美國(guó)護(hù)理工程學(xué)教育的發(fā)展與現(xiàn)狀

周瀅，李崢，周晨曦，尹敏，石秀秀，甘珊

(北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 護(hù)理學(xué)院，北京 100144)

以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等為特征的新一輪科技革命，給醫(yī)學(xué)的發(fā)展帶來了根本性的影響，知識(shí)更新快速迭代、多學(xué)科交叉融合趨勢(shì)明顯[1-2]。在此背景下，2018年政府工作報(bào)告提出了“新醫(yī)科”的理念，鼓勵(lì)將工程技術(shù)引入醫(yī)療服務(wù)中，醫(yī)學(xué)與工程學(xué)結(jié)合成為當(dāng)今醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)[3-4]。伴隨著我國(guó)疾病譜的變化和人均壽命的延長(zhǎng)，人口老齡化、慢性疾病人數(shù)龐大等健康問題，傳統(tǒng)的護(hù)理技術(shù)已不能滿足需求。越來越多的護(hù)理難題被學(xué)科交叉協(xié)同攻關(guān)的方式所攻破，“照護(hù)機(jī)器人”、“精準(zhǔn)護(hù)理”、“智慧護(hù)理”等新興領(lǐng)域的出現(xiàn)[5-7]，將工程學(xué)的知識(shí)以及技術(shù)引入到護(hù)理學(xué)領(lǐng)域中，為減少照護(hù)的人力需求、減輕工作負(fù)擔(dān)、構(gòu)建新的照護(hù)模式提供思路。目前，美國(guó)已初步開展護(hù)理工程學(xué)教育，但我國(guó)尚未開始[8]。本文旨在綜述美國(guó)護(hù)理工程學(xué)教育的培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方向、課程設(shè)置、教學(xué)方法及形式等，以期為我國(guó)護(hù)理學(xué)與工程學(xué)交叉應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供借鑒。

1 衛(wèi)生保健工程學(xué)和護(hù)理工程學(xué)概述

衛(wèi)生保健工程學(xué)最早由美國(guó)醫(yī)療工程學(xué)會(huì)于20世紀(jì)70年代提出，但一直沒有明確其概念。2015年，國(guó)際醫(yī)療工程學(xué)的專家們經(jīng)討論后確定了一個(gè)清晰、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x，衛(wèi)生保健工程學(xué)是一門涉及疾病全過程(預(yù)防、診斷、治療和管理)以及維持和改善身心健康各方面的工程學(xué)，通過醫(yī)學(xué)和相關(guān)衛(wèi)生專業(yè)人員向人類提供更好的健康服務(wù)[9]。衛(wèi)生保健工程學(xué)包括所有涉及工程學(xué)知識(shí)、原理或技術(shù)的衛(wèi)生保健或醫(yī)療的各個(gè)部門，如醫(yī)學(xué)、牙科、護(hù)理、藥學(xué)、公共衛(wèi)生等，其中護(hù)理學(xué)是重要的組成部分，涉及了疾病預(yù)防和治療、身心健康管理等多個(gè)領(lǐng)域。2015年，美國(guó)學(xué)者Eisenhauer[10]首次主張創(chuàng)立一門新的學(xué)科——護(hù)理工程學(xué)(Nursing Engineering)，其認(rèn)為并不是簡(jiǎn)單將“護(hù)理學(xué)”和“生物醫(yī)學(xué)工程”兩個(gè)學(xué)科進(jìn)行組合，而是運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，創(chuàng)造性地解決復(fù)雜的護(hù)理實(shí)踐問題。綜上所述，護(hù)理工程學(xué)是指應(yīng)用工程學(xué)的知識(shí)、原理、方法或技術(shù)，解決關(guān)于疾病預(yù)防、治療、管理中復(fù)雜的護(hù)理實(shí)踐問題。

2 美國(guó)護(hù)理工程學(xué)教育發(fā)展?fàn)顩r

美國(guó)于21世紀(jì)初率先開展護(hù)理工程學(xué)教育，從本科和博士層面進(jìn)行了積極的探索，在整體上尚處于初步發(fā)展的階段。美國(guó)開展護(hù)理工程學(xué)教育的學(xué)校包括麻省大學(xué)阿默斯特分校、約翰霍普金斯大學(xué)、杜肯大學(xué)、范德堡大學(xué)，各學(xué)校在培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方向、教學(xué)方法及形式等方面存在一定差異。

2.1 培養(yǎng)模式 目前，護(hù)理工程學(xué)人才培養(yǎng)模式以護(hù)理學(xué)院和工程學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)為主。在本科層面，杜肯大學(xué)于2015年首創(chuàng)了針對(duì)本科生的“護(hù)理學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程”雙學(xué)位聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目，學(xué)制為5年。學(xué)生在完成4年生物醫(yī)學(xué)工程課程和1年護(hù)理課程后，可獲得雙學(xué)位[11-13]。在博士層面，麻省大學(xué)阿默斯特分校于2008年率先開展“護(hù)理學(xué)和工程學(xué)”五年制聯(lián)合博士培養(yǎng)項(xiàng)目。該項(xiàng)目由大學(xué)提供專項(xiàng)研究資金支持，目前已成功培養(yǎng)了6名博士研究生[12]。2019年，范德堡大學(xué)嘗試開展了“護(hù)理學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程”聯(lián)合博士培養(yǎng)項(xiàng)目。該項(xiàng)目為期5年，類似醫(yī)學(xué)博士或哲學(xué)博士，包含2年護(hù)理學(xué)科學(xué)碩士課程和3年生物醫(yī)學(xué)工程博士課程。在完成所有課程并通過考核后，學(xué)生能獲得護(hù)理學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程雙學(xué)位[12]。目前項(xiàng)目尚處于試點(diǎn)階段，僅有2名護(hù)理學(xué)碩士生進(jìn)行聯(lián)合博士的培養(yǎng)。2019年，約翰霍普金斯大學(xué)護(hù)理學(xué)院、工程學(xué)院與馬隆醫(yī)療工程中心也積極探索，嘗試開展五年制護(hù)理工程學(xué)聯(lián)合博士培養(yǎng)項(xiàng)目[14],目前處于試點(diǎn)階段，2019年是第一年招生，在校二年級(jí)及以上對(duì)護(hù)理學(xué)和工程學(xué)交叉合作有想法的博士生均可申請(qǐng)，大學(xué)還予以充足的資金和人力支持[15]。

2.2 培養(yǎng)目標(biāo) 在本科層次上，杜肯大學(xué)要求學(xué)生同時(shí)掌握護(hù)理學(xué)和工程學(xué)兩門學(xué)科的知識(shí)和技能，能夠?qū)⒐こ虒W(xué)的技術(shù)應(yīng)用到臨床實(shí)踐和患者護(hù)理中，并有能力參與到臨床應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新的各個(gè)階段，包括識(shí)別臨床問題、開發(fā)技術(shù)解決方案、評(píng)價(jià)效果等[11]。在博士層次上，麻省大學(xué)阿默斯特分校在培養(yǎng)目標(biāo)中明確指出，要培養(yǎng)護(hù)理學(xué)與工程學(xué)交叉學(xué)科研究人才，促進(jìn)以患者為中心的應(yīng)用型科技創(chuàng)新[16]。范德堡大學(xué)在護(hù)理工程學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目中明確指出，要培養(yǎng)創(chuàng)新型的護(hù)理科學(xué)家，能夠領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、開發(fā)監(jiān)測(cè)和管理疾病以及輔助護(hù)士進(jìn)行健康照護(hù)的醫(yī)療器械、技術(shù)[12]。約翰霍普金斯大學(xué)開展護(hù)理學(xué)工程學(xué)聯(lián)合博士培養(yǎng)，旨在培養(yǎng)能改善患者預(yù)后和提高照護(hù)質(zhì)量的護(hù)理研究者，要求學(xué)生能擁有護(hù)理學(xué)和工程學(xué)的交叉學(xué)科視角，掌握系統(tǒng)地解決臨床實(shí)踐問題的能力，而不僅僅是簡(jiǎn)單地應(yīng)用技術(shù)[15]。綜上，本科教育側(cè)重于要求學(xué)生能掌握護(hù)理工程學(xué)的知識(shí)和技能，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)或護(hù)理創(chuàng)新的臨床實(shí)踐者；博士教育更多注重培養(yǎng)以患者為中心的高層次創(chuàng)新型的護(hù)理研究人才和領(lǐng)導(dǎo)者，要求其深入理解并能夠應(yīng)用護(hù)理學(xué)和工程學(xué)兩個(gè)學(xué)科的理念、方法、技術(shù)，組織團(tuán)隊(duì)解決現(xiàn)有的臨床實(shí)踐問題以改善患者預(yù)后結(jié)局。

2.3 培養(yǎng)方向 對(duì)于博士研究生，麻省大學(xué)阿默斯特分校、杜肯大學(xué)、范德堡大學(xué)已明確了其培養(yǎng)方向。麻省大學(xué)阿默斯特分校于2008年設(shè)立了專門的護(hù)理工程學(xué)實(shí)驗(yàn)室，旨在從護(hù)理學(xué)和工程學(xué)的角度開發(fā)基于可穿戴設(shè)備的個(gè)體化醫(yī)療保健和健康管理系統(tǒng)，目前形成了7個(gè)方向：(1)生物識(shí)別設(shè)備，如心電圖、呼吸、體溫等；(2)舒適的可穿戴設(shè)備和傳感器；(3)生物信號(hào)處理；(4)健康管理的移動(dòng)應(yīng)用程序；(5)個(gè)體化醫(yī)療保健策略；(6)健康促進(jìn)項(xiàng)目和系統(tǒng)開發(fā)，促進(jìn)疾病管理和癥狀管理；(7)家庭和運(yùn)動(dòng)保健系統(tǒng)[16]。約翰霍普金斯大學(xué)目前擬定3大研究方向：(1)實(shí)施科學(xué)，包括擴(kuò)大基于證據(jù)的干預(yù)措施，在復(fù)雜的醫(yī)療環(huán)境中系統(tǒng)地思考、設(shè)計(jì)，制定可持續(xù)的醫(yī)療計(jì)劃；(2)技術(shù)創(chuàng)新，包括數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用和驗(yàn)證、機(jī)器學(xué)習(xí)、支持應(yīng)用程序的改進(jìn)、機(jī)器人技術(shù)；(3)系統(tǒng)建模和優(yōu)化，包括臨床預(yù)測(cè)模型、質(zhì)量和安全、提高效率和改進(jìn)醫(yī)療保健服務(wù)的設(shè)計(jì)[15]。范德堡大學(xué)護(hù)理工程學(xué)包括3大方向：(1)通過技術(shù)創(chuàng)新改變急慢性疾病的診斷、治療及長(zhǎng)期管理，特別是針對(duì)認(rèn)知障礙和精神疾病、姑息治療、母嬰健康；(2)數(shù)據(jù)科學(xué)與創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)和利用最先進(jìn)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和研究設(shè)計(jì)；(3)衛(wèi)生技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)新技術(shù)改善患者預(yù)后[17]。綜上，整體研究方向側(cè)重于人工智能、移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備等技術(shù)創(chuàng)新、數(shù)據(jù)挖掘等。

2.4 課程設(shè)置 目前，護(hù)理學(xué)與工程學(xué)交叉人才培養(yǎng)尚處于初步階段，尚未形成規(guī)范化的課程設(shè)置。本科層次的課程設(shè)置可參考杜肯大學(xué)[12]，見表1；博士層次可參考麻省大學(xué)阿默斯特分校、約翰霍普金斯大學(xué)、范德堡大學(xué)，見表2。

表2 護(hù)理工程學(xué)聯(lián)合博士培養(yǎng)課程設(shè)置

續(xù)表2

院校課程學(xué)分學(xué)年課程名稱約翰霍普金斯大學(xué)[18-19] 必修課19第1^2學(xué)年護(hù)理哲學(xué)、定性研究設(shè)計(jì)和方法、定量研究設(shè)計(jì)和方法、混合研究設(shè)計(jì)、衛(wèi)生保健研究中的測(cè)量、護(hù)理科學(xué)家的職責(zé)、寫作研討會(huì) 選修課19第1^2學(xué)年健康行為的概念與理論、癥狀評(píng)估與管理、暴力研究、壓力和壓力反應(yīng)、心血管健康當(dāng)前問題和趨勢(shì)、護(hù)理教育者的角色演變、高級(jí)統(tǒng)計(jì)模型的應(yīng)用、管理研究過程的電子化工具、國(guó)際衛(wèi)生系統(tǒng)研究、寫作研討會(huì)、轉(zhuǎn)化研究高級(jí)研討會(huì) 統(tǒng)計(jì)課程9第1^2學(xué)年統(tǒng)計(jì)學(xué)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 其他15第1^5學(xué)年學(xué)位論文范德堡大學(xué)[20-21] 必修課32第1^2學(xué)年信息學(xué)和學(xué)術(shù)研究、護(hù)理理論、健康行為與健康情境、臨床研究中的倫理道德、臨床研究中的概念基礎(chǔ)、臨床研究中的測(cè)量方法、護(hù)理學(xué)知識(shí)綜合、設(shè)計(jì)和測(cè)試臨床干預(yù)、定性研究方法、定量研究方法、衛(wèi)生保健與政策、衛(wèi)生服務(wù)中的研究熱點(diǎn)、護(hù)理科學(xué)家的角色、基金撰寫15第3^5學(xué)年生物醫(yī)學(xué)工程研究和專業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)介、人類生理學(xué)和分子醫(yī)學(xué)、神經(jīng)解剖學(xué)、疾病的免疫學(xué)原理和免疫系統(tǒng)、人體生理學(xué)和分子醫(yī)學(xué) 選修課3第1^2學(xué)年遺傳學(xué)、基因組學(xué)基礎(chǔ)、全球衛(wèi)生基礎(chǔ)、衛(wèi)生健康政策與社會(huì)正義、高級(jí)心血管護(hù)理12第3^5學(xué)年生物醫(yī)學(xué)工程中的定量方法、高級(jí)生物力學(xué)、細(xì)胞現(xiàn)象的工程模型、光學(xué)診斷的原理和應(yīng)用、高級(jí)計(jì)算建模和分析、癌癥成像、神經(jīng)成像、磁共振成像方法 統(tǒng)計(jì)課程9第1^2學(xué)年研究設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 其他15第1^5學(xué)年學(xué)位論文、寫作研討

2.5 教學(xué)方法及形式 在教學(xué)過程中，護(hù)理工程學(xué)教育應(yīng)用多種教學(xué)方法和形式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，除了學(xué)術(shù)講座、情景模擬等一些較為經(jīng)典的護(hù)理教學(xué)方法，還包括臨床沉浸、產(chǎn)學(xué)研合作教育等方法和形式。學(xué)術(shù)講座通常是由護(hù)理學(xué)和工程學(xué)專家組織進(jìn)行專題學(xué)術(shù)報(bào)告；情景模擬是在大學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，由跨學(xué)科的專家模擬一些臨床場(chǎng)景，旨在培養(yǎng)學(xué)生溝通能力和解決問題的能力。

臨床沉浸是工程學(xué)中設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，指在學(xué)生完成理論學(xué)習(xí)后，到醫(yī)院或社區(qū)等臨床情境中與醫(yī)務(wù)人員一起工作，從而獲得一手資料，有利于其發(fā)現(xiàn)護(hù)理實(shí)踐問題及未被滿足的護(hù)理需求，促進(jìn)將實(shí)驗(yàn)室的工程學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化到患者床旁[22]。

產(chǎn)學(xué)研合作是指企業(yè)、科研單位和高校之間的合作，通常指以企業(yè)為技術(shù)需求方、科研院所或高校為技術(shù)供給方的一種合作。這種形式能充分利用多種不同教學(xué)環(huán)境和資源在人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢(shì)，把以課堂傳授知識(shí)為主的學(xué)校教育與直接獲取實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐能力為主的生產(chǎn)、科研實(shí)踐有機(jī)結(jié)合[23]。目前在護(hù)理工程學(xué)教育中應(yīng)用較多，學(xué)生需以臨床問題為出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)用工程學(xué)的原理和技術(shù)去解決問題，包括高校教師指導(dǎo)設(shè)計(jì)解決方案、在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建原型、在臨床情境下開展試點(diǎn)研究、實(shí)施評(píng)價(jià)等步驟。麻省大學(xué)阿默斯特分校通過這樣的形式，開展了一系列Space項(xiàng)目，“基于眼動(dòng)的癌癥疲勞的生物標(biāo)志物檢測(cè)”是其中一個(gè)比較成功的案例。該校一名護(hù)理博士生發(fā)現(xiàn)癌癥患者疲乏的測(cè)量是以主觀報(bào)告為主，存在一定的偏倚，而患者疲乏時(shí)眼球運(yùn)動(dòng)會(huì)變得緩慢。基于此背景，這名博士生與工程學(xué)院合作開發(fā)了一款追蹤癌癥患者眼動(dòng)的可穿戴眼鏡，嘗試通過眼球運(yùn)動(dòng)的變化客觀評(píng)估癌癥患者疲乏癥狀[24]。杜肯大學(xué)開展了“Marer Nurse”項(xiàng)目，其中一名本科生開發(fā)了一款針對(duì)燒傷患者的便攜式淋浴器。該淋浴器將水引到患者身體特定的區(qū)域，護(hù)士不再需要手持淋浴頭為患者進(jìn)行擦浴，這大大減輕了照護(hù)壓力[25]。在開展這些試點(diǎn)研究后，大學(xué)以工作坊的形式邀請(qǐng)護(hù)理臨床專家、工程學(xué)教授、公司領(lǐng)導(dǎo)者等多學(xué)科專家，對(duì)構(gòu)建的解決方案從臨床實(shí)踐的效果、安全性、倫理、成本等進(jìn)行全面評(píng)價(jià)[12]。在與多學(xué)科專家思維火花碰撞過程中，學(xué)生的辯證性思維能力和創(chuàng)新意識(shí)得到提高。

2.6 評(píng)估與認(rèn)證 雖然護(hù)理學(xué)和工程學(xué)都有自己專業(yè)的評(píng)審方法以及評(píng)審機(jī)構(gòu)，但兩個(gè)專業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)如何評(píng)估和認(rèn)證仍是一個(gè)難題。杜肯大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目已獲得賓夕法尼亞州護(hù)理委員會(huì)和州立教育部門的批準(zhǔn)，并通過州護(hù)理教育委員會(huì)的認(rèn)證。在順利通過工程基礎(chǔ)考試和注冊(cè)護(hù)士執(zhí)照考試后，畢業(yè)生將分別成為注冊(cè)工程師和注冊(cè)護(hù)士，但目前該項(xiàng)目每年僅招收20名學(xué)生[11-12]。由于護(hù)理學(xué)和工程學(xué)兩門學(xué)科的根本差異以及聯(lián)合培養(yǎng)畢業(yè)生的人數(shù)極少，評(píng)估和認(rèn)證有待進(jìn)一步明確。

3 小結(jié)

美國(guó)護(hù)理工程學(xué)教育根植于人才需求，已初具雛形。我國(guó)工程學(xué)發(fā)展基本與世界同步，護(hù)理領(lǐng)域?qū)ψo(hù)理工程學(xué)人才有同樣大需求。在人工智能、大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，國(guó)內(nèi)大學(xué)可嘗試開展護(hù)理工程學(xué)教育，參考美國(guó)大學(xué)的成功培養(yǎng)案例，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，明確對(duì)于護(hù)理學(xué)與工程學(xué)交叉人才的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案、管理制度、評(píng)價(jià)和認(rèn)證等。此外，在大學(xué)層面還需予以一定的資金和政策支持，加強(qiáng)護(hù)理工程學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和相關(guān)師資的培養(yǎng)，從而促進(jìn)高層次護(hù)理創(chuàng)新人才的發(fā)展，促進(jìn)工程學(xué)和信息技術(shù)在臨床護(hù)理實(shí)踐中的應(yīng)用，減輕照護(hù)人力需求，提升護(hù)理質(zhì)量。