现代智能医疗病床的现状与发展研究

易沫含 张秋雁 丁同欢 孙珍惜 王盈锐

摘要：目前，我国医疗设备体系发展速度日益提高，突破了传统医疗工作中多方面的桎梏，让医疗设备智能化、将传统设备与现代数字信息处理通讯与加工等技术相结合已渐成为新趋势。但病床及其相关设备智能化水平发展仍处于技术创新瓶颈期。因此，本文以洛阳牡丹妇产医院病床及相关调研数据为例，分析当前的智能医疗病床技术及研究现状，为医疗病床智能化的发展提供路径参考。

Abstract： At present， the development speed of China's medical equipment system is increasing and breaking through many aspects of traditional medical work. The combination of traditional equipment and modern digital information processing communication and processing technology has become a new trend. However， the development of the intelligent level of hospital beds and related equipment is still in the bottleneck of technological innovation. Therefore， this paper takes Luoyang Peony Maternity Hospital bed and related research data as an example to analyze the current smart medical bed technology and research status and provide a path reference for the development of medical bed intelligence.

关键词：智能化;医疗病床;调研;医疗设备;发展研究

Key words： intelligence;medical beds;survey;medical equipment;development research

中图分类号：R197.39                                     文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2019）18-0250-03

0  引言

自改革开放以来，我国医疗设备体系发展逐渐步入高速增长阶段，居民对医疗生活的便捷性需求日益显现。随之而来的是互联网技术的广泛应用以及国家发布《健康中国2020战略研究报告》等一系列政策性文件的行动，这一切均推动着我国医疗卫生体系在数字化、信息化时代的发展进程。目前，我国大部分医院已进入信息化的快速成长期，病人数据采集及信息处理系统发展趋于完善，但多项研究调查表明，我国医疗体系及设备智能化方面的发展依旧处于初级阶段，尤其是现阶段医院内病床的结构及功能较为传统，人工智能技术在病床中的应用较为匮乏，更需要对其进行研究。

所谓智能医疗病床，即将检测、监护、治疗等功能集于一体，应用于医疗病床上，使病床具备检测（如睡眠监控、血压测量等）功能、监护（如提供检测报告及健康分析、辅助翻身、排便系统等）功能、治疗（如红外线治疗、雾化等）功能等，能够满足患者的多种需求。智能医疗病床使用的技术有计算机技术、自动控制技术、通信技术和IC卡技术、微电子技术、检测与传感等技术。另外，还需要以医疗设备制造理论与技术为基础，辅助人机工程学、交互设计等产品设计理论以及临床医学基本理论。

就如今社会发展及医疗卫生设备革新趋势而言，智能化病床的发展及应用前景十分广阔乐观，在检测、监护及患者需求等方面具有极高的研究价值及市场价值。本文以洛阳牡丹医院为例，通过实地调研及模型分析研究，对现代智能医疗病床的现状进行分析及总结，为日后智能化医疗设备的发展提供借鉴和参考。

1  智能医疗病床发展背景

人工智能自1956年在美国诞生至今已有50余年，这一技术己经广泛渗透到各个应用领域，推动着各领域向智能化阶段发展，人们发现一个智能化的时代已经开始。从80年代末期智能住宅的概念引入中国至今，智能化的产品已经遍布我们生活的每个细节：智能建筑、智能住宅小区、智能家电、智能交通工具、智能医疗等都已经广泛使用。从广义智能信息系统论的观点和智能化产品的可实现特征出发，可将人工智能的主要研究内容概括为图2所示。

病床是病人在住院或疗养期间最为重要的医疗器械之一，在医疗设备体系发展进程中得到了很大的发展进步，但在病床的智能化方面仍存有一定的缺陷和不足。本章节将从病床智能化的重要性、必要性和可行性三个方面对智能医疗病床的发展进行分析。

1.1 重要性

截至目前，我国在包括医疗器械设备在内的许多科技领域，都取得了很大的发展进步，但有关智能医疗病床的设计及研究仍处于初级阶段，明显落后于其他医疗器械的水平。据调查，目前国内大部分医院都在逐步完善智能化医疗信息系统，对病人的信息、健康水平、护理状况等进行记录及自动分析，但很少有医院目前在用或使用过高科技智能病床，这就造成了患者对优质服务的需求与医院内优质设施的缺失之间的矛盾，这种矛盾亟待解决。

除此之外，普通的机械医疗病床虽然为病人的日常活动、移动提供了一定的便利，但是无法对病人的身体随时进行检测、监护，也无法帮助有肢体运动障碍的患者进行日常护理及协助运动，这些工作都必须由其他的外置设施进行，同时需要护士随时对病人进行护理，这些活动既影响了病人的休息，又增加了医护人员的劳动量。如果有智能病床的存在，这些问题则能迎刃而解。由此可见，智能病床的存在及发展对未来改善医疗环境、减轻医患负担是至关重要的。

1.2 必要性

随着现代科技的发展速度日益提升，各个领域对科技的依赖程度越来越大，尤其是近几年来人工智能、大数据、云计算、物联网等新兴技术的飞速发展，社会各界都开始推行“互联网+”，使得现代社会的各种产品，尤其是在服务类产品，都在逐渐趋向自动化、智能化。在这样一个互联网大背景下，作为医疗服务产品中非常重要的医疗病床，必然面临着转型升级与智能改造的趋势。此外，随着人们的生活水平和质量的不断提高，不断地提出要提高医疗服务质量，让服务智能化，让服务高效化。那么要实现这一点，必然需要引入最新技术。

数据表明，以色列的EarlySense推出的智能病床Centrella■ Smart+bed就已被证明具体改善临床治疗结果，使患者心脏骤停减少86%，能够有效预防不良事件的发生。有关临床专家称，该技术使患者整体住院时间缩短了9%，ICU天数减少了45%。同时几位EarlySense的客户也表示，该技术的传感系统还有助于早发现败血症，这种疾病如果不及时发现和迅速采取治疗措施可能会危及生命。

1.3 可行性

国外的智能医疗病床以德国、日本的技术最为先进，各种智能医疗病床的功能正在逐步成熟，以色列的数字健康公司EarlySense曾研发出一款可嵌入病床的非接触式传感器系统，可随时监测患者心跳、呼吸频率以及活动情况，2016年已有超过10万的患者使用这款医疗监测产品。但就目前而言，国外相关研究成果造价高昂、操作复杂，难以在国内市场实现推广应用，国内虽有部分学者正在研究智能病床的设计及制作方法，但在现实中应用范围依旧十分局限，在智能化及自动化方面没有实质性创新进展，目前我国国内很少有医院使用过高科技智能病床，甚至没有听说过有哪一家公司生产这样的病床。

但随着技术的进步，智能医疗病床的研究将会在材料、结构等方面尽可能节约成本，同时随着我国经济的迅速发展、人民生活水平的不断提高以及国家对医疗卫生发展的大力支持，此时如果能够将具备检测功能的传感器系统应用于病床，同时加入数据处理技术及辅助护理技术，那么未来智能医疗病床也将会在市场上逐渐普及，其可行性自然不言而喻。

2  浅析智能医疗病床发展现状

2.1 智能医疗需求分析

2018年河南科技大学暑期社会实践“洛能之翼”调研团在对洛阳市民人工智能认知度的调查中发现，约有47.2%的洛阳市民对医疗方面的人工智能技术发展较为关切，关注度在人工智能几大主要应用领域达到了最高，其中约有38.7%的洛阳市民倾向于接受医疗类人工智能产品。但是，调查对象中接触过人工智能医疗产品的市民微乎其微，仅占总调查人数的4%，大部分市民对智能病床等智能医疗设备的了解程度较低。

相比于国内一线城市如北京上海等，洛阳智能病床的应用与发展程度显然远远落后，但由于洛阳独特的地理优势及其在国内各领域中的权重足以充分说明，洛阳智能病床技术的发展水平代表着国内平均水平，其相关调研数据相对于国内一线城市更具有说服力，更具备实际调研价值。因此，为了推动智能病床的发展并加深群众对智能病床的了解，本团队以洛阳牡丹妇产医院智能病床为切入点，进行了该方面的深度调研。

2.2 智能病床的调研分析

2.2.1 智能病床实地考察分析

洛阳牡丹妇产医院的病床属于半智能型病床，此病床最大的优点就是能够人工将腿部两侧架子抬起，使病床在极短的时间内改造为产床，最大程度提高了应急处理能力。此外，该病床还可以通过人为操控病床各单一部位的升降，让孕妇在平日更方便、平缓地坐起或躺下，减少意外的发生，同时也可以在孕妇的生产过程中进行适应调节，使产床更加契合孕妇身形，让孕妇在生产中更省力气。

2.2.2 专访分析

在对洛阳牡丹妇产医院负责人的进行专访过程中，负责人指出，“我觉得医疗方面的人工智能的发展还是要以患者为中心，就比如智能病床，如果它的各方面真的都达到了人工智能的地步，那么对于患者而言肯定是一种福音。”，由此可见，对于洛阳这种新二线城市来说，市民对于智能病床的向往度在日益增加，无论医生还是患者，都希望有一种智能设备来减轻他们身心的疲劳。

以具有肢体运动障碍的患者为例，智能病床的魅力在于如果生命活动的完成仅需要动一动手指，那就大可不必需求他人帮忙，让患者的家人能够在极大程度上减轻劳累，甚至可以使患者正常工作，從而使患者自身减轻心理负担，给其良好的精神安慰以及更加舒适的医疗环境。

2.2.3 调研得出的问题总结及原因分析

为得知洛阳市民对于智能病床的功能需求，笔者团队就高级智能病床应满足的功能进行了数据调查及总结。智能病床自身功能优化可分三个部分：

①第一功能是帮助患者完成基本生理活动。在这里，如何巧妙地利用控制系统在不伤到患者的情况下精准帮助患者完成预定动作是最基本的要求。

②第二功能是在此前提下应满足可以通过病床来实时获得人体生理数据，即通过接入人体参数生理参数系统，帮助医生在不打扰患者的情况下，对患者进行实时检测，从而获取其身体相关数据并录入数据处理系统，经过信息处理获取患者身体状况评估报告，并针对报告进行下一步治疗;

③第三功能是通过多个人机交互接口实现的，人机交互接口的灵活、简便应用实现沟通的保证。由于患者卧床期间与外在沟通必不可少，所以满足患者的沟通需求是智能病床需要具备的。

然而洛阳智能病床仅属于起步阶段，也就是说国内智能病床的平均发展水平仍处于萌芽期，虽然国内有更加智能化的病床，但却并没有被广泛投入市场使用。调查结果显示，约有51.8%的洛阳市民认为智能医疗产品无法在市场上流通的原因是“价格昂贵”，有39.8%的市民认为原因为“安全不信任”，28.8%的市民认为原因是“技术不成熟”。

究其原因，智能病床造价的昂贵是将技术产品引进市场的拦路虎，但根本性原因却在于现阶段国内相关智能技术并未发展成熟，可靠性不足。就技术层面而言，洛阳乃至全国大多数城市医院目前应用的智能病床仅能做到第一阶段，即仅能实现第一功能，远远达不到理想中的效果，这也是造就智能病床的应用与发展水平长期处于起步阶段的根本原因。而直接原因莫过于资金投入不足，相比于国家对军用科技研发资金的大量投入，智能病床方面略顯单薄，加之地方医疗机构并不想花费超额资金引入智能病床，这就直接延缓了智能病床的发展速度。更令人遗憾的是，大部分普通市民对智能病床的认知度过低，并不了解智能病床的功用。智能病床服务的对象更多是行动不便的患者或需要照顾的老人，而极大多数老年人与活跃在社会上的年轻人相比思想较为传统，难以接受新鲜的事物，这同样对智能病床的普及起到了一定的阻碍作用。

3  智能医疗病床发展趋势分析

与功能较为单一的传统病床相比，智能病床的出现大大减轻了护工的工作强度，维护了使用者的尊严，实现了护理零距离的神话。未来，随着科技的突破，智能医疗病床的发展将从人性化、丰富化、普及化三个道路齐头并进，开创出属于智能医疗的新天地。

3.1 人性化

系统设计者应充分考虑用户需求，产品应迎合社会需要，未来智能医疗病床需能够实现以设备代替人手，结合高自由度的柔性机械机构与人工智能系统、微电子技术和物联网平台等专业领域为一体，让患者更灵活自如地控制周围环境。

例如患者有需求，那么只需用自然语言与病床“交流”即可，如“扶我起身、帮我递水、打开床桌”等;智能病床还可以适应患者需要移动的需求，如患者向它发出带我出去散步这样的指令时，它会通过轻柔的动作将患者移动至病床可脱离的一侧，待患者躺稳后，自动分离床上可脱离的“轮椅”部分，此部分通过折叠变形为电动轮椅，而后再通过一些简单的操作，让肢体行动不便的患者从病魔手中“解放”出来，从而给予患者内心极大满足，带给其家庭一份幸福。

3.2 丰富化

未来智能医疗病床的发展不仅要实现自身功能的完善，还应实现具备与周围环境相匹配的辅助技术，从而促使产品功能丰富化。例如，患者与智能病床人机交流、互动，还可以配合房间内一系列智能化设备如智能浴室，智能卫生间等，让患者在智能产品和护工的辅助下能够更轻松的完成排泄、洗浴这些生活动作，同时保护其应有隐私。甚至可以通过物联网和人工智能使智能病床与当前正在热门研发的无人驾驶智能汽车等产品相互连接，使智能病床上的移动轮椅系统通过接收指令将患者移动至汽车内，汽车将载其到指定目的地。

3.3 普及化

当然，若要实现以上的设想，前提不仅仅是完善目前智能病床的三个优化功能，相关部门在未来应大力推进机械、人工智能等领域的发展和成熟，深化落实各科技领域相互学习与结合，从而使智能医疗病床的发展得到更多社会关注，产品背景及功能更多地被普及，进而促进产品技术的研发及进步。

4  结论

病床是病人在住院或疗养期间最为重要的医疗器械之一，在医疗设备体系发展进程中得到了很大的发展进步。本文对病床智能化的重要性、必要性和可行性三个方面进行了分析，并且对洛阳市民对人工智能认知度进行了调查，在此基础上，通过实地考察调研了洛阳牡丹妇产医院，以洛阳牡丹妇产医院的智能化病床现状以及相关调研数据为依据，管中窥豹，分析当前的智能医疗病床技术及研究现状以及发展趋势，为医疗病床智能化的发展提供路径参考。

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