第二节　护理信息化

一、概述

医院信息系统（hospital information system，HIS）是医院信息化建设的核心，是医院临床诊疗和运营管理的基础设施和技术支撑。

HIS在国内的应用最早可以追溯到20世纪80年代，其技术特征是以小型机、微机、DOS操作系统、BASIC或FORTRAN编程语言为主的单机应用系统，用于收费管理、病案管理和医务统计等医疗管理业务。20世纪90年代，特别是国家“三金工程”（金桥、金卡、金关）的实施，推动国内HIS进入起步发展阶段。该阶段的主要技术特征是快速以太网、高性能微机服务器、Windows操作系统和大型关系型数据库的应用。网络版的HIS，包括门诊挂号、入出转管理、医生护士工作站、收费管理、药房管理等系统的应用，实现了全院级医疗管理业务的数据互用和业务互联。

进入21世纪，国内HIS开始从以医疗信息管理向临床信息应用演进，围绕临床诊疗管理和应用的电子病历系统（EMRS）、医学影像归档与传输系统（PACS）、实验室管理系统（LIS）、手术麻醉管理系统、心电信息系统等临床信息系统，在国内医院逐步得到应用。电子病历系统以其在临床诊疗过程中的核心位置，成为临床信息系统的中心。HIS以电子病历系统为中心，辐射和连接其他临床信息系统和相关管理信息系统，提高了临床管理的功能和效率。这一阶段HIS的技术特征是数据互通和系统整合应用。

随着HIS的发展，HIS涵盖的业务越来越多、体量也越来越大，系统间的互联互通成为制约HIS发展的主要问题。2011年国家卫生部印发了《基于电子病历的医院信息平台建设技术解决方案》，提出基于电子病历的医院信息平台架构模型和临床数据中心（CDR）建设方案，国内医院开始采用集成技术对HIS进行升级改造。

近年来，互联网＋、云计算、物联网、大数据和人工智能等新兴信息技术的发展和应用，有力推进了医院信息化建设的步伐。“互联网＋医疗”构建了医疗新业态，手机预约挂号、结算支付、结果查询和寻医问诊等服务大大改善了患者的就医体验。大数据和人工智能的应用创建的医疗护理新模式，使患者能够获得具有个性化、精准化的诊疗服务。

2018年4月国家卫生健康委员会发布了《全国医院信息化建设标准与规范（试行）》，提出了医院信息化业务应用、信息平台和新兴技术应用共142项建设指标，对医院信息化建设提出了更高的要求。

护理信息化是医院信息化的重要组成部分，也是最早起步的医院信息化应用之一。护理信息化经历了20多年的发展，从早期的协助病房护士完成护理管理、床位管理、医嘱处理、费用管理等日常工作管理，发展到今天患者生命体征自动采集、护理文书自动生成、护理质量闭环管理等智能化应用，有效改善了护理服务质量、提高了护士的工作效率。目前护理信息化正在向着专业化、移动化、智能化的方向发展，护士信息管理系统已经从一个从属于HIS的单一子模块发展成为一个整合护士工作站、护理病历、护理管理、移动护理、护理计划和护理任务的专业化临床护理信息系统。

二、护理信息化的应用

（一）护理信息系统

护理信息系统（nursing information system，NIS）是指护理人员在患者护理过程中产生的所有电子信息的一个有机整体，能对患者的医疗护理执行信息和护理人员的护理相关信息进行收集、存储和处理的信息系统。该系统在临床护理中形成全过程的护理专业化信息记录，使管理人员在系统中形成护理质控闭环，从而不断改进和提高护理质量。

临床护理信息系统结合临床医学和护理学的专业医学知识，以临床护理操作规范和护理文书书写规范为框架，运用计算机软件技术和移动通信技术记录护理数据，并将患者数据、医嘱数据和护理数据进行分析研究，使患者在治疗过程中得到更好的优质护理服务。

护理信息系统可分为护理服务和护理管理两个主要部分：

1.护理服务

包括护理临床业务的主要应用，为护士的日常临床护理工作提供信息化支持。

2.护理管理

包括护理管理业务的主要应用，为科室或护理单元的护理管理工作提供信息化支持。

护理信息系统的主要功能包括：护理医嘱执行、护理电子记录、输液管理、患者和床位管理、护理交班、护理不良事件上报、危急值处理、护理质控、护理排班、护士绩效管理等功能，如图1-4所示。

（二）护理信息化进程

图1-5展示了国内医院护理信息化的发展进程，从早期只有基本护理管理功能的护士工作站，经历移动护理实现患者床旁信息管理，到目前智能护理已经成为护理信息化发展的方向。当人工智能迅速发展并与护理业务高度融合后，护理信息化将进入智能护理的高级阶段——智慧护理。

1997年我国卫生部印发了《医院信息系统（HIS）软件基本功能规范》（卫计算发［1998］第1号），在这个规范中，护士工作站还没有作为一个独立的信息系统，病区护理管理的相关功能分别设置在病房床位管理软件、住院患者收费管理软件、住院患者医嘱处理软件之中。

2002年在《医院信息系统（HIS）软件基本功能规范》的基础上，卫生部印发了《医院信息系统基本功能规范》，该规范根据以患者为中心的服务宗旨，增加了以医生工作站、护士工作站等组成的临床信息系统，护士工作站成为了医院信息系统的重要组成部分，其基本功能主要包括：床位管理、医嘱管理、护理管理和费用管理等。

移动护理的应用，在国内起源于2002年左右，通过应用无线局域网和手持PDA进行患者床旁信息核对、查询和采集，解决了从护理工作站到患者床旁的“最后50米”的问题。随后患者体征、心电、影像等的床旁无线采集也成为移动护理的常用功能，有效地提高和改善了护士的工作效率、护理质量和患者感受。随着移动护理技术的日渐成熟，以及移动护理应用效果的显现，国内医院移动护理的应用率不断提高，成为医院信息系统的标准配置。

2018年4月国家卫生健康委员会发布《全国医院信息化建设标准与规范（试行）》，将护理信息化列为医疗服务（护理服务）和护理管理两大类别，如表1-1所示。护理服务的主要内容包括：护理记录、医嘱执行、输液管理、护理信息提醒、床位管理、患者识别、体征采集、护理评估，以及应用移动技术提升护理服务能力。护理管理的主要内容是护理质量各要素的计划、组织、协调和控制，使护理过程符合标准要求，还包括护理人力资源管理、继续教育管理和护理绩效管理等。

表1-1中列出了大数据、人工智能和物联网等新兴信息技术在医疗方面的应用。新兴信息技术用于护理服务和护理管理，将产生护理服务和管理的创新模式——智能护理。

三、护理信息化技术

近年来随着科学技术的迅猛发展，以移动互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能为代表的新兴信息技术，对科技、社会和经济的发展起到极大的推动作用，是继计算机信息技术革命以来的又一次科技革命，正成为人类社会发展的新兴动力引擎。智能护理信息化技术是指在现有护理信息化技术的基础上，充分应用新兴信息技术，达到新兴信息技术与护理科学的高度融合，实现护理服务和护理管理模式的智能化创新发展。

（一）计算机网络技术

通信技术与计算机技术相结合为计算机网络技术。计算机网络是按照网络协议，将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能，具有对共享资源集中处理、管理和维护的能力。

计算机网络的基础是网络协议。目前使用最普遍的是TCP/IP通信协议。TCP/IP通信协议可以使不同硬件结构、不同软件操作系统的计算机之间相互通信，成为了局域网和Internet的通信协议标准。TCP/IP协议套件包括传输控制协议（TCP）、互联网协议（IP）、应用层协议等，所有这些协议相互配合，实现网络上的信息通信。

计算机网络一般划分为：局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。

1.局域网

涉辖范围一般在10千米以内，属于一个部门或一组群体组建的小范围网，通常医院的计算机网络属于局域网。

2.广域网

涉辖范围大，一般从几十千米至几万千米，如区域、国家或洲际网络。

3.城域网

介于局域网和广域网之间，其范围通常覆盖一个城市或地区，涉辖范围从几十千米到上百千米。

图1-6是医院计算机局域网的结构图。医院局域网通常采用三层结构（核心层、汇聚层和接入层）：①核心层：是网络中枢，其网络核心交换机设备通常设置在医院网络中心，HIS服务器直接接入核心交换机；②接入层：连接HIS用户端的计算机，接入层交换机设在各楼层的接入机房；③汇聚层：介于核心层和接入层之间，起到汇聚、传输和分发的作用，汇聚层交换机设在各楼宇的汇聚机房。WiFi无线网络的AP等设备，根据带宽需要可从汇聚层或接入层接入医院局域网，构成医院无线局域网，为移动设备提供连接。其他类型的网络，如互联网、城域网等都可以通过路由器等设备与医院局域网连接。

（二）生物传感技术

随着微电子技术和材料物理学的发展，微处理器与传感器技术有机结合，产生了功能强大的智能传感器（smart sensor）。所谓智能传感器，就是嵌入微处理器，兼有信息监测、信号处理、记忆与逻辑思维、判断能力的传感器复合组件（图1-7）。

（三）云计算技术

云计算（cloud computing）是分布式处理（distributed computing）、并行处理（parallel computing）和网格计算（grid computing）的发展。云计算以一种新型的共享基础架构方法，将所有的计算资源集中管理，并以网络的方式向用户提供IT资源服务。

云计算按照服务类型可以分为三类，即基础设施即服务（infrastructure-as-a-service，IaaS）、平台即服务（platform-as-a-service，PaaS）、软件即服务（software-as-a-service，SaaS），如图1-8所示。

图1-8的左侧一列表示信息系统运行所需要的计算机网络和软硬件资源。在云计算中，这些网络和软硬件资源可以通过云计算技术向用户提供，而无须像目前这样由用户自行建设。IaaS包括虚拟化、服务器、存储器和网络服务；PaaS包括IaaS服务以及操作系统、中间件和软件运行服务；SaaS包括IaaS、PaaS、数据和应用软件服务。用户可以根据自身的需求购买或租用相应服务，从而有效降低用户建设、管理和维护的成本。

云计算的主要特征：

1.资源动态配置　云计算可以根据用户的需求动态增配或释放物理和虚拟资源，实现资源的弹性供给。

2.需求服务自助化　云计算为用户提供自助化的资源服务，用户可以采用自助的方式选择服务项目和资源。

3.云计算以网络为中心，并通过网络向用户提供服务，从而使得云计算服务无处不在。

4.服务可计量化　即资源的使用可被检测和控制，是一种付费使用的服务模式。

5.资源的池化和透明化　在云计算中所有资源被统一管理和调度，形成“资源池”，同时资源是透明的，用户无须了解其内部结构，按需使用即可。

云计算又分为公有云和私有云：①公有云：通常是指由云服务商建立、管理，向公众用户提供的云服务，一般通过互联网使用。②私有云：是指企业自己建立和使用的云，它的服务对象是企业内部人员或分支机构。私有云的部署适合于有众多分支机构的大型企业或政府部门。

（四）大数据技术

大数据技术包括采集、存储、清洗、挖掘和可视化技术等相关技术，这些相关技术分别解决大数据各个阶段的技术需求，如图1-9所示。

大数据（big data）是指那些采用传统技术无法处理和分析的数据。为了获取大数据中的价值，必须选择另一种方式来处理它。大数据具有4V的特点，即volume（大量）、variety（多样）、velocity（高速）、veracity（可信）。大数据的计量单位从目前常用的TB（240bytes）扩展到PB（250bytes），甚至ZB（270 bytes），且数据量还在以每年50%的速度增加，国际调研机构IDC预测，到2020年全球将总共拥有35ZB的数据量。

在传统数据时代，数据分析采用的是随机抽样方法，即通过从调查对象中抽取一部分样本进行分析，并以分析结果对总体特征作出具有一定可靠程度的估计与推断。随机抽样方法可以从最少的数据获得最多的信息。抽样分析结果的精确性取决于抽样的随机性，一旦抽样过程受到主观因素影响，分析结果就会相去甚远。由于随机抽样方法的局限性，当人们需要了解更深层次的细分领域的情况时，随机抽样的方法就不可取了，这个在宏观领域起作用的方法在微观领域失去了作用。

在大数据时代，数据分析采用的是全数据模式，即样本＝总体，可以收集全面而且完整的海量数据，同时具备强大的数据处理和存储能力。全数据模式是指无须采用随机抽样分析这样的捷径，而采用所有数据进行分析的方法。大数据的分析结果具有很高的可信度和商业价值，因此主要用于预测、决策和分析等用途。

在大数据中，结构化数据只占15%左右，其余的85%都是非结构化或半结构化数据，大数据需要解决半结构化和非结构化数据的高效处理问题。需要使用非传统的工具对大量的结构化、半结构化和非结构化数据进行处理，采用适合不同行业的大数据挖掘分析工具和开发环境，从而获得分析和预测结果的一系列数据处理技术。

（五）物联网技术

物联网（internet of things，IOT）是指任何时刻、任何地点、任意物体之间互联。物联网技术是基于RFID（radio frequency identification）技术、传感器技术、智能终端技术、人工智能技术、无线通信技术等的应用。物联网是在互联网基础上的延伸和扩展，通过信息传感设备，按照约定的协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网结构包括三个部分，即感知层、网络层和应用层（图1-10）。

1.感知层

执行信息采集和转换，通过各类生物医学传感器感测人体信息，并将其转换为电信号或其他所需形式的信息输出。

2.网络层

承担信息的传输，包括互联网、移动互联网、移动通信网、无线网络、卫星通信和GPS定位系统等，这些网络相互交织构成一个无所不在、无处不达的巨大网络。

3.应用层

实现信息的存储、分析、处理和应用，由传感器采集的患者数据信息通过网络层传输到应用层的相关应用系统中，实现对该数据信息的处理和应用。

医疗物联网的特点在于连接的物体与医疗相关，包括医务人员和患者的标识、计算机终端、医疗器械、药品、医疗仪器、可穿戴医疗设备等。这些物体是医疗过程的一个终端、一个节点或一个对象，在医疗过程中能够产生、采集、处理数据，对这些物体的连接、监测和控制能实现对医疗过程的智能化管理。

（六）人工智能技术

人工智能（artificial intelligence，AI）是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能是计算机科学的一个分支，它试图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，该领域的研究内容包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

人工智能是对人意识和思维的信息过程的模拟，不是人的智能，但能像人那样思考，也可能超越人的智能。人工智能的理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，在健康医疗中的应用目前主要集中在诊断治疗、电子病历、医学影像、健康管理、新药研发和医疗机器人等方面，如图1-11所示。

人工智能在医学领域的研究和应用有着非常广阔的前景，基于大数据、云计算、物联网，以及超级计算和先进算法的人工智能技术，将创造全新的医学模式，在解决当今困扰人类社会的健康医疗问题上发挥重要作用。