實時定位系統在護理領域應用的研究進展

王 菲，張 欣

中國醫學科學院 北京協和醫學院護理學院，北京 100144

隨著無線通信技術和物聯網的迅速發展，實時定位系統（real-time locating systems，RTLS）在醫療保健行業的應用受到越來越多的關注。實時定位系統是在讀寫器覆蓋的區域內利用無線通信技術對目標以最小延遲[1]進行定位的系統，是物聯網中最有推動力的重要技術之一[1-3]。在現代醫療保健的復雜環境中，實現病人、護理人員和設備等多個物理位置有目的移動和提供安全保障是提高醫療服務質量的關鍵[2]。近年來，實時定位系統經研究證明能夠改進工作流程、提高安全性和促進以病人為中心的護理[4-5]。目前，我國已經開展了關于實時定位系統在醫院層面的研究設計[6]、智 能 化 分 診 系 統[7]、設 備 管 理[8-9]、病 人 跌 倒[10]、居家老人監測[11-12]和智慧管理[13]等方面的研究。隨著數字化技術在醫學領域的普及，實時定位系統的應用前景不可估量[2]，其在護理中的應用將會越來越廣泛。本研究對實時定位系統在護理中的應用及存在的問題進行綜述，以期為護理工作者及科研人員更好地對其應用提供參考。

1 實時定位系統概述

實時定位系統的應用由工業領域引入到醫療保健領域[14]，該系統融合了無線通信技術和定位算法技術，由標簽、讀寫器、服務器和應用系統組成[15]。標簽能夠以一定的時間間隔發送特定頻率的無線信號，讀寫器接收該信號并傳送給服務器，服務器將計算出目標的物理位置發送給應用系統使用[15]。護士使用移動設備[16]登錄系統應用程序，能夠直觀地定位和追蹤佩戴標簽的人或物。實時定位系統包括多種性能不同的技術，如射頻識別、無線區域網、超寬帶、藍牙低能耗和超聲波等[14]。見表1。

表1 主要定位技術與對比[17]

有學者將實時定位系統與電子病歷[18]和攝像機[19]進行比較，發現實時定位系統具有較高的準確性。Moein等[18]同時運用射頻識別技術與電子病歷收集急診病人的住院時間，通過比較發現兩種測量方法收集的數據具有相似性，并且實時定位系統收集的數據更加穩定。Boudjema等[19]對射頻識別技術收集的數據與攝像機記錄的視頻進行比較，結果顯示，實時定位系統的準確性為99.02%，說明實時定位系統自動收集的連續記錄數據能夠取代直接觀察性監測，提供了一種有效的、標準化的手段。

2 實時定位系統在護理領域的應用

2.1 手衛生監測 手衛生是減少醫源性感染最有效的方法之一[20-22]，然而在臨床實踐中，醫護人員手衛生的依從性不足40%[23]。由檢查員進行直接觀察被認為是監測手衛生依從性的金標準[21,24]，但直接觀察缺乏實踐標準，耗費人力、財力，同時直接觀察可能存在霍桑效應[25-26]；此外，醫護人員往往高估他們的手衛生依從性水平，且手衛生用品的消耗量不能夠準確評估醫護人員的手衛生時間和質量[25]。目前，一些國家的地區醫院[27-29]運用實時定位系統開發手衛生自動監測系統，對手衛生的依從性進行研究。我國香港瑪麗醫院的神經外科重癥監護室[27]運用射頻識別技術通過病床、肥皂和手消毒液附近的傳感器來監測手衛生依從性行為。結果顯示，佩戴個人標簽的手衛生合規性明顯高于佩戴共享標簽的手衛生表現；單人病房中床旁手衛生的依從性高于多人病房的手衛生依從性。美國約翰霍普金斯醫院的中間護理病房[28]在病房入口、洗手池、水龍頭、洗手液處安裝傳感器，通過自動收集的信號監測醫護人員是否進行手衛生。與初始期相比，第三階段手衛生依從性改善了41%，醫院感染減少了48%。美國的芝加哥學術醫療中心[28]也進行了類似的手衛生監測方法，依從性從基線36.3%提高至70.1%。

2.2 工作效率 在人口數量不斷上升和醫療成本增加的背景下，醫院的目標是提高護理人員工作效率的同時簡化工作流程[30]。實時定位在改善醫療服務和提高工作效率方面已經得到了廣泛的認可[31]，在急診、門診和手術室等運用實時定位系統能夠監測病人人流量變化，減少護士尋找設備的時間，從而提高護士的工作效率[32-34]。Mann[32]在加拿大一個保健中心的急診部署實時定位系統，該系統將診室房間狀態、病人的姓名、員工位置和病人分配等數據公布在顯示屏上，當接近預設的病人等待時間時，顯示屏上會標注彩色旗幟提示。結果顯示，病人就診排隊時間下降了85%，急診病人的年就診量增長了35%，說明實時定位系統可以提高急診工作效率和績效指標[32]。德國漢諾威醫學院創傷中心[33]在門診通過實時定位系統將病人進行優先順序處理，結果發現，實時定位系統使病人的等待時間縮短了23.7%，實現了整體工作效率的提高。韓國一家三級綜合大學醫院[35]選擇了5項科室間流動性較高的器械進行追蹤管理，在最終的反饋調查中顯示，護理人員的滿意度得分高于平均水平，實時定位系統在查找、轉移和管理設備方面比人工管理更加有幫助。美國約翰霍普金斯醫院通過實時定位系統將醫院內3 832臺輸液泵實行各科室間共享，使得輸液泵的利用量高于能夠滿足科室日常輸液需求的最低庫存量，從而提高輸液泵的及時可用性，平衡醫院內輸液泵的庫存[36]。

2.3 步行監測 清醒狀態的住院病人80%以上的時間處于坐位或臥位狀態[37]，很少有長期護理的病人能夠達到推薦的每日30 min的適度活動[38]，且術后康復期的活動是促進病人恢復的關鍵[39]。客觀、持續的監測能夠量化病人的活動量，改善住院病人的健康狀態。實時定位系統能夠監測病人步行運動，并為促進術后康復期病人的早期活動提供幫助[38]。西安電子科技大學電子工程學院[10]在實驗室走廊內利用超寬帶技術對共濟失調病人的步行運動進行監測，結果顯示，超寬帶技術收集的定位數據能夠對步行路徑進行分類和預測，且準確率在95%以上[10]。美國的一家長期護理機構[37]使用超寬帶技術對住院老年人的步行活動（總步行距離和持續60 s以上步行的距離）、步態能力和平衡質量進行活動監測。結果顯示，實時定位系統收集的數據與直接觀察測量的步行總距離和持續步行距離的符合率為95%，并且實時定位能夠通過測量偏離直線的路徑與步幅時間變異性來區分老年人是否存在認知障礙[37]。

2.4 居家護理 89%的老年人出于舒適的原因更喜歡待在自己家里[40]。為了克服照顧者短缺問題，促使老年人健康、獨立地生活在自己家中，許多學者提出了各種使用信息通信技術建立老年人護理系統，從而保障他們生活環境的安全[41]。為了避免侵犯老年人的隱私，同時間接地監測老年人的日常生活，有研究者將實時定位系統在老年人的室內監測方面開展了研究。Graham[42]運用實時定位系統監測老年居民是否在預先設定的時間內離開房間去上廁所。美國賓夕法尼亞州東部的退伍軍人事務社區生活中心[43]運用實時定位系統研究運動行為的改變與精神錯亂、跌倒和尿路感染之間的關系，研究顯示，客觀監測到的運動行為的細微變化可能是跌倒和緊急事件發生的早期預警信號，使護士能夠及早發現病人健康狀況的改變、制定護理計劃和改善不良的健康狀況[43]。Doshi-Velez等[44]使用實時定位系統定位居民的位置信息，并且在居民外出時會發出警報，平均搜索時間由311.1 s下降到110.9 s，縮短搜尋時間，從而提高了工作效率，增加了居民的安全性。

3 實時定位系統應用中存在的挑戰

3.1 部署系統成本及運營 盡管實時定位系統具有潛在的優勢，但由于實時定位系統需要基礎設施的部署、醫療信息化建設、數據收集后的可視化分析和專業技術團隊運營，阻礙了許多醫院應用實時定位系統[4]。實時定位系統的成本是一個持續存在的問題，成本不僅需要考慮開發和應用系統，也包括基礎設施的改造、安裝、維護和員工的培訓，因此實時定位系統的直接成本和間接成本是長期護理實踐應用的明顯障礙[45]。盡管實時定位系統有巨大的成本費用，但研究發現，實施實時定位系統能夠節省醫院的運營成本，帶來潛在的經濟效益[46]。因此，在使用實時定位系統前，應對不同供應商提供的技術部署及成本效益進行分析，估計投資回報時期的長短和是否能夠節省運營成本[46]。

3.2 倫理與隱私問題 實時定位系統雖日益成熟，但在應用中會涉及很多倫理問題。當實時定位系統缺乏數據安全保障和標準時，會存在病人、護理人員隱私數據泄露的潛在風險。對于患有癡呆癥的病人，很難取得病人本人的知情同意[14]。當癡呆癥病人拒絕使用實時定位系統時，可能得不到尊重[47-48]。在認知障礙病人被認為缺乏決策能力的情況下，家屬作為替代決策者[45]出于病人健康和安全考慮通常會同意對病人使用實時定位系統，此時會與病人的尊嚴和隱私權發生沖突[49]。盡管護理實踐中實施實時定位系統目的是用來改善癡呆癥病人或其他類型認知障礙病人的生活質量同時提高他們的獨立性，但是技術的使用可能會產生相反的結果，犧牲病人的隱私來獲得獨立性，限制他們在覆蓋區域內活動[50]。解決倫理問題的關鍵是避免強制應用實時定位系統和尊重使用者的隱私和自主權，在保障病人和醫護人員隱私的前提下，病人和醫護人員具備知情同意權，并且愿意被追蹤定位[51]。

3.3 組織文化和態度 除了擔心個人隱私被侵犯之外，病人和護理人員不愿意接受實時定位系統的原因還包括不熟悉新技術、缺乏對新技術的理解、系統使用的復雜性、標簽的不便攜性以及難以察覺新技術的好處[52-53]。研究顯示，護士擔心會有隱私泄露的風險和缺乏技術信任，在實時定位系統實施期間可能會出現使用新技術參與度低、不能充分使用新技術，甚至會出現對新技術的破壞的問題[47,54-55]。因此，在技術實施期間，技術運營團隊應定期與護理人員溝通并向其提供培訓，促使實時定位系統能夠被接受、理解和有效使用，確保消極或中立的態度在技術實施前開始向積極轉變；同時應對病人和家屬進行溝通和指導，確保新技術的功能和好處能夠符合其價值觀和護理需求[14,45,47,49]。標簽的易用性和便攜性是促進病人愿意佩戴標簽的促進因素[53]。當護理人員和病人參與標簽設計和技術部署規劃中時，實時定位系統的可接受性和參與度得到提高[14,48]。在未來，根據病人和護理人員的需要和要求對新技術進行規劃，能夠促進病人和護理人員參與到新技術的臨床實踐中。

4 展望

2017年起，國務院辦公廳[56]和國家衛生健康委辦公廳[57]陸續印發《關于建設現代醫院管理制度的指導意見》和《關于進一步完善預約診療制度加強智慧醫院建設的通知》，推進智慧醫療、智慧服務、智慧管理“三位一體”的智慧醫院建設。中南大學湘雅醫院[13]運用藍牙低能耗技術的建設物聯網網絡平臺和基礎物聯設施，實現了醫療物資閉環管理、醫護人員精準定位、院前急救、病人物聯監護和藥品管理，推進了醫院的智慧管理建設。實時定位系統的應用不僅可以優化護士的工作流程[33]，還可以保障病人的安全[44]，同時可以管理醫院的重要醫療設備[58]，能夠將護士從繁雜的事務中解放出來，使其能夠將更多的時間投入到以病人為中心的護理工作中。今后的研究應在保護病人和護理人員隱私的基礎上充分運用醫療大數據發展實時定位系統，將現有的電子病歷系統、醫院信息管理系統（HIS）與實時定位系統的數據相結合，可以確定在護理質量、病人安全和工作流程、效率等方面需要改進的其他領域，以此來提供更高質量的護理和優化護理工作流程，使實時定位系統的應用在護理中發揮更大的潛能。