現代智能醫療病床的現狀與發展研究

易沫含 張秋雁 丁同歡 孫珍惜 王盈銳

摘要：目前，我國醫療設備體系發展速度日益提高，突破了傳統醫療工作中多方面的桎梏，讓醫療設備智能化、將傳統設備與現代數字信息處理通訊與加工等技術相結合已漸成為新趨勢。但病床及其相關設備智能化水平發展仍處于技術創新瓶頸期。因此，本文以洛陽牡丹婦產醫院病床及相關調研數據為例，分析當前的智能醫療病床技術及研究現狀，為醫療病床智能化的發展提供路徑參考。

Abstract： At present， the development speed of China's medical equipment system is increasing and breaking through many aspects of traditional medical work. The combination of traditional equipment and modern digital information processing communication and processing technology has become a new trend. However， the development of the intelligent level of hospital beds and related equipment is still in the bottleneck of technological innovation. Therefore， this paper takes Luoyang Peony Maternity Hospital bed and related research data as an example to analyze the current smart medical bed technology and research status and provide a path reference for the development of medical bed intelligence.

關鍵詞：智能化;醫療病床;調研;醫療設備;發展研究

Key words： intelligence;medical beds;survey;medical equipment;development research

中圖分類號：R197.39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）18-0250-03

0? 引言

自改革開放以來，我國醫療設備體系發展逐漸步入高速增長階段，居民對醫療生活的便捷性需求日益顯現。隨之而來的是互聯網技術的廣泛應用以及國家發布《健康中國2020戰略研究報告》等一系列政策性文件的行動，這一切均推動著我國醫療衛生體系在數字化、信息化時代的發展進程。目前，我國大部分醫院已進入信息化的快速成長期，病人數據采集及信息處理系統發展趨于完善，但多項研究調查表明，我國醫療體系及設備智能化方面的發展依舊處于初級階段，尤其是現階段醫院內病床的結構及功能較為傳統，人工智能技術在病床中的應用較為匱乏，更需要對其進行研究。

所謂智能醫療病床，即將檢測、監護、治療等功能集于一體，應用于醫療病床上，使病床具備檢測（如睡眠監控、血壓測量等）功能、監護（如提供檢測報告及健康分析、輔助翻身、排便系統等）功能、治療（如紅外線治療、霧化等）功能等，能夠滿足患者的多種需求。智能醫療病床使用的技術有計算機技術、自動控制技術、通信技術和IC卡技術、微電子技術、檢測與傳感等技術。另外，還需要以醫療設備制造理論與技術為基礎，輔助人機工程學、交互設計等產品設計理論以及臨床醫學基本理論。

就如今社會發展及醫療衛生設備革新趨勢而言，智能化病床的發展及應用前景十分廣闊樂觀，在檢測、監護及患者需求等方面具有極高的研究價值及市場價值。本文以洛陽牡丹醫院為例，通過實地調研及模型分析研究，對現代智能醫療病床的現狀進行分析及總結，為日后智能化醫療設備的發展提供借鑒和參考。

1? 智能醫療病床發展背景

人工智能自1956年在美國誕生至今已有50余年，這一技術己經廣泛滲透到各個應用領域，推動著各領域向智能化階段發展，人們發現一個智能化的時代已經開始。從80年代末期智能住宅的概念引入中國至今，智能化的產品已經遍布我們生活的每個細節：智能建筑、智能住宅小區、智能家電、智能交通工具、智能醫療等都已經廣泛使用。從廣義智能信息系統論的觀點和智能化產品的可實現特征出發，可將人工智能的主要研究內容概括為圖2所示。

病床是病人在住院或療養期間最為重要的醫療器械之一，在醫療設備體系發展進程中得到了很大的發展進步，但在病床的智能化方面仍存有一定的缺陷和不足。本章節將從病床智能化的重要性、必要性和可行性三個方面對智能醫療病床的發展進行分析。

1.1 重要性

截至目前，我國在包括醫療器械設備在內的許多科技領域，都取得了很大的發展進步，但有關智能醫療病床的設計及研究仍處于初級階段，明顯落后于其他醫療器械的水平。據調查，目前國內大部分醫院都在逐步完善智能化醫療信息系統，對病人的信息、健康水平、護理狀況等進行記錄及自動分析，但很少有醫院目前在用或使用過高科技智能病床，這就造成了患者對優質服務的需求與醫院內優質設施的缺失之間的矛盾，這種矛盾亟待解決。

除此之外，普通的機械醫療病床雖然為病人的日常活動、移動提供了一定的便利，但是無法對病人的身體隨時進行檢測、監護，也無法幫助有肢體運動障礙的患者進行日常護理及協助運動，這些工作都必須由其他的外置設施進行，同時需要護士隨時對病人進行護理，這些活動既影響了病人的休息，又增加了醫護人員的勞動量。如果有智能病床的存在，這些問題則能迎刃而解。由此可見，智能病床的存在及發展對未來改善醫療環境、減輕醫患負擔是至關重要的。

1.2 必要性

隨著現代科技的發展速度日益提升，各個領域對科技的依賴程度越來越大，尤其是近幾年來人工智能、大數據、云計算、物聯網等新興技術的飛速發展，社會各界都開始推行“互聯網+”，使得現代社會的各種產品，尤其是在服務類產品，都在逐漸趨向自動化、智能化。在這樣一個互聯網大背景下，作為醫療服務產品中非常重要的醫療病床，必然面臨著轉型升級與智能改造的趨勢。此外，隨著人們的生活水平和質量的不斷提高，不斷地提出要提高醫療服務質量，讓服務智能化，讓服務高效化。那么要實現這一點，必然需要引入最新技術。

數據表明，以色列的EarlySense推出的智能病床Centrella■ Smart+bed就已被證明具體改善臨床治療結果，使患者心臟驟停減少86%，能夠有效預防不良事件的發生。有關臨床專家稱，該技術使患者整體住院時間縮短了9%，ICU天數減少了45%。同時幾位EarlySense的客戶也表示，該技術的傳感系統還有助于早發現敗血癥，這種疾病如果不及時發現和迅速采取治療措施可能會危及生命。

1.3 可行性

國外的智能醫療病床以德國、日本的技術最為先進，各種智能醫療病床的功能正在逐步成熟，以色列的數字健康公司EarlySense曾研發出一款可嵌入病床的非接觸式傳感器系統，可隨時監測患者心跳、呼吸頻率以及活動情況，2016年已有超過10萬的患者使用這款醫療監測產品。但就目前而言，國外相關研究成果造價高昂、操作復雜，難以在國內市場實現推廣應用，國內雖有部分學者正在研究智能病床的設計及制作方法，但在現實中應用范圍依舊十分局限，在智能化及自動化方面沒有實質性創新進展，目前我國國內很少有醫院使用過高科技智能病床，甚至沒有聽說過有哪一家公司生產這樣的病床。

但隨著技術的進步，智能醫療病床的研究將會在材料、結構等方面盡可能節約成本，同時隨著我國經濟的迅速發展、人民生活水平的不斷提高以及國家對醫療衛生發展的大力支持，此時如果能夠將具備檢測功能的傳感器系統應用于病床，同時加入數據處理技術及輔助護理技術，那么未來智能醫療病床也將會在市場上逐漸普及，其可行性自然不言而喻。

2? 淺析智能醫療病床發展現狀

2.1 智能醫療需求分析

2018年河南科技大學暑期社會實踐“洛能之翼”調研團在對洛陽市民人工智能認知度的調查中發現，約有47.2%的洛陽市民對醫療方面的人工智能技術發展較為關切，關注度在人工智能幾大主要應用領域達到了最高，其中約有38.7%的洛陽市民傾向于接受醫療類人工智能產品。但是，調查對象中接觸過人工智能醫療產品的市民微乎其微，僅占總調查人數的4%，大部分市民對智能病床等智能醫療設備的了解程度較低。

相比于國內一線城市如北京上海等，洛陽智能病床的應用與發展程度顯然遠遠落后，但由于洛陽獨特的地理優勢及其在國內各領域中的權重足以充分說明，洛陽智能病床技術的發展水平代表著國內平均水平，其相關調研數據相對于國內一線城市更具有說服力，更具備實際調研價值。因此，為了推動智能病床的發展并加深群眾對智能病床的了解，本團隊以洛陽牡丹婦產醫院智能病床為切入點，進行了該方面的深度調研。

2.2 智能病床的調研分析

2.2.1 智能病床實地考察分析

洛陽牡丹婦產醫院的病床屬于半智能型病床，此病床最大的優點就是能夠人工將腿部兩側架子抬起，使病床在極短的時間內改造為產床，最大程度提高了應急處理能力。此外，該病床還可以通過人為操控病床各單一部位的升降，讓孕婦在平日更方便、平緩地坐起或躺下，減少意外的發生，同時也可以在孕婦的生產過程中進行適應調節，使產床更加契合孕婦身形，讓孕婦在生產中更省力氣。

2.2.2 專訪分析

在對洛陽牡丹婦產醫院負責人的進行專訪過程中，負責人指出，“我覺得醫療方面的人工智能的發展還是要以患者為中心，就比如智能病床，如果它的各方面真的都達到了人工智能的地步，那么對于患者而言肯定是一種福音。”，由此可見，對于洛陽這種新二線城市來說，市民對于智能病床的向往度在日益增加，無論醫生還是患者，都希望有一種智能設備來減輕他們身心的疲勞。

以具有肢體運動障礙的患者為例，智能病床的魅力在于如果生命活動的完成僅需要動一動手指，那就大可不必需求他人幫忙，讓患者的家人能夠在極大程度上減輕勞累，甚至可以使患者正常工作，從而使患者自身減輕心理負擔，給其良好的精神安慰以及更加舒適的醫療環境。

2.2.3 調研得出的問題總結及原因分析

為得知洛陽市民對于智能病床的功能需求，筆者團隊就高級智能病床應滿足的功能進行了數據調查及總結。智能病床自身功能優化可分三個部分：

①第一功能是幫助患者完成基本生理活動。在這里，如何巧妙地利用控制系統在不傷到患者的情況下精準幫助患者完成預定動作是最基本的要求。

②第二功能是在此前提下應滿足可以通過病床來實時獲得人體生理數據，即通過接入人體參數生理參數系統，幫助醫生在不打擾患者的情況下，對患者進行實時檢測，從而獲取其身體相關數據并錄入數據處理系統，經過信息處理獲取患者身體狀況評估報告，并針對報告進行下一步治療;

③第三功能是通過多個人機交互接口實現的，人機交互接口的靈活、簡便應用實現溝通的保證。由于患者臥床期間與外在溝通必不可少，所以滿足患者的溝通需求是智能病床需要具備的。

然而洛陽智能病床僅屬于起步階段，也就是說國內智能病床的平均發展水平仍處于萌芽期，雖然國內有更加智能化的病床，但卻并沒有被廣泛投入市場使用。調查結果顯示，約有51.8%的洛陽市民認為智能醫療產品無法在市場上流通的原因是“價格昂貴”，有39.8%的市民認為原因為“安全不信任”，28.8%的市民認為原因是“技術不成熟”。

究其原因，智能病床造價的昂貴是將技術產品引進市場的攔路虎，但根本性原因卻在于現階段國內相關智能技術并未發展成熟，可靠性不足。就技術層面而言，洛陽乃至全國大多數城市醫院目前應用的智能病床僅能做到第一階段，即僅能實現第一功能，遠遠達不到理想中的效果，這也是造就智能病床的應用與發展水平長期處于起步階段的根本原因。而直接原因莫過于資金投入不足，相比于國家對軍用科技研發資金的大量投入，智能病床方面略顯單薄，加之地方醫療機構并不想花費超額資金引入智能病床，這就直接延緩了智能病床的發展速度。更令人遺憾的是，大部分普通市民對智能病床的認知度過低，并不了解智能病床的功用。智能病床服務的對象更多是行動不便的患者或需要照顧的老人，而極大多數老年人與活躍在社會上的年輕人相比思想較為傳統，難以接受新鮮的事物，這同樣對智能病床的普及起到了一定的阻礙作用。

3? 智能醫療病床發展趨勢分析

與功能較為單一的傳統病床相比，智能病床的出現大大減輕了護工的工作強度，維護了使用者的尊嚴，實現了護理零距離的神話。未來，隨著科技的突破，智能醫療病床的發展將從人性化、豐富化、普及化三個道路齊頭并進，開創出屬于智能醫療的新天地。

3.1 人性化

系統設計者應充分考慮用戶需求，產品應迎合社會需要，未來智能醫療病床需能夠實現以設備代替人手，結合高自由度的柔性機械機構與人工智能系統、微電子技術和物聯網平臺等專業領域為一體，讓患者更靈活自如地控制周圍環境。

例如患者有需求，那么只需用自然語言與病床“交流”即可，如“扶我起身、幫我遞水、打開床桌”等;智能病床還可以適應患者需要移動的需求，如患者向它發出帶我出去散步這樣的指令時，它會通過輕柔的動作將患者移動至病床可脫離的一側，待患者躺穩后，自動分離床上可脫離的“輪椅”部分，此部分通過折疊變形為電動輪椅，而后再通過一些簡單的操作，讓肢體行動不便的患者從病魔手中“解放”出來，從而給予患者內心極大滿足，帶給其家庭一份幸福。

3.2 豐富化

未來智能醫療病床的發展不僅要實現自身功能的完善，還應實現具備與周圍環境相匹配的輔助技術，從而促使產品功能豐富化。例如，患者與智能病床人機交流、互動，還可以配合房間內一系列智能化設備如智能浴室，智能衛生間等，讓患者在智能產品和護工的輔助下能夠更輕松的完成排泄、洗浴這些生活動作，同時保護其應有隱私。甚至可以通過物聯網和人工智能使智能病床與當前正在熱門研發的無人駕駛智能汽車等產品相互連接，使智能病床上的移動輪椅系統通過接收指令將患者移動至汽車內，汽車將載其到指定目的地。

3.3 普及化

當然，若要實現以上的設想，前提不僅僅是完善目前智能病床的三個優化功能，相關部門在未來應大力推進機械、人工智能等領域的發展和成熟，深化落實各科技領域相互學習與結合，從而使智能醫療病床的發展得到更多社會關注，產品背景及功能更多地被普及，進而促進產品技術的研發及進步。

4? 結論

病床是病人在住院或療養期間最為重要的醫療器械之一，在醫療設備體系發展進程中得到了很大的發展進步。本文對病床智能化的重要性、必要性和可行性三個方面進行了分析，并且對洛陽市民對人工智能認知度進行了調查，在此基礎上，通過實地考察調研了洛陽牡丹婦產醫院，以洛陽牡丹婦產醫院的智能化病床現狀以及相關調研數據為依據，管中窺豹，分析當前的智能醫療病床技術及研究現狀以及發展趨勢，為醫療病床智能化的發展提供路徑參考。

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