一種智能動(dòng)靜脈內(nèi)瘺功能訓(xùn)練球及APP 的設(shè)計(jì)與介紹

林潔 龔海榕（通訊作者） 王惠珠 吳風(fēng)霞 唐欽妹

（1 福州市第二醫(yī)院 福建 福州 350007）

（2 福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建 福州 350101）

自體動(dòng)靜脈內(nèi)瘺（Native Arteriovenous Fistulate,AVF）是目前臨床上終末期腎病患者在血液透析治療時(shí)首選的血管通路[1]。據(jù)報(bào)道，國(guó)內(nèi)透析病人選擇AVF 的比例大于80%[2]。建立和維持一條良好的AVF 是血液透析患者的最基本保障，內(nèi)瘺術(shù)后要求患者進(jìn)行AVF 的訓(xùn)練促其成熟，其成熟需4 ～12 周[3,4]。目前AVF 的訓(xùn)練僅憑醫(yī)護(hù)人員的臨床經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)患者進(jìn)行握力訓(xùn)練，存在一定的隨意性和盲目性，導(dǎo)致部分患者術(shù)后內(nèi)瘺成熟的周期較長(zhǎng)，相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率增加[5]。因此我們?cè)O(shè)計(jì)制作了一種智能動(dòng)靜脈內(nèi)瘺功能訓(xùn)練球（下稱訓(xùn)練球），旨在讓患者的AVF 功能鍛煉規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高訓(xùn)練效果并能為相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.臨床現(xiàn)況及存在問(wèn)題

目前臨床上現(xiàn)有的AVF 術(shù)后促進(jìn)內(nèi)瘺成熟的鍛煉方式有以下幾種[5-8]：指導(dǎo)患者握拳或抓握鍛煉器材進(jìn)行，在內(nèi)瘺上方近心端扎止血帶推擠血管等；鍛煉時(shí)使用的器材有握力球、電子握力器。以上幾種方法與器材雖常用，但各有其局限性，普通握力球或空手握拳，握力的大小不能有效控制及測(cè)量，護(hù)士在指導(dǎo)時(shí)往往告訴患者“用力握”，但用力是多大的力？持續(xù)時(shí)間如何？間隔時(shí)間如何？都無(wú)法準(zhǔn)確描述，患者在鍛煉時(shí)憑主觀感覺(jué)，對(duì)握力的大小、鍛煉的次數(shù)與用力效果不能保證，也不能根據(jù)內(nèi)瘺成熟度調(diào)整握力，有些方法還需他人協(xié)助，都增加了患者進(jìn)行功能鍛煉的難度；第二，機(jī)械或電子型的握力裝置作為一種鍛煉器材，被越來(lái)越多地用于血透患者的內(nèi)瘺訓(xùn)練中，其優(yōu)點(diǎn)在于醫(yī)務(wù)人員在宣教時(shí)可以快速地讓步患者了解和掌握鍛煉的目標(biāo)，患者在日常鍛煉時(shí)可以通過(guò)器材知道自己握力是否達(dá)到訓(xùn)練要求，以調(diào)整自己的用力程度。但此方法只能知道握力是否達(dá)到最低要求，并不知道用力是否過(guò)大，握力的時(shí)長(zhǎng)是否正確，而握力的大小與時(shí)長(zhǎng)對(duì)促進(jìn)患者的頭靜脈動(dòng)脈化及AVF的成熟有明確的相關(guān)性[9-11]。此外，采用機(jī)械或電子型的握力裝置鍛煉的握力次數(shù)僅能依靠患者自行記錄，如有少做或多做，只能依靠患者自覺(jué)補(bǔ)做來(lái)完成，依從性的高低影響了患者的鍛煉效果，這也是臨床影響患者內(nèi)瘺成熟時(shí)間的一個(gè)重要因素。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)出一款智能動(dòng)靜脈內(nèi)瘺功能訓(xùn)練球及APP 用于AVF 術(shù)后患者的內(nèi)瘺功能鍛煉。

2.設(shè)計(jì)思路

AVF 患者進(jìn)行內(nèi)瘺功能鍛煉是通過(guò)肌肉的收縮對(duì)血管產(chǎn)生沖擊，使內(nèi)瘺處血管擴(kuò)張，以促進(jìn)內(nèi)瘺成熟，鍛煉過(guò)程如用力不足或次數(shù)不足則內(nèi)瘺成熟延遲，如用力過(guò)大則可能導(dǎo)致內(nèi)瘺損傷。因此我們需要設(shè)計(jì)制作一種握力球，可用于患者抓握訓(xùn)練。訓(xùn)練球要求有壓力的測(cè)量裝置，可以在患者進(jìn)行握力鍛煉的同時(shí)獲取相關(guān)力學(xué)數(shù)據(jù)及鍛煉次數(shù)，這可通過(guò)內(nèi)置的測(cè)力裝置達(dá)成；另一方面，更為重要的是要能通過(guò)醫(yī)務(wù)人員的設(shè)置，讓患者明確其鍛煉的用力范圍及次數(shù)頻率是否正確有效的裝置，同時(shí)能通過(guò)反饋系統(tǒng)將患者的鍛煉情況有效記錄并反饋給醫(yī)務(wù)人員，醫(yī)護(hù)人員能夠了解準(zhǔn)確的患者鍛煉的數(shù)據(jù)，既能更有效地監(jiān)督指導(dǎo)患者進(jìn)行內(nèi)瘺功能鍛煉，促進(jìn)內(nèi)瘺成熟，從而形成一個(gè)教育--實(shí)施--驗(yàn)證--再教育的有效閉環(huán)，能增強(qiáng)患者堅(jiān)持鍛煉的信心，提高依從性[10]。APP 作為一種手機(jī)程序，其易用性及實(shí)用性已被廣泛用于各種管理、教育等方面[12-13]，可用于訓(xùn)練時(shí)數(shù)據(jù)的收集與反饋、患者的健康教育，

3.智能動(dòng)靜脈內(nèi)瘺功能訓(xùn)練球結(jié)構(gòu)及APP使用方法

通過(guò)檢索，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)關(guān)于AVF 患者內(nèi)瘺成熟的智能訓(xùn)練器及配套APP，在循證的基礎(chǔ)上，我們針對(duì)AVF 功能鍛煉所需要求結(jié)合力學(xué)、電子信息技術(shù)設(shè)計(jì)了能控制訓(xùn)練力量、次數(shù)等方面功能的智能動(dòng)靜脈內(nèi)瘺訓(xùn)練器，并獲得專利授權(quán)（專利號(hào)為ZL 2016 2 0154999.X），讓患者進(jìn)行鍛煉。我們配套研發(fā)了內(nèi)瘺訓(xùn)練的APP，這是一款與訓(xùn)練球通過(guò)藍(lán)牙匹配的帶有壓力顯示、標(biāo)準(zhǔn)值范圍設(shè)置及報(bào)警、記錄反饋功能為一體的APP，使鍛煉結(jié)果更為直觀，并能回傳鍛煉數(shù)據(jù)，便于醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行患者的訓(xùn)練管理。

我們?cè)谙鹉z握力球內(nèi)部置入壓阻式力學(xué)傳感器（見圖一），其良好的精度和線性度，將受力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)[14][15]，并通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)，將握力器的受力的大小、時(shí)長(zhǎng)、次數(shù)在患者的手機(jī)端進(jìn)行顯示，此數(shù)據(jù)與系統(tǒng)前期設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)相比對(duì)，將超出范圍的數(shù)值對(duì)患者進(jìn)行提示，讓患者對(duì)自己的鍛煉程度有個(gè)直觀的視覺(jué)感受，及時(shí)調(diào)整握力時(shí)的力量和持續(xù)時(shí)間。患者手機(jī)端的APP 可以輸入患者的姓名、年齡、性別、造瘺時(shí)間等基本信息（見圖二、三），同時(shí)也可記錄患者的鍛煉效果，通過(guò)APP 傳輸?shù)焦芾砗笈_(tái)，一方面患者可以回看自己的鍛煉數(shù)據(jù)，另一方面，醫(yī)護(hù)人員可以遠(yuǎn)程了解患者的鍛煉效果，監(jiān)督指導(dǎo)患者的AVF 功能鍛煉，以提高患者的依從性及鍛煉效果。

根據(jù)AVF 患者在進(jìn)行功能鍛煉中存在的難點(diǎn)，通過(guò)文獻(xiàn)查找學(xué)科交叉領(lǐng)域解決方案來(lái)拓展目前臨床使用AVF 患者內(nèi)瘺鍛煉所使用的康復(fù)器具的不足之處，為血透患者提供一種規(guī)范、簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的動(dòng)靜脈內(nèi)瘺功能訓(xùn)練器，使動(dòng)靜脈內(nèi)瘺術(shù)后的患者能運(yùn)用本訓(xùn)練器進(jìn)行規(guī)范、量化的簡(jiǎn)易功能訓(xùn)練，促進(jìn)AVF 成熟，減少術(shù)后并發(fā)癥，并且有望在內(nèi)瘺成熟后的透析過(guò)程中，通過(guò)科學(xué)訓(xùn)練，減少血栓，狹窄等內(nèi)瘺并發(fā)癥的發(fā)生，延長(zhǎng)內(nèi)瘺的使用壽命，并為動(dòng)靜脈內(nèi)瘺術(shù)后的臨床護(hù)理干預(yù)提供選擇依據(jù)。目前患者內(nèi)瘺功能的鍛煉標(biāo)準(zhǔn)多為經(jīng)驗(yàn)性研究，如需進(jìn)行機(jī)制研究需要準(zhǔn)確地收集患者內(nèi)瘺功能鍛煉的大數(shù)據(jù)與影像學(xué)資料相對(duì)比，而人工記錄的數(shù)據(jù)不夠精確，影響了此項(xiàng)研究的開展，我們希望此訓(xùn)練球能投放臨床使用，為AVF 患者功能鍛煉的基礎(chǔ)研究提供支持。