張 權(quán)，陳 戎

(杭州市第七人民醫(yī)院，杭州 310013)

根據(jù)國(guó)家衛(wèi)生健康委公布，我國(guó)抑郁和焦慮障礙患病率總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，公眾對(duì)抑郁、焦慮、失眠等心理健康的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，特別是重性精神患者也逐漸增加[1]。一般專(zhuān)科醫(yī)院針對(duì)重性精神病患者，主要采取封閉式管理的模式，依賴(lài)醫(yī)護(hù)人員或輔助工人的管理，在一定程度上保障患者獲得有效治療和護(hù)理，但在嚴(yán)重失衡的醫(yī)患比現(xiàn)狀下，不良事件發(fā)生率仍比較高。在信息技術(shù)不斷推廣應(yīng)用于醫(yī)院管理的大背景下，將人臉識(shí)別技術(shù)結(jié)合醫(yī)院門(mén)禁和監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于精神專(zhuān)科醫(yī)院病房管理、改善傳統(tǒng)精神專(zhuān)科醫(yī)院病房固有的封閉式管理流程，以減少不良事件發(fā)生率、提升醫(yī)療服務(wù)水平值得探討。

1 人臉識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建

1.1 需求分析精神專(zhuān)科醫(yī)院住院患者易出現(xiàn)沖動(dòng)、傷人、外走、毀物、自傷、自殺等危險(xiǎn)行為，防范這些危險(xiǎn)行為是精神科病房護(hù)理工作的重點(diǎn)。外走作為最常見(jiàn)的病區(qū)不良事件之一，如何采取有效措施進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)防至關(guān)重要。發(fā)生住院患者外走的主要因素有兩個(gè)。一是患者自身因素。①自知力喪失，否認(rèn)有病不肯住院；②服用抗精神病藥物后，患者出現(xiàn)靜坐不能的椎體外系反應(yīng)；③受幻聽(tīng)妄想等支配；④意識(shí)及定向力障礙[2]。二是病區(qū)管理缺陷。專(zhuān)科醫(yī)院普遍存在醫(yī)患比嚴(yán)重不足的現(xiàn)象，病區(qū)有限的醫(yī)護(hù)人員對(duì)每個(gè)患者及時(shí)監(jiān)管存在一定困難。目前，普遍采用的腕帶技術(shù)[3]其防脫落設(shè)計(jì)不適用于精神類(lèi)疾病患者，且對(duì)患者的心理康復(fù)存在不利影響。隨著人臉識(shí)別技術(shù)的成熟，應(yīng)用在精神專(zhuān)科醫(yī)院病房管理中已完全具備條件，采用人臉識(shí)別技術(shù)[4]替代傳統(tǒng)識(shí)別患者住院信息，可大幅度提升醫(yī)院內(nèi)部運(yùn)行效率，節(jié)省人力、財(cái)力、物力。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)人臉識(shí)別系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、視頻攝像頭、圖像采集、人臉定位、圖像預(yù)處理、人像大數(shù)據(jù)平臺(tái)等。攝像將一幅或一系列錄入的人臉圖像信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，將入庫(kù)的面部數(shù)據(jù)進(jìn)行建模提取人臉的特征，并將其生成的人臉模板保存到人像大數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)攝像系統(tǒng)將捕捉得到的人臉面部特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中已登記的人臉信息進(jìn)行比對(duì)，判斷其是否為同一人，如為同一人消控中心立即啟動(dòng)報(bào)警服務(wù)[5]。根據(jù)上述系統(tǒng)設(shè)計(jì)，醫(yī)院將基于人臉識(shí)別技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)置在病房主任及護(hù)士長(zhǎng)辦公室，將基于人臉識(shí)別技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置于病區(qū)的主出入口及護(hù)士站，為提高識(shí)別精度在出入口位置均配備超高清攝像頭，用來(lái)捕捉患者的準(zhǔn)確人臉信息。

1.2.1 系統(tǒng)構(gòu)架規(guī)劃 通過(guò)人像大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和原有醫(yī)院HIS系統(tǒng)(醫(yī)院信息系統(tǒng))[6]，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互通，PDA采集的照片或依靠人臉抓拍機(jī)抓取的信息可同步給人像大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。基于人臉識(shí)別技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)，可對(duì)接醫(yī)院身份管理系統(tǒng)，將出入權(quán)限下發(fā)，同時(shí)出入記錄回傳，既提高安全性，又確保信息可回溯性(圖1)。

圖1 功能對(duì)接構(gòu)架

1.2.2 上位軟件平臺(tái)設(shè)計(jì) 利用人像大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過(guò)連接前端人臉抓拍機(jī)、后端服務(wù)器，形成一整套人像大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可進(jìn)行各項(xiàng)綜合應(yīng)用。同時(shí)，該系統(tǒng)可與公安系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行資源共享，也可和各上下級(jí)醫(yī)院進(jìn)行多級(jí)互聯(lián)。人像大數(shù)據(jù)平臺(tái)主要分為九大模塊：監(jiān)控總覽、監(jiān)控詳情、監(jiān)控配置、人像檢索、情報(bào)研判、統(tǒng)計(jì)分析、同步管理、系統(tǒng)管理、運(yùn)維管理等。其中情報(bào)研判功能可以實(shí)現(xiàn)搜索指定人員，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，分析其出入頻次、出入地點(diǎn)，勾畫(huà)出對(duì)應(yīng)軌跡，從一堆繁瑣數(shù)據(jù)中提煉出有效的數(shù)據(jù)，并規(guī)律性展現(xiàn)，通過(guò)此功能可以協(xié)助護(hù)士長(zhǎng)對(duì)病區(qū)工人進(jìn)行精細(xì)化的考勤管理。

1.2.3 人臉識(shí)別系統(tǒng)的配置要求 前端需配備人臉抓拍機(jī)、人證核驗(yàn)機(jī)、客戶(hù)端、監(jiān)控、人臉門(mén)禁機(jī)、門(mén)禁控制開(kāi)關(guān)，后端配備專(zhuān)用GPU服務(wù)器(帶GPU卡)，以及與HIS(醫(yī)院信息管理系統(tǒng))賬單數(shù)據(jù)接口規(guī)范等(圖2)。

圖2 人臉識(shí)別拓?fù)鋱D

1.2.4 應(yīng)用拓展 未來(lái)可以依托互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院，建立智慧醫(yī)療平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)管控系統(tǒng)，真正構(gòu)建高效、快捷的管理體系(圖3)。

圖3 智慧醫(yī)療平臺(tái)框架

1.3 場(chǎng)景的流程管理醫(yī)院利用人臉識(shí)別技術(shù)運(yùn)用于患者出入院管理、外出檢查和治療管理、門(mén)禁管理等方面，具體流程如下。

患者入院手續(xù)辦理→病區(qū)護(hù)士站登記詢(xún)問(wèn)病史和基本信息錄入，同時(shí)采集人臉數(shù)據(jù)(通過(guò)身份證讀卡器讀取或者攝像直接抓取)→數(shù)據(jù)與HIS對(duì)接電子病歷系統(tǒng)匹配，同時(shí)監(jiān)控設(shè)防啟動(dòng)，防止患者外跑→辦理出院手續(xù)→系統(tǒng)自動(dòng)將患者信息和人臉數(shù)據(jù)清除→監(jiān)控設(shè)防解除。

患者外出檢查和康復(fù)治療→護(hù)士站將患者權(quán)限開(kāi)放，人臉系統(tǒng)簽出→報(bào)警暫?！然颊邫z查和治療返回病房，人臉系統(tǒng)簽入→監(jiān)控報(bào)警重啟。

人臉門(mén)禁管理→主要出入口以及醫(yī)護(hù)辦公室等功能性用房，設(shè)置人臉識(shí)別開(kāi)門(mén)技術(shù)與門(mén)禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，通過(guò)人臉門(mén)禁，可無(wú)感通行，減少接觸，提高安全性(圖4)。

圖4 出入院患者流程

2 應(yīng)用體會(huì)

2.1 人臉識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)人臉識(shí)別技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于自然性、非接觸性、非強(qiáng)制性、高效性。其中，自然性是指被采集人臉信息對(duì)象是一個(gè)處于自由活動(dòng)的自然體，通過(guò)視頻采集系統(tǒng)采集人臉圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中的人臉面部數(shù)據(jù)比較來(lái)區(qū)分和確認(rèn)身份；非接觸性是指人臉識(shí)別時(shí)，不用接觸到人的臉部，通過(guò)攝像設(shè)備操作，相對(duì)于腕帶技術(shù)而言，采集圖像迅速與靈活，具有高可靠性；非強(qiáng)制性是指在進(jìn)行人臉識(shí)別過(guò)程中，將自動(dòng)獲取面部信息，而不被受檢人覺(jué)察，既可有效降低采集過(guò)程的復(fù)雜性，又對(duì)患者的心理不會(huì)造成負(fù)面影響；高效性是指患者人臉信息采集與讀取高效便捷，識(shí)別頻率上可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)隨時(shí)布控，可有效減少專(zhuān)職護(hù)士在病區(qū)巡視的頻次、消滅巡視死角，也可減少病區(qū)工人在病房大門(mén)口的值守排班，提高病區(qū)管理的工作效率，降低醫(yī)護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.2 人臉識(shí)別技術(shù)的不足人臉識(shí)別技術(shù)雖有很好的優(yōu)勢(shì)，但仍有些短板和不足，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.2.1 使用區(qū)域問(wèn)題 人臉識(shí)別系統(tǒng)在精神專(zhuān)科醫(yī)院閉環(huán)空間才能起到最大的作用。在相對(duì)封閉的空間內(nèi)，高清攝像機(jī)的監(jiān)控范圍單一，可將攝像機(jī)設(shè)置于與人流3米左右最佳標(biāo)準(zhǔn)抓拍距離，人臉抓拍像素可實(shí)現(xiàn)高精度，且整套系統(tǒng)還可通過(guò)軌跡追蹤、電子圍欄管理、多機(jī)互聯(lián)等功能進(jìn)行輔助管控。但在開(kāi)放式的環(huán)境中，監(jiān)控范圍多樣且復(fù)雜，人臉可能出現(xiàn)在距離較遠(yuǎn)的畫(huà)面內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致人臉抓拍的像素點(diǎn)不夠、影響比對(duì)精度，不能發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。

2.2.2 準(zhǔn)確率問(wèn)題、誤報(bào)率問(wèn)題 由于人臉識(shí)別準(zhǔn)確率還不能達(dá)到100%，特別是在光線(xiàn)過(guò)低或者黑暗的情況下，還是會(huì)出現(xiàn)識(shí)別錯(cuò)誤或者識(shí)別不了，引起誤報(bào)，且該監(jiān)控系統(tǒng)抓取人臉需要1～2秒的停頓時(shí)間且需要正臉，如果抓拍時(shí)間不夠或者只抓拍到側(cè)臉，都不能有效讀取人臉的數(shù)據(jù)，因此還有待人工智能技術(shù)的優(yōu)化[7]。

2.2.3 隱私和信息安全問(wèn)題 人臉識(shí)別技術(shù)在病區(qū)管理乃至醫(yī)院管理中都能起到很大的作用，但對(duì)于患者而言人臉信息涉及個(gè)人隱私問(wèn)題，如何解決隱私問(wèn)題以及如何保護(hù)患者信息不泄露值得深究，有待信息化安防技術(shù)的進(jìn)一步提升[8]。

2.3 成效分析在某一個(gè)重性精神科病房區(qū)域試運(yùn)行應(yīng)用，具有一定的成效。上線(xiàn)應(yīng)用的單路系統(tǒng)(含硬件、軟件)初始投資約為4萬(wàn)元，上線(xiàn)后對(duì)病區(qū)而言減少一個(gè)工人的入口值守排班，人員成本由1萬(wàn)元/月降至5 000元/月，病區(qū)運(yùn)行成本大幅降低。初步成效評(píng)估選取系統(tǒng)上線(xiàn)前與上線(xiàn)后同一月度的兩個(gè)指標(biāo)，患者外跑率、病區(qū)滿(mǎn)意度，經(jīng)比較患者外跑率減低、病房滿(mǎn)意度提高(表1)。

表1 初步成效分析

3 思考與討論

當(dāng)前該技術(shù)只適用于精神專(zhuān)科醫(yī)院的封閉式病房患者管理(重點(diǎn)關(guān)注的是重癥精神患者以及“三防”患者，對(duì)康復(fù)階段的患者起到預(yù)防作用)，現(xiàn)階段建設(shè)的感受是，構(gòu)建此系統(tǒng)硬件方面較為簡(jiǎn)單，軟件方面只需要與HIS和智能護(hù)理站等系統(tǒng)的貫通[9]，形成醫(yī)院業(yè)務(wù)信息與安全管理信息大平臺(tái)(即人像大數(shù)據(jù)平臺(tái))，通過(guò)大平臺(tái)來(lái)操作，但重點(diǎn)還是需考慮護(hù)士的使用體驗(yàn)，如何調(diào)整病房管理的固有模式和習(xí)慣轉(zhuǎn)變是關(guān)鍵，因此系統(tǒng)建立時(shí)要遵循便捷性的操作方法和高效性的管理流程等原則，移動(dòng)式的管理(與PDA互聯(lián)、數(shù)據(jù)攝入與讀取)也是下一步的發(fā)展方向。在醫(yī)院使用中，也未真正實(shí)現(xiàn)全流程閉環(huán)管理，因此該系統(tǒng)還有待完善和優(yōu)化。要實(shí)現(xiàn)患者全過(guò)程的軌跡追蹤離不開(kāi)信息的互聯(lián)互通，還需建立新的管理流程，通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)用于病房和治療室兩個(gè)場(chǎng)所，從外出檢查和治療到返回病房過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)全流程人工智能的監(jiān)管，使不良事件發(fā)生率降至最低。從使用技術(shù)上來(lái)說(shuō)還可以應(yīng)用到病房監(jiān)控、衛(wèi)生間監(jiān)控、患者服藥區(qū)域監(jiān)控等重點(diǎn)管理區(qū)域。

4 結(jié) 語(yǔ)

基于人臉技術(shù)的日益成熟和人臉產(chǎn)品的日益完善，目前在智慧醫(yī)院建設(shè)過(guò)程中已經(jīng)發(fā)揮越來(lái)越大的作用[10]，但在未來(lái)5G+作用下，該技術(shù)會(huì)起到更廣泛的作用，如人臉門(mén)禁、人臉考勤、刷臉支付、智慧導(dǎo)醫(yī)、智慧迎賓、毒麻藥品管理等重要工作環(huán)節(jié)應(yīng)用[11]。依賴(lài)互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展，未來(lái)在精神專(zhuān)科醫(yī)院病房管理手段上還能進(jìn)一步提高，通過(guò)習(xí)慣管理與AI(人工智能)技術(shù)，預(yù)測(cè)患者的習(xí)慣軌跡也不是沒(méi)有可能。