智慧病房建設(shè)的國內(nèi)外研究進(jìn)展

李雨霏，王萍，侯黎莉,2b

1. 上海交通大學(xué) 護(hù)理學(xué)院，上海 200025；2. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院 a. 普外科；b. 護(hù)理部，上海 200011

引言

近年來，隨著5G 通信技術(shù)的飛速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，醫(yī)療領(lǐng)域的數(shù)字化與智能化程度也隨之不斷加深。2021 年，工業(yè)和信息化部、中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公室等八部委聯(lián)合印發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃（2021-2023 年）》的通知，文件中指出，在公共衛(wèi)生方面，政府鼓勵醫(yī)療機(jī)構(gòu)結(jié)合重大疫情防控救治、智慧病房、遠(yuǎn)程會診等需求，積極推進(jìn)遠(yuǎn)程醫(yī)療通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施升級[1]。所謂智慧病房，是智慧醫(yī)療的一個細(xì)分的領(lǐng)域，指圍繞醫(yī)院患者住院環(huán)節(jié)，利用互聯(lián)網(wǎng)、AI、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及智能硬件設(shè)備，對傳統(tǒng)病房進(jìn)行智能化改造，實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的高效采集和使用，幫助優(yōu)化護(hù)理流程，提升護(hù)理質(zhì)量，提高患者住院體驗，真正實現(xiàn)“以患者安全為中心”的智慧醫(yī)療服務(wù)[2-4]。目前，智慧病房建設(shè)尚在起步階段，因此本研究將對國內(nèi)外智慧病房的設(shè)備功能、現(xiàn)階段臨床應(yīng)用情況以及存在的問題進(jìn)行綜述，旨在為未來智慧病房的建設(shè)及推行提供一定的參考。

1 國外智慧病房建設(shè)的研究進(jìn)展

1.1 國外智慧病房的設(shè)備功能

經(jīng)查閱，國外現(xiàn)未有關(guān)于系統(tǒng)化構(gòu)建智慧病房的相關(guān)研究，現(xiàn)有研究主要是對醫(yī)院整體進(jìn)行智慧化改造，其中包含了對病房功能的改進(jìn)，以及一些智慧化醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計及應(yīng)用。在病房功能改進(jìn)和優(yōu)化護(hù)理流程中，國外使用了一系列智能醫(yī)療設(shè)備，包括智能輸液泵、智能床旁基站系統(tǒng)、可穿戴式無線生命體征監(jiān)測系統(tǒng)、Echo 智能音箱、紅外傳感自動監(jiān)控系統(tǒng)等。

1.1.1 輸液安全管理

“智能泵”一詞最早是由安全藥物實踐研究所提出的[5]，又稱智能輸液泵或智能輸液設(shè)備，用于防止用藥錯誤。它依托醫(yī)院建立的藥物數(shù)據(jù)庫，對特定藥物的藥物類型、強(qiáng)度和劑量限制預(yù)先定義參數(shù)，以便于在護(hù)士進(jìn)行輸液治療時進(jìn)行錯誤攔截，例如，錯誤的輸注速率和使用劑量及與泵相關(guān)的設(shè)置錯誤。智能輸液泵在國外已經(jīng)得到了較早地普及和使用，尤其是在美國已經(jīng)基本實現(xiàn)了在全國范圍內(nèi)使用[6]。

1.1.2 智能化醫(yī)療服務(wù)

智能床旁終端（Smart Bedside Station，SBS），是指安裝在病床旁供患者使用的智能屏幕，可為患者提供更多樣化、便捷化的服務(wù)內(nèi)容，進(jìn)而提高醫(yī)院醫(yī)療保健的服務(wù)質(zhì)量和患者的診療體驗。在Yoo 等[7]的研究中根據(jù)患者體驗開發(fā)了SBS 系統(tǒng)，可提供床旁出入院辦理、床旁呼叫、醫(yī)療安排查詢、查房提醒、醫(yī)療圖表、特色醫(yī)療保健內(nèi)容和交流社區(qū)共七項服務(wù)內(nèi)容。

1.1.3 生命體征采集

持續(xù)性監(jiān)測患者的生命體征常用于ICU、手術(shù)室、麻醉恢復(fù)室等醫(yī)療環(huán)境中，可幫助早期識別病情惡化指征，以便于醫(yī)護(hù)人員盡早采取相應(yīng)的醫(yī)療處理。然而由于醫(yī)療成本、患者活動需求、病情限制等因素，在普通病房中多采用間歇性的生命體征監(jiān)測，這既不能有效、及時識別患者病情變化趨勢，也增加了醫(yī)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)，故借助無線便攜可穿戴設(shè)備來實現(xiàn)連續(xù)性生命體征監(jiān)測成為國內(nèi)外醫(yī)療領(lǐng)域的研究熱點。

1.1.4 病房安全管理

為預(yù)防老年人在住院期間發(fā)生跌倒墜床等不良事件，Banerjee 等[8]開發(fā)了一種基于被動紅外傳感器的自動監(jiān)控系統(tǒng)，通過在醫(yī)院病房中安裝若干紅外傳感器來全天監(jiān)測老年患者的運動行為，該研究共檢測到了散步、如廁、洗澡、醫(yī)護(hù)訪問等24 種行為，可有效對老人日常活動行為進(jìn)行檢測和分析，在患者出現(xiàn)異常行動時及時告知醫(yī)護(hù)人員。

1.2 國外智慧病房的應(yīng)用情況

在美國學(xué)者Ohashi 等[6]的一項有關(guān)智能泵降低錯誤率的系統(tǒng)綜述中，發(fā)現(xiàn)智能泵可在靜脈用藥時進(jìn)行錯誤攔截，同時也可降低藥物不良事件發(fā)生率，改善了護(hù)理實踐和成本效益。墨西哥學(xué)者 Ibarra-Pérez 等[9]對當(dāng)?shù)蒯t(yī)院成人ICU進(jìn)行了為期2 年的回顧性研究，對智能泵實施后的影響進(jìn)行了評價，結(jié)果顯示在研究期間智能輸液泵共攔截了166次重大給藥錯誤，有效地避免了嚴(yán)重的輸液錯誤，并顯著減少了與給藥相關(guān)的藥物不良事件。

Ryu 等[10]則對SBS 系統(tǒng)的應(yīng)用情況和滿意度進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果顯示SBS 系統(tǒng)提高了患者的就醫(yī)滿意度，在SBS提供的個性化服務(wù)內(nèi)容中，最常使用的功能是個人健康信息查詢，如實驗室檢查結(jié)果、每日用藥與費用清單、餐飲情況等，其次是信息支持，如提供醫(yī)院指南和健康信息，生活便捷訂購服務(wù)，如點餐、更換床單等。

Patel 等[11]對9 種用于不同部位不同類型的可穿戴設(shè)備進(jìn)行評價，它們可以監(jiān)測患者心率、睡眠、呼吸、血氧飽和度、皮溫、血壓和跌倒風(fēng)險等，其中心率和睡眠是有最多證據(jù)證明可用于住院監(jiān)測的參數(shù)。Leenen 等[12]也對27 項研究中涉及的13 種無線穿戴設(shè)備進(jìn)行評估，但結(jié)果顯示其使用效果比測量生命體征的標(biāo)準(zhǔn)工具差，且所有研究均未報告成本結(jié)局，文獻(xiàn)評價納入的研究質(zhì)量也偏低。目前可穿戴無線連續(xù)監(jiān)測設(shè)備大多處于臨床驗證和可行性測試階段，使用效果、監(jiān)測精確度及成本效益等都有待進(jìn)一步研究以確定它們是否能改善患者健康結(jié)局。

2 國內(nèi)智慧病房建設(shè)的研究進(jìn)展

2.1 國內(nèi)智慧病房的設(shè)備功能

2.1.1 生命體征監(jiān)測

憑借5G 通信高傳輸、低延遲、大連接的優(yōu)勢，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實現(xiàn)通過各類傳感器技術(shù)與設(shè)備對患者的生命體征進(jìn)行實時采集與連續(xù)監(jiān)測。體溫傳感器[13]可實時獲取患者體溫及變化趨勢，加強(qiáng)了發(fā)熱患者的體溫全程監(jiān)測，也減輕了醫(yī)護(hù)人員多次、反復(fù)的低成本勞動。智能床墊[14]則是將具有力敏、振動、溫度等參數(shù)的傳感器安裝在智能床墊上，以實時采集患者的心跳、呼吸、翻身次數(shù)和離床信息，對于離開床位時間較長的患者發(fā)出預(yù)警，也可用于對有跌倒墜床或有壓瘡風(fēng)險的患者進(jìn)行實時監(jiān)控，以保障患者住院期間的基本安全。智能睡眠監(jiān)測儀[15]則可以在患者睡眠期間監(jiān)測患者的血氧飽和度、呼吸、口鼻通氣量、深度睡眠時間等參數(shù)，以實現(xiàn)院內(nèi)患者全天連續(xù)生命體征的監(jiān)測，尤其對有心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病的患者有重要的應(yīng)用意義。此外，智能血糖儀、智能血壓儀、無線指脈氧等儀器都可通過5G 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)無線實時數(shù)據(jù)采集。

2.1.2 個人信息識別

在患者安全管理中，信息識別與核對是非常重要的步驟，如出現(xiàn)核對差錯很可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的護(hù)理不良事件，給患者帶來極大的危害。故在智慧化醫(yī)療的建設(shè)中，電子床頭卡的使用替代了傳統(tǒng)的紙質(zhì)版床頭卡。電子床頭卡可顯示患者的床號、姓名、性別、年齡、過敏史、風(fēng)險標(biāo)識、住院二維碼等信息，醫(yī)護(hù)端可進(jìn)行更新和修改，以減少傳統(tǒng)紙質(zhì)床頭卡更換錯誤或更換延遲等情況導(dǎo)致的患者個人信息核對差錯[16]。智慧門禁也可用于個人信息識別，醫(yī)護(hù)人員或患者及其家屬在信息納入系統(tǒng)后都可在人臉識別加測溫正常后經(jīng)不同通道進(jìn)入病區(qū)，進(jìn)一步加強(qiáng)了病區(qū)人員的安全管理[17]。人臉識別技術(shù)運用于精神?？撇》炕颊吖芾碇型瑯尤〉昧艘欢ǖ某尚В颊叩奶优苈?、不良事件發(fā)生率、病區(qū)入口值守人工成本等指標(biāo)均有所下降[18]。

2.1.3 院內(nèi)實時定位

患者在住院期間，由于對醫(yī)院環(huán)境不熟悉、年齡較大或疾病導(dǎo)致的認(rèn)知或定位障礙，都可能會發(fā)生院內(nèi)走失，而智慧手環(huán)具有GPS 定位和一鍵呼叫功能，患者可以實時定位，在遇到困難或疑問時可通過手環(huán)向醫(yī)護(hù)人員求助[17]。同時，隨著智慧醫(yī)院的不斷發(fā)展，越來越多的智能機(jī)器人投入院內(nèi)使用，也可提供醫(yī)院內(nèi)地圖指引和導(dǎo)診服務(wù)[19]。

2.1.4 無線輸液監(jiān)控

輸液監(jiān)控在我國臨床上的應(yīng)用較為廣泛，5G 技術(shù)的助力使得無線輸液監(jiān)控更加精確、數(shù)據(jù)同步更加快速、病區(qū)覆蓋范圍更大，護(hù)士可以通過護(hù)士站中心智能大屏了解患者的藥物輸注信息，如管道是否通暢、總輸液量、滴速、預(yù)計輸液時長等信息，在即將輸注完畢或出現(xiàn)管道堵塞時進(jìn)行提示和報警[20]。

2.1.5 集中與移動醫(yī)療

護(hù)士站中心智慧大屏可提供病區(qū)所有患者的基本信息，護(hù)士可通過其了解今日患者出入院信息、需進(jìn)行的護(hù)理操作，也可通過智慧大屏進(jìn)行交班與展示，極大地簡化了傳統(tǒng)紙質(zhì)版的交班流程，也進(jìn)一步實現(xiàn)了無紙化辦公[21]。而智慧病房中的移動醫(yī)療則體現(xiàn)在移動護(hù)理和移動查房功能的實現(xiàn)，護(hù)士通過移動護(hù)理車及移動手持智能終端等移動護(hù)理工作站設(shè)備來進(jìn)行日常操作的執(zhí)行和記錄，減少了往返于病房與護(hù)士站的體力消耗，更便于實時書寫護(hù)理文書，進(jìn)一步提高了護(hù)理工作質(zhì)量及效率[22]。醫(yī)生則可以使用移動查房車、查房平板等智能終端設(shè)備，在查房時隨時調(diào)閱患者的個人信息、檢查圖像、生化指標(biāo)、病歷資料等，提供了極大的便利。

2.1.6 娛樂生活服務(wù)

智慧病房在構(gòu)建中，除了關(guān)注患者的健康狀況，滿足患者的生理健康需求以外，還應(yīng)關(guān)注患者的心理社會需求。對此，智慧病房引進(jìn)了床旁交互系統(tǒng)[23]，該系統(tǒng)具有休閑娛樂、信息查詢、健康宣教、生活服務(wù)、云探視等功能，患者可通過床旁智慧屏看電影、玩游戲、訂購生活用品、查詢費用、觀看疾病的健康知識等，在疫情背景下，親友可下載APP 與患者通過床旁智慧屏進(jìn)行視頻云探視。

2.1.7 藥品物品管理

智慧病房在建設(shè)過程中使用了智能藥柜、智能物品存儲管理單元、智能搶救車等設(shè)備[24]，對物品、藥品進(jìn)行溯源管理。如在智能儲物管理單元中，對耗材進(jìn)行條碼式管理，在領(lǐng)取、存入、取出、使用環(huán)節(jié)中均需掃描條碼，患者的用品消耗費用可在掃碼后直接按價計費，最大程度保護(hù)醫(yī)院和患者雙方的利益[25]。智能藥柜在掃描藥物信息后自動更新藥物的存儲時間、有效期、數(shù)量等信息，在醫(yī)生開具醫(yī)囑后，可在智能藥柜屏上顯示，醫(yī)護(hù)人員在身份認(rèn)證通過后取用藥品，既加強(qiáng)了藥物使用管理，也可在緊急情況時第一時間獲取藥物資源，節(jié)省以往傳統(tǒng)人力取藥的時間和勞力[26]。

2.2 國內(nèi)智慧病房的應(yīng)用情況

隨著智慧醫(yī)院建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國多家醫(yī)院均積極開展了智慧病房的建設(shè)與應(yīng)用，也取得了一定的成效。在智慧病房建設(shè)相關(guān)文獻(xiàn)的檢索中，研究者多通過對比建設(shè)前后的患者滿意度、醫(yī)護(hù)人員滿意度、醫(yī)療質(zhì)量及醫(yī)療環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)等指標(biāo)進(jìn)行應(yīng)用情況的評價。

譚健等[27]的研究中表明，當(dāng)所在醫(yī)院建設(shè)智慧病房后，患者的滿意度從75%提升至91%，職工的滿意度也同比增長了10%；盧紅等[4]的研究結(jié)果顯示，相較于普通病房，智慧病房將患者滿意度從90.60%提升至99.50%，護(hù)士滿意度從80.80%升至94.50%；楊嘉麟等[25]的研究中，患者對智慧病房服務(wù)內(nèi)容的平均滿意度由89.30%提升至97.30%，說明智慧病房的服務(wù)內(nèi)容受到患者歡迎。但也有研究發(fā)現(xiàn)，該院智慧病房建設(shè)以來，醫(yī)護(hù)人員的滿意度相對較高，而患者滿意度相對較低，這可能與患者對新系統(tǒng)、診療新方式不熟悉有關(guān)[28]。

劉亞文[28]研究發(fā)現(xiàn)，在智慧病房實行后，病區(qū)輸液響鈴應(yīng)答時間從2～5 min 降至0 min，藥品核查盤點時間從20～30 min 降至0.5 min；此外，在其他研究數(shù)據(jù)中均顯示，智慧病房實行后，病區(qū)搶救成功次數(shù)、不良事件發(fā)生率、核對信息正確率、護(hù)理文書書寫時長、患者體征采集時間、住院患者好轉(zhuǎn)率、平均住院時間和費用等方面都較實行前明顯改善[4,17,27-28]。

3 存在的問題和展望

3.1 改善應(yīng)答設(shè)備報警

智慧設(shè)備在給醫(yī)患雙方提供便利的同時，也存在相應(yīng)的安全隱患。如智能輸液泵、監(jiān)護(hù)儀等儀器有報警功能，在提醒醫(yī)護(hù)人員警惕的同時，也不乏“狼來了”的現(xiàn)象，國內(nèi)外均有關(guān)于醫(yī)護(hù)報警疲勞的相關(guān)報道。過多的報警在造成醫(yī)護(hù)人員應(yīng)對疲勞的同時，也給患者心理、作息等方面帶來了負(fù)面影響[29]。因此，未來研究可多關(guān)注于如何在保證患者安全情況下更加智能化、動態(tài)化地設(shè)定報警閾值，如何促進(jìn)醫(yī)護(hù)及時應(yīng)答與處理智能設(shè)備報警，以及如何幫助識別有效報警和無效報警。

3.2 加強(qiáng)物聯(lián)設(shè)備管理

隨著智慧病房建設(shè)的不斷發(fā)展，病區(qū)內(nèi)智慧物聯(lián)設(shè)備的數(shù)量和種類也逐漸增多。因此，未來在病房物品、設(shè)備管理方面，也是醫(yī)護(hù)人員需要應(yīng)對的一大難關(guān)。目前病區(qū)內(nèi)常用的儀器如輸液泵、霧化器、血壓計、血糖儀等并未采用物聯(lián)技術(shù)，它們往往在患者做治療時被帶入病房，每日集中收回、清點、檢查和報修則仍依靠醫(yī)護(hù)人員耗費人力進(jìn)行。未來智慧病房建設(shè)中，可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物品、設(shè)備管理方面加強(qiáng)建設(shè)，如實現(xiàn)設(shè)備實時定位功能、增加病區(qū)電子圍欄、提供設(shè)備一鍵報修等功能，以便于病區(qū)資產(chǎn)清點與管理[30]。

3.3 積極構(gòu)建預(yù)警平臺

目前已研發(fā)有許多智能物聯(lián)設(shè)備，可實時采集患者生命體征等數(shù)據(jù)。未來在智慧病房建設(shè)時應(yīng)更好地利用智能物聯(lián)設(shè)備，在此基礎(chǔ)上積極構(gòu)建患者風(fēng)險預(yù)警平臺。借助大數(shù)據(jù)、物聯(lián)、云計算技術(shù)以實現(xiàn)自動提取、匯總患者各系統(tǒng)的有效數(shù)據(jù)指標(biāo)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理和智能評分，并依據(jù)評分結(jié)果形成患者目前的預(yù)警級別。對加強(qiáng)患者住院全周期健康、安全管理、早期識別危險指征以及對患者進(jìn)行實時、動態(tài)化的分級分類管理均具有重要意義。

4 小結(jié)

目前，國內(nèi)外智慧病房建設(shè)均處于探索和發(fā)展階段，但隨著我國政策支持力度的不斷加大和5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI等技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧病房必然是未來智慧醫(yī)療的發(fā)展所向，智慧病房的覆蓋范圍將不斷擴(kuò)大，可實現(xiàn)的功能也將不斷增多，為醫(yī)患雙方提供更大的便利以及更智能的全周期健康醫(yī)療服務(wù)。但同時我們也應(yīng)關(guān)注智慧病房建設(shè)過程中潛在的問題，以保證患者基本安全為前提，以滿足醫(yī)患雙方需求為導(dǎo)向，以提供更加智慧、便捷、惠及全民的醫(yī)療健康服務(wù)為最終目標(biāo)進(jìn)行建設(shè)。