智慧醫療 – AI與攝影機於隔離病房照護應用

智慧醫療 – AI與攝影機於隔離病房照護應用

降低進入呼吸隔離病房照護的危險

隨著COVID-19確診人數增加,熱區附近的醫療院所瞬間湧入大批確診者,醫護人員人數沒有因此增加,為減少醫護進入呼吸隔離病房次數,病房照護相關應變措施變的勢在必行,將隔離病房的生理監測設備傳回護理站,讓病患照護品質不會因醫療量能有限而降低醫療品質,醫護人員可以將數據資料轉入電子病歷中,降低作業時間、減少人工填寫輸入的負擔。考量目前僅有少數通過FDA的聯網生理監測設備可以使用,這個系統將提供使用目前醫院現有設備,將儀器上的數值透過電腦視覺辨識轉換成文字記錄到護理站的監測中心,在護理站中可以設置看板警示。主要特點如下:

  • 縮短數據紀錄的間格時間,提供連續性的監測資訊,追蹤病程變化,以提升醫療照護品質
  • 可與病患直接視訊問診、減少不必要進入病房的次數
  • 可24小時連續密集監測,自動化產生報告,降低醫護人員工作負擔

隔離病房工作如何減少

當醫護人員進入隔離病房,需親自操刀非常多的工作,停留時間長了,即使防護做得再好,或多或少都還是會有染疫的風險。如果可以不用進入病房,透過科技的輔助遠端來進行工作,就可以減少進入病房的次數,降低醫護人員染疫風險。

隔離呼吸病房醫護人員主要工作

  • 治療、抽痰
  • 問診
  • 採檢
  • 量血壓、血氧飽和濃度、心跳速率、心電圖、溫度、呼吸、心輸出量
  • 送餐
  • 送藥
  • 調整病床傾斜角度
  • 急救

設備

  • 心肺血壓監視器(EKG Monitor, BP Monitor) 
  • 血氧飽和度監視器
  • 心肺血壓監視器
  • 心臟去顫器及急救車
  • ……
  • 心電圖(EKG)(部分)
  • 移動式 X 光機(Portable X-Ray)
  • 動脈血氣體分析儀

備註:藍字代表可遠端操作

 

以生理監視器為例

示意圖:這是醫院常見的非侵入式血壓、血氧飽和濃度、心跳速率、心電圖、溫度、呼吸、心輸出量量測儀器,每個醫院所使用的機型可能大同小異。

圖表一

以上圖表 1 將儀器畫面轉成文字流程的工作內容簡述如下:

  1. 找出螢幕定位點,界定數值讀取範圍
  2. 在讀取範圍內找出各文字區塊
  3. 將文字區塊的數值轉成文字
  4. 將文字數值依邏輯定義傳到中央控制中心

圖表二、系統功能區塊

 

系統功能說明
  • AI 人工智慧生理紀錄系統: 將病患、床位、攝影機配對;定義畫面邏輯讀取病理資訊內容;定義警示條件
  • 聯網設備資料轉入中心: 從具有聯網功能如藍芽、RS-232、RS-485、Zigbee、Zigwave等監測設備將資料匯入。適用非單影像、或無影像但有IoT物聯網功能設備
  • 影像轉生理監測數據系統: 由攝影機取得病患所使用生理監測設備影像、將影像轉數值紀錄在AI 人工智慧生理監測系統
  • 護理站電視牆: 顯示病房看板與主要資訊、警示、工作提醒
  • 攝影機 VMS: 攝影機故障查找、錄影NVR設定、單獨影像檢視介面
  • NVR網路影像錄影機: 病房門禁錄影、取得病患暨家屬同意之錄影
  • Dr. Fuku: 護理人員核對病患身分、床位;雙向語音通話問診、巡房時回傳問診資訊;推播衛教資訊、用藥提醒、檢驗結果;傳送緊急通知給醫護
  • 「網際網路界接端口」與「雲端探病系統」: 未來擴充提供病患家屬與醫護人員透過手機、平板來探視、關心病患。

 

AI人工智慧延伸功能

除了隔離病房內的部分醫護工作協助外,利用電腦影像處理(Computer Vision)與人工智慧(AI),還可提供下列延伸功能

  • 延伸至門禁、物件辨識(藥品、讀取儀器數值)、智慧醫療
  • 事件回報(跌倒、起身、離床過久等)
  • 電子圍籬
  •  
未來機器人協作

未來我們希望能導入機器人將送藥、送餐功能納入;現在若是我們指定機器人做某件送藥、送餐的工作是可行的;然而需要一個、或是數個人將工作派定給機器人,除了減少醫護人員直接進入病房外,無法降低醫護人員的工作負擔,甚至增加工作的負擔。一個簡單的送藥、送餐工作都需要更多的時間;對於病患的照顧是提升還是降低呢? 透過醫護經驗的累積,以AI人工智慧與機器學習將人類的智慧與實際工作流程,轉化為「規則主導模式」(Rule-Based Model)或稱為「專家模式」,來提供機器人進入隔離病房的指引,才可以降低醫護人員的工作負擔。

References:

未來城市 : 智慧醫療深度專題

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