刘亚文

江苏省人民医院 临床医学工程处，江苏 南京 210029

引言

随着物联网技术的成熟以及个人健康档案平台的发展，智慧医疗基本实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到信息化[1]。智慧病房系统从起步到现在，专攻的三大方向分别是：智能健康设备、健康与医疗大数据服务和健康与医疗信息工程。向外延展又细分为五个模块：个性化健康服务、移动医疗、医药管理、可穿戴健康设备和大数据健康管理。全球智慧医疗市场在移动医疗、智慧医疗、远程医疗等新模式的带动下，正处于稳步发展阶段。从2012年的1992亿美元增长到2018年的近3000亿美元。我国智慧医疗市场需求不断增长，市场规模迅速扩大。截止2016年，我国智慧医疗投资规模将近500亿元，预计到2020年，投资规模将扩大到1000亿元。

但由于我国智慧医疗起步较晚，多数城市医院的智慧病房还处于试点建设阶段。智慧化程度不是很高，距离“以患者为中心”的医疗服务目标还有一定的距离[2]。现如今临床信息系统日趋完善，逐步为患者、临床工作者提供改善用户体验的智慧病房应用已成为智慧医疗发展重中之重的一环[3-4]。智慧病房系统随着国家的推广，逐渐在国内各大医院普及，其发展空间与发展前景都十分可观[5]。

针对以上问题，我院从优化诊疗流程入手，基于物联网以及人工智能等高新技术，进行了智慧病房的建设。

1 我院智慧病房系统的建设

1.1 建设要求

近年来，互联网、物联网、大数据等信息技术与医疗相融合，医院信息化建设进入新阶段。根据国家卫生健康委办公厅关于印发《医院智慧服务分级评估标准体系（试行）的通知》和国务院颁布的《“健康中国2030”规划纲要》，我院关于智慧病房建设工作重点涉及以下几个方面。

（1）以电子病历为核心推动医院病房信息化建设。统一病案首页的书写规范、疾病分类编码、手术操作编码、医学名词术语，努力实现临床数据规范化管理的“四统一”。

（2）进一步改善医疗服务。用信息化的手段解决病房诊疗流程中的“难点”“堵点”问题，推动互联网智慧病房服务、远程医疗服务、“互联网+”护理服务。

（3）加强医院智慧病房建设。建立医院智慧病房评估标准体系，推动医院智能化、信息化手段，提高医疗质量和效率，提升精细化、信息化管理水平。

（4）应用信息化手段加强病房诊疗流程管理。将医疗流程以系统模块的形式整合，实现加强事中事后监管的目的，提高医疗管理的信息化程度。

1.2 建设方案

1.2.1 系统安装前的咨询与沟通

智慧病房系统在制定建设方案的过程中，需医院、厂方、施工单位三方沟通配合，包括设备安装点的勘察、配套设施的布局、施工可行性论证、网络的连通和医院网络的衔接等。

1.2.2 环境准备

（1）硬件环境准备。需2～3台服务器，主要负责智慧病房业务规则的处理，视具体情况决定；处理器选择Intel Xeon E5-2637或更高版本，内存需32 G以上。硬盘500 G或更高，这里面不包括数据库的存储空间。

（2）软件环境准备。操作系统为CentOS 7或更高版本加上Windows server2008R2；数据库选用Oracle 11g，提供了高性能、伸展性、可用性和安全性的数据环境，能更方便地在低成本服务器和存储设备组成的网格上运行；另外，浏览器选用Chrome55.0版本或更高，用于客户端安装。

（3）网络环境准备。需要在医院内网上给服务器分配固定的IP。无线路由器和蓝桥的铺设，做好设备桥接中继工作。

1.2.3 智慧病房系统的初始化以及试运行

将系统所用的配置信息、用于记录相关数据的电子表以及诊疗流程所需的管理监护软件导入到数据库。运行测试硬件环境、软件环境、网络环境的稳定性和业务数据的准确性等。

1.2.4 智慧病房系统的培训

培训对象为维护人员和护理人员，目的是使维护人员能进行日常的系统维护保养以及一般故障的处理，让护理人员能熟练操作应用系统。

1.3 智慧病房系统结构

1.3.1 系统的整体逻辑架构

智慧病房系统的整体逻辑框架如图1所示，系统根据软硬件设施架构设计分为用户层、应用层、基础服务支撑层、数据层以及数据采集层五个部分。以建设具有智慧管理与服务功能的智慧病房为目标，努力突出“主动感知”和“智能调控”双向联动智慧理念[6]。系统从医院医疗系统抓取诊疗信息并解析显示，确保医护人员快速、精准获取患者诊疗信息；通过传感器实现患者体征数据自动采集录入等功能[7-8]。

1.3.2 系统的核心功能模块

1.3.2.1 智能电子床头卡系统

电子床头卡系统将病患照护终端和床边娱乐终端整合，提供多媒体娱乐与通讯选择。以前病床床头挂着手写的病人信息卡，并配备呼叫铃，床尾挂着病人的病人信息和体检信息，床位布置杂乱无序；且手工填写存在漏填、手误的风险，或者存在病人提供信息不准确的问题，如药物过敏等；医嘱更改时不能及时更改床头信息，对于周转快或者转科的病人，床头卡信息更换频繁，加重了医生护士的负担。如图2的系统结构所示，电子床头卡系统与医院的HIS和RIS系统数据对接，在护士站的后台管理平台上直接填写或修改所需显示信息，并在床头卡终端显示，方便快捷。同时还提供呼叫对话功能和播放背景音乐服务。此外，系统内还新增信息查询、点餐和支付功能。不仅能优化住院患者管理的工作流程，减少医院服务过程中的医疗失误，还能改善患者住院体验。

图1 智慧病房系统的逻辑架构

图2 智能电子床头卡系统架构图

1.3.2.2 智能监护系统

监护系统是几大服务模块里面最先起步也是发展比较完善的系统，从监护仪到可穿戴的医疗设备，另外，患者生命体征信息的采集、传输显示以及危险警报都逐步发展成熟。智慧监护系统在此基础上提出了更优化的方案。这一套监护系统可以在不用接触患者身体的情况下，通过放置在床垫下的高灵敏度传感器，以非拘束的状态精确测量和传输患者的心率、呼吸频率和离床、翻身状态等数据，实现离床、压疮风险预警，并可有效预警睡眠呼吸暂停猝死。应用低功耗芯片技术和传感器技术，柔性无线生物电极以其轻薄透气、舒适、柔软、可水洗和循环使用的优势在智能监护系统中占据主流。这些采集后的生命体征信息以无线方式传输到工作站监测平台或个人掌机终端，实现实时监护。

1.3.2.3 全闭环智能输注系统

注射泵和输液泵在很大程度上减少护士输注工作的负担，并且以更精准的控速控量为病人提供输注服务。全闭环智能输液系统是采用以无线物联网为基础的全闭环输注方案，以泵组的形式将输液泵和注射泵按需求统一整合，通过无线将数据传输到护理后台，可以精准监测输液的剩余液量和滴速。护士可以通过屏幕、电脑或者随身终端查看输液变化情况，保障了输液安全，提高了护士的工作效率。还可根据实际输注要求远程更改输注参数，做到输注的实时性。

1.3.2.4 移动护理工作站

护理工作特点之一就是移动性大，大量工作在病床旁完成。由于信息采集、记录一般都整合在护士站，存在信息点固定的局限性，效率低且采集、记录需要重复劳动。护理过程的“三查七对”需人工判断，存在一定的安全隐患。为了进一步保障医疗护理的安全，提高护理工作效率，移动护理工作站与医院信息管理系统、护理病历进行无缝链接，做到了将护士工作站延伸到病人床旁，实现了病人身份的智能识别、体征数据的现场采集，自动生成体温单、医嘱执行过程的全程跟踪等功能，保证护理质量，提高护士工作效率（图3）。

图3 移动护理工作站的架构及其功能

1.3.2.5 病区智能药品管理系统

现阶段科室基数病区药品和急救药品管理仍停留在人工（人工查验法）进行检查、核对、登记的水平，护士的工作量较大、差错率较高成为护理管理的一大难题[9]。智能管理系统以促进医院病区药品智能化管理模式为目标，结合软硬件交互控制、传感通讯及数据整合技术，确保药品管理安全、高效、合理的基础上，为病房提供智能、高效，易用的使用功能。通过与HIS系统集成，采用电子医嘱、传感技术，使药品取用的准确性大大提高，并释放人员力量，使医护人员可以独立快速获取相应药品，有效促进临床用药安全水平的提升。智能管理系统通过医嘱审核，药品库存管理，数据统计等功能，提升临床用药可及性、及时性和规范性，增强病房药品管理的效率与效益。

1.3.2.6 设备动态物联管理系统

病房各种医疗设备随着医院的发展逐渐增多，这些设备在减轻医护人员工作负担的同时，也增加了设备管理的复杂程度。有些设备由于使用管理不当，未到使用年限就已经提前走向报废流程，或对于设备正在使用或已经送修状态不明的点检效率低下。设备动态物联管理系统以人为主导，利用计算机硬件、软件和网络通信设备进行信息的收集、传输、存储、更新和维护，以优化管理、提高效率为目的，使设备处于全天候的“监护”状态。设备动态物联管理系统的架构及其功能模块，如图4所示。

图4 设备动态物联管理系统的架构及其功能模块

2 结果和分析

2019年5月中旬，我院开始智慧病房系统的试点运行。其中智能电子床头卡系统、全闭环智能输液系统、移动护理工作站和病区智能药品管理系统正式运行。

针对运行的部分，在有限的条件下做了初期调研。此次调研，以问卷调查的形式为主。问卷针对两类智慧病房系统的直接相关者分别进行，包括医护人员和患者。为了不影响正常诊疗流程，问卷采用勾选的简洁方式，1 min内即可完成。

对于医护人员来说，主要诉求是环境舒适度、病房秩序和医疗安全；对于患者来说，是环境舒适度、病房医疗服务的响应速度和便利程度。由图5能发现医护人员的满意度相对较高，相比普通病房的管理模式，智慧病房系统确实提升了医护工作人员的效率和体验。患者满意度相对较低，这因为患者住院治疗是一个完整的过程，部分上线的系统会影响患者对病房诊疗整体的观感。另外，智慧病房系统运行后，诊疗效率和安全性的提升是显著的（表1）。

3 讨论

智慧病房是信息技术与生命科学的结合物，体现了人工智能与现代医学的共同发展。诊疗信息数据的掌握和分享是“智慧医疗”模式发展的重要前提及技术保证[10]，能帮助医护人员实现对人、物、事的智能化管理，使整体医疗质量有着更为显著的提升。我院以智能化的方式管理病房医疗需求，致力为公众带来更为便捷安全的医疗服务。智慧病房建设处于逐步尝试和发展的过程中，前进性和曲折性相统一[11]。目前在建设中存在的问题有以下几点。

图5 医患满意度

表1 智慧病房系统上线前后对比

（1）智慧病房配置的合理性。智慧医疗建设的目的是为了促进医疗资源的优化配置，提升医院管理水平和方法[12]。只重视硬件建设而忽略其本质的行为，从长远角度考虑，对智慧病房的发展是有妨碍作用的。

（2）智慧病房网络系统的安全。智慧病房系统和医院的内网信息系统并列共通。如何保证人们在享受医疗健康服务的同时，保证相关者自身隐私安全，是政府法律需要跟进的问题，也是技术上亟待解决的问题[13]。

（3） 医疗信息资源的共享。由于行业、区域、技术等限制，信息的共享范围较小，信息的深度对接较难实现[14]。各医疗设备公司另开发自己的软件系统，各数据库之间的共享亦存在较多问题[15]。信息交互的积极性不高，形成数据孤岛，无法充分发挥智慧病房大数据的优势，不仅造成信息资源的浪费，也会增加系统标准化的难度。

（4）智慧病房的管理制度和评价服务体系有待完善。健全的管理制度和完善的评价体系，能够指导智慧病房系统健康稳定地运行和发展。制定并完善规范标准，是医院病房智能化良性发展的推手。

4 展望

近几年来，人工智能在语音识别、图像识别、文字理解等技术层面取得了一系列突破[16]。云平台技术也在远程诊断、远程医疗教育等方面大放异彩。5G通讯技术的兴起，可以在医疗领域充分发挥其“网速”的优势，凭借大容量、大连接、低时延的特点，在智慧病房系统中发挥巨大效能。随着智慧监护系统和设备动态物联管理系统的正式上线，智慧病房系统将逐渐取代传统病房管理模式，为患者提供更便捷、更智能、更高质的可持续性医疗服务。