醫院醫療廢棄物智能化管理研究與探索

摘要：本研究針對醫院醫療廢棄物管理的復雜性與挑戰，基于物聯網和AI人工智能技術，提出一種全新的智能醫廢管理系統構建方案。該系統通過集成藍牙定位信標、LoRa通信基站、高精度定位和地圖引擎等先進技術，建立了一個全面覆蓋醫療廢棄物全生命周期管理的無線物聯平臺。其中，智能醫廢收集轉運車作為核心設備，利用4G/5G模塊、藍牙定位終端和電子稱重技術，實現與院內無線物聯網平臺的深度集成，結合人工智能技術實現醫療廢棄物的信息化、智能化、可視化管理。本研究不僅為醫院智能醫廢管理提供了高效、可靠的解決方案，也為基于IOT和AI的智慧醫療建設提供了重要的實踐參考。

關鍵詞：智能醫廢；物聯網；人工智能

一、引言

當前，國內醫療機構在醫療廢棄物管理方面普遍采用傳統的手工登記模式，存在記錄繁瑣、交接效率低下、人為錯誤多等問題[1]。為應對這一挑戰，2020年國家多部門聯合發布了《關于印發醫療機構廢棄物綜合治理工作方案的通知》，明確提出醫療機構需建立廢棄物分類投放、收集、貯存、交接、轉運的管理系統，并利用先進信息技術實現對醫廢的精細化、全程跟蹤管理，確保廢棄物得到科學分類和有效追溯[2]。

為響應國家政策號召，近年來，部分省份積極推進智能醫廢管理系統的建設，試點醫院先行示范，旨在通過信息化手段實現對醫廢處理全過程的動態在線監管，構建醫廢可追溯、可跟蹤、可預警的閉環管理新模式[3]。這一轉變對醫療機構的醫廢信息化建設提出了更高的標準和要求，也為物聯網和人工智能技術在醫療廢棄物管理領域的應用提供了廣闊的空間。

二、面對的挑戰

（一）管理難題

長期以來，醫院后勤物業管理就是各個醫院管理的薄弱環節，而主要負責醫療廢棄物處理的人員更是構成復雜、年齡偏大、文化程度較低、崗位意識淡薄。以某大型三甲醫院為例，其醫療廢棄物處理人員共計16人，其中1人為院方管理人員，其余均為第三方臨聘，且年齡均超過50歲，只有2個是高中及以上學歷。薄弱的人員構成導致雖然各類制度培訓、檢查督導頻繁，但效果不佳等現象，加大了醫療廢棄物的管理難度。

（二）技術難題

根據“三位一體”的智慧醫院建設要求，國內大型三甲醫院基本部署完成無線局域內網。而醫療廢物管理因其業務的獨特性，需要建立支持高精度定位和數據傳輸、能夠滿足圖像監控需求的獨立智能物聯網管理平臺。平臺技術選型和實現方式需要多個專業人員結合醫院實際情況進行綜合對比后設計實現，工作難度大、投入高。因此，設計一款易用且符合醫院普遍推廣的智能化醫療廢棄物全流程管理系統迫在眉睫。

三、主要技術方案與架構

基于物聯網技術特點和優勢對比，某醫院通過藍牙定位技術結合應用低功耗遠距離的LoRa傳輸技術，采用融合、開放、無線的部署策略，搭建醫療機構高效、高精度、低投入、低維護成本的智慧物聯網平臺[4]，在具有電子稱重、自動計數、人臉識別攝像頭、二維碼掃描等功能的智能醫廢收集轉運車上安裝藍牙定位終端和傳感終端，通過室內定位網絡、傳感網絡、無線內網、院內監控等[5]，建立智慧物聯網平臺、智能醫廢車、院內監控、醫廢管理系統四位一體的醫院智能醫廢管理系統。結合微信小程序實現對醫療廢棄物、人、車、軌跡、處置等的全方位智能化管理[6]。

（一）物聯網技術

面對復雜的醫院環境，本文通過技術對比，在室內管廊部署iBeacon藍牙信標定位節點，發射藍牙信號，作為定位基礎網絡設施，該改造的優勢主要是投入少、工作量小、效果好，符合醫院復雜的地理環境和醫廢工作需求。同時，在智能醫廢收集轉運車安裝藍牙定位終端標簽，接收iBeacon信號，將信號測量結果通過專有技術與LoRa通信基站進行通信回傳數據[7]。LoRa通信基站接收藍牙終端標簽回傳的數據，將數據回傳到定位與地圖引擎服務器，通過計算藍牙終端標簽的坐標位置，提供室內地圖信息，為智能醫廢收集轉運車提供路線巡檢、室內導航等服務。

（二）智慧物聯網平臺技術架構

主要采用iBeacon藍牙定位信標、藍牙定位終端、LoRa通信基站、定位和地圖引擎、部署巡檢+POI信息管理和微信小程序、服務端軟件等部分組成，其中，LoRa通信基站、智慧物聯網平臺軟件服務器設備通過網線與POE通信交換機直接連接，應用平臺的數據交互通過POE通信交換機完成，整個系統只有LoRa通信基站需要極少量的布線，其余設備只要連接電源即可工作，架構簡單、醫療機構改造實施難度小、可擴展性強。

四、實現的效果

（一）人員培訓

為了全面推廣智能醫院管理系統的應用，提高全體職工對醫療廢棄物相關制度和要求的知曉率，醫院專門組織對全院醫療、護理、保潔、醫療廢物回收人員，以及各行政職能部門進行分批次、有針對性的培訓和考核。培訓內容覆蓋《醫療廢物分類目錄（2021年版）》，醫療廢物管理相關組織架構、制度及流程，醫療廢物分類及規范封扎方法，以及各智能終端的使用方法等內容。同時，為提高培訓效率，采用線上、線下等多種方式進行考核，確保所有管理、監督、運營人員能夠熟練掌握各類醫療廢物處置管理制度和要求，保障醫療廢物分類、收集、暫存及轉運各環節人員能夠熟練掌握相關操作應用技能。

（二）技術實現效果和運行分析

智能醫廢收集轉運車通過接入院內智慧物聯網平臺，實現醫療廢物收集、轉運、存儲、運輸、處置的全閉環管理體系[8]，主要優勢效果體現在操作的易用性和管理的智能化兩個方面。

1.操作簡單

系統主要面向工作繁重的醫護人員和組成復雜的醫廢收集處置人員，因此，其智能化和易操作性尤為重要。改造過的智能醫廢主要流程優化為護理人員登錄各自微信小程序、選擇醫廢類型、確認包裝完整性后進行包扎、自動稱重、生成二維碼，收集人員登錄醫廢車PAD賬號、掃碼、錄入醫廢類型、醫廢車自動核對重量，收集完成后點擊整車入庫或者分包入庫，最終進行整車出庫即可。同時，增加了醫廢車清洗消毒記錄等功能。整個醫廢收集、處置流程操作簡單、快捷且無紙化。

2.智能化管理

（1）實時定位和軌跡偏離告警

院內建立預警和消息提醒機制，通過醫療廢棄物收集轉運車藍牙信標實時定位功能，管理人員可以在小程序或者終端電腦上進行可視化監控，從而隨時了解和查詢所有醫廢收集轉運車的實時位置。如果醫廢收集轉運車轉運路線偏離，系統會第一時間進行告警，并定位實時位置，從而滿足監管人員對醫廢收集轉運車的實時定位監控需求，避免醫廢人員未按指定軌跡運行。同時，轉運路線偏離告警也能夠追蹤醫療廢物的狀態及數量變化，有助于管理人員動態監控院內各個環節的分裝外流，及時發現問題并溯源，從而有效控制醫療廢物的非法外流。這項功能能夠填補院內轉運和暫存點的監管空白。

（2）實時追蹤、視頻聯動

通過與醫院內部監控系統對接，如果需要對指定收集轉運車進行實時追蹤，可選擇指定的醫廢收集轉運車，室內電子地圖將采用高亮色彩標識和顯示。如果需要查看離醫廢指定收集轉運車位置最近的攝像頭的實時影像，系統可與該攝像頭實現聯動，并將影像實時傳輸到室內電子地圖界面，在幫助醫療機構實現對醫廢收集轉運車狀態視頻監控的同時，也能滿足政府監管部門對醫療廢棄物處置操作的飛檢需求。

（3）軌跡回放

通過實時回傳至定位與地圖引擎的數據，能夠對指定的醫療廢棄物垃圾和收集轉運車進行某天某個時間段內轉運路線經過和停留區域進行室內電子地圖的軌跡回放，準確還原之前的轉運路線、停留時間等，幫助醫療廢棄物管理人員通過軌跡回放功能快速分析醫療廢棄物垃圾在收集轉運過程中是否出現未按規定轉運路線行駛從而導致醫療廢棄物外泄的問題。

（4） AI智能預警

AI預警通過DataX、MapReduce、Weka、流處理等技術手段，對醫療機構產生的醫廢數據進行計算，發現問題及時向管理人員發送預警信息，幫助醫療機構提前發現潛在的問題（如泄露、滯留等）和風險，并及時進行督導溯源。目前，該醫院的AI預警主要內容包括：醫廢交接超時預警、醫廢出庫超時預警、院內醫廢流失預警、醫廢重量異常預警、醫廢泄露預警、醫廢產廢過少預警、醫廢流程不規范預警、醫廢數據不合理預警等多種類型。

3.運行分析

醫院智能醫廢管理系統詳細記錄了各病區產廢情況、醫廢交接人和各崗位人員的工作情況，能夠發現醫廢收集是否及時、轉運醫廢是否按照規定路線進行，以及是否發生醫廢泄露丟失等情況。同時，根據人工智能設置相應規則，及時向管理人員進行預警提示，在醫廢分類投放、收集、貯存、交接、轉運各個環節幫助管理人員進行問題溯源并及時糾偏督導。結合醫院HIS系統能夠分析各病區運轉情況，能夠有效分析各類醫廢的產生量是否合理，從而對醫院的醫廢動態管理提供有力的信息化支撐。

五、結束語

醫療機構通過建立符合醫療廢棄物業務需求的先進的醫院智慧物聯網，利用人工智能、云計算、大數據等先進信息技術，結合醫療機構的醫療廢物處置流程，實現對醫療廢物流轉的信息化、智能化管理，使每袋廢棄物和醫廢收集轉運車都有自己唯一的標識碼，讓廢棄物從產生到處理結束全流程透明化、規范化，所有數據能夠實時記錄保存和上傳，實現醫療廢物收集、轉運、處置的智能化操作、全流程監控、閉環式管理，做到醫療廢物的源頭分類，規范醫療廢物的流程監管，建立可追溯、可追責的醫療廢物監管大閉環[9]。尤其是在后疫情時代，醫院醫療廢棄物智能化管理可以顯著提高醫療機構醫療廢物精細化管理水平，有助于實現對醫療廢物的全面安全管控，從而為聯防聯控和打好污染防治攻堅戰做出積極貢獻。

作者單位：牛牧青 郝曉偉 許鋒波 趙治遠 董平栓

河南科技大學第一附屬醫院 河南科技大學臨床醫學院 河南省醫療信創應用創新中心

參考文獻

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