基于物聯網的智慧護理系統的設計與實踐

山其君，孫蓓，孫國強，張志文，薄海欣，張鋒（通信作者）

中國醫學科學院北京協和醫學院北京協和醫院 （北京 100730）

物聯網為我國“十四五“規劃提出的七大數字經濟重點行業之一[1]，物聯網技術是其中一個重要的發展方向。隨著物聯網技術的不斷發展，其在醫療場景中的應用越來越廣泛[2-6]。傳統的輸液流量監測方法存在需要護士巡視或患者呼叫等問題，甚至還存在護士難以判斷患者呼叫請求的優先級等問題[7]。近年來，隨著臨床對醫療數字化、智能化管理的需求越來越迫切，使原有輸液流量監測和生命體征采集方式亟需改變。

智慧護理系統是在傳統護理模式基礎上，結合物聯網技術，實現對護理過程監測和數據采集。基于此，本研究旨在探討智慧護理系統的現狀、系統設計、系統功能和應用效果。

1 智慧護理系統分析

1.1 現狀分析

輸液和生命體征采集是護理工作的重要組成部分。原有輸液流量監控采取護士巡視方式或患者主動呼叫方式，護士難以通過患者按鈴判斷呼叫請求的優先級。且此種方式效率低，易出現誤判和漏診等問題，嚴重影響護理質量。此外，原有生命體征的采集需使用血壓計、血氧儀等不同設備獲得患者生命體征的數據，護士需多次往返護士站。在目前智能化管理的背景和要求下，原有輸液流量監控和生命體征采集方式迫切需要被改變。

1.2 需求分析

在不改變現有流程的前提下，基于物聯網的智慧護理系統需實現輸液全程監測和患者生命體征采集功能，包括識別剩余液體量和異常情況，輸液結束有提醒和記錄，有輸液異常報警記錄和完成時間記錄。且能夠實現同一設備獲得患者體征數據信息，并回傳至醫院信息系統（hospital information system，HIS）中，減少護士因更換采集設備而往返護士站的次數。同時，該系統可通過實時監測輸液流體量和患者生命體征，使護士及時發現和處理異常情況，有效避免患者出現不良反應等。

1.3 業務流程分析

輸液流程常規包括以下環節：收到醫囑—領取藥物—打印條碼—配液—掃碼確認患者信息—輸液—完成執行醫囑。雖然此過程在HIS 系統中已經記錄了患者的輸液時間點，但沒有記錄輸液完成的時間信息。同時，當出現輸液剩余液體量、剩余時間及輸液流速過快、過慢、停滯3 種異常情況時，護士無法準確獲知。 因此，本研究智慧護理系統中的輸液監控系統，要求護士在掃碼確認患者信息后將輸液瓶掛在監測終端，隨時監測剩余液體量、剩余時間；同時，將輸液流程延伸至輸液結束的時間點并進行記錄。生命體征采集系統通過兼具采集血壓、脈搏、血氧等患者體征信息功能，并傳輸至HIS 系統，以改變原有方式通過不同設備測量、人工錄入數據的流程。

2 智慧護理系統設計

2.1 系統架構

2.1.1 輸液監測系統架構

輸液監測系統由硬件和軟件2 個部分組成。硬件部分包括輸液監測終端、物聯網組網設備、中央處理器、輸液監測中央站。輸液監測終端屬于感知層，物聯網組網設備屬于傳輸層，中央處理器屬于應用層，輸液監測中央站屬于展示層，見圖1。輸液監測終端用于感知患者輸液剩余液量和計劃完成時間，并將數據通過物聯網組網設備向中央處理器發送信號，可進行單機報警。輸液監測系統中輸液監測終端與中央處理器間，支持雙向射頻識別（radio frequency identification，RFID）通信。中央處理器通過計算，將數據信息整合成需要在監測中央站展示的形式；監測中央站展示患者輸液監測結果，同時可監測每個監測終端的電池電量、信號強弱，并進行報警和語音播報。輸液監測系統軟件部署在中央處理器上，通過局域網絡方式訪問，在護士站的護理白板展示。護理白板依托會議白板硬件，搭載展示護理信息的軟件，展示內容包括床位圖、手術安排、醫囑執行等信息。

圖1 輸液監測系統示意圖

2.1.2 生命體征采集系統架構

生命體征采集系統通過兼具血壓、脈搏、血氧測量功能的設備，構建感知層。該設備通過無線網絡形式傳輸信息，支持在院內網絡環境下與HIS 系統對接，并進行雙向通信。生命體征采集系統可以從HIS 系統獲取患者信息，在設備上顯示患者列表，還能向HIS 系統回傳患者生命體征信息。

2.2 系統功能

根據護理工作中的輸液和體征采集工作設計智慧護理系統輸液監測和生命體征采集2項主要功能。

2.2.1 輸液監測功能

應用輸液監測系統與HIS 系統對接，獲取患者床位信息，并顯示在輸液監測終端、輸液監測中央站。輸液監測終端自動識別50 ～3 000 ml 規格輸液袋或輸液瓶，具有自動檢測多袋或多瓶的功能。監測終端測量剩余液體量，計算剩余時間，不依賴于中央處理器，可單獨工作。輸液監測中央站可調節各輸液監測終端的報警上、下限及報警余量，并可任意設定定量輸液功能及定速報警功能。

2.2.2 生命體征采集功能

生命體征采集系統與HIS 系統相連，獲得患者信息，在掃描患者腕帶確認患者身份后，測量患者血壓、血氧等生命體征數據。利用物聯網技術，將采集數據回傳至HIS 系統護理病歷中，實現采集患者生命體征數據并引入護理病歷。

3 應用實踐效果分析

智慧護理系統上線前后的實踐效果比較見表1。應用智慧護理系統的輸液監測功能及生命體征采集功能效果明顯提升。智慧護理系統中的輸液監測功能包括輸液流速異常監測、剩余液體量、輸液完成時間。以上功能可以幫助護士精準掌握輸液進度和輸液過程中的異常情況。生命體征采集功能中，如生命體征采集所需時間由約60 s 縮短至約20 s，測量1 間病房內40 例患者用時由2 400 s縮短至800 s，節約了采集時間，工作效率提高60%。通過物聯網技術的應用，護理人員可以更好地管理患者輸液過程中的生命體征，提高醫療質量和安全性。另外，智慧護理系統的生命體征采集功能整合了護士采集患者生命體征的多種設備，優化了生命體征數據記錄與錄入方式，提高了生命體征的錄入效率和數據的準確性，同時減少了人為錯誤。總之，智慧護理系統可以實現輸液全程監測和患者生命體征采集的功能，提升了管理效能和患者安全。

表1 智慧護理系統上線前后管理效果比較

4 總結與展望

基于物聯網的智慧護理系統，可以通過多種傳感器技術和數據傳輸方式，實現輸液監測和生命體征采集的智能化和數字化，為醫院提供高質量護理管理和數字化轉型的技術支持。在輸液監測功能方面，可以增加輸液剩余液體量、異常情況監測和主動報警功能。在生命體征采集方面，能夠實現數據回傳HIS 系統。兩者結合可以優化管理流程，減少工作量，提高生命體征采集的工作效率，節約測量生命體征時間。智慧護理系統的應用也為醫院帶來許多益處，包括提高護理工作效率、減輕護士的工作負擔、提高患者安全等。同時，通過數據的采集和分析，醫院還可以獲取更多的信息，以便更好地進行決策和管理。總之，智能化管理是未來醫療護理的趨勢，物聯網技術可以為輸液流量監控和生命體征采集等重要護理工作帶來更好的解決方案，進一步提高護理工作效率和質量，為患者提供更好的醫療服務。