手術室智慧管理平臺構建與應用*

賈晉莉 楊 娟 何小東 吳蘭蘭 趙倩倩

從全球范圍來看，新一代信息技術正在推動醫療健康領域進入以數字化、網絡化和智能化為主要特征的新時代[1]。人工智能、大數據、物聯網等信息技術在醫療領域的深度應用，催生了智慧醫療服務新概念[2]。將醫療業務相關人員、資產、物品等通過管理系統與高速網絡對接，打破系統“信息孤島”狀態，通過信息交換實現醫療機構智慧化管理，可有效提升醫療安全服務質量和效率。

近年來，隨著醫療技術的快速發展，以及手術室硬件設施與信息化水平的提升，高精尖手術越來越多[3]。如何提高手術室管理質量和效率，是管理者關注的焦點[4]。研究[5]顯示，集成信息化手術室平臺提供了有效手段。先進的信息化平臺可以降低手術潛在相關風險[6]。國內醫院現狀研究[7]顯示，手術室醫療設備管理系統、耗材管理系統、醫院信息系統、手術音視頻系統、人員管理系統以及護理管理系統等均處于“信息孤島”狀態，存在回溯難、監控難等問題。為解決上述問題，提高手術室管理質量，深圳市某院展開了積極探索。

1 原手術室管理平臺問題分析

隨著傳統手術室逐漸升級為數字化復合手術室，手術室信息化建設水平越來越高，但依然存在弊端。以該院為例：(1)手術室信息無法與外部連通，數據不能共享。例如，當有急診手術患者時，若醫生未提交申請單，只能通過電話了解患者情況，既被動又耗時；(2)手術室管理平臺為多個系統孤立閉環運行，未實現信息互通。例如，該院手術管理、消毒供應管理、器械儀器管理均使用不同信息系統，系統之間存在信息壁壘[8]，一臺手術患者信息錄入需要反復切換頁面，易造成安全隱患；(3)無集成管理平臺，運行數據信息抓取及整合分析不充分。例如，該院手術室由于各信息系統獨立閉環運行，模塊信息需單獨導出打印或人工摘錄整理，既易造成漏項，又不利于合理配置人力資源；(4)其他問題。例如，設備管理維護耗時費力，成本高；高值耗材管理涉及多個部門，監管不全面；手術輔助系統使用體驗感差等。

圖1 手術室智慧管理平臺構成示意圖

圖2 手術室智慧管理平臺模塊劃分示意圖

2 手術室智慧管理平臺構建

手術室智慧管理平臺由硬件和軟件兩部分組成，其構成見圖1。其中，軟件部分通過信息集成技術進行第三方存儲，利用終端電腦使內網與外網相結合，實現跨系統操作。

平臺按照軟硬件管理功能劃分為三大模塊：手術安全管控系統、物資及人員管控系統、工作流管控系統，見圖2。三大模塊基于醫院信息系統與各科室信息互通，打破了信息管理壁壘。例如，當院前有急危重癥患者需手術時，平臺啟動急救系統，對患者進行實時定位，采集并上傳患者流向、基本情況、院前分診處置以及檢驗檢查等數據。當值人員可在平臺查看相關信息，明確手術方式，準備手術間，調配手術人員，預通知會診醫生，準備術中用物。如：手術過程中需進行CT、MRI或介入治療，可直接在多聯復合手術室中進行，節省了手術時間；當術中有特殊情況需與家屬溝通時，直接通過術間智能語音系統發起視頻語音即可，家屬知情同意后直接完成電子簽名，縮短了術中耗時，降低了感染風險。

2.1 手術安全管控系統

(1)手術室智能門禁。基于RFID，規范手術間人員進出，精準匹配病理標本間門禁子系統權限，限制無關人員進入，保證標本安全。(2)手術間環境監測。在手術間安裝粒子計數器，實時動態采集≥0.5 um和≥5 um的微粒計數，保證自凈效果。(3)手術室智慧倉儲。將一體式搬運機器人與智能倉庫對接，在機器人離庫后10 s內系統可自動完成整庫盤點，實現無人值守和無感化管理。(4)手術室無線基站及全光纖覆蓋。通過基站或RFID自動識別醫護人員、工勤人員、患者的路徑及時間節點并自動記錄，將預警信息上傳平臺，實現手術室人員超限預警。(5)智慧中央指揮室。在控制室安裝多部液晶屏，實時展示手術室運行圖，各項指標均提供可追溯的質控分析依據。

表1 平臺使用初始階段與平臺使用一年后手術室各項管理指標比較

2.2 物資及人員管控系統

(1)啟用急救系統。啟動醫院創傷救治團隊后，將急救系統智能平臺與手術室智慧管理平臺數據對接，在手術室可全程追蹤患者實時路徑、時間節點、檢驗檢查結果等資料，從而縮短各科室銜接等待時間，提高救治效率。(2)建設CT+DSA、MRI+DSA多聯復合手術室，減少患者術中不必要的轉運，加快手術進程。(3)安裝可視化儀器定位追蹤系統，將手術室設備精準定位在10 cm范圍內，縮短儀器設備尋找時間。(4)裝載智能電源系統，自動采集設備運行狀態，保證設備高效運行。(5)使用非接觸式感應操控。手術醫生在術中采用非接觸方式快速調閱患者影像資料和檢驗檢查報告，無需護士協助，提升手術效率。

2.3 工作流管控系統

(1)數字化手術間。配置智慧控制屏，根據手術排程，于術前1 h自動開啟凈化裝置，在開啟手術間門的同時自動開啟照明。(2)智慧語音交互系統。實現數字化手術間各視頻語音控制切換，解放醫護人員雙手。(3)術間談話系統。數字化手術間均設有與談話室雙向連接的音視頻信號源，手術醫生可術中發起音視頻談話。(4)富媒體病歷系統。數字化手術系統可自動識別有效視頻信號，自動采集視頻圖像，生成電子病歷，上傳云空間，存儲于醫院病理資料庫，通過授權的手術醫生術后在局域網內任意終端即可下載、編輯，減少醫生工作量。(5)遠程手術輔助系統。利用高速網絡搭建遠程手術輔助系統，術中提供遠程指導。(6)情景舒緩系統。設置藍光照明模式，增強顯示屏顯示效果，配備裸眼3D屏，術者不用佩戴3D眼鏡即可看到3D成像效果，緩解手術醫生長時間佩戴眼鏡引起的不適感。(7)數字化手術間均配備智能化電子白板，術前可調閱患者檢查影像資料，進行手術部位測量、標記，落實三方核查；術中麻醉醫生和巡回護士手寫記錄特殊用藥、出血量、輸血量、尿量、添加物品等信息，并以圖片或文檔形式保存，生成二維碼，通過手機掃碼即可讀取相關信息。

3 平臺應用效果

該院于2019年開始改建手術室，于次年開始陸續裝載手術室智慧管理平臺各系統軟硬件，經測試后投入使用。平臺使用前，制定風險質控措施，如：與醫務科共同制定音視頻轉播管理制度并備案；在示教系統終端設備設置密碼保護；對可能涉及倫理問題的案例，提前向醫院倫理委員會申請審批，并讓患者簽署知情同意書。平臺使用過程中，不斷總結并改進，如：制定無人倉儲管理系統接收和下送手術器械標準化流程、網絡突發事件應急預案、手術信息資源共享管理制度等。

在平臺運行兩年后，從醫院信息系統及手術室智慧管理平臺調取手術室管理相關指標，并進行描述性分析、χ2檢驗、t檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。統計數據表明，平臺使用初始階段(2020年4月-9月)與平臺使用一年(2021年4月-9月)后，單日手術量、擇期手術準點率提升(P均=0.000)，手術相關不良事件發生率、手術接臺時間>30 min占比下降(P均<0.05)，術中會診響應時間、急診-手術室開臺時間縮短(P均=0.000)，患者、醫生、護士及工勤人員滿意度得分均提高(P均=0.000)，平臺應用效果良好，見表1。

4 討論

隨著互聯網、5G、云計算等信息技術的快速發展，越來越多的醫院將智能化設備或信息化系統引入科室管理中，信息化管理水平已成為醫院管理水平的重要體現[9]。智慧手術室是醫院信息化發展的重要環節，國內部分醫院先后對手術室進行了數字化升級改造。如：曹勍等[10]針對多系統信息孤島問題，研發了多信息系統協作網絡，優化了人力資源配置。但其應用具有一定局限性。任曉敏等[11]針對傳統設備管理模式問題，運用物聯網手段構建了設備管理信息平臺，實現了從設備購置、運行、定位、維修以及績效分析等全生命周期的一體化管理。但其缺乏對數據的整合分析，無法預測設備使用風險。張麗等[12]將眼科手術室信息平臺應用于屈光性白內障手術中，從術中導航、信息安全、示教培訓等方面闡述了平臺的優越性。但其未完全解決系統間互聯互通問題。王震等[13]開發了基于移動PDA的手術室移動護理信息平臺，從護理角度分析了平臺在手術信息核查、手術轉運、術中用藥及輸血、手術訪視等方面的功能和特點。但其未進一步說明在整個醫療過程中的應用情況。綜上可以看出，既往手術室智能化管理相關研究多從單個問題或特定角度入手，未體現手術室整個醫療活動的復雜性；亦或是在原有手術室數字化基礎上進行簡單疊加，沒有產生“1+1>2”的效果。

本研究從手術室整個醫療活動著手，在研究解決存在問題的基礎上，從手術安全、物資及人員、工作流三大模塊構建手術室智慧管理平臺，并制定了風險防范措施，在保障醫療活動安全的前提下，建立了“合規、高效、人文”的手術室。其優點具體體現在：(1)信息展現多元化。中央指揮室作為智慧終端，負責收集醫療活動中各設備輸出的信息，并進行實時動態分析和展示，與各系統互聯互通，打破了信息壁壘，既進行了質控風險分析，又為人才培養儲備了示教資料，為手術室高效運轉奠定了基礎；(2)資源管理可溯化。智慧倉庫、無線基站、設備定位系統以及RFID的應用，使高值耗材、藥品使用甚至醫護人員行為都有“跡”可尋，實現了全程管控，促使醫護人員規范操作；(3)輔助系統人文化。語音交互系統、電子白板以及裸眼3D屏的使用，從多方位、多層面改善了醫護體驗，體現了人文關懷，提高了工作效率；(4)科室管理智能化。環境監測系統、富媒體病歷系統、術間談話室以及數字化手術間等的啟用，將無線感應、5G、人工智能等技術應用到整個醫療活動過程中，使科室管理更加高效，同時使管理者從零散無序的信息中“解脫”出來，更多地參與到手術室發展的頂層設計中。

需要說明的是，由于本研究中手術室智慧管理平臺各系統上線測試與使用時間不一致，故文中數據只能反映平臺使用的部分成效，不能全面反映平臺使用效果及可能存在的不足，更多的數據維度分析有待平臺進一步運行后進行。