劉亞文

江蘇省人民醫(yī)院 臨床醫(yī)學工程處，江蘇 南京 210029

引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的成熟以及個人健康檔案平臺的發(fā)展，智慧醫(yī)療基本實現(xiàn)患者與醫(yī)務人員、醫(yī)療機構、醫(yī)療設備之間的互動，逐步達到信息化[1]。智慧病房系統(tǒng)從起步到現(xiàn)在，專攻的三大方向分別是：智能健康設備、健康與醫(yī)療大數(shù)據(jù)服務和健康與醫(yī)療信息工程。向外延展又細分為五個模塊：個性化健康服務、移動醫(yī)療、醫(yī)藥管理、可穿戴健康設備和大數(shù)據(jù)健康管理。全球智慧醫(yī)療市場在移動醫(yī)療、智慧醫(yī)療、遠程醫(yī)療等新模式的帶動下，正處于穩(wěn)步發(fā)展階段。從2012年的1992億美元增長到2018年的近3000億美元。我國智慧醫(yī)療市場需求不斷增長，市場規(guī)模迅速擴大。截止2016年，我國智慧醫(yī)療投資規(guī)模將近500億元，預計到2020年，投資規(guī)模將擴大到1000億元。

但由于我國智慧醫(yī)療起步較晚，多數(shù)城市醫(yī)院的智慧病房還處于試點建設階段。智慧化程度不是很高，距離“以患者為中心”的醫(yī)療服務目標還有一定的距離[2]?，F(xiàn)如今臨床信息系統(tǒng)日趨完善，逐步為患者、臨床工作者提供改善用戶體驗的智慧病房應用已成為智慧醫(yī)療發(fā)展重中之重的一環(huán)[3-4]。智慧病房系統(tǒng)隨著國家的推廣，逐漸在國內各大醫(yī)院普及，其發(fā)展空間與發(fā)展前景都十分可觀[5]。

針對以上問題，我院從優(yōu)化診療流程入手，基于物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等高新技術，進行了智慧病房的建設。

1 我院智慧病房系統(tǒng)的建設

1.1 建設要求

近年來，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術與醫(yī)療相融合，醫(yī)院信息化建設進入新階段。根據(jù)國家衛(wèi)生健康委辦公廳關于印發(fā)《醫(yī)院智慧服務分級評估標準體系（試行）的通知》和國務院頒布的《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》，我院關于智慧病房建設工作重點涉及以下幾個方面。

（1）以電子病歷為核心推動醫(yī)院病房信息化建設。統(tǒng)一病案首頁的書寫規(guī)范、疾病分類編碼、手術操作編碼、醫(yī)學名詞術語，努力實現(xiàn)臨床數(shù)據(jù)規(guī)范化管理的“四統(tǒng)一”。

（2）進一步改善醫(yī)療服務。用信息化的手段解決病房診療流程中的“難點”“堵點”問題，推動互聯(lián)網(wǎng)智慧病房服務、遠程醫(yī)療服務、“互聯(lián)網(wǎng)+”護理服務。

（3）加強醫(yī)院智慧病房建設。建立醫(yī)院智慧病房評估標準體系，推動醫(yī)院智能化、信息化手段，提高醫(yī)療質量和效率，提升精細化、信息化管理水平。

（4）應用信息化手段加強病房診療流程管理。將醫(yī)療流程以系統(tǒng)模塊的形式整合，實現(xiàn)加強事中事后監(jiān)管的目的，提高醫(yī)療管理的信息化程度。

1.2 建設方案

1.2.1 系統(tǒng)安裝前的咨詢與溝通

智慧病房系統(tǒng)在制定建設方案的過程中，需醫(yī)院、廠方、施工單位三方溝通配合，包括設備安裝點的勘察、配套設施的布局、施工可行性論證、網(wǎng)絡的連通和醫(yī)院網(wǎng)絡的銜接等。

1.2.2 環(huán)境準備

（1）硬件環(huán)境準備。需2～3臺服務器，主要負責智慧病房業(yè)務規(guī)則的處理，視具體情況決定；處理器選擇Intel Xeon E5-2637或更高版本，內存需32 G以上。硬盤500 G或更高，這里面不包括數(shù)據(jù)庫的存儲空間。

（2）軟件環(huán)境準備。操作系統(tǒng)為CentOS 7或更高版本加上Windows server2008R2；數(shù)據(jù)庫選用Oracle 11g，提供了高性能、伸展性、可用性和安全性的數(shù)據(jù)環(huán)境，能更方便地在低成本服務器和存儲設備組成的網(wǎng)格上運行；另外，瀏覽器選用Chrome55.0版本或更高，用于客戶端安裝。

（3）網(wǎng)絡環(huán)境準備。需要在醫(yī)院內網(wǎng)上給服務器分配固定的IP。無線路由器和藍橋的鋪設，做好設備橋接中繼工作。

1.2.3 智慧病房系統(tǒng)的初始化以及試運行

將系統(tǒng)所用的配置信息、用于記錄相關數(shù)據(jù)的電子表以及診療流程所需的管理監(jiān)護軟件導入到數(shù)據(jù)庫。運行測試硬件環(huán)境、軟件環(huán)境、網(wǎng)絡環(huán)境的穩(wěn)定性和業(yè)務數(shù)據(jù)的準確性等。

1.2.4 智慧病房系統(tǒng)的培訓

培訓對象為維護人員和護理人員，目的是使維護人員能進行日常的系統(tǒng)維護保養(yǎng)以及一般故障的處理，讓護理人員能熟練操作應用系統(tǒng)。

1.3 智慧病房系統(tǒng)結構

1.3.1 系統(tǒng)的整體邏輯架構

智慧病房系統(tǒng)的整體邏輯框架如圖1所示，系統(tǒng)根據(jù)軟硬件設施架構設計分為用戶層、應用層、基礎服務支撐層、數(shù)據(jù)層以及數(shù)據(jù)采集層五個部分。以建設具有智慧管理與服務功能的智慧病房為目標，努力突出“主動感知”和“智能調控”雙向聯(lián)動智慧理念[6]。系統(tǒng)從醫(yī)院醫(yī)療系統(tǒng)抓取診療信息并解析顯示，確保醫(yī)護人員快速、精準獲取患者診療信息；通過傳感器實現(xiàn)患者體征數(shù)據(jù)自動采集錄入等功能[7-8]。

1.3.2 系統(tǒng)的核心功能模塊

1.3.2.1 智能電子床頭卡系統(tǒng)

電子床頭卡系統(tǒng)將病患照護終端和床邊娛樂終端整合，提供多媒體娛樂與通訊選擇。以前病床床頭掛著手寫的病人信息卡，并配備呼叫鈴，床尾掛著病人的病人信息和體檢信息，床位布置雜亂無序；且手工填寫存在漏填、手誤的風險，或者存在病人提供信息不準確的問題，如藥物過敏等；醫(yī)囑更改時不能及時更改床頭信息，對于周轉快或者轉科的病人，床頭卡信息更換頻繁，加重了醫(yī)生護士的負擔。如圖2的系統(tǒng)結構所示，電子床頭卡系統(tǒng)與醫(yī)院的HIS和RIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，在護士站的后臺管理平臺上直接填寫或修改所需顯示信息，并在床頭卡終端顯示，方便快捷。同時還提供呼叫對話功能和播放背景音樂服務。此外，系統(tǒng)內還新增信息查詢、點餐和支付功能。不僅能優(yōu)化住院患者管理的工作流程，減少醫(yī)院服務過程中的醫(yī)療失誤，還能改善患者住院體驗。

圖1 智慧病房系統(tǒng)的邏輯架構

圖2 智能電子床頭卡系統(tǒng)架構圖

1.3.2.2 智能監(jiān)護系統(tǒng)

監(jiān)護系統(tǒng)是幾大服務模塊里面最先起步也是發(fā)展比較完善的系統(tǒng)，從監(jiān)護儀到可穿戴的醫(yī)療設備，另外，患者生命體征信息的采集、傳輸顯示以及危險警報都逐步發(fā)展成熟。智慧監(jiān)護系統(tǒng)在此基礎上提出了更優(yōu)化的方案。這一套監(jiān)護系統(tǒng)可以在不用接觸患者身體的情況下，通過放置在床墊下的高靈敏度傳感器，以非拘束的狀態(tài)精確測量和傳輸患者的心率、呼吸頻率和離床、翻身狀態(tài)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)離床、壓瘡風險預警，并可有效預警睡眠呼吸暫停猝死。應用低功耗芯片技術和傳感器技術，柔性無線生物電極以其輕薄透氣、舒適、柔軟、可水洗和循環(huán)使用的優(yōu)勢在智能監(jiān)護系統(tǒng)中占據(jù)主流。這些采集后的生命體征信息以無線方式傳輸?shù)焦ぷ髡颈O(jiān)測平臺或個人掌機終端，實現(xiàn)實時監(jiān)護。

1.3.2.3 全閉環(huán)智能輸注系統(tǒng)

注射泵和輸液泵在很大程度上減少護士輸注工作的負擔，并且以更精準的控速控量為病人提供輸注服務。全閉環(huán)智能輸液系統(tǒng)是采用以無線物聯(lián)網(wǎng)為基礎的全閉環(huán)輸注方案，以泵組的形式將輸液泵和注射泵按需求統(tǒng)一整合，通過無線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶o理后臺，可以精準監(jiān)測輸液的剩余液量和滴速。護士可以通過屏幕、電腦或者隨身終端查看輸液變化情況，保障了輸液安全，提高了護士的工作效率。還可根據(jù)實際輸注要求遠程更改輸注參數(shù)，做到輸注的實時性。

1.3.2.4 移動護理工作站

護理工作特點之一就是移動性大，大量工作在病床旁完成。由于信息采集、記錄一般都整合在護士站，存在信息點固定的局限性，效率低且采集、記錄需要重復勞動。護理過程的“三查七對”需人工判斷，存在一定的安全隱患。為了進一步保障醫(yī)療護理的安全，提高護理工作效率，移動護理工作站與醫(yī)院信息管理系統(tǒng)、護理病歷進行無縫鏈接，做到了將護士工作站延伸到病人床旁，實現(xiàn)了病人身份的智能識別、體征數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集，自動生成體溫單、醫(yī)囑執(zhí)行過程的全程跟蹤等功能，保證護理質量，提高護士工作效率（圖3）。

圖3 移動護理工作站的架構及其功能

1.3.2.5 病區(qū)智能藥品管理系統(tǒng)

現(xiàn)階段科室基數(shù)病區(qū)藥品和急救藥品管理仍停留在人工（人工查驗法）進行檢查、核對、登記的水平，護士的工作量較大、差錯率較高成為護理管理的一大難題[9]。智能管理系統(tǒng)以促進醫(yī)院病區(qū)藥品智能化管理模式為目標，結合軟硬件交互控制、傳感通訊及數(shù)據(jù)整合技術，確保藥品管理安全、高效、合理的基礎上，為病房提供智能、高效，易用的使用功能。通過與HIS系統(tǒng)集成，采用電子醫(yī)囑、傳感技術，使藥品取用的準確性大大提高，并釋放人員力量，使醫(yī)護人員可以獨立快速獲取相應藥品，有效促進臨床用藥安全水平的提升。智能管理系統(tǒng)通過醫(yī)囑審核，藥品庫存管理，數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能，提升臨床用藥可及性、及時性和規(guī)范性，增強病房藥品管理的效率與效益。

1.3.2.6 設備動態(tài)物聯(lián)管理系統(tǒng)

病房各種醫(yī)療設備隨著醫(yī)院的發(fā)展逐漸增多，這些設備在減輕醫(yī)護人員工作負擔的同時，也增加了設備管理的復雜程度。有些設備由于使用管理不當，未到使用年限就已經(jīng)提前走向報廢流程，或對于設備正在使用或已經(jīng)送修狀態(tài)不明的點檢效率低下。設備動態(tài)物聯(lián)管理系統(tǒng)以人為主導，利用計算機硬件、軟件和網(wǎng)絡通信設備進行信息的收集、傳輸、存儲、更新和維護，以優(yōu)化管理、提高效率為目的，使設備處于全天候的“監(jiān)護”狀態(tài)。設備動態(tài)物聯(lián)管理系統(tǒng)的架構及其功能模塊，如圖4所示。

圖4 設備動態(tài)物聯(lián)管理系統(tǒng)的架構及其功能模塊

2 結果和分析

2019年5月中旬，我院開始智慧病房系統(tǒng)的試點運行。其中智能電子床頭卡系統(tǒng)、全閉環(huán)智能輸液系統(tǒng)、移動護理工作站和病區(qū)智能藥品管理系統(tǒng)正式運行。

針對運行的部分，在有限的條件下做了初期調研。此次調研，以問卷調查的形式為主。問卷針對兩類智慧病房系統(tǒng)的直接相關者分別進行，包括醫(yī)護人員和患者。為了不影響正常診療流程，問卷采用勾選的簡潔方式，1 min內即可完成。

對于醫(yī)護人員來說，主要訴求是環(huán)境舒適度、病房秩序和醫(yī)療安全；對于患者來說，是環(huán)境舒適度、病房醫(yī)療服務的響應速度和便利程度。由圖5能發(fā)現(xiàn)醫(yī)護人員的滿意度相對較高，相比普通病房的管理模式，智慧病房系統(tǒng)確實提升了醫(yī)護工作人員的效率和體驗?；颊邼M意度相對較低，這因為患者住院治療是一個完整的過程，部分上線的系統(tǒng)會影響患者對病房診療整體的觀感。另外，智慧病房系統(tǒng)運行后，診療效率和安全性的提升是顯著的（表1）。

3 討論

智慧病房是信息技術與生命科學的結合物，體現(xiàn)了人工智能與現(xiàn)代醫(yī)學的共同發(fā)展。診療信息數(shù)據(jù)的掌握和分享是“智慧醫(yī)療”模式發(fā)展的重要前提及技術保證[10]，能幫助醫(yī)護人員實現(xiàn)對人、物、事的智能化管理，使整體醫(yī)療質量有著更為顯著的提升。我院以智能化的方式管理病房醫(yī)療需求，致力為公眾帶來更為便捷安全的醫(yī)療服務。智慧病房建設處于逐步嘗試和發(fā)展的過程中，前進性和曲折性相統(tǒng)一[11]。目前在建設中存在的問題有以下幾點。

圖5 醫(yī)患滿意度

表1 智慧病房系統(tǒng)上線前后對比

（1）智慧病房配置的合理性。智慧醫(yī)療建設的目的是為了促進醫(yī)療資源的優(yōu)化配置，提升醫(yī)院管理水平和方法[12]。只重視硬件建設而忽略其本質的行為，從長遠角度考慮，對智慧病房的發(fā)展是有妨礙作用的。

（2）智慧病房網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全。智慧病房系統(tǒng)和醫(yī)院的內網(wǎng)信息系統(tǒng)并列共通。如何保證人們在享受醫(yī)療健康服務的同時，保證相關者自身隱私安全，是政府法律需要跟進的問題，也是技術上亟待解決的問題[13]。

（3） 醫(yī)療信息資源的共享。由于行業(yè)、區(qū)域、技術等限制，信息的共享范圍較小，信息的深度對接較難實現(xiàn)[14]。各醫(yī)療設備公司另開發(fā)自己的軟件系統(tǒng)，各數(shù)據(jù)庫之間的共享亦存在較多問題[15]。信息交互的積極性不高，形成數(shù)據(jù)孤島，無法充分發(fā)揮智慧病房大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，不僅造成信息資源的浪費，也會增加系統(tǒng)標準化的難度。

（4）智慧病房的管理制度和評價服務體系有待完善。健全的管理制度和完善的評價體系，能夠指導智慧病房系統(tǒng)健康穩(wěn)定地運行和發(fā)展。制定并完善規(guī)范標準，是醫(yī)院病房智能化良性發(fā)展的推手。

4 展望

近幾年來，人工智能在語音識別、圖像識別、文字理解等技術層面取得了一系列突破[16]。云平臺技術也在遠程診斷、遠程醫(yī)療教育等方面大放異彩。5G通訊技術的興起，可以在醫(yī)療領域充分發(fā)揮其“網(wǎng)速”的優(yōu)勢，憑借大容量、大連接、低時延的特點，在智慧病房系統(tǒng)中發(fā)揮巨大效能。隨著智慧監(jiān)護系統(tǒng)和設備動態(tài)物聯(lián)管理系統(tǒng)的正式上線，智慧病房系統(tǒng)將逐漸取代傳統(tǒng)病房管理模式，為患者提供更便捷、更智能、更高質的可持續(xù)性醫(yī)療服務。