《BMJ Innovations》：Exploring the diversity of health innovation labs: models, roles and impact in modern healthcare
Abstract
Introduction 医院附属创新实验室通过临床医生、研究人员、政策制定者和行业利益相关者的合作，促进新型医疗解决方案的开发和实施。尽管其数量不断增长，但对其结构、重点和影响的系统分析仍然有限。
Methods 研究对《新闻周刊》2025年全球最佳医院排名前50的医院附属创新实验室进行了横断面分析。数据收集自医院网站、报告和学术出版物，重点关注明确称为“创新实验室”的机构。实验室按主要重点（研究与非研究）、活动领域、资源和产出进行分类，并进行了描述性和推断性统计分析。
Results 研究共识别出15家医院的25个创新实验室，其中84%位于美国。大多数（80%）在临床或大学部门内运作，显示出强大的机构整合性。主要重点包括研究（48%）、支持（40%）和教育/培训（12%）。关键活动领域涵盖软件开发（48%）、人工智能（32%）和健康服务（32%）。以研究为重点的实验室更可能产生学术出版物并涉及跨学科团队。非研究实验室则优先支持活动和外服务。值得注意的是，研究型和非研究型实验室在活动上存在显著重叠。
Conclusion 健康创新实验室通过多样化活动在医疗转型中扮演关键角色。然而，其分布不均，美国占据主导地位。缺乏标准化定义和评估标准可能阻碍其可扩展性和有效性。未来努力应侧重于制定结构化框架，以优化其影响，与医疗优先事项保持一致，并促进更广泛的全球可及性和创新。
WHAT IS ALREADY KNOWN ON THIS TOPIC
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医院附属创新实验室越来越多地被用于加速医疗转型，但证据分散且主要是描述性的，对其结构、角色和产出的比较分析有限。
WHAT THIS STUDY ADDS
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本研究绘制了顶级医院中25个创新实验室的分布图，对其主要/次要重点（研究、支持、教育）和活动领域进行了分类，并显示了“研究”和“非研究”模型之间的系统性重叠（例如，人工智能/软件重点与外服务）。
HOW THIS STUDY MIGHT AFFECT RESEARCH, PRACTICE OR POLICY
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本研究框架阐明了实验室角色如何与机构目标保持一致，帮助领导者设计具有适当功能组合和资源的实验室，并指导有关医院创新基础设施评估、资助和规模化的政策。
Introduction
创新，通常被描述为与当前做法相比具有明显益处的新颖想法、产品、服务或护理路径，已成为当今知识驱动型经济中经济增长和社会进步的基石。作为一股变革力量，它在应对医疗挑战方面发挥着重要作用。医院和医疗系统的快速演变，由新兴技术、人口结构变化和慢性病负担日益加重所驱动，要求采用新方法来提高效率、质量和可及性。作为回应，医院及相关利益相关者日益将创新作为战略要务，将其融入改善患者护理、简化运营和优化成本的努力中。
有效应对这些挑战需要战略性地优先考虑创新，学术健康系统在开展有影响的研究并将研究成果转化为实践方面发挥着关键作用。变革性创新需要全面的支持系统，包括教育、专用物理或虚拟环境、持续资金以及用于探索、迭代和大规模实施的结构化路径。为了最大化影响，这种支持环境必须依赖促进创新、解决系统性医疗问题、推动技术进步和促进强调公平与包容的社区驱动解决方案的定制框架。
创新支持基础设施被定义为旨在培育、促进和维持创新活动的组织、物理、数字和制度资源，日益被认为是医疗进步的关键推动者。这些基础设施基于不同利益相关者（包括医疗专业人员、行业、政策制定者和患者）的合作，培养创造力、研究以及内部创业和创业精神。通过此类合作努力，医疗组织可以推广、原型设计、测试和扩展解决临床和运营挑战的创新解决方案。
医疗领域已经出现了各种组织模型和创新空间，每种都旨在支持创新生命周期的不同阶段的研究、开发和创业生态系统。这些模型——包括生活实验室、创新中心、创新工作组，以及制造空间、协同工作中心和加速器——具有独特的组织结构、目标和产出。虽然它们共享培养创新的共同目标，但其具体方法、利益相关者参与水平、对创新生命周期不同阶段的贡献以及实施方法存在显著差异。创新实验室尤其被认为是具有解决现代医疗挑战多面性及其所需多样化方法的潜力的动态实体。
创新实验室被认为是旨在促进创新和积极合作并解决与其机构目标一致的战略目的的空间和基础设施。然而，并没有普遍接受的创新实验室定义。一些作者甚至认为它们属于更广泛的创新空间类别，包括生活实验室、制造实验室和工作实验室等结构。
超越医疗领域，文献强调了跨部门创新实验室模型的多样性。这确定了诸如工作实验室、制造实验室、公司驱动和公共驱动实验室、投资者驱动实验室、学术驱动实验室和生活实验室等原型。将健康创新实验室置于这一更广泛的谱系中，强调了它们的混合和情境依赖性，同时强调需要更大的概念清晰度和跨环境的可比性。
作为半自主环境，创新实验室通过利用多样化参与来共同创造和原型设计变革性解决方案，具有独特优势来应对开放式挑战。尽管具有潜力，但关于健康创新实验室的全面信息仍然稀缺且分散，尽管其影响在其他部门得到了更广泛的研究。充分发挥创新实验室潜力的一个主要障碍是缺乏用于其建立、运营和评估的标准化框架。随着医疗机构继续采用创新实验室来解决系统性挑战，迫切需要开发优先考虑公平、包容和技术进步的定制框架。
本研究探讨了健康创新实验室不断演变的角色，目标是了解其整体结构、意义和推进医疗保健的潜力。
Methods
研究分析了《新闻周刊》2025年全球最佳医院排名前50的医院及其相关大学。该排名基于对医疗专业人员的国际调查、认证数据以及患者报告结果测量的实施。医院的选择基于其全球声誉、高护理标准和创新领导力。
本研究数据收集自公开可用来源，包括官方医院和政府网站、机构报告、信誉良好的新闻媒体、学术出版物和专业组织。分析重点关注明确标记为“创新”和“实验室”的组织团体。一旦识别，这些创新实验室根据其关于研究、支持或培训活动作为主要和次要目标的明确声明进行进一步分类。
根据公开信息，每个创新实验室被分类为参与教育、研究或支持活动。教育被定义为旨在提升医疗专业人员、学生或组织内员工的结构化学习体验、培训计划或技能发展计划。研究被定义为通过科学探究产生新知识，通常涉及假设驱动的研究、数据分析和通过学术出版物传播。支持被定义为一组旨在促进创新解决方案的开发、实施或规模化的活动和资源。这包括基础设施提供、技术援助、临床验证、监管指导、资源调动、创业支持和知识转移。这些类别并非互斥，许多实验室同时涉足多个领域。
创新实验室的活动领域根据所追求的创新类型及其举措的技术或功能重点分为七个主要类别。这些类别是：
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软件和健康数据：与开发数字平台、临床决策支持工具、电子健康记录和数据分析系统相关的活动，旨在改善护理服务和健康结果。
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人工智能（AI）：涵盖使用机器学习、自然语言处理或计算机视觉来增强医疗诊断、预测或自动化的项目。
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健康服务：指针对护理服务模式、运营流程、患者路径或系统级转型工作的创新。
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新设备：包括新型诊断、治疗或辅助医疗技术的设计、原型设计或测试。
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可穿戴设备：涵盖涉及身体佩戴传感器或移动健康设备以进行实时监测或患者参与的计划。
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生物医学产品：指开发用于临床研究、生物技术应用或实验室创新的工具或技术，例如生物标志物或组织工程。
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“其他”类别：包括未被其他类别完全涵盖的多样化或跨领域计划，例如基于模拟的教育、政策创新或跨学科试点项目。
两位作者使用预定义问卷审查收集的信息，以确保数据一致性和可靠性。使用描述性和推断性方法进行统计分析。数值数据以平均值（范围）呈现。分类变量使用χ2检验或Fisher精确检验（如适用）进行分析。所有统计检验均为双侧。
Patient and public involvement
患者和公众未参与本研究的设计、实施、报告或传播计划。
Results
在选定的50家医院中，21家（42%）位于美国。分析确定了27个创新实验室；然而，其中两个因关于其活动或组织结构的公开信息不足而被排除。其余25个实验室与15家不同的医院相关，每家医院有1-5个创新实验室。大多数已识别的创新实验室（25个中的21个，84%）位于美国；其余4个（16%）分布在以色列、巴西、丹麦和瑞典（各1个）。值得注意的是，80%的这些实验室隶属于特定的临床服务部门或大学院系。
大多数创新实验室并不局限于单一功能，而是在多个机构优先事项的交叉点上运作。主要以研究为重点的实验室经常整合教育或支持活动，表明与能力建设和转化目标的战略一致性。类似地，主要以支持为重点的实验室通常包含教育部分，加强了其在组织转型和劳动力发展中的作用。相比之下，主要以教育为重点的实验室较少参与研究或支持活动，可能反映了更专业的使命。
总体而言，研究在19个实验室（76%）中被确定为主要或次要目标，支持在14个实验室（56%），教育在16个实验室（64%）。只有6个（24%）实验室有单一重点，14个实验室（56%）结合了这三个重点领域中的两个，而5个实验室（20%）涵盖了所有三个领域。
分析的实验室参与了多个活动领域，包括软件和健康数据、人工智能、健康服务、新设备、可穿戴技术和生物医学产品开发。14个实验室（56%）专注于软件和健康数据利用、人工智能或两者。18个实验室（72%）在提到的两个或多个领域开展活动。
实验室资源在分析的实验室中各不相同。10个实验室（40%）报告拥有专用设施。人员规模从2到29名成员不等，中位数为10名。实验室之间或与外部机构（例如医院、大学、私营公司）的合作未在数据中详细说明，但24%的实验室存在跨学科团队。5个实验室（20%）使用三维（3D）打印来支持其研究或产品开发。1个实验室（4%）作为技术转让办公室运作并提供初创企业孵化器。
关于产出，12个实验室（48%）报告科学出版物是其主要成果之一，而3个实验室（12%）创建了衍生公司。1个实验室（4%）参与了获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准的设备开发。然而，没有实验室提及专利作为产出。
研究型和非研究型创新实验室的比较分析揭示了其目标、活动和产出的明显差异。虽然所有研究型实验室（100%）将研究确定为主要活动，但值得注意的是，53.8%的非研究型实验室也报告从事研究，突显了两种模型之间的重叠。
研究型实验室较少参与支持活动（33.3% vs 76.9%），但更可能专注于特定临床领域（91.7% vs 61.5%）。它们也更强调人工智能（50% vs 15.4%）、可穿戴设备（33.3% vs 0%）和软件开发（75% vs 23.1%）。
在资源方面，研究型实验室更可能拥有跨学科团队（41.7% vs 7.7%）。然而，拥有专用设施的较少（25% vs 53.8%），而使用3D打印技术的比例较高（33.3% vs 7.7%），尽管这些差异在统计上不显著。
在产出方面，研究型实验室产生科学出版物的可能性几乎是非研究型实验室的两倍（66.7% vs 30.8%），而创建衍生公司和新设备在两组之间相似。有趣的是，非研究型实验室更可能提供外服务（61.5% vs 25%），加强了它们在支持医院运营和技术采用方面的作用。
虽然研究型实验室专注于开发新技术和学术产出，但非研究型实验室在支持临床创新、外服务和技术转让方面发挥着关键作用。两种模型之间的显著重叠表明，许多创新实验室平衡多个目标，而不是严格符合二元分类。
Discussion
本研究结果强调了健康创新实验室的多样化格局，它们为创新过程的多个阶段——从创意产生到技术转让——做出贡献。这些实验室扮演各种角色，包括早期创意、转化研究、教育以及通过合作和创业计划实现商业化。值得注意的是，软件和人工智能是主导领域，反映了数字技术在医疗创新中日益增长的作用。
这些创新实验室嵌入世界顶级医院的事实表明，它们在资源丰富的生态系统中运作，受益于机构支持、接触高水平研究人员和强大的转化路径。作为参考模型，这些实验室可能影响全球医疗系统更广泛地采用创新驱动结构。
尽管研究型和非研究型实验室之间存在显著重叠，但也观察到一些区别。研究型实验室更可能从事人工智能、可穿戴设备和软件开发，而非研究型实验室优先考虑支持活动和外服务。这表明创新实验室并不适合僵化的类别，而是在研究、支持和教育相交的连续体中运作。
美国本土创新实验室占主导地位（占已识别实验室的84%）表明，美国的医院可能拥有更多的资源、资助机制、结构化创新计划和促进创新的文化。这可能表明与其他地区相比，系统性地优先考虑了创新基础设施。然而，这些发现也可能反映了术语上的差异——美国以外的机构可能使用替代标签，如“创新中心”或“研究枢纽”，可能导致其被排除在本分析之外。另一个相关发现是创新实验室与临床和大学部门的紧密结合，80%的实验室在机构框架内运作。这种一致性增强了它们开发临床相关创新的潜在能力，确保研究成果与医疗需求紧密相连。然而，这些实验室的长期可持续性仍然不确定，特别是在资助机制和与机构优先事项的战略一致性方面。
这种概念上的模糊性转化为医院之间不一致的分类，其中“创新实验室”一词用于描述结构不同的实体。一些医院将创新实验室定义为专注于学术产出和探索性研究的研究小组，而其他医院则将该术语用于配备尖端技术的生物医学研究平台。例如，纪念斯隆-凯特琳癌症中心的四个创新实验室主要作为生物研究支持单位运作，为研究人员提供最先进技术和专业知识的访问权限。同时，在同一机构，技能获取与创新实验室作为临床模拟单位运作，专注于培训和教育，但仍被归类为创新实验室。
一些分析的实验室作为创新支持单位运作，以促进创业精神，将研究转化为实际应用，并将新技术整合到临床实践中，而其他实验室则专注于特定医疗挑战。例如，麻省总医院的医疗转型实验室专注于运营效率和患者体验的改善。在同一家医院，全球健康创新实验室专注于为资源有限的环境开发全球健康解决方案，足踝研究与创新实验室推动骨科创新和设备开发，物理治疗教育与创新实验室致力于推进物理治疗的教育和培训。类似地，梅奥诊所的数字创新实验室探索远程医疗和数字健康解决方案的进步。这种目的的多样性突显了缺乏基于实验室角色、资源和产出的精确定义和分类框架。
鉴于本研究中观察到的模型多样性，我们的研究结果表明，医疗创新策略不能采用一刀切的方法。相反，它们必须根据当地需求、挑战和优先事项进行定制，确保有效利用可用资源和专业知识。认识到创新生态系统内的不同角色对于最大化影响并使努力与医疗政策目标保持一致至关重要。
未来研究应扩大分析范围，将其他健康创新结构包括在内，例如社会创新实验室、政策实验室、中心和枢纽。这些实体可能扮演与创新实验室互补或重叠的角色，为更广泛的医疗创新生态系统做出贡献。理解它们的方法将为不同情境和部门如何培养创新提供更全面的视角。虽然本研究描述了医院创新实验室的结构和产出，但未来研究还应探索其现实世界的影响，包括它们在医疗转型和患者结果中的作用。
本研究承认了几个可能影响其发现普适性和完整性的局限性。一个主要挑战是缺乏“创新实验室”的标准化定义，导致跨部门识别和比较这些实体时存在模糊性和不一致性。此外，本研究排除了其他创新结构，例如中心或枢纽，它们也可能在培养医疗创新方面发挥重要作用。这些实体通常与创新实验室一起运作，支持研究、促进合作或提供技术资源。未来研究应考虑纳入这些结构，以更全面地理解医疗创新生态系统。
另一个关键限制是数据可用性，因为关于创新实验室的全面且一致的信息并不总是公开可用的。不同地区机构透明度和报告的差异给数据收集带来了挑战，可能导致某些创新活动的代表性不足。
此外，关于所分析健康创新实验室的影响和资金来源的公开信息严重缺乏。这一限制阻碍了对其有效性和可持续性的全面评估，而这对于理解它们对医疗转型的真正贡献至关重要。尽管如此，一些说明性例子提供了对其潜在贡献和可持续模型的见解。
尽管量化健康创新实验室影响和资助的系统性数据仍然有限，但几个说明性例子突出了潜在贡献和可持续模型。这些案例虽然不能推广到所有情境，但表明健康创新实验室可以通过混合资助策略和多学科、利益相关者中心的实践产生切实影响。
未来研究应扩大分析范围，将其他健康创新结构包括在内，例如社会创新实验室、政策实验室、中心和枢纽。这些实体可能扮演与创新实验室互补或重叠的角色，为更广泛的医疗创新生态系统做出贡献。理解它们的方法将为不同情境和部门如何培养创新提供更全面的视角。虽然本研究描述了医院创新实验室的结构和产出，但未来研究还应探索其现实世界的影响，包括它们在医疗转型和患者结果中的作用。
Conclusions
健康创新结构是现代医疗系统的关键组成部分，弥合了研究与临床实践之间的差距。它们培养合作、推动实验和应对复杂挑战的能力使其成为医疗演进的关键参与者。然而，它们在机构间的存在仍然不均，反映了资源可用性、术语使用和机构优先事项方面的差异。扩大对创新实验室的访问可能有助于弥合这些差距并促进更公平的医疗进步。
通过解决其财务、监管和运营挑战，这些实验室可以继续推动变革性变化，改善患者护理并推进全球医疗生态系统。未来研究应旨在建立健康创新实验室的综合知识库，并探索它们对医疗创新的长期贡献。通过这样做，我们可以更好地理解它们塑造医学未来和改善全球健康结果的潜力。
本研究分析了世界领先医院附属的创新实验室，突出了其多样化的组织模型和角色。这些实验室已成为医疗机构内的重要基础设施，使得创新解决方案的开发、测试和实施成为可能。它们适应不同医疗需求的能力突显了它们塑造医学未来的潜力。然而，它们在医院中的有限存在强化了需要更具包容性的创新政策以确保更广泛的访问和机构支持。
Data availability statement
数据可根据合理要求提供。数据可根据合理要求从通讯作者处获得。
Acknowledgments
作者感谢Plataforma ISCIII de Dinamización e innovación de las capacidades industriales del SNS y su transferencia efectiva al sector productivo (ITEMAS)网络、Intencive项目参与者和Fundación Instituto de Investigación Marques de Valdecilla团队的支持。
