基于疲勞負荷均衡的手術護士排臺研究

黃麗，羅群，韓穎，賈舒媛，汪頂玉

·科研論著·

基于疲勞負荷均衡的手術護士排臺研究

黃麗1，羅群2*，韓穎2，賈舒媛1，汪頂玉3

1.攀枝花學院，四川 617009；2.攀枝花市中西醫結合醫院；3.皖西學院

探討在滿足醫院手術要求下考慮護士疲勞均衡的排班方法。首先構建基于作業分解和JACK軟件仿真的護士疲勞量化模型，然后在疲勞量化基礎上，構建滿足醫院手術量需求下的手術護士疲勞負荷均衡的排臺模型，并采用Lingo軟件求解。采用構建的疲勞量化模型可計算出手術護士中洗手護士和巡回護士完成各項作業的疲勞負荷率，再匯總得到護士各臺手術的疲勞累計值，得到考慮疲勞負荷均衡的手術排臺表。應用考慮疲勞負荷均衡的手術護士排臺方法，有助于手術護士健康水平的改善和手術系統穩健性的提高，為手術護士分配手術臺及其疲勞風險管理提供了一定的決策參考。

手術護士；手術排臺；疲勞；疲勞負荷均衡；JACK軟件；Lingo軟件；護理管理；手術室管理

席卷全球的新型冠狀病毒感染給醫護人員帶來的嚴重疲勞導致醫護感染或辭職的事件屢見不鮮[1]。在疫情暴發達到峰值時，曾發生多起醫護工作者疲勞相關猝死事件[2]。過量工作引起的疲勞風險是醫護工作者已知的安全挑戰[3]。手術護士在醫護群體中具有較高的特殊性，經常在連續多臺手術中配合手術，開展高負荷與高難度的工作，極易出現疲勞。護士長期疲勞不但會損害身心健康[4]，導致工作滿意度降低[5]和離職意愿增強[6]，還會增加病人醫療安全風險[7]。因此，在確保手術任務完成的同時減少護士疲勞是亟須解決的一個重要問題。目前，對手術排臺的研究大多集中在手術實施過程中的資源調度，以醫院和病人為利益主體，構建以手術成本手術時間和病人滿意度為優化目標的手術調度模型[8?10]。在手術資源調度研究中，有關護士資源調度優化的研究不多，而在其優化目標中，有關護士的疲勞訴求關注度更少。郭伏等[11]運用文獻共被引分析法從9 023篇人因工程領域出版的文獻中識別出11個研究類群，其中包括“工作負荷與職業健康”和“疲勞風險管理”。為了專注于研究問題，本研究對人因疲勞研究進行了有限回顧。杜來紅等[12]在手工作業疲勞研究中指出，作業姿勢是影響作業疲勞強度最主要因素；羅曉利等[13]運用JACK軟件對作業姿勢進行模擬仿真和疲勞強度評估；張文倩等[14]采用動作能耗預測模型量化作業疲勞，以預防職業性肌肉骨骼損傷；蔡敏等[15]采用人因姿勢評價法評估作業姿勢負荷風險，以此來構建體力作業者排班模型，在保證企業生產要求的同時盡可能均衡員工負荷。由此可見，考慮人因疲勞的作業排班可提高作業者的工作可靠性和安全性。考慮護士疲勞的手術排臺是提高護士工作可靠性、安全性和滿意度的關鍵保障。本研究基于醫療行業實地調研，構建基于作業分析與測定的護士疲勞測量模型，該模型簡化了每個作業任務的人體工程學測量，客觀反映了疲勞個體的生理特征，可有效監測和管理手術護士的疲勞風險。本研究首先基于護士基本生理數據、作業姿勢REBA評分和作業持續時間構建護士個體疲勞量化模型；然后，基于個體疲勞量化構建手術護士排臺模型；最后，采用Lingo軟件對模型求解。

1 資料與方法

1.1一般資料選取四川省某市1所綜合三級甲等醫院手術中心為研究對象，該醫院集醫療、教學、科研等于一體，年均手術量2萬余臺。在調研中發現，長時間、高強度的工作使手術護士普遍感到身體素質下降，容易疲倦，甚至產生職業倦怠。因此，醫院管理者提出，在滿足醫院手術量的前提下盡可能均衡護士疲勞負荷。

該醫院手術中心常年開放配備良好的手術室有7間，手術室正常開放時間為08：00～16：00，中間不休息。當天實施的擇期手術由手術中心在前1 d 16：00前完成其手術室安排以及手術護士的配置。為方便研究，將手術編號為P1～P28；手術室編號為R1～R7；洗手護士編號為N1～N7；巡回護士編號為N8～N14。隨機選取該醫院某工作日的手術排臺表，詳見表1。

表1　該醫院某日手術排臺表

1.2研究方法

1.2.1作業分解根據手術流程，手術護士的工作可分為術前準備、術中配合和術后整理3個環節。根據手術職責，手術護士又分為洗手護士與巡回護士。手術護士主要作業流程圖見圖1。

圖1　手術護士主要作業流程圖

1.2.2人體仿真模型與作業姿勢評分采用JACK仿真軟件建立護士仿真人體模型，輸入護士的個人信息：身高、體重、國籍和性別。如手術護士A，身高160 cm，體重50 kg，中國，女性，詳見圖2。由于護士作業是一個連續變化的過程，選取長時間保持或頻繁重復的作業姿勢作為該作業任務完成的典型作業姿勢進行JACK模擬仿真。護士作業姿勢采取REBA（rapid entire body assessment）快速評分法。首先，根據身體六大部位在作業中的運動弧度評分；然后，經數據修正后得到該作業的REBA值，該方法適用于作業中頻繁的上下肢作業姿勢分析，計算過程詳見圖3。以手術護士A擔任洗手護士時執行“擺放器械”為例，護士A保持站立姿勢，小臂自然下垂，帶動大臂運動，做工部位主要為小臂、手腕和手指。通過人體仿真模型模擬作業時身體6個部位的弧度姿勢，詳見圖4。根據REBA快速評分規則[16]，得到身體部位REBA得分，詳見表2，繼而得到該作業REBA總得分為2分。

圖2　人體仿真模型

圖3　作業姿勢REBA評分流程

圖4　擺放器械姿勢模擬

表2　擺放器械身體部位REBA得分情況 單位：分

1.2.4構建手術排臺模型假定醫院擁有設備齊全的手術室間，當日需要完成的手術有臺，當值護士名。根據手術職責，手術護士分為巡回護士與洗手護士，且巡回護士由高級別的護士擔任。模型相關假設如下：1）本研究屬于手術排臺的計劃階段，因此只考慮擇期手術；2）在手術進行中巡回護士和洗手護士不可交換工作職責；3）假設每臺手術均配備1名巡回護士和1名洗手護士；4）護士的作業疲勞隨著作業時間遞增；5）暫不考慮護士的作業疲勞受其他因素影響，如護士的業務熟練程度等；6）手術病人的術前準備、術中和術后恢復是連續不間斷的；7）排在當日的手術能在當日完成。

目標函數：

約束條件：

決策變量：

1.2.5模型求解本研究采用Lingo算法求解。

2 結果

2.1護士作業疲勞負荷率計算結果以手術護士A為例，當護士A擔任洗手護士或巡回護士時，按照手術中的各項作業任務，其估算過程見表3、表4。護士A的“REBA總得分”是在人體模型模擬作業姿勢的基礎上，由REBA快速評分法計算得到；“負荷等級”由REBA總得分根據“REBA分級”規則[16]得到；“作業強度”由“負荷等級”對應得到[16]；“RMR值”由“勞動強度等級”規則[16]得到；這時由公式（1）-（2）可計算得到護士A在擔任“洗手護士”或“巡回護士”時完成手術中各項作業任務的單位疲勞負荷值，即疲勞負荷率。

表3　洗手護士完成各項作業任務的疲勞負荷率

表4　巡回護士完成各項作業任務的疲勞負荷率

2.2護士手術作業疲勞負荷預估結果通過秒表測時法測得每臺手術中各項任務的持續時長；由護士在執行各項任務時疲勞負荷率乘以各項任務的持續時長，可得護士執行各項任務的疲勞負荷累積值；再匯總得到護士完成某臺手術的疲勞累積值。手術護士A在擔任“洗手護士”或“巡回護士”時完成各臺手術的疲勞負荷累積值詳見表5。

表5　手術護士在各臺手術的疲勞負荷累積值 單位：kJ

2.3考慮疲勞負荷均衡的排臺結果根據手術排臺場景，手術護士在當值日內一般只擔任一種職責，且不隨意切換。在這里，N1～N7擔任“洗手護士”；N8～N14擔任“巡回護士”；假定理想情況下，手術安排不受其他資源限制。求解思路為：首先為洗手護士排臺，然后為巡回護士排臺。為洗手護士排臺問題可轉化為：如何將手術分配給洗手護士，使得洗手護士的疲勞累積負荷最均衡。為方便求解，本研究首先將洗手護士安排進手術室，當手術分配給洗手護士結束時，手術同時分配進了手術室。同理，為巡回護士排臺思路同前。當手術分配給巡回護士結束時，巡回護士同時也分配進手術室。考慮疲勞負荷均衡的排臺結果見表6。

表6　考慮疲勞負荷均衡的手術排臺表（改進排臺）

2.4結果分析與評價比較考慮人因的手術護士排臺和不考慮人因的手術護士排臺效果。為便于表達，本研究將表1所展示的手術排臺方案定義為“傳統排臺”，將表5所展示的手術排臺方案定義為“改進排臺”。手術護士疲勞值按照當日完成的手術進行累加，得到手術護士手術日疲勞累積值。2種排臺方案下的手術護士疲勞值、疲勞離散值見圖5、表7。由于手術護士配置不足的問題在短期內難以解決，合理安排緊缺護理資源是均衡護士疲勞、提高護士工作滿意度、保障手術護理服務質量穩定性和可靠性的關鍵。經過疲勞考慮的手術重排后，其疲勞離散值得到了明顯改善，尤其是洗手護士和巡回護士，這可能與所擔任職責的手術任務分工有關；改進后的護士排臺提升了手術護士擔任不同職責時的公平感，證實考慮疲勞的護士手術排臺是可行、有效的。

圖5　2種排臺方案下的手術護士疲勞值對比圖

表7　2種排臺方案下的手術護士疲勞離散值 單位：kJ

3 討論

人們越來越認識到主動避免疲勞比被動緩解疲勞更經濟、更有效[18]。在應對護士疲勞風險時，改進的排班計劃已被視為一種有效的通用對策[18]。Thompson 等[19]采用等長肌力測試來測量護士在早晚輪班時的疲勞狀態，由此研究白班與夜班對護士疲勞的影響。盧宜玲等[2]運用熵權?模糊分析法量化醫生內外疲勞度，提出了考慮疲勞度的排隊模型，增強了醫生服務的可靠性；成舒凡等[20?21]以手術時長來量化醫護人員的疲勞惡化效應，通過調度優化增強了手術服務的可靠性；但由于手術護士工作的特殊性，采用問卷調查法主觀性較強；采用肌力測試法測量護士在手術過程中的疲勞度可行性不高；而單從手術時長量化作業疲勞并未從人因視角做疲勞測量和疲勞風險管理。本研究首次將疲勞量化應用于手術護士的手術排臺研究中，結果表明，該研究可以在保證醫院手術能力的同時緩解護士疲勞，滿足了護士的職業健康訴求。該方法的應用前提是允許護士在1 d內可以被安排到不同的手術室，配合不同的醫生，完成不同的手術護理工作，這對專科培養下的護士技能是一種挑戰，同時也是對護士未來多技能的培養提出的一種需求探討。

4 小結

針對護士工作負荷大且忙閑不均現象，本研究提出了均衡疲勞負荷的手術護士排臺模型，該模型在保證醫院手術能力的同時減少了護士疲勞，展示了調度決策對護士疲勞的影響。未來研究還會將“考慮不同護士業務熟練程度的疲勞量化”“基于生命節律的疲勞累積與釋放”“體腦疲勞交互影響”等內容融入手術護士排臺的研究中，構建更完善的疲勞測量與預測集成系統，并盡可能滿足護士專科技能約束，設計智能算法求解，以獲得更豐富、更完善、更有意義的研究成果。

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Research on scheduling of surgical nurses based on the balance of fatigue load

HUANGLi, LUOQun, HANYing, JIAShuyuan, WANGDingyu

Panzhihua University, Sichuan 617009 China

To explore the scheduling method considering nurse fatigue balance under the condition of meeting the requirements of hospital operation.Firstly，a quantitative model of nurse fatigue based on job decomposition and Jack software simulation was constructed.Then，on the basis of fatigue quantification，a bench model of fatigue load balance of surgical nurses meeting the needs of hospital operation volume was constructed and solved by lingo software.The fatigue quantification model constructed can be used to calculate the fatigue load rate of hand washing nurses and itinerant nurses completing various tasks among surgical nurses，and then summarize the cumulative fatigue values of nurses for each surgery to obtain a surgical scheduling table that considers the balance of fatigue load.The application of table arrangement method of operating nurses considering fatigue load balance is helpful to improve the health level of operating nurses and the robustness of operating system，and provides a certain decision?making reference for operating nurses to allocate operating tables and their fatigue risk management.

surgical nurse； operating table scheduling； fatigue； fatigue load balance； JACK software； Lingo software； nursing management； operating room management

10.12102/j.issn.1009-6493.2023.12.011

（2022-06-24；

2023-03-27）

2018年度安徽高校人文社會科學重點項目，編號：SK2018 A0397；2021年度攀枝花市指導性科技計劃項目，編號：2021ZD?G?13；攀枝花學院博士科研資助項目，編號：2020DOCO011

黃麗，副教授，博士研究生在讀

羅群，E?mail：2388029076@qq.com

黃麗,羅群,韓穎,等.基于疲勞負荷均衡的手術護士排臺研究[J].護理研究,2023,37(12):2144?2150.

LUO Qun, E?mail: 2388029076@qq.com

（本文編輯 曹妍）