智能機器人在醫院消毒作業中的應用

丁志虎 胡光闊

摘要：隨著人工智能和物聯網技術的發展，智能機器人已逐步應用到社會各行各業中。本文分析了醫院傳統消毒方式的應用現狀，在此基礎上，將智能消毒機器人引入醫院消毒工作中，通過設置實驗模擬醫院多場景環境，比較人工消毒和智能機器人的消毒效果，最后總結了智能消毒機器人的應用優勢。

關鍵詞：智能消毒機器人;醫院;消毒作業;醫學消毒水平

中圖分類號：TP242 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：B ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.05.009

文章編號：1006-1959（2020）05-0028-02

Abstract：With the development of artificial intelligence and Internet of Things technology， intelligent robots have gradually been applied to all walks of life in society. This article analyzes the current application status of traditional disinfection methods in hospitals. Based on this， intelligent disinfection robots are introduced into the hospital disinfection work. Experiments are performed to simulate the multi-scenario environment of the hospital， and the disinfection effects of artificial and intelligent robots are compared. Finally， intelligent disinfection is summarized application advantages of robots.

Key words：Intelligent disinfection robot;Hospital;Disinfection operation;Medical disinfection level

近年來，隨著人工智能技術的迅速發展，智能機器人已逐漸應用于各行各業。在醫療行業智能機器人也已經有相關應用，如達芬奇手術機器人、沃森輔助診斷智能機器人等。目前，傳統醫院院內感染預防消毒工作一直采用人工方式進行作業，但工作中存在諸多問題[1]，如人工消毒耗費人力資源較多、消毒質量參差不齊、消毒不徹底、可能造成二次污染等。另外，對于過氧化氫類消毒工作，相關人員的風險較大。本文主要探討將智能消毒機器人應用于大型醫院院內感染預防工作的可行性及價值，現分析如下。

1醫院傳統消毒現狀

醫院傳統消毒方法包括紫外線消毒、過氧化氫消毒、紫外線過氧化氫組合消毒等，均采用人工使用消毒設備的消毒模式進行工作，具體如下。

1.1紫外線消毒 ?紫外線消毒是利用適當波長的紫外線破壞微生物機體細胞中的DNA或RNA分子結構，造成成長性細胞死亡和再生性細胞死亡，從而達到殺菌、消毒的效果。利用紫外線消毒燈對空氣進行殺菌在醫院已有幾十年的應用歷史，具體包括靜態空氣直接照射法和流動空氣消毒法。靜態空氣直接照射法采用紫外線消毒燈直接照射，其缺點是照射不到的地方無法消毒，且消毒時工作人員離開消毒環境，也可能造成消毒不徹底[2]。流動空氣消毒法采用動態空氣消毒機，該方法可彌補紫外線消毒燈的缺陷，其工作原理是通過室內空氣循環，對空氣進行消毒殺菌，從而達到對整個室內空氣消毒的目的。

1.2汽化過氧化氫消毒 ?通過高溫閃蒸將35%過氧化氫液體汽化為過氧化氫蒸汽，噴射空間中，在空間和物體表面形成約1 μm的過氧化氫膜，釋放的強氧化自由基能夠快速、有效殺滅病原微生物。汽化過氧化氫具有光譜殺菌性，能夠殺滅細菌、細菌芽孢、真菌、病毒以及常見的多重耐藥菌[3]，如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）、耐萬古霉素腸球菌（VRE），多重耐藥的鮑曼不動桿菌等，屬于新型的院感防控手段。

1.3紫外線與過氧化氫組合消毒 ?紫外線消毒與汽化過氧化氫同時消毒，將35%過氧化氫溶液完全汽化，在經過汽化裝置將氣態過氧化氫噴射至室內空間，在紫外線光的作用下，汽化過氧化氫加速分解產生大量的游離羥基，在常溫條件下可對室內空氣和環境表面的細菌芽孢、分枝桿菌、真菌、細菌繁殖體MRSA、沙雷氏菌等進行消毒[4]。

隨著醫院智能化的發展，傳統的消毒模式已不能滿足醫改發展的需求。智能消毒機器人在醫院的應用也越來越符合醫院發展的需要，使醫療環境有了新的保障。

2智能消毒機器人工作原理

2.1機器人模塊組成 ?以上海鈦米機器人有限公司生產的型號為TRD-01智能消毒機器人為例，智能消毒機器人主要包括自感知模塊、視覺雷達、機器學習算法、高濃度干霧過氧化氫、紫外線消毒燈、機器人云、空氣凈化器、激光雷達、超聲波雷達、全向移動底盤、升降裝置。

2.2機器人工作方式 ?操作人員在平板控制終端上建立消毒任務，選擇消毒目的地、消毒時間。消毒機器人通過激光雷達導航定位，自主移動到消毒目的地，確認消毒目的地無工作人員，門窗緊閉后開啟紫外線燈管，同時啟動過氧化氫汽化發生器，在紫外線的照射下，過氧化氫氣霧加速分解產生大量的游離羥基，在常溫條件下對環境物體表面上的細菌芽孢、分枝桿菌、真菌、細菌繁殖體進行殺滅，達到迅速消毒的目的。

3 智能消毒機器人的應用分析

3.1自動化 ?智能消毒機器人首先對消毒場景進行自動場景識別，根據場景的不同（手術室、血液科、污物通道、檢驗科、門診等）選擇不同的目標消毒水平。同時可對待消毒面積進行自動感應和測算，包括場景面積和消毒點計算，根據目標消毒水平和歷史大數據，針對具體目標區域進行消毒配置調整。啟動PM2.5傳感器，對空氣潔凈度進行檢測，如空氣潔凈度不夠，將啟動空氣過濾機，以提高空氣潔凈度和減少汽化過氧化氫凝結核，從而增強消毒效果。智能消毒機器人還可對消毒場景中物體（死角、設備等）進行識別，避免了人工消毒不夠徹底的問題[5]。另外，智能消毒機器人可實時檢測空氣中汽化過氧化氫濃度，合理控制噴灑濃度，在保證消毒效果的前提下，提高了經濟性。

3.2組合式消毒工作模式 ?在實際工作中，機器人可以根據實際情況使用不同的工作模式。如干霧化過氧化氫具有殺毒效果好、用量少、消毒后安全進入等待時間短等優點，而智能消毒機器人的應用使得高濃度過氧化氫的應用成為可能。機器人還可以使用紫外線、汽化過氧化氫、空氣過濾等多方式智能組合，首先利用紫外線促進過氧化氫分解出新生態的氧，加速消毒;消毒結束后又利用UV加速殘留過氧化氫的分解，縮短安全等待時間。

3.3腐蝕性和設備影響 ?高濃度過氧化氫對物品具有腐蝕性，智能消毒機器人使用的干霧過氧化氫微粒在5 μm左右，對物品的腐蝕性極小，幾乎可以忽略不計。另一方面，醫院感染控制設備的生命周期為5～7年，在設備的一般使用年限內幾乎對壽命沒有影響[6]，且干霧化過氧化氫催化分解為水蒸氣和氧氣，其無殘留的特性在整個設備使用年限內均是安全的。

4應用效果

為了檢驗智能消毒機器人的消毒能力，選擇住院病房、門診和手術室等9個場景作為實驗采樣場景，采用紫外線聯合汽化過氧化氫消毒半小時后物表采樣檢測顯示，智能消毒機器人各個場景中物表面消毒均達到了期望的消毒效果，各場景菌落培養結果為0或者低于5 cfu。同時，與人工消毒比較，智能消毒機器人消毒金葡測試達到了Ⅳ類環境潔凈要求，不同場景消毒前后效果見圖1。

5總結

相較于傳統人工消毒作業方式，智能消毒機器人具有明顯的優勢：消毒效果更好，效率更高，更加節約時間和人力成本。采用智能消毒消毒機器人可淘汰老舊消毒設備，提高醫院服務質量。但由于醫院環境復雜、人員眾多，傳統人工消毒方式目前還不能完全被機器人取代，使用人工和機器人組合消毒模式是現在大型醫院消毒作業的發展趨勢。總之，智能消毒機器人是醫院未來發展的主要消毒方式，相信隨著人工智能技術和物聯網技術的進一步發展，智能消毒機器人在未來的應用將更加廣泛，消毒方式更加專業化、多樣化。

參考文獻：

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[5]霍連蘋，武偉，曹巍，等.強化質量控制與持續方法改進在達芬奇機器人手術器械清洗消毒中的應用研究[J].中華醫院感染學雜志，2017，27（24）：5719-5722.

[6]石元伍，衛璐.基于形狀文法的醫院消毒機器人造型設計[J].設計，2019，32（6）：122-125.

收稿日期：2019-12-09;修回日期：2020-01-08

編輯/王朵梅