智慧輸液系統在臨床中的應用研究進展

[摘要]靜脈輸液是臨床最常見的治療手段之一，在護理人員的日常工作中占據大量時間。在繁重的工作中，由于輸液過程中換液不及時和滴速異常等問題，可導致回血、栓塞和藥液不良反應等不良事件；而不良事件的發生對醫院、護理人員及患者而言都是不可接受的。隨著科技的發展，出現針對輸液問題的智慧輸液系統，臨床運用已初見成效，但仍存在醫院需求不一、護理人員需要學習、系統不夠完善、推廣難等問題。本文對智慧輸液系統的研究進展進行綜述，以期為智慧輸液系統的完善及在臨床中的應用提供參考。

[關鍵詞]智慧輸液；靜脈輸液；綜述

[中圖分類號]R826.26[文獻標識碼]A[DOI]10.3969/j.issn.1673-9701.2024.28.027

1前言

靜脈輸液是利用大氣壓和液體靜壓原理將無菌液體、電解質、藥物等由靜脈輸入體內，以達到治療效果，是目前臨床應用最普遍、最有效的治療手段之一[1]。國外研究顯示，相較于肌內注射、口服給藥等途徑，靜脈輸液在臨床中導致不良事件的發生率更高[2-3]。據調查，目前我國住院患者靜脈輸液使用率高達70%以上[4]；醫院輸液室平均每天輸液244例次，每日最高輸液量可達723例次，普通病房護士平均每袋輸液需巡視2.65次，平均每7min換一次液體[5-6]。由于我國靜脈輸液使用頻率較高，護理人員用于靜脈輸液的工作時間占據每天工作時間的75%以上[7]。輸液治療這一重復性的機械勞動已成為護士主要壓力源之一。輸液治療帶來的并不僅是單純的體力消耗，護士工作中的心理問題也體現在輸液治療中，如輸液執行對象錯誤可導致患者發生不良反應，嚴重者危及患者生命，護士必須承擔相應的責任，造成護士心理壓力過大；患者換液呼叫密集時，護士未能及時響應，由此造成患者回血等不良事件，同時也會衍生出患者就醫滿意度降低、護士被投訴、護士離職傾向增加等一系列嚴峻問題[8]。因此，如何在保證輸液安全的同時進一步減少護士體力消耗、減輕心理壓力、提高患者就醫滿意度及護士工作滿意度已成為當務之急。設計研發智慧輸液系統有利于減少輸液不良事件的發生，減少靜脈輸液過程中護理人員的心理壓力、體力消耗和提高患者就醫滿意度。《全國護理事業發展規劃（2021—2025年）》[9]將借助信息技術加強護理信息化建設作為主要任務之一，表明了護理信息化建設是行業發展大趨勢。

2智慧輸液系統有望減輕護理人員的工作負擔

智慧輸液系統是指利用信息自動化技術實現從輸液核對到輸液更換再到消毒處理等一系列的自動輸液流程。隨著物聯網等技術的飛速發展，智慧醫院成為醫療發展的新趨勢，同時也是醫院高質量發展和全國倡導“智慧醫療”的時代要求[10]。智慧護理作為智慧醫院的組成部分，通過應用云計算、物聯網等多種信息技術，通過對臨床護理、智慧病房、遠程護理等領域進行優化，在改善護理流程、提高護理效率等方面發揮關鍵作用；智慧輸液系統作為智慧護理在臨床應用中的一部分，有助于減輕臨床護理人員的工作負擔及提高工作效率，將護理人員從重復的機械勞動中解放出來。

目前國內外對智慧輸液已有初步探索[4，7，11]，但多為輸液監測的研究，其通過先進的物聯網、傳感器和云計算等技術，實現智慧化的輸液監測[12]。相較于傳統的護士巡視與患者主動呼叫的輸液方式，智慧化輸液監測在一定程度上減輕護理人員的工作負擔，但由于我國護理人員配置不足，在病患較多的醫院或病房即使通過監測系統得知病患的藥液即將耗盡或已經耗盡，護理人員也因為正在進行其他護理操作而無法對需要更換藥液的患者進行藥液更換，從而出現回血、藥物外滲等情況[13]。目前，雖然市場上出現了許多輸液監測方法和系統，但由于本身技術性能不佳，且僅實現了對輸液的監測，并沒有達到智慧輸液更換的要求，由此也無法解放護士，更無從減輕護士工作負擔。護理人員所需要的智慧輸液系統不僅要能提高效率，同時也要求安全性良好；目前仍缺乏可進行輸液更換的智慧輸液系統，將護理人員從輸液工作中徹底解放出來，進而改變護理工作格局與模式，真正提高護理質量與護士工作滿意度。

3智慧輸液系統有望減少輸液不良事件的發生

靜脈輸液治療是臨床最常見的治療方式之一，同時也是住院患者的主要治療方式；研究報告顯示我國住院患者平均每床日使用輸液袋數為3.76袋[14]。隨著輸液人數和輸液量的不斷增加，醫院護理人員的工作壓力及疲憊情況也在不斷上升，最終將對護理人員和患者產生嚴重不利影響[15]。智慧輸液系統的出現有望改變這一局面。傳統輸液過程存在著諸多不確定因素，如輸液速度過快或過慢、輸液計量錯誤等，這些都可導致輸液不良事件的發生。而智慧輸液系統通過實時監測輸液流速、液體溫度、輸液時間等關鍵參數并結合預設的醫療方案和智能算法進行數據分析，能夠及時發現和糾正異常情況，從而降低輸液不良事件的風險。首先，智慧輸液系統有助于護理人員實現對輸液過程的遠程監控和管理，減少人為因素導致的錯誤。其次，智慧輸液系統可提供個性化的輸液方案，根據患者的特殊情況和需求進行精準調整，避免常見輸液問題，如過敏反應、感染等。此外，系統還能自動記錄輸液過程數據，并生成報告供醫務人員參考，有助于提高醫療工作的規范性和效率[11，16-18]。

4智慧輸液系統國外研究進展

隨著傳統靜脈輸液方式的諸多負面問題日漸凸顯，因而被很多患者詬病。自20世紀80年代起，美國、英國、德國等發達國家開始探索智能化靜脈輸液。查閱世界知識產權組織、歐盟專利局、美國專利商標局、日本專利局等網站發現，關于智慧輸液的研發專利已不在少數。Bosque[16]針對新生兒開發了一種靜脈注射納米技術監測系統，該系統通過低pH值和低靜脈氧水平等監測數據產生一個可能即將發生輸液不良事件的警報，從而幫助護理人員預測和預防靜脈輸液的不良后果。Gray等[19]等認為相較于既往的輸液管理系統，未來的輸液管理系統應更加智能化及信息化，在提高護理人員效率的前體下保證患者的輸液安全及減少不良事件的發生。Doesburg等[20]針對靜脈輸液泵增加一個床邊中央控制界面系統，可控制床邊的多個靜脈輸液泵，在重癥監護病房與多個靜脈輸液泵常規控制進行比較，發現護理人員在任務執行、點擊次數等方面優于靜脈輸液泵常規控制。Jeon等[21]研發了一種可在重癥監護病房或傳染隔離病房對患者生命體征及輸液情況進行檢測的可移動式機器人，該機器人通過攝像頭將患者情況實時反映在屏幕上，使護理人員可進行非面對面的監測。Couperus等[22]設計一款小巧便攜的靜脈輸液監測設備，利用紅外光技術實時監測輸液速率，通過計算滴室中的液滴數量，展示輸液速率和總輸液量，同時該設備還可兼容市面上主要使用的輸液管。Venkatesh等[23]開發了一套輸液監測系統，該輸液系統可準確跟蹤液體流動，同時可協助護理人員對輸液過程進行監測，一旦檢測到溶液滴速與系統設置的滴速不一致時予以報警，同時該系統還可跟蹤輸液總容量，當輸液容量即將達到預定值時會發出警報提示護理人員。

5智慧輸液系統國內研究進展

雖然我國近年來信息化與智慧化發展迅速，但由于在智慧輸液領域起步較晚，仍有許多方面需要完善和提高。曾一展[24]研發設計了一種智慧醫療輸液系統，在該發明中患者可攜帶輸液包進行移動，使患者行動更方便，且有顯示屏可直觀顯示剩余液量，當剩余液量過少時自動報警以提醒護士進行更換；李東樹等[25]設計開發了一種基于物聯網的智能輸液系統網絡，其可監測輸液過程及向護理人員發送輸液調度任務。金葉等[4]通過搭建閉環管理式靜脈輸液信息系統實現輸液更換與巡視的實時監控，護理人員通過手持智能終端掃描患者腕帶和藥物瓶身標簽以實時記錄的方式進行全程跟蹤。李谷維等[17]構建一套靜脈輸液質量監測閉環追蹤系統，該系統從醫囑開具到輸液完成進行全鏈條的追蹤與監控，而靜脈輸液部分的監測則通過輸液監視器準確監測輸液速度和剩余液量等，并通過藍牙技術將數據傳輸至PDA、移動護理輸液監測界面及走廊顯示屏，利用圖形化直觀、清晰地實時呈現患者的輸液過程，系統會多次提醒即將完成的輸液，并根據不同顏色標記來表示緊急程度，走廊顯示屏可實時展示患者床號和液體剩余量；當液體余量低于5ml時，圖畫變為紅色并閃爍，同時PDA、移動護理輸液監測界面及走廊顯示屏將彈出提醒窗口，并進行語音播報。賈博奇等[7]研發了一款依托藍牙技術的智能輸液系統，通過重力傳感器監測液體的滴速和剩余量，并利用低功耗藍牙技術傳輸數據，從而實現對患者輸液過程的監測、調節滴速及換液提醒。Li等[26]設計研發了一種具有生理信息反饋功能的智慧輸液控制器，該控制器采用光電傳感器獲取心率信息，通過控制電機的轉動來驅動凸輪，以此控制滴速。此外，該控制器將輸液和生理信息傳輸至護士站，以監測可能的輸液反應。陳鎮國[27]從實際輸液應用場景出發并基于互聯網+開發的智能輔助輸液系統可實現實時輸液監測及高精度滴速控制，同時護理人員還可通過本地、移動端和終端交互界面對輸液進度進行查看。張昱昊等[28]研發一款遠程監測輸液系統，可自動測量輸液量并實現遠程控制，此系統還配備緊急報警提醒功能，可及時提醒護理人員更換藥物或執行拔針等任務。李達等[11]開發了一套類似的輸液監控設備，在每個輸液床位都配置輸液監控終端，可收集藥液剩余重量、滴速等輸液信息，這些信息通過局域網傳輸至護士站屏幕，護理人員能夠實時查看每個床位的輸液情況，系統還可通過語音提示護理人員停止輸液或更換輸液袋。

6智慧輸液系統的不足之處

縱觀國內外智慧輸液系統的研究發現，針對護士在輸液工作中存在的問題已經得到一定重視，但對智慧輸液系統的研究多集中在智能監測方面，這并不能真正的使護士從繁忙的輸液工作中解放。雖然輸液機器人已初有研究，但相較于國內醫療衛生資源緊缺、患者人數眾多等環境而言，機器人并不適應我國醫院普通病房的液體更換任務，仍存在各種安全隱患，但對隔離病房等特殊環境，輸液機器人可能起到一定作用。部分智慧輸液設備售價高昂，在醫院推行較困難。而有的智慧輸液系統則是將重點著眼于幫助護理人員減少差錯的發生，提高臨床輸液安全；因此在原有的核對基礎上又再次增加核對和巡視程序，以確保患者的輸液安全，但卻增加了護理人員的工作量，且對護士工作效率的提升有限。有的智慧輸液系統則是依靠網絡和醫院現存的設備實現，當網絡波動時，輸液系統也會遭受影響，導致輸液系統不穩定，而當醫療傳感器采集敏感醫療信息并通過連接互聯網傳輸數據時，患者信息泄露風險可能會增加，惡意用戶有可能利用漏洞獲取機密和敏感信息[18]。與此同時，由于設備網絡的廣泛分布，設備在使用過程中容易受到其他電子信號干擾，需要進一步研究和解決類似問題。新型設備的使用可能會因患者活動而導致誤報，若誤報頻繁發生，將增加護理人員的工作負擔，干擾臨床工作[29]。因此，還需對設備網絡進行整體優化，減少干擾源，提高設備的抗干擾能力。此外，還需要加強對設備應用場景的分析和評估，以確保其在真實環境下的可靠性和穩定性。同時，面對新設備，護理人員還需要接受相關培訓和學習，從而提高對設備誤報情況的判斷和應對能力，以便更好地應對潛在問題，確保臨床工作流程的正常進行；但在繁忙的工作時間中還需額外分配部分時間進行學習和接受培訓，臨床護理人員可能會產生抵觸心理。

7展望

7.1各個醫院對智慧輸液系統要求不同

目前，智慧輸液系統已經在臨床實踐中取得一定成效，且展現出巨大的發展潛力。隨著人工智能技術的進步和應用，智慧輸液系統將變得更加智能化。但當下智慧輸液系統的研究方案仍不成熟，目前所檢索到的智慧輸液系統存在只有研發但尚未發現應用[12，24-25，27-28]或研發人員結合本院情況研發完成后只在本單位進行進行初步運用[4，7，11，17，22，26，30-31]，暫未發現可適用于不同醫院的智慧輸液系統；目前智慧輸液系統的探索多聚焦在輸液檢測方面且在醫院間不具有通用性，而以上問題的出現可能與每所醫院的實際情況不同、硬件設備需求不同、病房環境改造、新型軟件的學習成本等因素有關[32]，這將導致醫院需要進行巨大的投入進行針對性改造，短期內無法實現醫院經濟效益的提升且對其他醫院的借鑒意義也十分有限。

7.2智慧輸液系統有待繼續完善

智慧輸液系統可減輕護理人員的繁重工作，但醫院繁多的操作系統增加護理人員的學習成本，無論是醫院信息系統還是智慧輸液系統都擁有獨立的系統后臺和展現形式，需要護理人員學習適應各個系統的操作模式，同時如若各個系統之間沒有實現互通互聯，病區內將會出現信息孤島的狀況。與此同時，目前智慧輸液系統主要聚焦于輸液監測方面，而對整套輸液更換系統的研發尚未見報道，缺乏關于無人化更換輸液袋及可在醫院間通用推廣的智慧輸液系統解決方案。因此，如何運用現代科技構建一套可在醫院間通用的智慧輸液系統，以及在確保患者用藥安全情況下實現無人化更換輸液袋，將護理人員從巡視、更換輸液袋的重復勞動中解放出來，提高護理人員的工作效率，從而為患者提供優質護理并提高患者的滿意度是未來重點的研究方向之一。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

[參考文獻]

[1] 尚少梅，李小寒.基礎護理學[M].7版.北京：人民衛生出版社，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] 金葉，王小飛，徐宇紅，等.閉環管理式靜脈輸液信息系統的開發與應用[J].護理學雜志，2022，37（13）：48–50.

[5] 王輝，謝欣葦，劉正躍，等.156所綜合性醫院住院患者靜脈輸液指標的綜合分析[J].藥學實踐雜志，2017，35（6）：573–576.

[6] 陳來娟，方良玉，陳婷，等.新醫改背景下72所綜合性醫院輸液室護理人力資源配置的研究與分析[J].循證護理，2020，6（8）：841–843.

[7] 賈博奇，劉曉華，許鋒，等.基于低功耗藍牙技術的智慧輸液系統設計和應用[J].中國醫療設備，2022，37（2）：121–124.

[8] 方艷，楊靜萍，譚素敏，等.基于混合方法研究的新入職護士工作壓力分析[J].中華護理教育，2021，18（12）：1136–1141.

[9] 國家衛生健康委員會.全國護理事業發展規劃（2021-2025年）[J].中國護理管理，2022，22（6）：801–804.

[10] 姚宏武，李佳熹，索繼江，等.醫院感染信息化建設助力醫院高質量發展[J].中華醫院感染學雜志，2024，34（7）：1105–1110.

[11] 李達，高遠，段振飛，等.智能輸液管控系統的研究與應用[J].中國醫療器械雜志，2019，43（3）：176–178.

[12] 魏文博.基于LoRa技術的智慧醫療輸液監測系統的設計與實現[D].西安：西安電子科技大學，2019.

[13] 廖豐采，溫正旺，潘珍，等.重癥醫學科護患比與管理質量的相關性[J].中醫藥管理雜志，2021，29（18）：228–230.

[14] 羅平，尹桃，劉韶，等.中國醫院質量安全管理：《輸液安全》團體標準的制定與實施評價[J].中國衛生質量管理，2021，28（10）：24–27.

[15] 夏穎瑩，王莉蓉.輸液安全與風險控制策略[J].基層醫學論壇，2023，27（30）：102–105.

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

[17] 李谷維，駱金鎧，張杰，等.靜脈輸液質量監測閉環追蹤系統的構建及應用[J].中華護理雜志，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.一種智慧醫療輸液系統及其使用方法：CN202110148979.7[P].2021-04-16.

[25] 李東樹，郭滿，劉昶甫，等.物聯網智能輸液系統的網絡設計[J].電腦知識與技術，2020，16（13）：60–61.

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

[27] 陳鎮國.基于“互聯網+”的醫用智能輔助輸液系統研究[D].廣州：華南理工大學，2023.

[28] 張昱昊，朱偉康，黃磊，等.基于STC89C52單片機的智能遠程輸液系統[J].科學技術創新，2021（36）：190–193.

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

[30] 劉桂霞，張慧，施艷群，等.基于智慧病房系統的智慧護理在呼吸與危重癥醫學科的實施[J].護理學雜志，2022，37（3）：5–9.

[31] 王輝，續梅瑩.基于智慧病房護理管理系統的多角度干預在護理中斷事件觀察中的應用效果[J].中華現代護理雜志，2021，27（1）：85–88.

[32] 張夢嬌，許佳，姚瓊，等.智慧病房建設現狀與思考[J].醫學信息學雜志，2023，44（2）：69–73.

（收稿日期：2024–05–23）

（修回日期：2024–07–02）