Name: 提高在社区医院静脉注射胰岛素政府 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-11T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 8 s
Description: 了解计算机化血糖管理系统（CGMS）如何通过数学建模和算法分析优化静脉胰岛素输注方案。该方法显著降低低血糖和高血糖发生率，提高目标血糖范围内时间占比，改善糖尿病患者临床管理效果。

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作者感谢Anne Gentry（药学博士）在本文手稿准备过程中提供的帮助，感谢Randy Wesnitzer（药学博士）在初始静脉注射（IV）胰岛素方案的数据收集与分析方面的贡献，以及Devy A. Lee（药学学士，CMPP）在稿件编辑和准备过程中提供的协助。

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选择该 EndoTool 系统是因为其先进的算法和易于使用。该程序已获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，有助于医疗机构符合《健康保险可携性和责任法案》（HIPAA）的要求。该系统可直接加载到医院的服务器和内网中，无需额外的硬件设备。
该软件采用数学建模方法，根据输入的患者特异性血糖浓度数据，计算出个性化的生理胰岛素给药曲线。静脉胰岛素剂量的基础是一种基于受控数学原理的复杂反馈机制。软件通过33种算法分析和解读患者既往的血糖读数——纳入最近的四次测量值——以计算出当时最适宜的静脉胰岛素剂量。每次输入新的血糖读数后，系统会调整该曲线，以最大限度减少血糖浓度的极端波动。在初始计算中，系统会考虑影响血糖浓度的各种因素，例如是否存在糖尿病或是否使用糖皮质激素。尽管连续血糖监测系统（CGMS）能够提供准确且及时的给药剂量与输注速率信息，但在床旁进行静脉胰岛素给药时，仍需依赖临床判断。该计算机辅助软件可为最终用户提供静脉胰岛素输注速率和碳水化合物摄入量的指导建议、新患者启动时的操作信息，以及在计算机系统中断期间（如服务器停机）的应对措施。
在实施CGMS后，医生们起初存在一些抵触情绪，直到他们感到能够理解并信任该软件。然而，当医务人员看到该系统使用简便、在控制血糖浓度方面效果显著，并且在临床需要时可以手动覆盖其建议后，抵触情绪逐渐减弱。总体而言，由于对纸质操作规程日益感到困扰，护理人员非常愿意实施CGMS。但最初，护士在接受CGMS推荐的较高胰岛素输注速率和推注剂量时存在一定的犹豫。有时，为了将患者血糖维持在目标范围内，该系统推荐的输注速率和推注剂量远高于纸质规程通常建议的水平。随着经验积累，护士已逐渐适应CGMS的建议，如今很少偏离系统推荐的输注速率或推注剂量。
住院患者良好血糖控制的重要性在文献中已有充分记载。这些研究表明，在住院期间有效控制血糖可降低发病率和死亡率。怀俄明医学中心从使用纸质静脉胰岛素方案转为计算机化血糖管理系统后，高血糖患者的血糖控制显著改善，符合当前指南要求，同时最大限度地降低了低血糖风险。尽管医疗专业人员普遍了解良好血糖控制的益处，但实施此类策略仍需周密规划（表2）。尽管对纸质方案进行了多次修订，但在实现正常血糖水平的同时最小化低血糖发生率方面的效果仍不理想。总体而言，计算机化血糖管理系统（CGMS）实现了更快、更精确的血糖控制，在超过75%的血糖读数中达到了目标浓度。在给予静脉胰岛素时，临床医生通常会自然担忧低血糖的发生。然而，使用CGMS时低血糖的发生率远低于1%。

改善社区医院中的静脉胰岛素给药

Improving IV Insulin Administration in a Community Hospital

糖尿病是住院患者发病率和死亡率升高的主要独立危险因素，即使在非糖尿病患者中，血糖浓度升高也预示着不良预后。1-4 美国内分泌学会（AACE）和美国糖尿病协会（ADA）于2008年发布的共识声明指出：“无论病因如何，住院患者的高血糖明确与不良结局相关。”5 必须认识到，高血糖可发生在已知或未确诊糖尿病的患者中，也可发生在既往糖耐量正常者因急性疾病而引发的情况下。
“重症监护中正常血糖评估——使用葡萄糖算法调节生存率”（Normoglycemia in Intensive Care Evaluation-Survival Using Glucose Algorithm Regulation，NICE-SUGAR）研究纳入了六千多名成年重症监护病房（ICU）患者，这些患者被随机分配至强化血糖控制组或常规血糖控制组。6 令人意外的是，该试验发现强化血糖控制使死亡风险增加了14%（比值比，1.14；p=0.02）。此外，与常规控制组相比，强化控制组中严重低血糖的发生率更高（分别为6.8% vs. 0.5%；p&lt;0.001）。基于这项关键性试验及其他两项研究7,8，怀俄明医学中心（WMC）认识到，在住院患者中控制高血糖的同时，避免由此引发的低血糖所带来的负面影响至关重要。
尽管对静脉胰岛素纸质方案进行了多次修订，但对西奈山医院（WMC）使用该纸质方案的数据分析显示，其在实现正常血糖水平的同时尽量减少低血糖发生方面，效果仍不理想。因此，通过系统性的实施计划，患者血糖水平的监测从使用纸质静脉胰岛素方案转变为采用计算机化血糖管理系统。通过比较使用纸质方案与计算机化系统期间的血糖水平数据发现，总体而言，计算机化血糖管理系统相较于传统的纸质方案，能够实现更快速且更精确的血糖控制。具体而言，在实施计算机化血糖管理系统后的前五个月内，患者血糖水平处于目标浓度范围内的时长显著增加，同时严重低血糖（血糖 &lt; 40 mg/dL）、临床低血糖（血糖 &lt; 70 mg/dL）以及高血糖（血糖 &gt; 180 mg/dL）的发生率均明显下降。该计算机化系统在超过75%的血糖读数中实现了目标浓度，同时最大限度地降低了低血糖风险。使用计算机化血糖管理系统期间，低血糖（血糖 &lt; 70 mg/dL）的发生率远低于1%。

与之前的纸质方案相比，采用计算机化葡萄糖管理系统可显著增加血糖浓度测量值处于目标范围内的比例。使用计算机化葡萄糖管理系统监测血糖水平，还可观察到严重低血糖（&lt;40 mg/dL）、临床低血糖（&lt;70 mg/dL）以及高血糖（&gt;180 mg/dL）的发生率下降。

糖尿病是住院患者发病率和死亡率升高的主要独立危险因素，血糖升高……

怀俄明医学中心全院范围内的静脉胰岛素方案曾取得不理想的效果，包括不可接受的错误率以及低血糖和高血糖的发生率。因此，该方案先后进行了两次修订。然而，每次修订后，低血糖和高血糖的发生率以及用药错误仍处于不理想水平。因此，决定采用计算机葡萄糖监测系统（CGMS），以改进静脉胰岛素纸质方案的不足之处。实施CGMS后，接受静脉胰岛素输注的患者低血糖、高血糖的发生率显著降低，血糖值处于目标范围内的监测结果比例增加。最终可获得理想的结果。与静脉胰岛素纸质方案相比，实施A-C-G-M-S可降低临床低血糖、严重低血糖和高血糖的发生率，并提高血糖目标范围内的达标时间。计算机化葡萄糖监测系统相较于静脉胰岛素纸质方案的主要优势在于其更易于使用，且在血糖管理方面更为有效。使用计算机化血糖监测系统时，低血糖和高血糖的发生更少，血糖处于目标范围内的时间也更长。怀俄明州医学中心最初全院范围使用的静脉胰岛素纸质方案，是参照范登堡研究的初始方案制定的。然而，我们并未获得预期的结果，因此随后根据趋势对该方案进行了修订；即使经过第二次修订，我们仍未达到预期效果。决定采用计算机化葡萄糖管理系统，以弥补静脉胰岛素纸质方案的不足。接下来，让我们开始了解如何使用该计算机化葡萄糖管理系统（CGMS）。在使用计算机化葡萄糖监测系统之前，必须执行若干关键步骤。必须基于CGMS模板制定针对高血糖和糖尿病酮症酸中毒的一套医嘱。必须确定两个血糖目标范围，第三步是将药房和内分泌科预先打印的医嘱上传至医院内网。启动程序后，点击“查找新患者”链接，然后在弹出的“查找新患者”窗口中找到目标患者。点击后，在账户号码窗口中输入账户号码，然后输入用户ID和密码进行登录。点击搜索后，新患者的信息将显示出来，从而可以选择该患者。该软件采用数学建模方法，根据输入的患者个体血糖浓度，计算出针对该患者的生理胰岛素剂量曲线。该程序使用 33 种算法，分析并解读患者之前的葡萄糖读数，纳入最近的四次读数。因此，在点击“确定”以添加患者后，请在人口统计信息界面的相应输入框中填写患者的临床信息，例如糖尿病状态、等待时间及肌酐水平，以及过去 24 小时内是否接受过口服或静脉注射类固醇治疗，因为这些数据会影响血糖水平，因而会纳入系统初始计算的考量范围。输入临床数据后，点击“保存并继续”，进入初始患者记录界面，然后输入患者的初始血糖读数。随后将弹出一个对话框，要求确认输入的血糖值，请再次输入血糖水平并点击“确定”。现在请检查绿色确认弹窗屏幕中的所有患者信息是否正确，然后点击“确定”。接下来，当输入后续血糖读数时，将出现一个黄色计算屏幕，提示是否需要给予胰岛素推注、输注速率应设定为多少，以及下次血糖检测的时间。Endo Tool 会要求确认建议的胰岛素剂量是否已实际给予，并询问是否额外给予了可能影响患者血糖读数的热量。单击后，如有必要，在绿色确认屏幕中调整胰岛素剂量和卡路里信息。确认后，将显示黄色计算屏幕，如有需要，会显示胰岛素推注量、胰岛素输注速率以及下次检测时间信息。单击完成。在早期检查葡萄糖时，内分泌工具将要求确认请求，以确保患者未被错误选择。如果已选择正确的患者，请点击“确定”。如果输入了意外的葡萄糖值，或在某些情况下缺少预期信息，将弹出临床警示窗口。在查看警告信息后，点击“继续”以对患者信息进行必要的修改。点击“血糖记录”标签，可查看每位患者的血糖值、胰岛素推注剂量、胰岛素输注速率、检测间隔时间以及录入这些数据的护士姓名。当患者需要离开当前病区前往无法使用 endo tool 的区域时，点击主屏幕左侧上方栏目框中的“打印患者报告/链接”，选择“在无 endo tool 情况下临时使用的静脉胰岛素输注医嘱”框，然后点击“确定”，以显示在患者返回前调整静脉胰岛素输注速率的建议，待患者返回后可重新接入 endo tool 系统。然后单击左上角的打印机图标进行打印。最后，当患者准备从 Endo 工具转换为皮下胰岛素时，Endo 工具将提供前 24 小时的过渡剂量建议。这些过渡医嘱也可通过“打印患者报告/医嘱”链接获取。选择固定的胰岛素医嘱选项，然后选择适当的过渡医嘱。怀俄明医学中心最初开发的纸质静脉胰岛素方案要求对重症监护病房（ICU）患者实施严格的血糖控制，目标范围为 80 至 110 毫克/分升，对非 ICU 患者实施较宽松的血糖控制，目标范围为 95 至 120 毫克/分升。在对该纸质方案进行首次修订后，三分之一的血糖检测结果高于 180 毫克/分升，仅有 2.5% 低于 80 毫克/分升，0.3% 低于 60 毫克/分升。由于工作人员出现的错误数量过多，全院范围内的静脉胰岛素纸质方案已进行了两次修改。最终确定，使用原始纸质方案与血糖值低于或等于94毫克/分升的发生率为16.5%、低于70毫克/分升的发生率为4.2%相关。尤其令人担忧的是，85%的低血糖事件（即血糖值低于70毫克/分升）并非由方案本身引起，而是由于在使用纸质方案时出现操作错误所致。进一步调查揭示了这些错误的多种原因。例如，在方案要求进行操作时，未给予胰岛素冲击剂量或未调整胰岛素输注速率，占所有错误的55%。研究还分析了工作人员偏离修订后方案的发生频率。共有 317 次方案偏离，其中仅有 7% 具有临床合理性，这意味着在该方案执行过程中，平均每三小时就发生一次无临床合理性的方案偏离。即使在第二次修订之后，使用纸质方案时，血糖低于 60 毫克/分升（mg/dL）的低血糖和血糖高于 180 毫克/分升（mg/dL）的高血糖发生率仍然很高，分别为 4.7% 和 26.3%，令人担忧。然而，第二次修订后，无临床依据的方案偏离率仍然很高，达到83.5%，这意味着每四小时就会发生一次无临床依据的方案偏离。通过修订方案以明确澄清模糊之处，反而增加了方案的复杂性，导致护理人员难以正确使用。相反，在血糖目标浓度范围内的持续时间显著增加，同时严重低血糖的发生率有所下降，严重低血糖定义为血糖读数低于40毫克/分升。在使用连续血糖监测系统（CGMS）的前五个月中，观察到临床低血糖（血糖低于70毫克/分升）和高血糖（血糖高于180毫克/分升）的发生情况。通过分析不同给药方案下实际达到的血糖浓度，得到了一些有趣的结果：与CGMS方案相比，初始纸质方案（包括两次修订后的版本）导致血糖低于60或70毫克/分升的低血糖发生率显著更高。此外，尽管该系统旨在根据个体患者的需求定制静脉胰岛素给药方案，但与纸质方案相比，CGMS方案在治疗期间将血糖浓度维持在目标范围内的比例明显更长。在实施CGMS后，医生们最初存在一些抵触情绪，直到他们认为能够理解并信任该软件。有时，该系统推荐的输注速率和推注剂量远高于纸质方案通常推荐的水平，以使患者维持在目标范围内。此后，医护人员已逐渐对CGMS的推荐感到放心，极少偏离建议的输注速率或推注剂量。特别是，当医务人员看到该系统在使用上的便捷性以及在控制血糖浓度方面的有效性后，其抵触情绪明显减弱，从而在新的计算机血糖管理系统下实现了更严格的血糖控制，并使超过75%的血糖检测结果达到了目标浓度。在实施计算机化血糖管理系统后，接受静脉胰岛素输注的患者低血糖和高血糖的发生率显著降低，血糖检测值处于目标范围内的比例也明显提高。

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