自動化零接觸智能尿袋的研制及其在危重癥患者留置導尿中的應用

黃麗麗

（湖州市第一人民醫院，浙江 湖州313000）

連續每小時尿液監測對判斷病情的變化和預后有著重要的臨床意義。 如何實現尿液的自動化精準監測值得進一步探究。鑒于此，我院自行研制的自動化零接觸智能尿袋，用于臨床監測危重癥患者尿液，在縮短監測尿液的用時及降低留置導尿相關性尿路感染（catheter-associated urinary tract infection，CAUTI）[1]的發生率方面效果良好，現報道如下。

1 自動化零接觸智能尿袋的設計與制作

自動化零接觸智能尿袋是由包括尿液監測、控制系統和數據、視頻傳輸系統2 部分組成。 監測、控制系統的結構由盒體、顯示器、懸臂梁秤（測力傳感器）、蜂鳴器、報警指示燈、尿袋、排放管、電源、控制電路集成板（單片機）、線路、計時器、電磁閥組成；數據、視頻傳輸系統的結構由無線wifi、攝像頭、護士站電腦組成。設計思路是尿液流過測力傳感器，測力信號經過采集電路被單片機捕獲， 計時器顯示當前時間， 尿量達到預警值觸發蜂鳴器報警和啟動電磁閥排尿，攝像頭監控尿液。智能尿袋工作原理是運用懸臂梁秤精準稱重計量（實時尿量及總尿量）；利用計時器設置每小時循環監測； 通過計時器、 懸臂梁秤、 報警裝置及電磁閥來完成設定總尿量限定值自動排放與定時定量設置報警；攝像頭捕獲視頻監控；單片機將尿量數據以及時間實時顯示在顯示器上[2]；借助無線wifi 實時將視頻及數據傳輸至護士站電腦實時保存記錄。

1.1 監測、控制系統的制作 選用3 mm 亞克力板制作一個長、寬、高為17.0 cm×13.0 cm×40.0 cm 可前后開門的透明盒子，在盒底中間用1 塊長、寬、高為16.0 cm×0.3 cm×39.0 cm 的亞克力板分隔； 在盒頂中間安裝懸臂梁秤，尿袋掛在秤的掛鉤上，尿袋的進液管與導尿管連接；在前門內側安裝顯示器、蜂鳴器和報警指示燈，盒中間板上安裝電源（內置充電電池，外接220 V 交流電源）、控制電路集成板和計時器，盒底安裝排放管和電磁閥，排放管連接電磁閥與尿袋的排尿閥，用導線連接各部件之間的電路。

1.2 數據、視頻傳輸系統的結構和制作 在盒體的側壁安裝攝像頭，監控角度對準尿袋上的進液管，確保尿色及性狀的清晰度； 護士站電腦安裝尿液監控系統軟件， 借助無線wifi 將采集的視頻監控與監測數據傳輸至護士站電腦實時顯示記錄保存。 其結構示意圖見圖1、圖2。

圖1 智能尿袋正面示意圖

圖2 智能尿袋反面示意圖

2 臨床應用

2.1 一般資料 選取2019 年1—6 月在我院需要精準監測尿液的危重癥留置導尿患者110 例作為研究對象。 納入標準：（1）符合危重癥診斷標準，預計ICU 住院≥7 d；（2）留置導尿≥3 d；（3）精密監測尿液；（4）患者和（或）家屬對研究知情并簽署知情同意書，經醫院倫理委員會審核批準并備案。 排除標準：（1）留置導尿前已診斷有尿路感染無癥狀性菌尿；（2）因治療原因需要進行膀胱沖洗以及膀胱造瘺的患者； （3）入住ICU 時已存在嚴重血源性感染或伴有2 個及以上器官衰竭；（4） 患者存在嚴重免疫功能障礙；（5）拒絕簽署知情同意書，或經充分告知后仍對臨床研究存在疑慮的患者。 按隨機數字表法將患者分成觀察組56 例與對照組54 例， 均使用相同品牌規格型號的導尿管、尿袋、培養試管、電子秤。 2組患者的年齡、性別、病因比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。

表1 2 組精密監測留置導尿患者尿液的一般資料比較（例）

2.2 方法 患者留置導尿后，妥善固定導尿管及引流裝置，維持導尿引流裝置的密閉性，每日晨評估留置導尿管的必要性、 會陰部日常清潔和大便失禁后的局部處理， 監測尿液時間為置管后第1 天8:00-16:00，間隔1 h 1 次，共8 次，并用同一把電子秤對該小時尿液進行復測，做好記錄。 采集置管后第1、第3、第5、第7 天晨導尿管中尿液送細菌培養共4次， 護士當日6:00 夾閉需留取標本的導尿管，7:00常規消毒導尿管與引流袋連接部外壁后， 用注射器抽吸10 mL 尿液注入培養瓶，2 h 內送本院檢驗科進行檢驗。 2 組監測尿液與采集尿液標本的護士固定1 名、時間及頻率相當，尿袋更換頻率一致。

2.2.1 對照組 采用量杯監測。 根據患者尿液監測單的時間安排設置鬧鈴提醒， 專職責任護士到患者床邊，洗手、戴手套、打開尿袋排尿閥、放尿至量杯、關閉排尿閥并消毒、看量杯刻度讀數、脫手套、洗手，記錄在尿液監測單上。

2.2.2 觀察組 采用自動化零接觸智能尿袋監測。專職責任護士將連接導尿管的尿袋掛在懸臂梁秤掛鉤上，開放尿袋排尿閥并連接排放管到電磁閥，打開電源開關，啟動計時器及單片機，流入尿袋的尿液觸發懸臂梁秤精準稱重計量，顯示器上出現當前時間、實時尿量及總尿量， 攝像頭采集尿色及性狀視頻監控；連接無線wifi，同時實時將數據及視頻監控傳輸至護士站電腦。 當尿量達到低限值0.3 g/（kg·h）[3-4]自動報警， 提醒護士及時查看； 當尿量達到高限值（750 g[5]）時報警并激活電磁閥排放尿袋中的尿液1次，待尿液排凈后電磁閥自動關閉。護士根據患者監測頻率在護士站電腦上通過查詢時間點查看尿量及尿色、性狀的監控視頻圖像，做記錄。 尿袋為醫用耗材，一次性使用；排放管與電磁閥可回收、低溫消毒后使用，與尿袋更換頻率一致；盒體、顯示器、懸臂梁秤、蜂鳴器、報警指示燈、計時器可用消毒濕巾紙擦拭后再次使用。

2.2.3 觀察指標與評價指標 由專職人員進行觀察、記錄、統計2 組護士單次監測尿液用時、患者留置尿管時間及留置導尿相關性尿路感染的發生率。（1）記錄單次監測尿液用時：對照組從護士洗手、戴手套、放尿至記錄為止；觀察組從護士查看護士站電腦上顯示的尿量及尿液視頻監控圖像至記錄為止。用同一品牌規格型號的計時器計時， 以秒為單位。（2）留置尿管時間：從留置尿管至尿管拔除為止，意外拔管者剔除在外。（3）留置導尿相關性尿路感染的2 個診斷標準[6]：①留置導尿管后或拔除導尿管48 h內出現尿路感染相應的癥狀、體征，如發熱、寒戰、神經狀態的改變、全身乏力、嗜睡、急性血尿、骨盆不適及恥骨上壓痛等，且無其他原因可以解釋；②經導尿管留取的標本或拔除導尿管48 h 內留取的清潔中段尿標本中， 細菌菌落計數≥103cfu/mL 或檢出真菌。 留置導尿相關性尿路感染的發生率：以菌尿（尿培養細菌菌落計數≥103cfu/mL）發生例數計算。 當研究對象導尿管內尿液細菌培養陽性時， 其余觀察日不再留取尿標本， 但各相同觀察日各組研究對象陽性例數實行累加計數。

2.2.4 統計學方法 運用SPSS 21.0 進行分析，計量資料采用±S 表示， 采用兩獨立樣本t 檢驗；計數資料采用例數、百分比表示，采用χ2檢驗。 以P＜0.05 為差異有統計學意義。

3 結果

觀察組與對照組留置導尿時間比較差異無統計學意義（P＞0.05），觀察組監測尿液的用時及留置導尿相關性尿路感染的發生率少于對照組 （P＜0.05），見表2。

表2 2 組患者留置導尿監測尿液相關指標比較

4 討論

4.1 自動化零接觸智能尿袋能縮短監測尿液的用時 采用自動化零接觸智能尿袋可精確監測尿液，縮短監測時間。 本研究結果顯示觀察組尿液監測效果優于對照組（P＜0.05）。對照組使用量杯監測尿液，由于頻繁洗手、戴脫手套、傾倒尿液至量杯讀數、觀察、記錄，耗時多，明顯增加護理工作量。實現尿液自動化精準監測是目前值得推廣的測量方法。 羅旭芳等[7]和曾慶玲等[8]報道，使用多功能尿袋，或者使用尿流量動態監測儀，監測尿液，不但測量精度高，還能縮短用時。本研究與其報道的大致相同，原因是將流入尿袋的尿液通過懸臂梁秤稱重計量， 確保精確度；計時器設置監測時間，提高監測的準點率；單片機控制攝像頭、顯示器、計時器與懸臂梁秤；并改進了其報道中的不足： 單片機將實時捕獲的尿液視頻監控和尿量信息數據傳輸至護士站電腦， 自動記錄保存。量杯監測尿液耗時主要花費在反復跑病房、尿袋中的尿液排放至量杯、視覺估計、手工記錄等步驟多造成。 而自動化零接觸智能尿袋正是在操作步驟上進行簡化，用智能化代替人工操作，有效保證了尿液監測的精準度，效率提升，提高自動化水平。

4.2 自動化零接觸智能尿袋降低CAUTI 的發生有研究[3]表明，未保持集尿系統密閉是除尿管留置時間外導致CAUTI 最重要的危險因素之一。尿管留置時間較難控制， 只有規范醫療操作來保持集尿系統密閉達到預防CAUTI 的發生[9]。 本研究結果顯示，觀察組CAUTI 的發生率顯著低于對照組（P＜0.05）。李發娟等[10]和李海峰等[11]報道，采用核查單或目標性監測，督促護士關注集尿裝置的密閉、尿袋放置的位置、 尿袋中尿液清空的時機及規范洗手消毒等預防措施的細節，可以降低CAUTI 的發生率。 對照組使用量杯監測操作流程繁瑣， 過多關注尿液監測結果的準確性， 易忽略監測過程中的細節問題：54 例中有尿袋拖地4 例， 未及時清空尿袋中尿液有15例，監測尿液時護士未洗手23 人次，排空尿袋時排尿閥接觸收集容器9 例， 尿袋排空后未用乙醇擦拭排尿閥25 例。 有研究表明，CAUTI 的發生與未按規定量排空尿袋、開放尿袋過頻、排尿閥未消毒及接觸收集容器等有關[1，11]。 因每次開啟尿袋的排尿閥時，尿袋末端就與大氣相通，末端管腔中上升的氣泡會將空氣中的細菌帶入尿袋， 尿袋中的尿液成為細菌生長繁殖的培養基， 而引流管腔就成為細菌逆行入膀胱的必經之路。 采用自動化零接觸智能尿袋監測尿液，當尿袋內尿液儲存至750 g 時自動報警、開啟電磁閥，將尿液排放在電磁閥下方的收集容器內，待尿袋內尿液排空后電磁閥主動關閉， 明顯減少開放尿袋的頻率， 確保尿袋中尿液清空的及時性及尿袋放置的適宜度， 并且零接觸排尿閥有效減少細菌上行，從而減少CAUTI 的發生。

5 結論

綜上所述， 對于精密監測尿液的危重癥留置導尿患者， 自動化零接觸智能尿袋監測尿液可縮短監測用時，提高護士的工作效率；減少CAUTI 的發生率。 自動化零接觸智能尿袋監測尿液設備， 成本適中、功能實用、使用方便，不僅減少ICU 護士工作量，降低患者經濟負擔，值得臨床推廣使用。 該設備中懸臂梁秤測量的是重量， 臨床觀察的尿量常為體積，因尿液的比重一般為1.010～1.030，即1 mL 尿液重量為1.01～1.03 g，可近視為等值，因此，可用稱重儀器來測量尿量。另外因本研究樣本量偏少，需在下一步擴充樣本量做進一步的效果評價， 為更多危重癥患者在留置導尿期間安全、 高效、 精準的監測尿液。