美国护理工程学教育的发展与现状

周滢，李峥，周晨曦，尹敏，石秀秀，甘珊

(北京协和医学院 护理学院，北京 100144)

以人工智能、大数据、物联网等为特征的新一轮科技革命，给医学的发展带来了根本性的影响，知识更新快速迭代、多学科交叉融合趋势明显[1-2]。在此背景下，2018年政府工作报告提出了“新医科”的理念，鼓励将工程技术引入医疗服务中，医学与工程学结合成为当今医学发展的必然趋势[3-4]。伴随着我国疾病谱的变化和人均寿命的延长，人口老龄化、慢性疾病人数庞大等健康问题，传统的护理技术已不能满足需求。越来越多的护理难题被学科交叉协同攻关的方式所攻破，“照护机器人”、“精准护理”、“智慧护理”等新兴领域的出现[5-7]，将工程学的知识以及技术引入到护理学领域中，为减少照护的人力需求、减轻工作负担、构建新的照护模式提供思路。目前，美国已初步开展护理工程学教育，但我国尚未开始[8]。本文旨在综述美国护理工程学教育的培养模式、培养目标、培养方向、课程设置、教学方法及形式等，以期为我国护理学与工程学交叉应用型创新人才的培养提供借鉴。

1 卫生保健工程学和护理工程学概述

卫生保健工程学最早由美国医疗工程学会于20世纪70年代提出，但一直没有明确其概念。2015年，国际医疗工程学的专家们经讨论后确定了一个清晰、严谨的定义，卫生保健工程学是一门涉及疾病全过程(预防、诊断、治疗和管理)以及维持和改善身心健康各方面的工程学，通过医学和相关卫生专业人员向人类提供更好的健康服务[9]。卫生保健工程学包括所有涉及工程学知识、原理或技术的卫生保健或医疗的各个部门，如医学、牙科、护理、药学、公共卫生等，其中护理学是重要的组成部分，涉及了疾病预防和治疗、身心健康管理等多个领域。2015年，美国学者Eisenhauer[10]首次主张创立一门新的学科——护理工程学(Nursing Engineering)，其认为并不是简单将“护理学”和“生物医学工程”两个学科进行组合，而是运用先进的科学技术，创造性地解决复杂的护理实践问题。综上所述，护理工程学是指应用工程学的知识、原理、方法或技术，解决关于疾病预防、治疗、管理中复杂的护理实践问题。

2 美国护理工程学教育发展状况

美国于21世纪初率先开展护理工程学教育，从本科和博士层面进行了积极的探索，在整体上尚处于初步发展的阶段。美国开展护理工程学教育的学校包括麻省大学阿默斯特分校、约翰霍普金斯大学、杜肯大学、范德堡大学，各学校在培养模式、培养目标、培养方向、教学方法及形式等方面存在一定差异。

2.1 培养模式 目前，护理工程学人才培养模式以护理学院和工程学院联合培养为主。在本科层面，杜肯大学于2015年首创了针对本科生的“护理学与生物医学工程”双学位联合培养项目，学制为5年。学生在完成4年生物医学工程课程和1年护理课程后，可获得双学位[11-13]。在博士层面，麻省大学阿默斯特分校于2008年率先开展“护理学和工程学”五年制联合博士培养项目。该项目由大学提供专项研究资金支持，目前已成功培养了6名博士研究生[12]。2019年，范德堡大学尝试开展了“护理学与生物医学工程”联合博士培养项目。该项目为期5年，类似医学博士或哲学博士，包含2年护理学科学硕士课程和3年生物医学工程博士课程。在完成所有课程并通过考核后，学生能获得护理学和生物医学工程双学位[12]。目前项目尚处于试点阶段，仅有2名护理学硕士生进行联合博士的培养。2019年，约翰霍普金斯大学护理学院、工程学院与马隆医疗工程中心也积极探索，尝试开展五年制护理工程学联合博士培养项目[14],目前处于试点阶段，2019年是第一年招生，在校二年级及以上对护理学和工程学交叉合作有想法的博士生均可申请，大学还予以充足的资金和人力支持[15]。

2.2 培养目标 在本科层次上，杜肯大学要求学生同时掌握护理学和工程学两门学科的知识和技能，能够将工程学的技术应用到临床实践和患者护理中，并有能力参与到临床应用技术创新的各个阶段，包括识别临床问题、开发技术解决方案、评价效果等[11]。在博士层次上，麻省大学阿默斯特分校在培养目标中明确指出，要培养护理学与工程学交叉学科研究人才，促进以患者为中心的应用型科技创新[16]。范德堡大学在护理工程学联合培养项目中明确指出，要培养创新型的护理科学家，能够领导团队设计、开发监测和管理疾病以及辅助护士进行健康照护的医疗器械、技术[12]。约翰霍普金斯大学开展护理学工程学联合博士培养，旨在培养能改善患者预后和提高照护质量的护理研究者，要求学生能拥有护理学和工程学的交叉学科视角，掌握系统地解决临床实践问题的能力，而不仅仅是简单地应用技术[15]。综上，本科教育侧重于要求学生能掌握护理工程学的知识和技能，培养医学或护理创新的临床实践者；博士教育更多注重培养以患者为中心的高层次创新型的护理研究人才和领导者，要求其深入理解并能够应用护理学和工程学两个学科的理念、方法、技术，组织团队解决现有的临床实践问题以改善患者预后结局。

2.3 培养方向 对于博士研究生，麻省大学阿默斯特分校、杜肯大学、范德堡大学已明确了其培养方向。麻省大学阿默斯特分校于2008年设立了专门的护理工程学实验室，旨在从护理学和工程学的角度开发基于可穿戴设备的个体化医疗保健和健康管理系统，目前形成了7个方向：(1)生物识别设备，如心电图、呼吸、体温等；(2)舒适的可穿戴设备和传感器；(3)生物信号处理；(4)健康管理的移动应用程序；(5)个体化医疗保健策略；(6)健康促进项目和系统开发，促进疾病管理和症状管理；(7)家庭和运动保健系统[16]。约翰霍普金斯大学目前拟定3大研究方向：(1)实施科学，包括扩大基于证据的干预措施，在复杂的医疗环境中系统地思考、设计，制定可持续的医疗计划；(2)技术创新，包括数据挖掘技术的应用和验证、机器学习、支持应用程序的改进、机器人技术；(3)系统建模和优化，包括临床预测模型、质量和安全、提高效率和改进医疗保健服务的设计[15]。范德堡大学护理工程学包括3大方向：(1)通过技术创新改变急慢性疾病的诊断、治疗及长期管理，特别是针对认知障碍和精神疾病、姑息治疗、母婴健康；(2)数据科学与创新，发现和利用最先进的方法进行数据分析和研究设计；(3)卫生技术创新，开发新技术改善患者预后[17]。综上，整体研究方向侧重于人工智能、移动医疗设备等技术创新、数据挖掘等。

2.4 课程设置 目前，护理学与工程学交叉人才培养尚处于初步阶段，尚未形成规范化的课程设置。本科层次的课程设置可参考杜肯大学[12]，见表1；博士层次可参考麻省大学阿默斯特分校、约翰霍普金斯大学、范德堡大学，见表2。

表2 护理工程学联合博士培养课程设置

续表2

院校课程学分学年课程名称约翰霍普金斯大学[18-19] 必修课19第1^2学年护理哲学、定性研究设计和方法、定量研究设计和方法、混合研究设计、卫生保健研究中的测量、护理科学家的职责、写作研讨会 选修课19第1^2学年健康行为的概念与理论、症状评估与管理、暴力研究、压力和压力反应、心血管健康当前问题和趋势、护理教育者的角色演变、高级统计模型的应用、管理研究过程的电子化工具、国际卫生系统研究、写作研讨会、转化研究高级研讨会 统计课程9第1^2学年统计学Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 其他15第1^5学年学位论文范德堡大学[20-21] 必修课32第1^2学年信息学和学术研究、护理理论、健康行为与健康情境、临床研究中的伦理道德、临床研究中的概念基础、临床研究中的测量方法、护理学知识综合、设计和测试临床干预、定性研究方法、定量研究方法、卫生保健与政策、卫生服务中的研究热点、护理科学家的角色、基金撰写15第3^5学年生物医学工程研究和专业发展简介、人类生理学和分子医学、神经解剖学、疾病的免疫学原理和免疫系统、人体生理学和分子医学 选修课3第1^2学年遗传学、基因组学基础、全球卫生基础、卫生健康政策与社会正义、高级心血管护理12第3^5学年生物医学工程中的定量方法、高级生物力学、细胞现象的工程模型、光学诊断的原理和应用、高级计算建模和分析、癌症成像、神经成像、磁共振成像方法 统计课程9第1^2学年研究设计与统计Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 其他15第1^5学年学位论文、写作研讨

2.5 教学方法及形式 在教学过程中，护理工程学教育应用多种教学方法和形式激发学生的学习热情，除了学术讲座、情景模拟等一些较为经典的护理教学方法，还包括临床沉浸、产学研合作教育等方法和形式。学术讲座通常是由护理学和工程学专家组织进行专题学术报告；情景模拟是在大学的模拟实验室中进行，由跨学科的专家模拟一些临床场景，旨在培养学生沟通能力和解决问题的能力。

临床沉浸是工程学中设计的一个重要环节，指在学生完成理论学习后，到医院或社区等临床情境中与医务人员一起工作，从而获得一手资料，有利于其发现护理实践问题及未被满足的护理需求，促进将实验室的工程学技术转化到患者床旁[22]。

产学研合作是指企业、科研单位和高校之间的合作，通常指以企业为技术需求方、科研院所或高校为技术供给方的一种合作。这种形式能充分利用多种不同教学环境和资源在人才培养方面的优势，把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合[23]。目前在护理工程学教育中应用较多，学生需以临床问题为出发点，应用工程学的原理和技术去解决问题，包括高校教师指导设计解决方案、在实验室构建原型、在临床情境下开展试点研究、实施评价等步骤。麻省大学阿默斯特分校通过这样的形式，开展了一系列Space项目，“基于眼动的癌症疲劳的生物标志物检测”是其中一个比较成功的案例。该校一名护理博士生发现癌症患者疲乏的测量是以主观报告为主，存在一定的偏倚，而患者疲乏时眼球运动会变得缓慢。基于此背景，这名博士生与工程学院合作开发了一款追踪癌症患者眼动的可穿戴眼镜，尝试通过眼球运动的变化客观评估癌症患者疲乏症状[24]。杜肯大学开展了“Marer Nurse”项目，其中一名本科生开发了一款针对烧伤患者的便携式淋浴器。该淋浴器将水引到患者身体特定的区域，护士不再需要手持淋浴头为患者进行擦浴，这大大减轻了照护压力[25]。在开展这些试点研究后，大学以工作坊的形式邀请护理临床专家、工程学教授、公司领导者等多学科专家，对构建的解决方案从临床实践的效果、安全性、伦理、成本等进行全面评价[12]。在与多学科专家思维火花碰撞过程中，学生的辩证性思维能力和创新意识得到提高。

2.6 评估与认证 虽然护理学和工程学都有自己专业的评审方法以及评审机构，但两个专业联合培养如何评估和认证仍是一个难题。杜肯大学联合培养项目已获得宾夕法尼亚州护理委员会和州立教育部门的批准，并通过州护理教育委员会的认证。在顺利通过工程基础考试和注册护士执照考试后，毕业生将分别成为注册工程师和注册护士，但目前该项目每年仅招收20名学生[11-12]。由于护理学和工程学两门学科的根本差异以及联合培养毕业生的人数极少，评估和认证有待进一步明确。

3 小结

美国护理工程学教育根植于人才需求，已初具雏形。我国工程学发展基本与世界同步，护理领域对护理工程学人才有同样大需求。在人工智能、大数据时代背景下，国内大学可尝试开展护理工程学教育，参考美国大学的成功培养案例，结合我国国情，明确对于护理学与工程学交叉人才的培养目标、培养方案、管理制度、评价和认证等。此外，在大学层面还需予以一定的资金和政策支持，加强护理工程学实验室的建设和相关师资的培养，从而促进高层次护理创新人才的发展，促进工程学和信息技术在临床护理实践中的应用，减轻照护人力需求，提升护理质量。