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.北京大學護理學院基礎教研室，北京 100191；3.首都醫(yī)科大學附屬北京地壇醫(yī)院中西醫(yī)結合一科，北京 100015）

在傳染病應對中，二級防護的護士操作紙筆、移動設備存在障礙， 難以保證護理記錄的完整性和及時性。信息產業(yè)變革，大數據的積聚及網絡設施的演進，驅動人工智能加快與醫(yī)學領域融合[1-2]。利用語音技術實現醫(yī)療領域人機交互， 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]，語音識別技術在提升臨床工作效率、降低成本等方面表現出巨大潛力[4]。 智能語音錄入技術只需要通過說話，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） 語音識別技術支持在床邊通過手持終端把患者體征、 病情變化等數據以語音轉文字的方式提交到醫(yī)院信息系統(tǒng)中。我院于2020 年2 月聯合北京大學護理學院等機構構建了基于人工智能語音的傳染性疾病臨床護理數據采集系統(tǒng)（以下簡稱人工智能語音錄入系統(tǒng)），對基于語音轉文字的技術在臨床護理數據智能錄入、 智能生成方面進行了應用探索，提高臨床護理數據的完整性、及時性，現報道如下。

1 系統(tǒng)的構建

1.1 組建團隊 成立多單位多部門聯動的項目團隊，團隊由項目實施領導組和實施工作組構成，實施領導組成員包括醫(yī)院分管院長、護理部主任、信息科科長及北京大學護理學院指導老師等， 主要負責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，配合數據上傳，護理部質控干事負責校對表單對接、組織培訓、管理平臺系統(tǒng)的維護和數據統(tǒng)計， 工程師負責優(yōu)化系統(tǒng)，實時解決臨床需求）。

1.2 系統(tǒng)的設計及功能

1.2.1 系統(tǒng)核心設計思路 基于人工智能語音的傳染性疾病臨床護理數據采集系統(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，結合人工智能語音技術、微服務技術、數據集成提取技術，采用HL7 通訊協(xié)議，搭建護理數據知識庫質控平臺、語音識別及學習訓練平臺。通過即時語音交互， 解決紙質轉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據從數據類別上歸納為體征數據、觀察數據、問詢數據、接觸反饋數據、執(zhí)行的護理措施及治療后的效果數據，多為數字、字母、特殊符號、標點符號、醫(yī)療單位并存。 護士長根據病種、護理階段維護整理固定類的長文本措施、病情變化、治療效果等內容，根據唯一存在數據、多項多選數據、并列關系數據等特點建立針對不同數據類型的知識庫，知識庫的建立主要用來對不同類型數據的管理，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 網絡請求語音識別服務器運行的語音識別引擎， 語音識別服務器經過針對請求識別的音頻進行聲學模型以及文本模型算法識別后，將識別的文本結果通過4 G網絡返回給人工智能語音數據采集與數據質控管理平臺。平臺根據不同醫(yī)院、不同科室結構化錄入及醫(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、轉換、處理給客戶輸出可用的結構化文本數據。

人工智能語音數據采集與數據質控管理平臺通過4 G 網絡向醫(yī)院部署的物理隔離網閘請求傳輸數據，物理隔離網閘在接收到合法授權映射的IP 地址請求后， 通過醫(yī)院內網交換機將語音識別后的文本數據傳輸至醫(yī)院信息系統(tǒng)服務器或護理文書系統(tǒng)服務器進行數據存儲， 最終根據不同表單結構化展示格式需要，進行數據錄入、自動保存、修改、顯示、打印等實現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容解讀、 實時結構化處理模塊 護理文書數據記錄存儲的形態(tài)是結構化的表格形式， 從語音識別到數據在體溫單和危重護理記錄單上呈現， 必須將語音識別后的純文本內容進行分割，再根據不同表單的記錄需要，分別上傳和存儲至不同的數據庫表內。 人工智能語音系統(tǒng)構建的一套區(qū)別于通用自然語言處理模型的算法技術，實現了護理端非結構化純文本的結構化處理，有效的將時間、數字、醫(yī)療單位、符號、字母、標點等進行結構化處理。

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)在設計時， 因數據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， 大量的一項數據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據、每張表單需要逐一分次錄入的基礎上， 人工智能語音錄入系統(tǒng)構架出“一次口述多表單提交”。

1.2.6 數據實時質控模塊 數據實時質控糾錯主要解決因語速、語調、口音、噪音而導致的錯誤，數據實時質控模塊在體征數據、 觀察問詢數據錄入時實現了阿拉伯數字、漢字數字、數字整數、數字小數、數字長度位數、特殊符號等內容質控糾錯，實現了針對錯別字、同音不同字、空格、多余標點符號、兒話音等進行糾錯識別。在體征數據錄入界面中，當語音識別結果錯誤時，會以藍色提示框進行提示，一目了然的查看錯誤結果。 在長短文本錄入界面中， 一鍵點擊糾錯，錯誤結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)使用權限。對肝病科、感染科共授權護士34 名，管理員2 名，管理員由護理部干事擔任。

2.2 應用方法

2.2.1 前期開展護士培訓 語音系統(tǒng)上線后我們通過遠程視頻、現場培訓的方式對肝病科、感染科34名護士進行了3 次培訓， 培訓內容涵蓋語音錄入終端的開機、身份識別、關機等基礎操作；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據采集系統(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、網絡請求失敗等問題及時反饋微信群， 研發(fā)工程師負責及時解決問題， 根據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 選取數據提交前5 位的護士進行經驗分享，對開展情況差的科室再次組織培訓，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據收集。 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）護理文書書寫質量指標、 住院患者生命體征數據錄入醫(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：根據醫(yī)院護理質控標準， 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 內完成數據上傳視為及時完成。 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據錄入醫(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 采用自行設計《AI 語音錄入系統(tǒng)有效性評價量表》調查肝病科、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，還包括培訓質量、服務質量、信息質量、使用意愿4 個維度， 共10 個條目。 問卷內容效度指數為0.806，Cronbach α 系數為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)計學方法 采用SPSS 20.0 對研究數據進行統(tǒng)計分析，計數資料采用χ2檢驗，計量資料采用均數±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)計學意義。

3 結果

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)應用前后2 組一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義。

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)應用前后護理文書書寫質量指標比較 人工智能語音錄入系統(tǒng)應用前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)應用后1 例上傳完成不及時，延遲為20 min，系統(tǒng)應用后上傳完成及時性較應用前有所提高（χ2=74.02，P＜0.001）。

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

表2 系統(tǒng)應用前后住院患者生命體征數據錄入醫(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 在培訓質量維度，91%護士認為經過培訓該系統(tǒng)使用方法容易掌握；在服務質量維度，97%護士認可項目實施領導組和實施工作組的工作， 尤其對工程師的服務表示滿意；從信息質量維度看，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)的應用提高了護理文書書寫質量 護理的有效性、 跨學科的交流與學習依賴于全面準確的護理記錄[6]。 生命體征、尿量、病情變化等數據常規(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，易出現漏記、晚記、錯記的情況，這與趙永信等[7]研究結果一致。 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，生命體征數據的延遲上傳，影響患者生命安全，也會造成醫(yī)護關系的緊張。語音錄入系統(tǒng)應用后，護士在床邊手持終端單手按鍵把患者體征、病情變化等數據以語音轉文字的方式提交到醫(yī)院信息系統(tǒng)中，實現現場采集，現場錄入，實現了信息源頭、信息終端閉環(huán)操作，僅有1 例因病房網絡問題未在20 min 內完成上傳。同時結構化的電子護理文書模式代替了護士手動輸入填寫內容的傳統(tǒng)形式，避免了護理記錄的隨意性，提高了護理文書書寫質量。

4.2 人工智能語音錄入系統(tǒng)的應用縮短了住院患者生命體征數據錄入醫(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)簡化了護理數據上傳步驟， 護理文書中的體溫單和護理記錄單是有固定順序的結構化數據項，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、多表單數據同步。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，各類護理數據即時在電腦端智能生成、結構化顯示，縮短了住院患者生命體征數據錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)所用時長。應用語音錄入系統(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與學習，一般持續(xù)12～18 個月，若設備或軟件產生問題可能會讓護士產生負性體驗[8]。 在試運行初期，出現過終端閃退、數據上傳失敗、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)多年護士已習慣手寫數據和電腦錄入，不愿改變，不能主動學習。優(yōu)質的人機交互，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在驅動力[9]。 在服務質量維度，97%護士認可項目實施領導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據進行糾錯， 發(fā)現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， 語音錄入系統(tǒng)錄入文字的識別率高，與郭江博等[10]研究結果一致。 本研究設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，由于病房網絡限制及部分患者腕帶不清晰，導致反復掃碼，經過系統(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。