看人脸识别技术如何助力精神专科医院病房管理|青年医建圈

张权  浙江大学医学院精神卫生中心

陈戎  杭州市亚组委场馆建设部建设管理二处处长  

在信息技术不断推广应用于医院管理的大背景下，如何将人脸识别技术结合医院门禁和监控系统应用于精神专科医院病房管理、如何改善传统精神专科医院病房固有的封闭式管理流程，以减少不良事件发生率、提升医疗服务水平是非常值得探讨的。

本文介绍运用信息化手段基于人脸识别技术来改善精神专科医院病房管理难的问题。医院通过人脸识别技术系统与HIS系统、监控系统、门禁系统等的互联互通，建立一套新的病房预警系统，使患者逃跑率降低，减少了不良事件发生。

精神专科医院住院患者易出现冲动、伤人、外走、毁物、自伤、自杀等危险行为，防范这些危险行为是精神科病房护理工作的重点。外走作为最常见的病区不良事件之一，如何采取有效措施进行有针对性的预防至关重要。发生住院患者外走的主要因素有两个：

专科医院普遍存在医患比严重不足的现象，病区有限的医护人员对每个患者及时监管存在一定困难。因素一可通过医疗手段进行有效抑制，因素二需要采取先进的防控技术辅助病区医护人员进行有效管理。

目前，普遍采用的腕带技术其防脱落设计不适用于精神类疾病患者，且对患者的心理康复存在不利影响。

随着人脸识别技术的成熟，应用在精神专科医院病房管理中已完全具备条件，是弥补医护人员人手不足的有效辅助技术手段，同时采用人脸识别技术替代传统识别患者住院信息，可大幅度提升医院内部运行效率，节省人力财力物力。

人脸识别系统包括计算机网络系统、视频摄像头、图像采集、人脸定位、图像预处理、人像大数据平台等。摄像将一幅或一系列录入的人脸图像信息存入数据库中，将入库的面部数据进行建模提取人脸的特征，并将其生成的人脸模板保存到人像大数据库中。当被检测人员活动到视频摄像头前时，摄像系统将捕捉得到的人脸面部特征与数据库中已登记的人脸信息进行比对，判断其是否为同一人，如为同一人消控中心立即启动报警服务。

目前，我院根据上述系统设计，将基于人脸识别技术的门禁系统设置在病房区的主任及护士长办公室，将基于人脸识别技术的监控系统设置于病区的主出入口及护士站，为提高识别精度在出入口位置均配备的是超高清摄像头，用来捕捉患者的准确人脸信息。

通过人像大数据系统和原有医院His系统，实现系统互通，PDA采集的照片或依靠人脸抓拍机抓取的信息可同步给人像大数据系统，作为布控基础数据，His的人员信息也同步给人像大数据系统作为基本人员信息，人像大数据的统计信息跟His系统匹配后将数据同步给监控系统作为统计管理原始数据。

基于人脸识别技术的门禁系统，可对接医院身份管理系统，将出入权限下发，同时出入记录回传，既提高了安全性，又确保了信息可回溯性。详见图1。

利用人像大数据平台，通过连接前端人脸抓拍机、后端服务器，形成一整套人像大数据平台，可进行各项综合应用。

同时，该系统可与公安系统、互联网系统进行资源共享，和各上下级医院也可进行多级互联。人像大数据平台主要分为九大模块：监控总览、监控详情、监控配置、人像检索、情报研判、统计分析、同步管理、系统管理、运维管理等。

其中情报研判功能可以实现搜索指定人员，利用大数据技术，分析其出入频次、出入地点，勾画出对应轨迹，从一堆繁琐数据中提炼出有效的数据，并规律性展现，通过此功能可以协助护士长对病区工人进行精细化的考勤管理。同时，也可以应用于医院公共区域，针对一些团伙性号贩子、医闹团队、医药代表等，大大提升管控效率，做到一点突破，全局突破。

前端需配备人脸抓拍机、人证核验机、客户端、监控、人脸门禁机、门禁控制开关，后端配备专用GPU服务器（带GPU卡），以及与His账单数据接口规范等。

未来可以依托互联网医院，建立智慧医疗平台，通过平台管控系统，真正构建高效、快捷的管理体系。详见图2。

目前我院利用人脸识别技术运用于患者出入院管理、外出检查和治疗管理、以及门禁管理等方面，具体流程如下：

患者入院手续办理→病区护士站登记询问病史和基本信息录入同时采集人脸数据（通过身份证读卡器读取或者摄像直接抓取）→数据与HIS对接入电子病历系统匹配同时监控设防启动，防止患者外跑→办理出院手续→系统自动将病人信息和人脸数据清除→监控设防解除。

患者外出检查和康复治疗→护士站将患者权限开放，人脸系统签出→报警暂停→等患者检查和治疗返回病房，人脸系统签入→监控报警重启。

人脸门禁管理→主要出入口以及医护办公室等功能性用房，设置人脸识别开门技术与门禁系统联动，通过人脸门禁，可无感通行，减少接触，提高安全性。详见图3。

人脸识别技术优点在于自然性、非接触性、非强制性、高效性。

其中，自然性是指被采集人脸信息对象是一个处于自由活动的自然体，系统后台通过视频采集系统采集人脸图像与数据库中的人脸面部数据比较来区分和确认身份。

非接触性是指在进行人脸识别时，不用接触到人的脸部，通过摄像设备在公共场所进行人脸取样、分检、鉴别、确认等操作，相对于腕带技术而言，采集图像迅速与灵活，具有高可靠性。

非强制性是指在进行人脸识别过程中，将自动获取公共场合一个自然人面部信息，而不被受检人觉察，使人脸取样非常方便，安全性强，非常适用于不配合住院的重性精神疾病患者，既可有效降低采集过程的复杂性又对患者的心理不会造成负面影响。

高效性是指患者人脸信息采集与读取高效便捷，识别频率上可实现24H随时布控，可有效减少专职护士在病区巡视的频次、消灭巡视死角，也可减少病区工人在病房大门口的值守排班，提高病区管理的工作效率，降低医护人员的劳动强度。

人脸识别技术虽有很好的优势，但仍有些短板和不足，表现在以下几个方面：

人脸识别系统在精神专科医院应用在闭环的空间才能起到最大的作用。在相对封闭的空间内，高清摄像机的监控范围单一，可将摄像机设置于距离人流3米左右最佳标准抓拍距离，人脸抓拍像素可实现高精度，且整套系统还可通过轨迹追踪、电子围栏管理、多机互联等功能进行辅助管控。

但在开放式的环境中，监控范围多样且复杂，人脸可能出现在距离较远的画面内，会导致人脸抓拍的像素点不够、影响比对精度，不能发挥系统优势。

由于人脸识别准确率还不能达到100%，特别是在光线过低或者黑暗的情况下，还是会出现识别错误或者识别不了，引起误报，且该监控系统抓取人脸需要1-2秒的停顿的时间且需要正脸，如果抓拍时间不够或者只抓拍到侧脸，都不能有效读取人脸地数据，因此还有待人工智能技术的优化。

人脸识别技术在病区管理乃至医院管理中都能起到很大的作用，但对于患者而言人脸信息涉及个人隐私问题，如何解决隐私问题以及如何保护患者信息不泄露值得探讨，还有有待信息安防技术地进一步提升。

目前我院只在一个重性精神科病房区域使用，单路的整套系统包括硬件和软件大约在4万左右，若大面积地开展使用，一个病区地系统投入大约在2万左右，甚至更低。通过一段时间的使用，有一定地成效，如病房管理的效率和满意度有所提升，人员的管理成本也有减少，同时也有利于数据的统计分析。详见下表1。

表1  效果分析表（以一个病区为例）

当前该技术只适用于精神专科医院的封闭式病房患者管理（重点关注的是重症精神患者以及三防患者，对康复阶段的患者起到预防作用）。

从现阶段建设感受是，构建此系统硬件方面较为简单，软件方面只需要与HIS和智能护理站等系统的贯通，形成医院业务信息与安全管理信息大平台（即人像大数据平台），通过大平台来操作，但重点还是需考虑护士的使用体验，如何调整病房管理的固有模式和习惯转变是关键，因此系统建立时要遵循便捷性的操作方法和高效性的管理流程等原则，移动式的管理（与PDA互联、数据摄入与读取）也是下一步的发展方向。

在我院使用中，也未真正实现全流程闭环管理，因此该系统还有待完善和优化，笔者认为要实现患者全过程地轨迹追踪离不开信息地互联互通，还需建立新地管理流程，通过人脸识别系统地运用于病房和治疗室两个场所，从外出检查和治疗到返回病房过程中，实现全流程人工智能的监管，使不良事件发生率降低到最低。从使用技术上来说还可以应用到病房监控，卫生间监控，患者服药区域监控等重点管理区域。

基于人脸技术的日益成熟和人脸产品的日益完善，目前在智慧医院建设过程中已经发挥越来越大的作用，但在未来5G+作用下，该技术会起到更广泛的作用，如人脸门禁、人脸考勤、刷脸支付、智慧导医、智慧迎宾、毒麻药品管理等重要工作环节应用。依赖互联网+的发展，未来在精神专科医院病房管理手段上还能进一步提高，通过习惯管理与AI技术，预测患者的习惯轨迹也不是没有可能。

本文节选自《解放军医院管理杂志》2020年第7期

毕业后供职于浙江省建筑科学设计研究院建筑设计所从事结构设计；2008-2016年在杭州市卫生事业发展中心工作，先后担任办公室副主任、规划发展与项目管理处副处长、资产管理处处长等职务；2016年至今，担任杭州市第七人民医院副院长，具体分管总务科（包括保卫、基建）、财务科、膳食科。