物流機器人助力手術室耗材管理的實現策略

梁爽

邯鄲市第一醫院 河北 邯鄲 056002

引言

21世紀是智能化高速發展的一個時代，各種智能技術如雨后春筍般出現，機器人技術是目前普及較廣的一種智能化技術，隨著機器人技術的日新月異，在各行各業的應用也愈發廣泛，尤其是在醫學領域中，如手術機器人有助于提升手術精度，使患者創傷及病情得到有效改善；康復機器人能夠幫助患者實現肢體基本功能；護理機器人能夠承擔患者日常護理工作[1]。這些多元化機器人的問世意味著我國醫療機構正朝著智能化時代躍進，也被稱作智慧醫院的建設時代。物流機器人在當前醫療領域中具有較為深入的應用，筆者將以物流機器人助力手術室耗材管理為研究案例，對其實現策略展開詳細分析。

1 物流機器人助力手術室耗材管理的要點

1.1 對耗材物品中的精準點進行分析

站在流程簡化的視角來看，手術室耗材物品在操作過程中需要適當簡化流程，例如門診就診系統中，以往需要經歷排隊掛號、排隊就診、排隊付費、排隊取藥等多個環節，在經過不斷地簡化后，如今只需線上預約就能實現快速就診。在手術室中，所涉及的耗材種類繁多，且價格昂貴，管理者必須對入庫登記等環節進行層層把控，并在原有的出庫、配送、使用、退庫等流程的基礎上實施進一步簡化。以量化及細化為原則對耗材進行分類，并運用自動編碼系統實現一對一編碼，對耗材的原始狀態以及生命周期進行詳細記錄。耗材管理的量化以及細化有利于提升物品精確度，使各個環節的錯誤率得到有效降低。

1.2 對物流機器人進行充分應用

現階段，物流機器人在各行各業的應用已不再鮮為人見，物流機器人可以模仿人工在倉庫中進行貨物查找，精準識別倉庫單元并進行搬運，不會將范圍擴大到整個貨架。機器人這種人工模仿行為大大提升了工作效率，實現了倉庫精準化管理。在手術室中，相關工作人員經過長時間工作會感到疲勞并出現錯誤，這個時候可以導入物流機器人，將一些重要等級較低且又容易疏忽的操作程序安排給機器人負責，例如耗材的配送以及出庫等，這樣一來使醫護人員的工作量大大減少，使他們將更多的精力放在患者治療上，從而提高醫療安全性。

2 手術室物流機器人的設計以及改進

我院借助物流機器人原理進行了手術室物流機器人的初步設計，并結合手術室耗材的精準性要求以及手術室的管理特征對物流機器人做出了相關的改進。

2.1 對比分析

在運動型機器人，最為核心的技術為同步定位與地圖構建技術，簡稱SLAM技術，機器人在借助SLAM技術后能夠自動實現周圍環境構圖，在此基礎上鎖定自我位置，并在不超出范圍的情況下進行無障礙活動。物流機器人可以實現精準的貨物分揀，并對運動路徑進行高效規劃，將耗材送往指定區域。手術室與倉庫有所不同的是，手術室中沒有固定的物流存放區，也未設置專門的無人區，因此物流機器人在配送耗材時會面臨更大的困難[2]。現階段，手術室的物流機器人的作用基本局限為輔助管理，為護士分擔一些基本操作，在耗材運送過程中也需要工作人員刻意進行避讓，為其讓出通道。當然兩者之間也存在一些相同點，它們均屬于室內環境，路面平整，且每一個手術間和二級庫房之間的最短路徑都是相同的。對于了解并熟知室內環境的巡回護士而言，只要清楚二級庫房的具體位置就可以在庫房和指定手術室之間選擇路線最短的距離來完成耗材配送。配送的目的主要在于效率提升，倘若機器人配送所耗費的時間多于人工配送時間，可能能夠在一定程度上幫助護士分擔一部分工作，但所耗費的時間成本卻增加了，手術效率大大降低，導致最終出現事倍功半的局面。

2.2 初步設計

對于機器人來說，盡管利用SLAM技術能夠實現配送，然而在陌生的環境中進行定位和構圖都需要耗費較多時間，而最終所制定的路徑也未必是最短的。為了進一步促進配送效率提升，我院對室內建筑地圖進行了預先設計并將其導入至物流機器人數據庫中，構建了一個全域化坐標網絡，為每個手術間設置了專門的坐標體系。當機器人收到配送命令后，在出發之前可以基于手術室坐標計算來完成最短路徑的選擇。一般來說，機器人在無障礙區域中活動的速度可適當提升，這樣能夠有利于定位精確度以及物流速度的提高。

2.3 改進設計

物流機器人在感應到工作人員時可與其自動保持距離并主動避開障礙物，隨后選擇更加寬敞的通道行走。盡管SLAM技術能夠確保物流機器人自由地行駛于各種障礙物之間，然而在長期實踐中發現在一些最短路徑中還是會偶爾出現一些靜止狀態的障礙物，此外工作人員的移動對于物流機器人而言也具有一定干擾作用，使配送效率大大降低[3]。為了避免機器人運動過程中碰到障礙物，并以穩定的速度前進，應在原有基礎上增加自動避障功能。我院在改進設計中認為，既然無法完全避開障礙物，就應該想辦法減少障礙次數。一般來說，障礙物出現時人都會在本能反應下避開，為什么正常狀態下與其他障礙我碰撞的概率較低，那是因為交通規則中明確規定需要靠右行使。將這一理念運用在物流機器人的行使規則中也同樣適合。一般情況下，大型醫院的手術室，其潔凈通道寬度大于4m，在其中導入靠右行駛的規則，能夠使通道中間部分成為機器人的專用通道，從而降低障礙次數。具體設計方案為：要求機器人沿著通道中間部分運動，在此過程中使用傳感器對周圍環境進行掃描，若發現障礙物狀態為靜止，則每次掃描后的數據都是幾乎相同的。隨后，基于機器人移動速度以及本身長度之間的加成計算來實現障礙物避讓。當障礙物正在運動時，多次掃描后可計算出障礙我的運動規則，從而預測到障礙物的運動路線以及運動速度，機器人只需通過對自我速度以及軌跡的控制即可實現有效避讓。

2.4 助力精準管理

在以往的人工物流管理系統中，耗材在出庫之前需要經過一次校驗后才能進行配送，當耗材到達目標手術室后再接受二次校驗，以此來保障配送環節未出現故障。耗材精準管理模式下，需要在機器人內部加裝感應器，實現當前手術室管理系統與機器人配送系統的有效銜接，由機器人來完成耗材的校驗，出庫時若出現物品信息不完善或數量有誤等情況會發出報警。同時，機器人配送系統能夠實現耗材狀態的自動修改。當耗材到達目標手術室且護士將耗材取出后，將其狀態更改為“使用中”[4]。機器人在校驗工作中的介入能夠有效降低人工錯誤率，使耗材管理更加精準。

3 物流機器人助力手術室耗材管理的初步效果

3.1 促進了手術的安全性

傳統耗材管理模式中，巡回護士需要按照醫生的口頭囑咐將所需的手術耗材送往各個手術間，平均下來每臺手術都需要涉及五次以上的往返，若在配送過程中遇到意外情況還會增加配送風險。在導入機器人物流系統后，物流機器人可以按照出庫記錄實現出庫耗材的自動校驗，當出現操作錯誤時機器人會自動發出警報并提示所取耗材與指令不符合，避免錯誤的耗材送往手術室，進一步提升了手術管理的安全性，并有效節省了人工二次校對的耗時。除此之外，耗材入庫登記的過程中可以向機器人進行貼標，這樣配送過程就不需針對每一件耗材的生命周期進行一一監督，管理人員只需要關注機器人是否按照指定時間到達目的地。

3.2 促進了物流配送效率的提升

我院在去年下半年期間，共向物流機器人下發過2483次配送指令，避障次數為4837次。盡管機器人的單次配送時間高于人工耗時，但兩者基本接近。隨機對手術間進行取樣調查后得出，機器人配送的平均耗時為1.48分，人工配送的平均耗時為1.34分鐘，若由巡回護士承擔配送任務，加上從手術室前往二級庫房所耗費的時長，總共需要3分鐘進行配送。機器人在介入校驗工作后，耗材校驗所花費的時間相比人工模式來說具有一定的減少，且耗材配送錯誤的情況也較之前有所減少。

3.3 促進了護士人力成本的減少

在以往的耗材管理模式中，護士只能在手術結束后才能適當進行休息，長時間的手術時間導致巡回護士疲勞過度，很容易出現工作失誤，考慮到手術過程中的安全風險因素，在每一場手術中往往會設置替補崗位[5]。在導入機器人物流系統后，人工疲勞的問題得到有效改善，機器人只需要利用閑置時間移動至庫房中尋找匹配的電源設備即可自動完成充電，充電結束后能夠以滿血復活的狀態繼續工作。除此之外，在手術過程中，如果使用人工方式來完成耗材配送，還需要定期對有關工作人員進行培訓教育，從而產生一定的經費和支出，提高耗材管理成本。由此可見，物流機器人的介入，不僅使巡回護士的工作量大大減少，同時也在一定程度上降低了耗材管理的成本，使耗材管理效率大大提升了。

4 物流機器人在手術室耗材管理中的應用趨勢展望

在物流機器人的幫助下，醫院手術室管理模式得到了大大改進，且耗材管理流程也實現了有效的簡化，與此同時耗材管理精準性也逐步提高，耗材管理過程中所涉及的每一個環節，其錯誤發生率都相較之前得到了顯著下降。機器人就像是一個處于移動狀態的二級庫房，它的使用大大縮短了手術室與庫房之間的距離，為其提供了一個高效的傳遞介質，在運用大數據技術的基礎上，機器人在醫院手術室耗材管理中所發揮的作用將會得到持續提升[6]。通過大數據技術的作用，谷歌能夠為其提供關聯網站排序服務，淘寶能夠向其推薦符合個體潛在興趣的功能以及產品，FACEBOOK也能夠根據大數據計算并分析出用戶的喜好，而Linkkedin則可以分析出潛在的用戶熟人。此外，在物流方面，基于大數據的作用能夠有效預測出障礙物產生的具體時間以及具體位置。當手術室中的工作人員身著具有唯一標識的RFID標簽手術服之后，就表明了當天的室內工作以及活動狀態得到詳細的數據記錄。隨著時間推移，所記錄的數據量不斷增加，可以從中預測出在某個具體時間范圍內配送路線中所有障礙物的移動速度以及出現頻次，此外在選擇最佳路線時也會根據大數據的改變而發生相應的調整，機器人不會始終選擇最短路線進行配送，而會選擇障礙物出現頻率最低的路線進行配送，以此來確保配送效率達到更高的水平。

5 結束語

隨著物流機器人在醫療系統中的深入應用，手術室的耗材管理將會越來越智能化，醫務人員的在耗材管理以及物流配送方面所耗費的時間以及精力也將大大減少，將解放出來的時間應用在醫療質量以及安全的提升上。在這一背景下，耗材管理以及使用實現了更高的量化以及細化，并且能夠針對更長時期的耗材使用類型、耗材使用頻率以及耗材使用數量進行預測和計算，進一步促進“零庫存”目標的達成。在不久的將來，在每場手術開始前就能基于大數據技術對各個手術間需要使用的耗材數量進行預測，工作人員不再需要使用二級庫存管理系統發布耗材配送指令，機器人可以自動識別預測時間點，并按時將指令中包含的耗材配送至目標手術室的耗材卸貨區域，手術室的工作人員可以隨時根據需求進行提取。物流機器人系統在手術室耗材管理中的應用，使原本復雜的耗材管理以及配送流程得到了有效簡化，不僅解放了醫務工作人員的雙手，節省了大量不必要的人工配送時間成本，更重要的是使人為操作而導致的誤差率大大降低，確保了手術過程中的安全性，使患者獲得了更好的治療體驗，也增加了手術室管理工作的和諧性。