数字医疗患者干预体系研究

数字技术的日益发展,使临床上直接针对于患者的干预手段日益增多。数字化干预主要利用虚拟现实技术、3D打印技术等数字化技术,以设备为载体,对患者的就医流程进行干预,使相关临床工作能更加优化。对患者在就医流程中所涉及的数字化干预进行研究,建立数字化干预体系,为数字化医疗技术的应用提供指导。

作者: 卢晓倩 陈敏 来源: 《中国数字医学》杂志 2020-09-29 13:30:06

数字技术的日益发展,使临床上直接针对于患者的干预手段日益增多。数字化干预主要利用虚拟现实技术、3D打印技术等数字化技术,以设备为载体,对患者的就医流程进行干预,使相关临床工作能更加优化。对患者在就医流程中所涉及的数字化干预进行研究,建立数字化干预体系,为数字化医疗技术的应用提供指导。


由于科技和医疗技术的进步,人类的健康状况才得以改善。计算机技术使人们能够当场利用机器检测糖尿病、艾滋病和疟疾。3D打印技术能够精准的制造出患者手术所需的植入物和复杂手术器械,降低了操作风险,提高了手术的成功率。远程医疗、远程护理和移动设备正在帮助患者在家中就能得到医疗和护理措施,加强自身健康管理和疾病预防。


数字技术在医疗方面的影响范围较大,而其中所涉及的相关设备、设施、技术和系统在应用时相互融合关联,而其所属学科概念和技术方法并没有一个系统的归纳。为此,针对患者在医疗领域的数字化干预体系框架,进行了研究。


患者干预体系


患者干预体系主要包括了四个方面:干预流程、临床信息系统、数字化关键技术、数字化设备。干预流程从就医流程的角度,按时间轴来考虑,主要分成诊前、诊中和诊后三个阶段的干预。这是患者干预体系的核心内容。其他三个方面都是直接或间接作用于流程上,使体系更加完整具体。如图1所示。


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图1 患者干预体系图


临床信息系统的主要目标是通过收集和处理患者在临床上所产生的信息从而帮助提供临床诊疗和辅助以及决策功能,使医护人员的工作高效化、简便化。其中包括实验室信息系统、放射信息系统、医学图像存档及通信系统、电子病历、临床决策支持系统、手术麻醉信息系统、ICU重症信息管理系统、病人床边系统、医嘱处理系统等。随着数字化技术的发展,应用于临床的新系统还会不断产生。


数字化关键技术主要有大数据技术、虚拟现实技术、云计算技术、物联网技术等,这些新兴的技术与传统的医疗过程相结合,使得数字化干预变得可行,且使诊疗环节中的每一项都更加高效和便捷。


干预设备是数字化技术和系统的载体,最常见的设备有CT机、核磁共振仪、医疗超声仪、移动护理PDA等。随着科技的进步发展,如今还产生了导医机器人、达芬奇手术机器人、3D打印机器等更加多维化的高科技医疗设备。


诊前干预


患者在来到医院后,首先会进行咨询,接着在指引下去办理就诊卡、挂号、缴费等。这一系列的流程属于为医疗诊疗做准备的部分,主要包括导医服务和挂号服务。


导医服务 医院门诊处设有导医服务台,导医人员需要经过专业的培训,了解科室分布、就诊流程、诊疗特色、及医生的专业特长。而人工智能的爆炸式增长,改写了导医导诊的未来。如今更多的服务机器人在门诊处开展智能导医工作。导医机器人通过语音识别、语音合成和自然语言理解等技术,为院内患者提供导航、导医、咨询等服务,支持声音、图像等多种交互方式,减少导诊人员重复性咨询工作,实现对患者的合理分流,改善就医体验,提高医疗服务质量。


挂号服务 传统的挂号服务仅在医院的挂号窗口上进行,需要患者去医院后才能挂号。现场挂号的方式存在排队时间长,效率低,服务态度不好等问题。在数字化技术干预的情况下,挂号的渠道变得丰富,包括手机上网预约、手机短信预约、热线电话预约、自助预约机预约等。大多数患者可以通过简便的操作步骤,直接在手机上进行注册和挂号,同时还可以预约专家号,查看自己的挂号信息。这种方式减少了挂号的难度,节省了患者的时间。


诊中干预


诊中干预是对患者在医院就诊过程中最核心的业务流程的干预。主要包括检测、诊断、治疗、护理四个方面。


检测 在临床上使用的血液分析仪、尿液分析仪、血气分析仪、特定蛋白分析仪、电解质分析仪等都是利用了计算机分析技术,对临床生化、免疫、电生理信号、微生物等进行了检测。其中涉及到了波谱分析、色谱分析、质谱分析、化学分析、电生理信号采集等技术。患者在做某项检测时,依靠这些数字化设备,利用计算机技术对标本做一系列处理和分析,同时集成了生物化学等理化学科,最终得到精确的检测结果。例如,利用人工智能3D-CNN算法,可以让机器准确的检测出肺结节,同时提供测量值、形态属性,大大降低了漏检率。


诊断 医学诊断从最开始的“望闻问切”四诊法到现在使用医学设备来做辅助诊断,数字化的技术和设备使医疗诊断变得更准确也更高效。例如,血管造影是用X光照射人体内部,观察血管分布的情形。正子发射断层扫描是一种用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的核医学成像技术,它为全身提供三维的和功能运作的图像,具有无创伤性的特点,是目前临床上用以诊断和指导治疗肿瘤最佳手段之一。医学超音波检查运用超声波的物理特性,通过电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析、处理和显像,从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态做出判断的一种非创伤性检查方式,使肌肉和内脏器官(包括其大小、结构和病理学病灶)可视化。


治疗 利用数字医疗设备或装置使疾病能够被精确的治疗,主要包括数字化放射治疗技术、数字化激光治疗技术、数字化植入治疗技术、计算机辅助手术等。例如由外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统三部分组成的达芬奇手术机器人,使用微创的方法实施复杂的外科手术,广泛适用于普外科、心血管外科、胸外科、妇科等。达芬奇手术机器人系统具有四个机械手臂,包括起牵引、稳定、内窥镜作用的操作臂,将手术视野图像被放大10-15倍,提供真实的16:9比例的全景三维高清图像。仿真手腕机器人具有比人手腕更灵活的7个自由度,可完成转动、挪动、摆动、紧握等高难度精细动作。此外,随着针灸疗法的重要性日益增加,我国自主开发了基于数字经络理论的智能针灸机器人,包含基于腧穴体表分布数学规律的穴位自动定位及基于经穴主治与症状联系的小世界网络自动配穴两项核心功能。计算机辅助三维设计与3D打印技术相结合,基于病人个体化的解剖学参数开发了全新的全髋关节置换术THA手术导板,经过临床应用后证实其可有效提升髋关节手术精度,降低髋关节手术难度,减少手术备货量,缩短手术时间,降低手术成本。


护理 患者在做完治疗之后,特别是手术后的重症患者或自我身体机能较差的老年人和婴幼儿,需要在院内进行护理和监测服务,这就给护士和家人带来了繁重的护理工作。现在通过无线监控系统、远程智能监控、植入式监测监控、可穿戴设备监测等,能直接监测患者的各项生命体征,加上监测预警报警功能的融合,可使医务人员能在第一时间了解患者的情况的变化,并及时做出相应救治手段。例如,以单片机测控系统为核心设计的一种智能输液监控系统,在护理人员不在场的情况下,通过智能测控手段,对输液护理进行监控和报警。当患者的输液液位低于警戒线之下时,系统会触发报警,医护人员可根据系统界面弹出的窗口提醒,发出远程断液指令,及时更换液体。该系统基于单片机测控技术,操作方便,成本低,能够提高医疗护理的安全性和工作效率,减少不必要的医疗事故。


诊后干预


患者在经过治疗之后,会经历一段时间的恢复期。在恢复和后续预防过程中所涉及的数字化干预分为患者就医流程的诊后干预,主要有康复干预和随访服务两个部分。


康复干预 数字医疗康复技术是综合运用现代物理运动康复和临床治疗康复方法及计算机技术与人工智能等技术,实现康复动态检测、治疗跟踪和结果评估。常见的康复机器人有可穿戴机器人、下肢康复机器人和神经康复机器人。如人机智能协同技术在下肢外骨骼的应用,是通过采集并编解探查到大脑传出的表面肌电信号来分析佩戴者的运动意图,从而控制患者穿戴的外骨骼机器人模拟辅助完成相应的动作。此外,外骨骼可以通过设定有康复疗效性的运动模式,使患者进行有效且安全的被动康复训练,为患者提供体系化、科学化的康复服务,并且可以通过系统记录康复过程,为相关运动康复机理的研究提供平台。


随访服务 传统随访以电话、短信为主要随访手段,人工手动进行记录,工作量大、成效差。而在数字化技术的干预下,云随访等产品的出现,将纸质或者非完全电子化的工作转化为信息化手段实现。例如上海蝶科软件有限公司开发的“蝶科云随访系统”产品,它的设计角度是从“医护患”甚至与医院多个角度出发设计,增加APP、微信等方式网络随访方式,以智能自主随访引擎和云随访在线知识库为依托,提供给患者个性化的医疗服务,如出院康复指导、护理指导、管理个人与家庭的医疗健康记录、复诊用药提醒、获得诊后疾病的健康宣教和康复指导,形成了一个完善的服务体系,满足患者个人及家庭的医疗健康需求。


结论


医疗健康行业作为关系国计民生的重要领域,也正经历着一场全新革命。数字化技术在医疗行业的应用越来越多,涉及的范围逐渐增大,相应的产品和服务也越来越成熟,使医疗向一个新兴数字化的方向发展。在数字医疗的产品和服务增多的基础上,将患者在临床上的数字化干预手段整合起来,把在数字化基础上融合交叉所涉及的各类学科、技术、系统、服务等联系起来,形成数字医疗患者干预体系,旨在为后期更成熟化的数字化干预应用做指引。


【文章出处:《中国数字医学》杂志2020年第5期,作者及单位:卢晓倩  陈敏,华中科技大学同济医学院医药卫生管理学院。】


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