基于临床决策支持系统智能护理交班系统的研发与应用

李昕华，陆瑶，孙玉娇，史婷奇

(1.南京大学医学院附属鼓楼医院 运动医学与成人重建外科，江苏 南京 210008；2.南京大学医学院附属鼓楼医院 普外科；3.南京大学医学院附属鼓楼医院 内分泌科；4.南京大学医学院附属鼓楼医院 护理部)

临床决策支持系统(clinical decision support system，CDSS)是针对半结构化或非结构化医学问题，通过人机交互方式改善和提高临床决策效率的计算机系统[1]。交接班是护士日常的工作任务，体现了护士对患者问题、措施、结局的持续评估结果，其质量高低取决于护士能否高效地访问、处理、使用一系列相关信息。为帮助护士提高交接班时信息收集、整理、分类、过滤的能力，促进其做出最佳的临床决策，提升护理交接班质量，我院护理部联合计算机专业人员开发了基于CDSS多问题多点支持型的智能护理交班系统。本文对该系统的研发及应用进行介绍。

1 资料与方法

1.1 护理智能交班系统模型 护士交班活动受组织特征、技术特征、科学经验、环境特征、临床特征、患者特征等6大特征影响。交班时护士需要的有效信息来源于各临床信息系统，如临床护理、医嘱处理、电子病历、医学影像、检验检查、手术麻醉系统等。我院研发的智能护理交班系统模型，包括智能交互平台和终端设备。智能交互平台用于接收来自各临床信息系统的患者数据，并将患者数据与知识库知识进行分析、整合、对比，通过推理机生成可视化人机交互端的交班信息。终端设备用于显示交班信息，包括护士站电脑PC端和移动手持PDA端，交班信息以3种形式呈现：(1)护士站电脑PC端的智能交班报告；(2)护士站电脑PC端的全病区信息看板；(3)移动手持PDA端单患者信息看板。见图1。

图1 护理智能交班系统模型图

1.2 方法

1.2.1 护理智能交班系统的研发与应用

1.2.1.1 成立系统开发研究小组 系统开发研究小组由6名成员组成，包括护理管理专家1名、临床护理专家1名、护理信息干事2名、计算机工程师2名，年龄30～45岁；职称：高级2名，中级4名；学历：硕士2名，本科4名。护理信息干事负责现有护理交班场景的调研、文献检索、会议记录、资料整理、数据分析、系统测试、应用评价等；临床护理专家和护理管理专家主要负责护士交班知识库的构建，界面的设计；计算机工程师负责开发及测试。

1.2.1.2 交班场景和交班信息项的初步确定 首先，运用现况调查法分析护士交接班场景和各场景的交班内容，选取全院内科、外科、妇产科及老年科中各一个护理单元对护士交接班过程展开调研，每个单元参与2次交接班。归纳我院护士交班场景主要有3个：(1)在护士站阅读纸质交班报告；(2)在护士站进行全病区总体情况的口头交接；(3)在患者床边进行单患者交接，同时记录各场景下护士交班的主要信息项。其次，检索国内外主要文献数据库：中国知网、维普、万方以及PubMed、SpringerLink等，主要检索词有“护士”“交接班”“信息”“场景”“nursing”“shift report”“information”“scene”，挖掘护士交班场景和交班信息。最后，由研究小组开会讨论护士不同交班场景的信息需求，形成PC端和PDA端交班信息项的雏形。

1.2.1.3 召开专家论证会议确定智能护理交班系统的功能框架 邀请13名专家召开论证会，包括护理部主任1名、科护士长2名、病区护士长2名、总责护士4名、责任护士2名，计算机软硬件工程师2名；年龄36～54岁；职称：高级6名，中级7名；临床工作年限>20年3名，11～20年6名，5～10年4名；学历：硕士4名，本科9名。各专家应用循证的理念，结合现况调研、本人的知识、经验和意愿，对护理交班过程进行分析整合，逐项讨论不同场景下交班的信息项目，每项信息的具体呈现内容、数据来源、呈现方式等因素。经会议讨论达成共识：确定不同场景下交班信息项，界面的设计方案，信息项的数据来源，论证人机交互的信息结构等。

1.2.1.4 形成护理智能交班系统 最终形成的护理智能交班系统，以2种智能模块辅助护士交班。(1)智能辅助书面交班信息记录模块。主要功能包括：①系统具备多个终端可同时输入交班信息的功能，这使得不同的责任护士可以同时记录。②系统辅助护士书写单个患者的记录时，可自动提取患者基本信息(床号、姓名、住院号、主要诊断)和患者流信息(入院、出院、手术等)，并根据患者的交班类别提供匹配的交班组句辅助护士决策，护士也可直接调用该患者电子病历记录中的生命指标类数据(如生命体征、症状体征记录、检验检查结果等)，以及主要诊疗记录(如医生、护士执行记录等)。③系统可自动统计、显示，每班次交班患者的汇总信息。④提供书面交班页面的编辑、保存、删除、查阅、打印等功能。(2)智能信息化看板辅助交班模块[2]。主要包括两个部分：①实时的护士站PC端全病区信息化看板，见图2。登录看板即可获取护理视角关注的病区关键信息，分别为本单元当日患者流(入院、出院、手术、各级护理人数等)和患者关键信息(如压力性损伤评估高风险、气管通路、入组临床路径人数等)，点击相应的关键信息项出现该类患者简卡，再点击简卡以 “鼠标悬浮”或“钻取”方式查看某患者明细信息，方便护士快速了解当前的关键患者。②移动手持PDA端单患者信息看板，见图3。页面分为4个区域(基本信息区、评估信息区、重要状态信息区和备注区)，除备注区信息可由护士手工录入，如专科特殊交班内容。其余3个区域信息均由智能交互平台根据知识库规则自动收集、整理、分类、过滤、呈现。

图 2 护士站PC端全病区信息化看板结构图

图 3 移动手持PDA端单患者信息看板结构图

1.2.1.5 开发测试与应用 开发完成后，先由计算机工程师进行内部测试，经研究小组成员复测通过后，于2018年8月上线小规模试用。试用期间护理信息干事深入试用病区调查和了解系统的操作速度、稳定性，数据提取和筛选的准确性，以及对护士交接班的支持效果，发现问题及时与信息工程师共同解决优化，直至系统稳定。2018年9月系统推广应用至所有普通病区。

1.2.2 评价方法

1.2.2.1 书写交班报告耗时 选取4个试用护理单元的系统应用前(2018年7月)和应用后1个月(2018年9月)在岗的、工作5年以上的N2～N3级护士共52名。对在系统应用前和应用后1个月进行连续28 d的每日白班交班报告耗时进行记录。由护理单元护士长负责统计，记录期间如有间断，耗时需累加。

1.2.2.2 交班报告的合格率 收集4个试用护理单元，系统应用前2018年第1季度手写纸质版交班报告120份，系统应用后2018年第4季度护理智能交班报告120份。由研究者分别分析其合格率。若交班报告中出现漏项、漏字、错字、涂改、格式不符，数据不符、顺序错误等问题均为不合格，全部正确为合格。

1.2.2.3 临床护士对智能交班系统的使用满意度评价 以D&M模型[3]为理论框架，循证类似研究[4]设计满意度调查问卷，从信息准确、运行稳定、容易学习、满足需求、保护隐私等方面了解护士对系统的满意度。该问卷共包括17个条目，采用Likert 4级评分法，“不满意”计1分、“一般”计2分、“满意”计3分、“非常满意”计4分，得分越高表示护士对系统的满意度越高。采用立意取样法对2019年4月(系统上线半年后)上线病区临床护士进行横断面调查，共发放问卷140份，回收有效问卷137份，有效回收率为97.9%。

1.2.2.4 现场询问使用体验 2018年12月，对我院普通病房使用智能护理交班系统的20名责任护士和护理管理者进行现场询问。在询问开始前制订询问提纲：(1)您认为智能交班系统能否提供准确、完整的交接班信息？(2)您认为智能交班系统能否提供及时有效的临床决策支持？(3)智能交班系统的使用体验是否令您满意？(4)系统维护人员是否可以及时解决系统软硬件问题？(5)您认为智能交班系统有何缺点？(6)您对智能交班系统有何优化建议？

2 结果

2.1 书写交班报告耗时的比较 系统应用后，书写交班报告耗时为(32.96±6.07)min，与应用前比较[(57.04±7.63)min]，差异有统计学意义(t=14.96，P<0.01)。

2.2 交班报告合格率的比较 系统应用后，交班报告合格率为97.63%，应用前为88.54%，两组比较，差异有统计学意义(χ2=7.134，P<0.05)。

2.3 护士对智能交班系统的满意度 137名护士对智能交班系统的满意度总均分为(3.27±0.27)分，各条目得分均值>3分，说明护士对智能交班系统各方面的满意度均较高。

2.4 智能交班系统的使用体验 智能护理交班系统在准确、便捷、智能决策支持等方面的优势，得到了访谈者的一致认可。研究对象A：“智能交班系统大大缩短了我书写交班报告的时间。”研究对象B：“使用PDA端单患者信息看板进行床边交接班时，我再也不用翻看小纸条，再也不担心漏交重要信息了。”研究对象C：“我不再担心年轻护士交班内容不完整、不准确了。”研究对象D：“护士站信息化看板，可以让我在接班时快速、准确掌握全病区的总体情况。”访谈者也提出优化建议，希望网络信号覆盖全面，网速加快。

3 讨论

3.1 智能护理交班系统提升护士交班信息的质量及交班效率，提升护士交班满意度 本次研究结果显示，应用智能护理交班系统完成交班报告的耗时短于应用前(P<0.01)，这与王泠等[5]报道的信息化护理交班系统录入交班的时间显著低于手写交班报告的结果相一致。同时，应用护理智能交班系统后，交班报告的合格率高于应用前(P<0.05)。有研究[6]表明，主观或不完整的交班报告是造成患者信息遗漏的重要原因，超过一半的医疗差错事件是因医护人员之间信息传递的缺失导致的。本系统利用数据抽取、转换和加载技术(extraction-transformation-loading，ETL)自动提取患者数据，避免了护士因人工查阅导致的交班信息遗漏和错误；利用知识库进行数据的分析、整合、对比，通过推理机生成的辅助交班决策，减少了护士因个体差异导致的交班决策失误。护士对智能护理交班系统的满意度调查结果显示，满意度各条目均值及总均分均高于3分，说明护士对系统各方面的体验满意度高，这可能与本系统构建时采用参与式设计理念[7]，实际应用中系统能够提供准确、完整、及时的交班信息有关。

3.2 智能护理交班系统实现了多点多问题的决策支持辅助护士交班 近年来，CDSS在护理领域的应用陆续开展，如压力性损伤分期评估[8]等，这些研究多聚焦于单问题单点支持。应波等[9]开发的“数据同源护理交班报告软件”，通过多个系统的数据整合提高了交班报告书写效率，但缺少对床边一对一交班场景的信息支撑，仅实现了多问题单点支持。我们设计的智能护理交班系统充分考虑护士工作场景、工作流程的多元性，通过系统的“神经突触”目前实现了多问题两视角下的决策支持辅助护士交班：(1)全病区视角下的“神经突触”，即实时的护士站信息化看板。可帮助护士快速、全面、准确识别全病区高风险人群，进行最适宜的交接班决策；可帮助护理管理者合理调配人力资源。(2)单患者视角下的“神经突触”，即PDA端单患者信息看板。可实现在床边交接班时信息传递的准确、完整、便捷的服务目标，帮助护士认识患者的当前状态，识别护理问题，预防和应对并发症。

3.3 本研究的不足与展望 (1)低估了ETL技术开发与应用的难度。ETL属于成熟技术，但目前在医疗领域的应用远远低于其他领域，这与医疗信息数量大、数据维度多、非结构化数据多、数据质量不高等特点有关。一开始获得的看板关键信息并非我们想要的数据或者维度，经过梳理发现主要是临床知识与计算机本体知识转换之间仍存在鸿沟，随后采用信息护士与工程师逐项分步充分讨论并记录的方式加强沟通，顺利获得需要的看板信息。(2)本系统智能化程度仍属于初级阶段，书写交班报告主体由护士承担，系统仅仅通过结构模板、数据调用等方式实现辅助功能，看板信息也是固定的信息项，并未能做到针对不同专科的个体化显示。(3)推广应用过程中，改变1600余名护士的使用习惯是一个难点，多种方式的培训和不断地“奖赏”，以及受益者言传身教均是有效的推广方式。随着信息技术的进一步发展，医院信息化程度的日益提升，进一步提升系统的人机交互能力，是我们下一步的研究方向。