侯緒娜，隋偉玉，韓鳳萍，朱潔宏，趙海芹，王靜，李啟虹，盧鵬章

（1.煙臺市奇山醫(yī)院a.護理部；b.肝病科；c.感染科；d.信息科，山東 煙臺 264000；2.北京大學(xué)護理學(xué)院基礎(chǔ)教研室，北京 100191；3.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合一科，北京 100015）

在傳染病應(yīng)對中，二級防護的護士操作紙筆、移動設(shè)備存在障礙， 難以保證護理記錄的完整性和及時性。信息產(chǎn)業(yè)變革，大數(shù)據(jù)的積聚及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的演進，驅(qū)動人工智能加快與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域融合[1-2]。利用語音技術(shù)實現(xiàn)醫(yī)療領(lǐng)域人機交互， 讓機器聽懂人的語言并做出正確反饋， 是非接觸式智能交互的研究熱點之一[3]，語音識別技術(shù)在提升臨床工作效率、降低成本等方面表現(xiàn)出巨大潛力[4]。 智能語音錄入技術(shù)只需要通過說話，即可實時把文本錄入到平臺上，提高了文字錄入效率和準確率[5]。 人工智能（Artificial Intelligence） 語音識別技術(shù)支持在床邊通過手持終端把患者體征、 病情變化等數(shù)據(jù)以語音轉(zhuǎn)文字的方式提交到醫(yī)院信息系統(tǒng)中。我院于2020 年2 月聯(lián)合北京大學(xué)護理學(xué)院等機構(gòu)構(gòu)建了基于人工智能語音的傳染性疾病臨床護理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（以下簡稱人工智能語音錄入系統(tǒng)），對基于語音轉(zhuǎn)文字的技術(shù)在臨床護理數(shù)據(jù)智能錄入、 智能生成方面進行了應(yīng)用探索，提高臨床護理數(shù)據(jù)的完整性、及時性，現(xiàn)報道如下。

1 系統(tǒng)的構(gòu)建

1.1 組建團隊 成立多單位多部門聯(lián)動的項目團隊，團隊由項目實施領(lǐng)導(dǎo)組和實施工作組構(gòu)成，實施領(lǐng)導(dǎo)組成員包括醫(yī)院分管院長、護理部主任、信息科科長及北京大學(xué)護理學(xué)院指導(dǎo)老師等， 主要負責(zé)項目整體方向把控和重要問題接洽； 項目實施工作組成員包括護士長、信息科工程師、語音錄入工程師及臨床護士等，負責(zé)項目的具體實施（病區(qū)護士長匯總護理文書書寫需求、提交常用文本模板，配合數(shù)據(jù)上傳，護理部質(zhì)控干事負責(zé)校對表單對接、組織培訓(xùn)、管理平臺系統(tǒng)的維護和數(shù)據(jù)統(tǒng)計， 工程師負責(zé)優(yōu)化系統(tǒng)，實時解決臨床需求）。

1.2 系統(tǒng)的設(shè)計及功能

1.2.1 系統(tǒng)核心設(shè)計思路 基于人工智能語音的傳染性疾病臨床護理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)立足于醫(yī)院臨床護理工作需求，以住院患者生命體征監(jiān)測、病情記錄為主，結(jié)合人工智能語音技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)、數(shù)據(jù)集成提取技術(shù)，采用HL7 通訊協(xié)議，搭建護理數(shù)據(jù)知識庫質(zhì)控平臺、語音識別及學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺。通過即時語音交互， 解決紙質(zhì)轉(zhuǎn)抄及電腦端批量錄入不及時的問題，提升護理文書書寫的及時性。

1.2.2 護理端人工智能語音知識庫模塊 首先將護理文書記錄的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)類別上歸納為體征數(shù)據(jù)、觀察數(shù)據(jù)、問詢數(shù)據(jù)、接觸反饋數(shù)據(jù)、執(zhí)行的護理措施及治療后的效果數(shù)據(jù)，多為數(shù)字、字母、特殊符號、標點符號、醫(yī)療單位并存。 護士長根據(jù)病種、護理階段維護整理固定類的長文本措施、病情變化、治療效果等內(nèi)容，根據(jù)唯一存在數(shù)據(jù)、多項多選數(shù)據(jù)、并列關(guān)系數(shù)據(jù)等特點建立針對不同數(shù)據(jù)類型的知識庫，知識庫的建立主要用來對不同類型數(shù)據(jù)的管理，尤其是特殊單位、特殊符號、字母、醫(yī)療單位等核心處理。 針對常見傳染性疾病中的治療措施、藥物名稱、標點符號等進行定制性護理知識庫訓(xùn)練。

1.2.3 人工智能語音錄入系統(tǒng)與醫(yī)院信息系統(tǒng)的對接集成模塊 人工智能語音手持終端通過4 G 網(wǎng)絡(luò)請求語音識別服務(wù)器運行的語音識別引擎， 語音識別服務(wù)器經(jīng)過針對請求識別的音頻進行聲學(xué)模型以及文本模型算法識別后，將識別的文本結(jié)果通過4 G網(wǎng)絡(luò)返回給人工智能語音數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)質(zhì)控管理平臺。平臺根據(jù)不同醫(yī)院、不同科室結(jié)構(gòu)化錄入及醫(yī)療單位符號錄入顯示的需要，將文本、單位、符號定制化清洗、轉(zhuǎn)換、處理給客戶輸出可用的結(jié)構(gòu)化文本數(shù)據(jù)。

人工智能語音數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)質(zhì)控管理平臺通過4 G 網(wǎng)絡(luò)向醫(yī)院部署的物理隔離網(wǎng)閘請求傳輸數(shù)據(jù)，物理隔離網(wǎng)閘在接收到合法授權(quán)映射的IP 地址請求后， 通過醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)交換機將語音識別后的文本數(shù)據(jù)傳輸至醫(yī)院信息系統(tǒng)服務(wù)器或護理文書系統(tǒng)服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存儲， 最終根據(jù)不同表單結(jié)構(gòu)化展示格式需要，進行數(shù)據(jù)錄入、自動保存、修改、顯示、打印等實現(xiàn)文書書寫的工作流程。 具體流程見圖1。

圖1 人工智能語音系統(tǒng)與HIS 系統(tǒng)的對接集成模塊

1.2.4 體溫單和危重護理記錄單內(nèi)容解讀、 實時結(jié)構(gòu)化處理模塊 護理文書數(shù)據(jù)記錄存儲的形態(tài)是結(jié)構(gòu)化的表格形式， 從語音識別到數(shù)據(jù)在體溫單和危重護理記錄單上呈現(xiàn)， 必須將語音識別后的純文本內(nèi)容進行分割，再根據(jù)不同表單的記錄需要，分別上傳和存儲至不同的數(shù)據(jù)庫表內(nèi)。 人工智能語音系統(tǒng)構(gòu)建的一套區(qū)別于通用自然語言處理模型的算法技術(shù)，實現(xiàn)了護理端非結(jié)構(gòu)化純文本的結(jié)構(gòu)化處理，有效的將時間、數(shù)字、醫(yī)療單位、符號、字母、標點等進行結(jié)構(gòu)化處理。

1.2.5 一次口述多表單同步提交模塊 傳統(tǒng)的醫(yī)院信息系統(tǒng)或護理文書系統(tǒng)在設(shè)計時， 因數(shù)據(jù)庫表的存儲和顯示需要， 每項表單錄入和展示是分開獨立的操作界面， 大量的一項數(shù)據(jù)需要在多個不同表單中顯示。在傳統(tǒng)電腦端或移動護理端每項數(shù)據(jù)、每張表單需要逐一分次錄入的基礎(chǔ)上， 人工智能語音錄入系統(tǒng)構(gòu)架出“一次口述多表單提交”。

1.2.6 數(shù)據(jù)實時質(zhì)控模塊 數(shù)據(jù)實時質(zhì)控糾錯主要解決因語速、語調(diào)、口音、噪音而導(dǎo)致的錯誤，數(shù)據(jù)實時質(zhì)控模塊在體征數(shù)據(jù)、 觀察問詢數(shù)據(jù)錄入時實現(xiàn)了阿拉伯數(shù)字、漢字數(shù)字、數(shù)字整數(shù)、數(shù)字小數(shù)、數(shù)字長度位數(shù)、特殊符號等內(nèi)容質(zhì)控糾錯，實現(xiàn)了針對錯別字、同音不同字、空格、多余標點符號、兒話音等進行糾錯識別。在體征數(shù)據(jù)錄入界面中，當語音識別結(jié)果錯誤時，會以藍色提示框進行提示，一目了然的查看錯誤結(jié)果。 在長短文本錄入界面中， 一鍵點擊糾錯，錯誤結(jié)果以其他顏色進行提示，并列出建議糾錯列表，一鍵進行智能替換。

2 系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 研究對象 2020 年5 月—2021 年10 月，項目組選取肝病科、 感染科進行系統(tǒng)試運行， 核定床位90 張，護士34 名。 由點及面，直至全院運行該系統(tǒng)。護士納入標準：臨床工作年限≥1 年；年齡≤50 歲；有使用語音錄入系統(tǒng)的意愿。 能夠熟練掌握語音錄入系統(tǒng)使用方法。 護士排除標準：臨床工作年限＜1年；年齡＞50 歲。

采用理論試卷和實際操作考核護士掌握情況，考核通過后對其開放系統(tǒng)使用權(quán)限。對肝病科、感染科共授權(quán)護士34 名，管理員2 名，管理員由護理部干事?lián)巍?/p>

2.2 應(yīng)用方法

2.2.1 前期開展護士培訓(xùn) 語音系統(tǒng)上線后我們通過遠程視頻、現(xiàn)場培訓(xùn)的方式對肝病科、感染科34名護士進行了3 次培訓(xùn)， 培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋語音錄入終端的開機、身份識別、關(guān)機等基礎(chǔ)操作；體溫單、護理監(jiān)測單、危重護理記錄單的常用詞匯、語音說法、特殊模塊操作等，操作流程圖見圖2。

圖2 人工智能語音臨床護理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)操作使用流程圖

2.2.2 中期深入追蹤 建立微信群， 成員包括試運行科室的所有臨床護士和系統(tǒng)實施工作組成員，臨床使用中如有系統(tǒng)閃退、卡頓、報錯、上傳失敗、網(wǎng)絡(luò)請求失敗等問題及時反饋微信群， 研發(fā)工程師負責(zé)及時解決問題， 根據(jù)護士使用過程中提出的新需求進行系統(tǒng)優(yōu)化，完善系統(tǒng)，及時發(fā)布系統(tǒng)升級指令。

2.2.3 后期穩(wěn)步擴展 選取數(shù)據(jù)提交前5 位的護士進行經(jīng)驗分享，對開展情況差的科室再次組織培訓(xùn)，查找難點。 系統(tǒng)試運行6 個月后，逐步在全院上線。

2.3 評價指標及資料收集方法 采用便利抽樣法，以肝病科、感染科患者及護士為研究對象，由實施工作組護理部干事進行數(shù)據(jù)收集。 比較系統(tǒng)運行前1個月（2020 年4 月1—30 日） 與系統(tǒng)穩(wěn)定運行后1個月（2021 年11 月1—30 日）護理文書書寫質(zhì)量指標、 住院患者生命體征數(shù)據(jù)錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)用時和護士使用體驗。

2.3.1 護理文書書寫質(zhì)量指標 包括護理評估記錄的完整性、 新入院患者初次生命體征采集上傳完成及時性，指標定義如下。（1）護理評估記錄的完整性：根據(jù)醫(yī)院護理質(zhì)控標準， 住院患者體溫單和危重護理記錄單記錄無遺漏，視為評估完整。 （2）新入院患者初次生命體征上傳完成及時性： 當護士在新入院患者初次生命體征采集后20 min 內(nèi)完成數(shù)據(jù)上傳視為及時完成。 即新入院患者初次生命體征采集與成功上傳醫(yī)院信息系統(tǒng)時間差不超過20 min（新入院患者初次生命體征采集完成時間記為T1，初次生命體征成功上傳醫(yī)院信息系統(tǒng)時間記為T2，新入院患者初次生命體征采集與成功上傳醫(yī)院信息系統(tǒng)時間差=T2- T1。 ）

2.3.2 住院患者生命體征數(shù)據(jù)錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)用時 傳統(tǒng)采集方式用時： 每位患者生命體征采集完成后，記錄到體溫本，錄入電腦成功上傳醫(yī)院信息系統(tǒng)所用時長。語音錄入采集方式用時：每位患者生命體征采集完成后， 使用語音錄入系統(tǒng)成功上傳醫(yī)院信息系統(tǒng)所用時長。

2.3.3 護士使用體驗 采用自行設(shè)計《AI 語音錄入系統(tǒng)有效性評價量表》調(diào)查肝病科、感染科護士對語音錄入系統(tǒng)的評價。該量表除護士基本信息外，還包括培訓(xùn)質(zhì)量、服務(wù)質(zhì)量、信息質(zhì)量、使用意愿4 個維度， 共10 個條目。 問卷內(nèi)容效度指數(shù)為0.806，Cronbach α 系數(shù)為0.815。向護士說明研究的目的和意義，當場發(fā)放、回收量表。

2.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 20.0 對研究數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計數(shù)資料采用χ2檢驗，計量資料采用均數(shù)±標準差表示，采用兩獨立樣本t 檢驗。 以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 結(jié)果

3.1 研究對象的一般資料

3.1.1 住院患者的一般資料 語音錄入系統(tǒng)運行前共納入278 例患者，其中男172 例，女106 例；肝病科193 例，感染科85 例；年齡15～81（55.6±19.2）歲；語音錄入系統(tǒng)穩(wěn)定運行后共納入310 例患者， 其中男200 例，女110 例；肝病科216 例，感染科94 例；年齡16～75（53.8±16.2）歲。 語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用前后2 組一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

3.1.2 護士的一般資料 本研究共納入34 名臨床護士，其中男2 名，女32 名；年齡20～52（30.9±6.2）歲，工作年限0.5 至33（10.5±5.6）年；大專10 名（30%），本科23 名（67%），研究生1 名（3%）；護士層級：N4 級2 名（6%），N3 級16 名（47%），N2 級9 名（26%），N1 級7 名（21%）。

3.2 人工智能語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用前后護理文書書寫質(zhì)量指標比較 人工智能語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用前1個月（2020 年4 月1—30 日） 與系統(tǒng)穩(wěn)定運行后1個月（2021 年11 月1-30 日）肝病科、感染科新入院患者初次生命體征采集上傳完成及時性， 人工智能語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用前有62 例上傳完成不及時，其中最長延遲3 h，最短延遲29 min；系統(tǒng)應(yīng)用后1 例上傳完成不及時，延遲為20 min，系統(tǒng)應(yīng)用后上傳完成及時性較應(yīng)用前有所提高（χ2=74.02，P＜0.001）。

人工智能語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用后肝病科、 感染科護理評估記錄（體溫單、危重護理記錄單）的完整性，包括生命體征、尿量、病情變化記錄完整性較應(yīng)用前均有所提高（P＜0.001），見表1。

表1 人工智能語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用前后住院患者護理評估記錄完整性的比較（例）

3.3 人工智能語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用前后住院患者生命體征數(shù)據(jù)錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)用時比較 人工智能語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用后肝病科、 感染科住院患者生命體征數(shù)據(jù)錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)用時明顯少于系統(tǒng)應(yīng)用前，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001），見表2。

表2 系統(tǒng)應(yīng)用前后住院患者生命體征數(shù)據(jù)錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)用時的比較

3.4 臨床護士對系統(tǒng)的使用體驗 在培訓(xùn)質(zhì)量維度，91%護士認為經(jīng)過培訓(xùn)該系統(tǒng)使用方法容易掌握；在服務(wù)質(zhì)量維度，97%護士認可項目實施領(lǐng)導(dǎo)組和實施工作組的工作， 尤其對工程師的服務(wù)表示滿意；從信息質(zhì)量維度看，79%護士認為相比電腦端錄入， 人工智能語音錄入更能夠提高護理文書書寫的效率，50%護士認為使用該系統(tǒng)能夠減少轉(zhuǎn)抄，降低出錯率；在使用意愿上，71%護士認為使用該系統(tǒng)能夠減少紙張浪費，82%護士表示愿意繼續(xù)使用該系統(tǒng)，但是希望能進一步優(yōu)化方言識別。

4 討論

4.1 人工智能語音錄入系統(tǒng)的應(yīng)用提高了護理文書書寫質(zhì)量 護理的有效性、 跨學(xué)科的交流與學(xué)習(xí)依賴于全面準確的護理記錄[6]。 生命體征、尿量、病情變化等數(shù)據(jù)常規(guī)使用電腦批量錄入， 護士先在紙面上匯總，然后統(tǒng)一批量錄入，易出現(xiàn)漏記、晚記、錯記的情況，這與趙永信等[7]研究結(jié)果一致。 當新患者入院、患者發(fā)生病情變化時，主管醫(yī)生需要及時知曉患者生命體征，生命體征數(shù)據(jù)的延遲上傳，影響患者生命安全，也會造成醫(yī)護關(guān)系的緊張。語音錄入系統(tǒng)應(yīng)用后，護士在床邊手持終端單手按鍵把患者體征、病情變化等數(shù)據(jù)以語音轉(zhuǎn)文字的方式提交到醫(yī)院信息系統(tǒng)中，實現(xiàn)現(xiàn)場采集，現(xiàn)場錄入，實現(xiàn)了信息源頭、信息終端閉環(huán)操作，僅有1 例因病房網(wǎng)絡(luò)問題未在20 min 內(nèi)完成上傳。同時結(jié)構(gòu)化的電子護理文書模式代替了護士手動輸入填寫內(nèi)容的傳統(tǒng)形式，避免了護理記錄的隨意性，提高了護理文書書寫質(zhì)量。

4.2 人工智能語音錄入系統(tǒng)的應(yīng)用縮短了住院患者生命體征數(shù)據(jù)錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)用時 生命體征采集上傳用時越短，患者生命安全越能得到保障。語音錄入系統(tǒng)簡化了護理數(shù)據(jù)上傳步驟， 護理文書中的體溫單和護理記錄單是有固定順序的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)項，區(qū)別于電腦上只能錄單一表單的情況，人工智能語音手持終端在表單提交選擇時，支持一次提交、多表單數(shù)據(jù)同步。護士只需單手使用手持終端通過語音交互指令的方式口述表單提交后，各類護理數(shù)據(jù)即時在電腦端智能生成、結(jié)構(gòu)化顯示，縮短了住院患者生命體征數(shù)據(jù)錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)所用時長。應(yīng)用語音錄入系統(tǒng)后，護士減少了伏案書寫、打字時間，增加了護理有效工作時間，85%的護士希望通過語音輸入方式以提高工作效率，減輕工作負擔(dān)和工作強度。

4.3 護士對人工智能語音錄入系統(tǒng)的使用體驗較好 本研究結(jié)果顯示，9%護士認為語音錄入系統(tǒng)使用方法不容易掌握。 信息系統(tǒng)的改變需要過渡期去適應(yīng)與學(xué)習(xí)，一般持續(xù)12～18 個月，若設(shè)備或軟件產(chǎn)生問題可能會讓護士產(chǎn)生負性體驗[8]。 在試運行初期，出現(xiàn)過終端閃退、數(shù)據(jù)上傳失敗、頻繁更新系統(tǒng)等問題，給護士留下較差的印象，另外部分從業(yè)多年護士已習(xí)慣手寫數(shù)據(jù)和電腦錄入，不愿改變，不能主動學(xué)習(xí)。優(yōu)質(zhì)的人機交互，提升用戶或患者的體驗感和幸福感， 將是人工智能語音系統(tǒng)未來真正被廣泛使用和青睞的內(nèi)在驅(qū)動力[9]。 在服務(wù)質(zhì)量維度，97%護士認可項目實施領(lǐng)導(dǎo)組和實施工作組的工作。 在項目推進過程中， 系統(tǒng)實施工作組工程師針對每一條入庫數(shù)據(jù)進行糾錯， 發(fā)現(xiàn)錯誤及時與護士溝通解決，這是護士對該系統(tǒng)滿意度高的首要原因。 通過前期使用發(fā)現(xiàn)， 語音錄入系統(tǒng)錄入文字的識別率高，與郭江博等[10]研究結(jié)果一致。 本研究設(shè)置了科室語音錄入管理員， 鼓勵各年資護士參與護理管理與決策[11]。系統(tǒng)上線初期，護士每次使用前需掃描患者手腕帶二維碼識別患者身份，由于病房網(wǎng)絡(luò)限制及部分患者腕帶不清晰，導(dǎo)致反復(fù)掃碼，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化口述患者姓名床號即可進入錄入界面， 無需上翻下查找患者信息。使用該系統(tǒng)能夠減少轉(zhuǎn)抄，降低錯誤率，避免紙張浪費，護士對語音錄入系統(tǒng)總體體驗較滿意。 醫(yī)院管理者越來越重視護士的護理信息能力[12-13]，人工智能語音系統(tǒng)的使用促進了護理信息教育的開展。