实时定位系统在护理领域应用的研究进展

王 菲，张 欣

中国医学科学院 北京协和医学院护理学院，北京 100144

随着无线通信技术和物联网的迅速发展，实时定位系统（real-time locating systems，RTLS）在医疗保健行业的应用受到越来越多的关注。实时定位系统是在读写器覆盖的区域内利用无线通信技术对目标以最小延迟[1]进行定位的系统，是物联网中最有推动力的重要技术之一[1-3]。在现代医疗保健的复杂环境中，实现病人、护理人员和设备等多个物理位置有目的移动和提供安全保障是提高医疗服务质量的关键[2]。近年来，实时定位系统经研究证明能够改进工作流程、提高安全性和促进以病人为中心的护理[4-5]。目前，我国已经开展了关于实时定位系统在医院层面的研究设计[6]、智 能 化 分 诊 系 统[7]、设 备 管 理[8-9]、病 人 跌 倒[10]、居家老人监测[11-12]和智慧管理[13]等方面的研究。随着数字化技术在医学领域的普及，实时定位系统的应用前景不可估量[2]，其在护理中的应用将会越来越广泛。本研究对实时定位系统在护理中的应用及存在的问题进行综述，以期为护理工作者及科研人员更好地对其应用提供参考。

实时定位系统的应用由工业领域引入到医疗保健领域[14]，该系统融合了无线通信技术和定位算法技术，由标签、读写器、服务器和应用系统组成[15]。标签能够以一定的时间间隔发送特定频率的无线信号，读写器接收该信号并传送给服务器，服务器将计算出目标的物理位置发送给应用系统使用[15]。护士使用移动设备[16]登录系统应用程序，能够直观地定位和追踪佩戴标签的人或物。实时定位系统包括多种性能不同的技术，如射频识别、无线区域网、超宽带、蓝牙低能耗和超声波等[14]。见表1。

表1 主要定位技术与对比[17]

有学者将实时定位系统与电子病历[18]和摄像机[19]进行比较，发现实时定位系统具有较高的准确性。Moein等[18]同时运用射频识别技术与电子病历收集急诊病人的住院时间，通过比较发现两种测量方法收集的数据具有相似性，并且实时定位系统收集的数据更加稳定。Boudjema等[19]对射频识别技术收集的数据与摄像机记录的视频进行比较，结果显示，实时定位系统的准确性为99.02%，说明实时定位系统自动收集的连续记录数据能够取代直接观察性监测，提供了一种有效的、标准化的手段。

2.1 手卫生监测 手卫生是减少医源性感染最有效的方法之一[20-22]，然而在临床实践中，医护人员手卫生的依从性不足40%[23]。由检查员进行直接观察被认为是监测手卫生依从性的金标准[21,24]，但直接观察缺乏实践标准，耗费人力、财力，同时直接观察可能存在霍桑效应[25-26]；
此外，医护人员往往高估他们的手卫生依从性水平，且手卫生用品的消耗量不能够准确评估医护人员的手卫生时间和质量[25]。目前，一些国家的地区医院[27-29]运用实时定位系统开发手卫生自动监测系统，对手卫生的依从性进行研究。我国香港玛丽医院的神经外科重症监护室[27]运用射频识别技术通过病床、肥皂和手消毒液附近的传感器来监测手卫生依从性行为。结果显示，佩戴个人标签的手卫生合规性明显高于佩戴共享标签的手卫生表现；
单人病房中床旁手卫生的依从性高于多人病房的手卫生依从性。美国约翰霍普金斯医院的中间护理病房[28]在病房入口、洗手池、水龙头、洗手液处安装传感器，通过自动收集的信号监测医护人员是否进行手卫生。与初始期相比，第三阶段手卫生依从性改善了41%，医院感染减少了48%。美国的芝加哥学术医疗中心[28]也进行了类似的手卫生监测方法，依从性从基线36.3%提高至70.1%。

2.2 工作效率 在人口数量不断上升和医疗成本增加的背景下，医院的目标是提高护理人员工作效率的同时简化工作流程[30]。实时定位在改善医疗服务和提高工作效率方面已经得到了广泛的认可[31]，在急诊、门诊和手术室等运用实时定位系统能够监测病人人流量变化，减少护士寻找设备的时间，从而提高护士的工作效率[32-34]。Mann[32]在加拿大一个保健中心的急诊部署实时定位系统，该系统将诊室房间状态、病人的姓名、员工位置和病人分配等数据公布在显示屏上，当接近预设的病人等待时间时，显示屏上会标注彩色旗帜提示。结果显示，病人就诊排队时间下降了85%，急诊病人的年就诊量增长了35%，说明实时定位系统可以提高急诊工作效率和绩效指标[32]。德国汉诺威医学院创伤中心[33]在门诊通过实时定位系统将病人进行优先顺序处理，结果发现，实时定位系统使病人的等待时间缩短了23.7%，实现了整体工作效率的提高。韩国一家三级综合大学医院[35]选择了5项科室间流动性较高的器械进行追踪管理，在最终的反馈调查中显示，护理人员的满意度得分高于平均水平，实时定位系统在查找、转移和管理设备方面比人工管理更加有帮助。美国约翰霍普金斯医院通过实时定位系统将医院内3 832台输液泵实行各科室间共享，使得输液泵的利用量高于能够满足科室日常输液需求的最低库存量，从而提高输液泵的及时可用性，平衡医院内输液泵的库存[36]。

2.3 步行监测 清醒状态的住院病人80%以上的时间处于坐位或卧位状态[37]，很少有长期护理的病人能够达到推荐的每日30 min的适度活动[38]，且术后康复期的活动是促进病人恢复的关键[39]。客观、持续的监测能够量化病人的活动量，改善住院病人的健康状态。实时定位系统能够监测病人步行运动，并为促进术后康复期病人的早期活动提供帮助[38]。西安电子科技大学电子工程学院[10]在实验室走廊内利用超宽带技术对共济失调病人的步行运动进行监测，结果显示，超宽带技术收集的定位数据能够对步行路径进行分类和预测，且准确率在95%以上[10]。美国的一家长期护理机构[37]使用超宽带技术对住院老年人的步行活动（总步行距离和持续60 s以上步行的距离）、步态能力和平衡质量进行活动监测。结果显示，实时定位系统收集的数据与直接观察测量的步行总距离和持续步行距离的符合率为95%，并且实时定位能够通过测量偏离直线的路径与步幅时间变异性来区分老年人是否存在认知障碍[37]。

2.4 居家护理 89%的老年人出于舒适的原因更喜欢待在自己家里[40]。为了克服照顾者短缺问题，促使老年人健康、独立地生活在自己家中，许多学者提出了各种使用信息通信技术建立老年人护理系统，从而保障他们生活环境的安全[41]。为了避免侵犯老年人的隐私，同时间接地监测老年人的日常生活，有研究者将实时定位系统在老年人的室内监测方面开展了研究。Graham[42]运用实时定位系统监测老年居民是否在预先设定的时间内离开房间去上厕所。美国宾夕法尼亚州东部的退伍军人事务社区生活中心[43]运用实时定位系统研究运动行为的改变与精神错乱、跌倒和尿路感染之间的关系，研究显示，客观监测到的运动行为的细微变化可能是跌倒和紧急事件发生的早期预警信号，使护士能够及早发现病人健康状况的改变、制定护理计划和改善不良的健康状况[43]。Doshi-Velez等[44]使用实时定位系统定位居民的位置信息，并且在居民外出时会发出警报，平均搜索时间由311.1 s下降到110.9 s，缩短搜寻时间，从而提高了工作效率，增加了居民的安全性。

3.1 部署系统成本及运营 尽管实时定位系统具有潜在的优势，但由于实时定位系统需要基础设施的部署、医疗信息化建设、数据收集后的可视化分析和专业技术团队运营，阻碍了许多医院应用实时定位系统[4]。实时定位系统的成本是一个持续存在的问题，成本不仅需要考虑开发和应用系统，也包括基础设施的改造、安装、维护和员工的培训，因此实时定位系统的直接成本和间接成本是长期护理实践应用的明显障碍[45]。尽管实时定位系统有巨大的成本费用，但研究发现，实施实时定位系统能够节省医院的运营成本，带来潜在的经济效益[46]。因此，在使用实时定位系统前，应对不同供应商提供的技术部署及成本效益进行分析，估计投资回报时期的长短和是否能够节省运营成本[46]。

3.2 伦理与隐私问题 实时定位系统虽日益成熟，但在应用中会涉及很多伦理问题。当实时定位系统缺乏数据安全保障和标准时，会存在病人、护理人员隐私数据泄露的潜在风险。对于患有痴呆症的病人，很难取得病人本人的知情同意[14]。当痴呆症病人拒绝使用实时定位系统时，可能得不到尊重[47-48]。在认知障碍病人被认为缺乏决策能力的情况下，家属作为替代决策者[45]出于病人健康和安全考虑通常会同意对病人使用实时定位系统，此时会与病人的尊严和隐私权发生冲突[49]。尽管护理实践中实施实时定位系统目的是用来改善痴呆症病人或其他类型认知障碍病人的生活质量同时提高他们的独立性，但是技术的使用可能会产生相反的结果，牺牲病人的隐私来获得独立性，限制他们在覆盖区域内活动[50]。解决伦理问题的关键是避免强制应用实时定位系统和尊重使用者的隐私和自主权，在保障病人和医护人员隐私的前提下，病人和医护人员具备知情同意权，并且愿意被追踪定位[51]。

3.3 组织文化和态度 除了担心个人隐私被侵犯之外，病人和护理人员不愿意接受实时定位系统的原因还包括不熟悉新技术、缺乏对新技术的理解、系统使用的复杂性、标签的不便携性以及难以察觉新技术的好处[52-53]。研究显示，护士担心会有隐私泄露的风险和缺乏技术信任，在实时定位系统实施期间可能会出现使用新技术参与度低、不能充分使用新技术，甚至会出现对新技术的破坏的问题[47,54-55]。因此，在技术实施期间，技术运营团队应定期与护理人员沟通并向其提供培训，促使实时定位系统能够被接受、理解和有效使用，确保消极或中立的态度在技术实施前开始向积极转变；
同时应对病人和家属进行沟通和指导，确保新技术的功能和好处能够符合其价值观和护理需求[14,45,47,49]。标签的易用性和便携性是促进病人愿意佩戴标签的促进因素[53]。当护理人员和病人参与标签设计和技术部署规划中时，实时定位系统的可接受性和参与度得到提高[14,48]。在未来，根据病人和护理人员的需要和要求对新技术进行规划，能够促进病人和护理人员参与到新技术的临床实践中。

2017年起，国务院办公厅[56]和国家卫生健康委办公厅[57]陆续印发《关于建设现代医院管理制度的指导意见》和《关于进一步完善预约诊疗制度加强智慧医院建设的通知》，推进智慧医疗、智慧服务、智慧管理“三位一体”的智慧医院建设。中南大学湘雅医院[13]运用蓝牙低能耗技术的建设物联网网络平台和基础物联设施，实现了医疗物资闭环管理、医护人员精准定位、院前急救、病人物联监护和药品管理，推进了医院的智慧管理建设。实时定位系统的应用不仅可以优化护士的工作流程[33]，还可以保障病人的安全[44]，同时可以管理医院的重要医疗设备[58]，能够将护士从繁杂的事务中解放出来，使其能够将更多的时间投入到以病人为中心的护理工作中。今后的研究应在保护病人和护理人员隐私的基础上充分运用医疗大数据发展实时定位系统，将现有的电子病历系统、医院信息管理系统（HIS）与实时定位系统的数据相结合，可以确定在护理质量、病人安全和工作流程、效率等方面需要改进的其他领域，以此来提供更高质量的护理和优化护理工作流程，使实时定位系统的应用在护理中发挥更大的潜能。