输液监测系统国内外研究进展
摘要：输液监控管理系统是一套集信息化，智能化，数字化于一体的输液管理平台。该系统在不改变原有输液模式的基础上，应用自主知识产权，开创了一种全新的输液管理模式，实现了输液的集中监控，量化管理和标准化服务。减轻了医护人员的工作强度，解决了患者在输液过程中的焦虑和烦恼，是输液管理和临床护理模式的变革，提高了现代医院的信息化管理水平。在此背景下，本文开展了输液监控系统的国内外进展研究，以期进一步促进我国医疗事业的快速发展，有效减少医疗事故的发生，减轻医护人员繁重的工作压力。 关键词：输液监测；输液监测系统；输液
前言
静脉输液是利用大气压和静水压力原理，通过静脉将生理盐水、葡萄糖等液体药物注入患者体内的一种方法。在临床中具有不可替代的作用。其主要特点是给药迅速、见效快，及时挽救了无数患者宝贵的生命。但目前在输液过程中仍存在各种隐患。输液监控系统的应用，可以克服当前输液过程中浪费时间、精力、服务水平低等缺点，也有利于医务人员对液滴速度的合理控制。中国是一个人口大国，医院
数量居世界首位。输注监测系统的成功开发和推广，将极大地提高我国医疗服务的整体水平，并带来良好的效益[]。输液监控系统在临床上的应用，可以减少医护人员的工作时间和强度，并大大提高安全性和准确性，从而有效地提高医院的护理水平。
1当前国内外输液监控的常用方法
静脉滴注智能监控设备的研究在国内起步较晚，上世纪90年代开始从事医疗器械产品的研发。由于液体滴注监测技术难点难以突破，国内市场上的医用输液监测设备技术相对落后，功能单一，性能不稳定，性能不能满足实际需要，无法在医院推广使用。 国外医疗器械液体滴注智能监控产品的开发和应用已有近半个世纪的历史。目前发达国家的医疗器械产品技术已经比较成熟，市场上关于静脉滴注智能监控的系列产品种类繁多。在西方国家，临床输液监控基本实现智能化，医院普遍采用输液泵。如日本的ATOM输液泵和JMS 输液泵OT-701，美国，德国等国也有较好的输液监控产品，具有输液过程智能监控和自动加药配药功能，并能输出信号形成网络[]。 离合器盘1.1探针式监控
将探针插入输液瓶中，并且药液的电导率用于形成探针和药液之间的路径。当药物溶液低于警告线时，
探针处的电流路径会中断，并且励磁控制电路会完成相应的截止输液和报警操作[1]。这是输液监测技术的早期应用。由于溶液中插入的探针不符合无菌操作要求，目前很少使用。
1.2测重法
使用液体药物减轻重力会相应减少。变化由弹簧或重力传感器监测。当药液减少到一定程度时，控制电路接通[]。虽然测重输液监测简单易行，但由于输液药液密度和输液瓶容积不断变化，监测误差较大，难以保证输液监测的可靠性。[]如图1.1所示，北斗的医用输液监护仪。它克服了传统重力输液的所有缺点，保留了重力输液的所有优点。可实时监控和显示输液速度，帮助医护人员准确设置输液速度[]。在输液过程中，当人/仪器/生理等因素引起异常滴注速度时，会发出警报以避免引起一系列医疗危害。
图1.1北迪医用输液监控器IS-1A（监测滴速）
切口铣刀
1.3电容式液位检测法
容性电桥由固定频率信号激励。当输液瓶内液位发生变化时，电容传感器的电容值发生变化，使电桥的输出信号幅值发生变化，信号幅值反映了液面的位置[]。这种方法可以监测输液量，但在输液瓶周围设置电容器，输液操作不方便。
胎圈钢丝
1.4脉冲计数法地面数字电视接收机
光电传感器的发射端和接收端放置在墨菲氏滴管的两侧。当液滴通过时，传感器接收到的光强度会发生变化。这种变化反映在电信号的变化上。下降，产生一个计数脉冲。由于每个液滴的体积是恒定的，通过监测一定时间内的液滴数量，可以计算出输液速度，并对脉冲进行计数，确定输液量[]。脉冲计数法不仅可以监测输液量，还可以监测输液不良等异常情况，因此目前应用广泛。例如，图1.2所示为日本先进技术精工制造的嘉光牌jsk静脉输液监护仪。
图1.2佳光牌JSK静脉输液监控器
图1.3所示为池州康源医疗设备有限公司生产的简易医用输液监护仪，它采用世界上最先进的微机测控调压技术和红外光电传感技术，彻底克服了手指蠕动泵的严重依赖。注射软管柔韧性好，注射准确，安全可靠[]。
图1.3精简医用输液监控器
1.5超声波探测法
在输液管的两侧放置一对超声波传感器，通过计算声束在下游方向的传输方向与逆流方向之间的时差来计算流量。单位时间的流量代表输液速度，输液速度和时间的乘积是输液量[]。超声波检测方法具
有非接触式、可靠性高的优点，但超声波传感器的使用成本高。
2输液监控系统国内外研究现状
我国输液监控系统的研究起步较晚，直到20世纪80年代末才开始从事智能输液监控设备产品的研发。于向英[]等利用弹簧变形和输液瓶重量变化原理研制了医用输液报警器。但该设备误差较大，每次使用前需要根据输液容器的重量进行调整。弹簧运动容易引起疲劳，使用和保养非常不方便；赵金农[]等设计了一种微激光输液报警器，利用激光多普勒原理检测流量，实现了输液过程中异常情况的报警。但是，该仪器灵敏度低，容易出错。李长胜[]等根据光纤发射的光束在液位上具有全内反射的原理，研制了一种注射结束自动报警装置。该装置成本低，易于联网，但安装不方便，稳定性差。张爱华等。采用电容式液位传感器对输液液位进行非接触检测，受吸附水和液位下降速度的影响较大，操作不方便；李云胜[]利用vc++语言编程和MSComm通讯控件，设计了一套可视化输液实时监控系统。该系统界面直观，操作简单，提高了医院的管理水平和工作效率。
国外智能输液设备的开发和应用起步较早，经过近半个世纪的研究，技术已经比较成熟，基本实现了临床输液的智能化监测，输液监测系统在医院的使用中非常普遍。其中Perfusor®Compact系列输液泵来自德国贝伦，控制精度2%，Infusomat®fmS系列输液泵应用广泛。此外，百特公司的便携式输液泵和弹性输液泵在美国,JMS的OT系列输液泵有限公司，有限公司在日本，和凯撒的保镖(救生员)输液泵
有限公司，有限公司在以列也相对成熟的技术，安全性能高。这些输液设备具有输液监测功能，可以输出输液状态信号，与医院信息系统连接形成网络。国内一些大医院已经引进，但由于价格昂贵，主要用于危重病人的监护。在实际应用中，医院通常采用蠕动泵和注射泵进行持续输液。无论使用何种输液设备，准确性都是非常重要的参考因素。蠕动泵的输液速度和精度与输液管的材料和物理特性密切相关。进口输液泵一般都配有相应的输液管，但配套的输液管价格非常昂贵。国内很多医院或患者出于价格原因，往往改用国产普通重力输液器。普通一次性重力输液管由于弹性差，长期输液时间长，精度会大打折扣，甚至发生输液管破裂等事故，存在严重的安全隐患。针对这一实际情况，国内大部分输液泵厂家都推出了耗材开放产品。与国外进口设备相比，采用开放
式耗材的国产输液泵对输液器耗材的选择性更好，但正因为耗材是开放式的，所以精度远低于非耗材开放式输液泵。
随着网络技术和信息技术的进步，注射监控系统最初由对单台注射设备的控制发展到对目前分布式多台注射设备的集中管理和控制。输液监控系统可以对患者的整个输液过程进行动态监控和集中管理，包括一整套软硬件系统，全程记录包括患者的床号，姓名，输液药物种类，开始和结束时间，输液速度和调整均有收录。并保存其他信息。目前，国内外各大医疗器械厂商目前都在积极开发智能注射监测系统，以满足临床注射的需求。
3输液监控系统发展趋势
3.1输液系统网络化
目前，在大多数输液系统中，输液泵仅作为输液装置使用。在输液过程中，患者的生理参数会随时发生变化。如果不能及时获得这些生理特征参数，并对输液过程进行适当的调整，将会对患者的身体产生一些不良反应或副作用。因此，将输液设备集成到输液管理系统和医院信息管理系统中势在必行。合理使用医院现有的一些设备，及时将这些设备获得的生理信息反馈给输液泵，根据生理信息，及时调整输液泵的输液速度或药液浓度，将会取得较好的预期效果。
威信网页板刘贺[]等和钟震宇[]等将蓝牙技术和ZigBee技术集成到输液监控系统的无线网络中。与蓝牙技术相比，ZigBee技术具有结构简单、功耗低、成本低、网络规模大等优点，但ZigBee技术与蓝牙技术之间的传输距离太短[]。XinlingWen开发了一种基于无线传输的输液远程监控系统。采用NRF905无线传输模块将各输液设备的信息传输到输液监测站，对各输液设备进行实时监控和管理[]。出现异常情况时，利用中心站系统声光报警显示异常输液装置所在病床位置，提醒护士及时处理。
3.2输液系统智能化和人性化
目前输液系统的智能化水平还不高，操作步骤非常复杂，错误率较高。一些医院刚引进输液设备时，由于操作难度大，不少护士还在使用传统的重力输液器，让输液泵成了摆设。2004年，美国食品和药物管理局颁布法令，要求制造商在所有药品和生物制品的包装上使用标准化的机器可读条形码。条形
码中存储的数据包含药品和生物制品的编号信息[]。该措施在临床中的应用，降低了药物误用率，大大减少了药物不良反应的情况，提高了输液的效率和安全性。
目前的输液监控系统也将射频识别技术应用于其中，设计了带有射频识别读写器的智能输液仪。射频识别(RFID)是一种新型的自动非接触式识别技术，通过射频信号自动识别安装在药品或生物制品上的RFID标签，从而获取患者信息，药品名称，剂量，输液速度等相关数据，快速确认患者信息与药品的对应关系，无需护士查看患者处方信息和手动输入输液参数，减少了因人工错误造成的输液事故[]。与条形码技术相比，射频识别技术具有快速、高效、抗干扰强、存储信息量大等优点。
3.3输液设备小型化和便携化
目前，输液监护仪、输液泵、注射泵大多体积庞大，受交流电源和输液架的限制，只能在固定位置输液，限制了使用范围。因此，各公司都在加紧研发体积更小、更便携的输液监测系统，该系统携带方便，可在各种条件下甚至恶劣环境下使用。市场上出现了一种新型无输液管胶粘泵。它将含有输液泵控制器和输液部件的输液系统粘附在患者皮肤表面。输液泵上的针头直接插入静脉，不用输液管连接，使用遥控器操作[]。这种输液泵携带更方便，摆脱了输液管的束缚，提高了患者的舒适度。利用微机电系统（MEMS）技术可以进一步减小泵的重量和尺寸，使微型泵的尺寸达到厘米甚至毫米，有利于提高患者的生活质量[]。
3.4输液设备专业化
根据医院不同科室的具体使用环境，需要选择合适的输液设备。例如在放射科，电磁干扰就
比较严重。输液系统的机器本身对外界的电磁干扰有相应的标准。一旦超过免疫标准，很容易导致输液精度不准确，甚至停机。例如，在磁共振成像的超强磁场环境下，严禁任何含铁或磁性物质接近扫描仪。此时，如果要注射麻醉，输液泵需要有良好的电磁兼容性。在心血管科，如冠心病监护室，是心血管危象患者的集中地。由于患者病情危重，血流动力学不稳定，经常需要使用多种血管活物。微输液设备的输液速度需要精确控制，输液流量的精度要求达到0.1ml/h，并具有脉冲补偿功能，使输液更柔和[]。由于需要长时间输液，PVC管道容易因频繁挤压而疲劳破裂或疲劳塌陷，因此最好具有管道疲劳报警功能。在妇产科使用时，催产素要求输液设备能够调速，精准控制。一旦发生产后失血性休克需要大量补液，输液设备需要迅速将药液注入人体，为产妇赢得宝贵的抢救时间。应用于紧急场合时，输液系统需要适合救护车使用，小巧便携，安全可靠，不受周围环境影响，功能齐全，流量范围宽，不需要提供交流电源。在高压环境下，如应用高压氧危重病人，由于高压腔特殊环境的安全要求，微型输液装置需要抗高压，在各种压力条件下都能保持输液精度，在输注腐蚀物时，对泵体的材质也有要求，应根据实际情况选择不同材质的输液设备，避免使用过程中发生意外。
结论
总之，输液监控系统的使用，不仅有利于进行科学管理，信息综合医院病房患者的输液和输血的实际使用要求的房间，和提高输血过程的安全性，减少医护人员的工作负担，从而实现网络的静脉注射液和聪明，有良好的市场需求和广阔的应用前景。
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