住院患者平均輸液率為73.35%，靜脈輸液人均年消耗量超過世界各國平均水平[3]。公開資料顯示，早在2011年我國輸液市場容量已超100億瓶(袋)，相當于每人全年輸注8瓶液體[4-5]。相關調(diào)查也表明，二級及以上醫(yī)院99.6%的醫(yī)護人員認為傳統(tǒng)人工換液不僅勞動強度大，而且安全事故發(fā)生頻率高[7]。中國安全注射聯(lián)盟統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國每年因不安全輸注死亡的人數(shù)＞39萬，在夜晚發(fā)生靜脈輸液不良事件的概率為日間的兩倍。醫(yī)護人員數(shù)量少及換液工作量大是該類不良事件發(fā)生的主要原因。由此可見，傳統(tǒng)人工換液方式不僅增加醫(yī)護人員工作強度，還導致治療護理工作內(nèi)容繁重，增加靜脈輸液治療的事故發(fā)生概率[8-10]。

全自動輸液換液裝置作為輸液輔助設備的應用對減輕醫(yī)護人員勞動強度，增加靜脈輸液安全性有積極意義，已成為靜脈輸液未來發(fā)展的主要方向之一。2017年，國務院發(fā)布《關于深化審評審批制度改革鼓勵藥品醫(yī)療器械創(chuàng)新的意見》，提出鼓勵新藥和創(chuàng)新醫(yī)療器械研發(fā)[11]。全自動輸液換液裝置作為創(chuàng)新輸液輔助裝置具有良好市場前景。

2 全自動輸液換液裝置發(fā)展現(xiàn)狀

為解決傳統(tǒng)人工換液方式存在的問題，研究人員研制開發(fā)了多分支輸液器，通過支路液路夾片控制多瓶液體間換液，一定程度上減輕了醫(yī)護人員工作負擔，但無法實現(xiàn)全自動換液[12]。

結合臨床需求發(fā)現(xiàn)，全自動輸液換液裝置需具備可懸掛、可移動、體積小、待機時間長和操作簡單等優(yōu)勢，其研制勢在必行[13]。研究人員根據(jù)不同設計原理研制完成全自動輸液換液裝置，按原理主要分為4類，各有其優(yōu)缺點，且需不斷完善。見表1[14-17]。

表1 全自動輸液換液裝置原理及其優(yōu)缺點

全自動輸液換液裝置物理方法控制壓強閥門的原理為利用懸掛高度產(chǎn)生壓強差控制閥門，實現(xiàn)自動換液[18]。物理方法控制浮動閥門的原理是利用止液膜實現(xiàn)透氣不透液，配合壓強差完成換液。以上兩種物理換液方案，易出現(xiàn)藥物混合的危險，排空空氣易超過墨菲氏滴管緩沖限度，發(fā)生氣體進入人體血管內(nèi)的安全事故，且并未真正實現(xiàn)自動換液[18]。

依據(jù)物理+智能控制集中進氣管原理研制的全自動換液裝置，需將所有液體吊瓶按順序同時掛好，用一根輸液管路連接，把每瓶液體的進氣導管集中放置于進氣閥門控制器中并密封。該裝置下方有一個用于檢測輸液管內(nèi)是否有液體和氣泡等的綜合傳感器，將檢測到的信號傳遞至控制核心，控制核心處理后發(fā)出指令給電機，電機帶動閥門向前移動依次打開，使進氣管依次進氣，液體瓶依次開始滴液，達到自動換液的目的[19-21]。相比上述兩種物理控制原理，該裝置真正實現(xiàn)了自動換液和精準控制目標。但其移動范圍有限和體積相對較大等缺點限制了該裝置推廣。

根據(jù)智能控制-重力滴注式原理研制的全自動輸液換液裝置由傳感器、中央控制器和機械部分3個模塊構成，通過多穿刺針輸液器將多個吊瓶連接，利用光電或其他檢測裝置檢測莫非氏滴管液滴滴速，各支路均裝有開關控制管路通斷，當莫非氏滴管內(nèi)液滴間隔較大時切換管路，所有管路切換完成后報警提示[22-27]。對比以上3種控制原理，該裝置可避免藥物混合和空氣誤入血管等問題，并具有易懸掛、移動范圍大、體積輕便和節(jié)能減排等優(yōu)勢。

3 全自動輸液換液裝置應用實例

3.1 糖尿病并發(fā)癥酮癥酸中毒

隨著經(jīng)濟生活水平提高，居民飲食結構發(fā)生變化，糖尿病及其并發(fā)癥已成為巨大健康隱患[28]。糖尿病并發(fā)癥酮癥酸中毒作為一種內(nèi)科急癥，需緊急搶救，迅速控制血糖，糾正水、電解質(zhì)紊亂及緩解酸中毒癥狀[29]。要求2 h內(nèi)快速輸注生理鹽水，當血糖降至13.9 mmol/L時，可用5%葡萄糖加胰島素(每2～4 g葡萄糖加1U胰島素)靜脈滴注，同時根據(jù)患者情況進行靜脈補鉀。補液治療及時與胰島素使用得當是搶救成功的關鍵。采用全自動輸液換液裝置可滿足補液治療過程中多種藥物及時換液的需求。此外，利用裝置中輸液監(jiān)控、液體交換和失誤報警等功能，可極大減少因醫(yī)護人員失誤造成的輸液安全事故。

3.2 兒童肺炎

肺炎是兒科最常見的多發(fā)性疾病之一，是嬰幼兒死亡的最重要原因之一[30-31]。由于兒童抵抗力低，呼吸系統(tǒng)發(fā)育不完善，氣管和支氣管腔相對狹窄，肺炎成為威脅其健康的主要疾病[32]。兒童肺炎具有發(fā)作迅速且病情嚴重等特點，需及時進行靜脈輸液治療，補充水分、葡萄糖和電解質(zhì)，彌補兒童肺炎導致的營養(yǎng)物質(zhì)攝入不足。利用全自動輸液換液裝置可實現(xiàn)多種營養(yǎng)物質(zhì)及時有效地分批輸注。該裝置還可通過物聯(lián)網(wǎng)模塊和醫(yī)護人員工作站提醒模塊，確保兒童輸注更加安全。

3.3 脫水

脫水是由于人體水攝入不足或失水過多而導致體液減少的現(xiàn)象。脫水不僅是水分的流失，也是電解質(zhì)的流失，在治療脫水過程中，早期合理的補液治療是預防脫水、降低死亡率的關鍵，一般脫水患者至少需補充1500～2500 ml水分。大量液體的輸注意味著靜脈輸液時間長，存在夜間輸液的可能。利用全自動輸液換液裝置可緩減醫(yī)護人員夜間工作壓力，降低輸液事故發(fā)生概率。

4 展望

在臨床工作過程中，靜脈輸液具有重要地位，傳統(tǒng)輸液的換液方式有一定安全隱患，因此全自動輸液換液裝置的研發(fā)和應用具有重要意義。目前應用全自動輸液換液裝置解決臨床需求這一思路，相對較為新穎，該類裝置雖并未大規(guī)模投入臨床使用，但部分醫(yī)護人員對此類自動輸液換液裝置持積極態(tài)度，應用前景良好。產(chǎn)品本身依需繼續(xù)優(yōu)化，后續(xù)相關裝置設計可向增加應用場景、完善裝置的聯(lián)網(wǎng)及控制、加強報警準確性、增加意外情況處理機制和添加更多附加便捷功能等思路繼續(xù)優(yōu)化。如患者需輸注緩沖液時，裝置應具備定時定量調(diào)控液體流速和流量功能；發(fā)生藥液堵塞時，裝置應具備判斷與緊急報警功能；此外，裝置可整合患者識別碼用于核對患者信息等。