室内定位系统在患者安全管理中的应用设计

■ 王 敏许春璐余小庆叶 杨王瑞荣

室内定位系统在患者安全管理中的应用设计

■ 王 敏①许春璐②余小庆②叶 杨①王瑞荣②

室内定位技术 患者安全 跌倒坠床

跌倒坠床已成为患者住院期间发生的主要不良事件之一。为更好地防范跌倒坠床事件的发生，作者通过信息化技术手段促进系统因素的改进，以避免或减少该类事件的发生。作者详细介绍了将室内定位技术应用于防范患者跌倒坠床的设计，实现事后管理模式逐步向前馈控制管理模式的转变，从而提高患者安全管理水平。

跌倒坠床是住院患者发生的主要不良事件之一，给患者机体带来不同程度的伤害甚至死亡，给家庭和社会带来巨大的负担。预防患者跌倒坠床已越来越受到医院管理者的重视并不断加大管理力度，但临床上仍有不少的跌倒坠床事件发生，更有部分患者在跌倒坠床发生后没能及时发现，导致延误处理，甚至成为医疗纠纷的隐患。本课题组基于这样的医疗现状背景，设计了以无线线性调频扩频技术（chirp spread spectrum，CSS）为基础的室内定位系统应用于护理临床管理，防止患者跌倒坠床的发生，从而促进提高患者安全水平。

1 系统的结构设计

根据临床护理实际需求分析，选择某外科病房进行试点，设计一个基于CSS技术的室内定位系统，对医院进行区域定位和监控，定位系统示意图如图1。室内定位系统建立在物联网三层结构结构模型上，主要包括三层。

图1 基于CSS技术室内人员追踪定位系统

1.1 感知层

感知层主要由多个固定锚节点和移动标签节点组成。首先将锚节点安装在定位服务区域多个固定坐标点上，比如医院的楼梯口、各个科室或病房的门口等，确保节点信号可以覆盖于整个定位区域。定位区域内的移动标签节点佩戴在需要定位的患者或护士身上，并将被定位人员的信息与标签节点相关联。当有移动标签节点需要定位时，标签节点依次向各个固定锚节点发出测距信号，固定锚节点收到测距信号后，产生相应的应答信号，与移动标签节点完成测距。

1.2 网络层

网络层作为纽带连接着感知层与应用层，其主要功能是通过通信网络将感知层获取的信息安全可靠地传输至应用层。移动标签节点分别与多个固定锚节点完成测距后，标签节点再将距离信息发送给网关节点，网关节点通过以太网将距离信息上传至定位服务器。

1.3 应用层

由网络层传输而来的数据在应用层里进入信息系统进行处理，并实现人机交互。定位服务器将接收到的距离信息传送至定位引擎，定位引擎利用相关定位算法计算得到患者或护士的定位结果，并在室内定位系统的界面管理客户端上实现实时图形化显示位置信息。为了有效管理，每个科室都可以配备液晶显示屏，便于对本科室患者和护士的具体位置进行显示查看。实际应用示意图如图2。

2 应用效果

基于CSS技术的室内定位系统的应用设计，具有良好的实用性和稳定性。将目标节点佩带在需定位的患者和相关护士身上，从而实现对患者运动轨迹进行记录，实现人体形态监控，尤其是对需绝对卧床或不宜离床的高危患者。图2中所示红色、蓝色及绿色虚线即代表不同的患者运动轨迹，一旦运动轨迹偏离正常值即发出警报，提醒护士及时巡视。系统对运动轨迹超出正常时间的滞动也会发出警报，比如沐浴如厕超出一般所需时间，提醒护士及时巡视。对护士活动轨迹也作为目标节点同时进行监测，从而评估护士相关工作有无有效落实。

3 讨论

3.1 有效监测患者跌倒坠床促进患者安全管理

图2 医院病房内监测示意图

患者安全是医疗质量的首要问题和最基本的要求,保证患者安全是医疗机构义不容辞的责任和义务[1]，也是医院持续健康发展的基石[2]。防止患者跌倒坠床早在2008年就已列为患者十大安全目标之一，医院管理者为之不断致力改进。在重视组织管理因素的前提下，以往的改进多侧重于流程再造，强调患者因素和陪伴因素、以及护理人员因素[3]，要求反复宣教，强化不间断巡视，并在事发后鼓励作为不良事件主动上报，对系统因素的改善研究较少。目前多数医院较难达到标准床护配比，即使在三甲医院依旧存在着护士短缺的现状，而且跌倒坠床事件多发生于夜间，晚上值班护士相对更少，工作量更为繁重，无法及时有效巡视[4]，加上患者及家属因各种原因依从性不佳，使得跌倒事件的管理多呈现为事后管理模式[3]。事实上，事件中的系统因素也应该是管理者致力于改进的方向。本课题组的设计基于室内定位技术的监测系统，通过无线方式实时传输，根据监测目标的运动轨迹，完成数据分析，可以有效辅助医护人员对患者进行跌倒坠床的实时动态监测，从而使跌倒坠床管理逐步向预警防范、前馈控制转变。在患者发生跌倒后也能及时发现及时救助，促进安全管理更为科学化和精细化。

3.2 室内定位系统在医院应用将成为可能

目前市面上有很多可穿戴设备面世可以实现人员定位监测，但无法实现界面统一管理，同时患者之间文化参差不齐，无法有效掌握高科技设备的使用，而且这些设备价格高端，现阶段无法在医院普及应用。本研究设计的基于CSS技术的室内定位系统除了抗衰减能力强、保密性好、处理增益大等特点外，还具有价格低廉、功率谱密度低、抗频率偏移能力强，传输距离远，射频功耗低等特点[5]，这些特点使得基于CSS 技术设计的精准定位系统在医院应用成为可能。同时，本系统还能完成对护理主体的同时监测，能够通过对运动轨迹的分析，监测护士夜间巡视是否及时，为医疗纠纷发生时提供有力证据。

总之，本课题的设计是将室内定位技术和防范患者跌倒坠床管理有机结合起来，利用信息化技术为改进系统因素做初步的尝试和探索，实现前馈控制，从而提升护理安全管理的水平。本设计功能直观，价格低廉，容易布局，适宜在医院普及，未来或将成为医院管理不可或缺的一部分，为医疗护理发挥更积极的作用。

[1] 李跃荣，滕苗，徐玲，等.营造患者安全文化的探索与思考[J].中国医院,2016,20(12):7.

[2] 滕苗，吕富荣，徐玲，等.医院评审评价中的患者安全[J].中国医院,2016,20(12):10-12.

[3] 陈敏亚，陆靓亮.智能床位监测系统在护理质控和管理中的应用[J].医学信息学,2016,37(5):35-37.

[4] 王芳，叶志弘，葛学娣，等.三级综合医院护理安全管理指标体系的研究[J].中华护理杂志,2010,45(9):777-780.

[5] 徐文青，张延波，王忠民.一种基于宽带定位技术的实时定位系统[J].电脑与信息技术,2015,23(6):38-40.

Application on indoor positioning system in patient safety management

/ WANG Min, XU Chunlu, YU Xiaoqing, YE Yang, WANG Ruirong// Chinese Hospitals. -2017,21(4):50-51

indoor positioning technology, patient safety, fall from bed

The falling has become one of the major adverse events occurred during hospitalization. In order to better prevent the fall bed events, the systematic factors were improved by information technology to avoid or reduce this kind of events. This paper presents the application of indoor positioning technology in the prevention of falls with pendant design the bed. The management mode gradual changed from afterwards to feed forward to improve patient safety management. Author’s address：Hangzhou Red Cross Hospital, No.208, East Ring Road, Hangzhou, 310003, Zhejiang Province, PRC

2016-12-28](责任编辑 王远美)

国家自然科学基金（涌潮非线性灰箱建模预报理论方法及在钱塘江的应用）（61374005）；杭州市科技局基金（物联网技术在医疗场所室内人员跟踪定位及医疗资源优化调配的应用研究）（20150633B31 ）

①杭州市红十字会医院,310003 杭州市环城东路208号

②杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院,310018 杭州市杭州经济开发区白杨街道2号大街1158号

王 敏：杭州市红十字会医院骨科护士长，副主任护师

E-mail：13758162974@163.com