智能物流机器人在医院手术室自动物流管理中的应用

刘 建，班 超，吴晓东，金 蓓，何 森

（四川大学华西医院设备物资部，成都610041）

0 引言

目前，医院现有的物流体系工作效率仍较低且运营成本较高。据统计，国内大约有46%的医院每年制订院内物流及与之相关的预算，其中27%花费在耗材设备的采买，19%用于人力劳动的花费[1]。有关研究还显示，医院护士将每日工作时间的10%用于运输耗材物资而不是做本专业相关工作，长时间的耗材运输导致护理人员不能专注于本专业的工作[2]。医院手术室耗材的有序供应是保障医院日常手术业务正常开展的重要工作之一，为保障医院手术耗材在手术室的供应，多数医院在手术耗材供应过程中依靠手术室护士前往手术耗材库领取耗材，库房管理人员借助医院资源规划（hospital resource planning，HRP）系统扫码发放完成领用工作，实现了医院手术耗材的发放溯源管理[3]。但目前手术耗材库因缺乏相关系统以及智能化设备配送的支持，难以进一步实现手术耗材的全过程自动配送和精细化管理。

1 传统手术室手术耗材配送管理中存在的问题

1.1 耗材领用耗时长，影响手术开台时间

医院手术室耗材申领时间集中在每天早上第一台手术之前，手术室库房的工作人员需要为全院每间手术室准备所需要的耗材，并借助HRP 系统扫描耗材的院内条码完成耗材发放。手术室护士将扫码后的耗材领用至手术间准备手术，此时间段领用人员相对集中，导致部分手术间无法准时开台[4]。

1.2 手术间领用大量耗材，易造成库存积压及遗失

手术间护士为降低耗材领取的频率，每天手术开台时会领取大量耗材存放在手术间，待当天手术结束后再将未使用的耗材退还至手术室库房。这种方式会造成部分手术间耗材领取过剩，部分手术间却无耗材可用，增加了手术室库房的备货压力。与此同时，手术间积压大量耗材，在手术间换台期间易出现耗材遗失的情况[5]。

1.3 耗材临时领用频繁，大大浪费手术室人力资源

由于手术过程中的不确定性、患者病情的复杂多变性，医生的术式也会随时做出调整，导致手术室护士频繁、零星领用耗材，大量浪费人力资源的同时也增加了手术室护士的工作量。

1.4 耗材领用的过程中，存在感染病菌的风险和交叉感染的可能性

手术室环境污染会导致术中患者感染并带来其他术后并发症，因此手术室的无菌标准必须严格按照医院感染管理要求执行。在耗材领用的过程中，手术室护士难免会与患者及转运工作人员接触，存在交叉感染或疾病传播的危险性[6]。

1.5 耗材领用差错率高，增加手术中断次数

库房工作人员依照手术室护士电话、当面口述或医生耗材申领单分拣准备耗材物资时，常因信息不对称或者申请单字迹不清晰等原因，出现耗材分拣领用出错的情况。手术过程中医生因缺少某一耗材会导致手术中断，进而增加患者术中风险[7]。

2 医院手术室耗材自动物流配送管理模式构建

针对目前医院手术室耗材配送管理存在的问题，同时考虑到医院手术室客观存在的实际困难，结合医院手术室耗材实际领用的业务流程，通过定制智能物流机器人辅助工作，我院建立了基于HRP 系统的手术室耗材自动物流配送管理模式。

2.1 医院手术室自动物流配送管理模式构建概念

以手术间为单位，建立手术间与手术室库房的自动物流配送通道。将手术室库房现有的HRP 系统与智能物流机器人配送系统及每个手术间操作终端进行系统对接，实现数据实时交换、手术间远程下单、手术室库房接单并指令智能物流机器人送达指定手术间。手术间护士领取耗材后，智能物流机器人自动返回手术室库房，建立了完整的耗材自动化物流体系。

2.2 智能物流机器人的确定

智能物流机器人是社会科技发展进程当中的新型产物，它的出现主要是为了代替人工进行重复搬运工作，为实现自动化物流提供了解决方案，解决了劳动力匮乏、工作效率低下等问题[8]。

医院智能物流机器人是根据医院的物资耗材配送业务流程，结合医院空间及临床需求而产生的辅助产品。为进一步解决医院手术量急剧增加的困难，医院会调整手术室空间，尽可能地增加手术间数量，达到收治更多患者的目的。手术间空间限制、走廊通道狭窄等问题给智能物流机器人项目的实施带来考验。在智能物流机器人的选择上，其必须满足灵敏性要求，避免在手术患者转运的过程中出现碰撞，带来安全隐患。根据临床手术科室反馈，安全性要求即符合手术室无菌要求，高效性要求即满足所有手术间耗材同步供应需求，容量性要求即能提供手术所需全部耗材，耗材外包装不规则性要求即智能物流机器人内部空间足够大。

柜式智能物流机器人（如图1 所示）能满足手术室所有需求：（1）灵敏性要求：机器人的避让功能是采用激光、视觉、超声等多项传感接触技术来实现的。（2）安全性要求：专业耗材箱柜、独立密封符合手术室无菌要求，各个手术间工作人员可通过刷卡/密码确认权限，且打开门后只能取出属于该手术间的耗材[9]。（3）高效性要求：3 个独立隔间设计使得1 车次可以支持3 个手术室同时发货，轻松应对手术量较大的手术中心对高频率运输的需求。（4）容量的要求：容积高达260 L，载重可达300 kg，轻松应对异型耗材[10]。对于特殊的、超长的耗材也支持特殊定制。柜式智能物流机器人功能框图如图2 所示。

图1 柜式智能物流机器人实物图

2.3 自动物流配送的流程

采用自动物流配送前，医院需对手术室的走廊空间通道重新规划调整，以便智能物流机器人更好地实施配送。在走廊通道做好路线规划标识，规划好工作人员通道、病床停放位置以及智能物流机器人充电电桩位置。路线标识可以约束医护人员及病床转运工作人员按照路线行走，避免自动物流配送实施后造成管理混乱问题[11]。

基于医院HRP 系统，建立智能物流机器人系统及手术间终端下单系统数据端口，实现多系统之间数据实时传输功能。通过建立系统之间的端口，将HRP 系统的实时库存数据同步。手术过程中，医护工作人员可以通过手术间的终端系统看到库房实时

库存，医生根据手术需求，直接下单所需耗材。手术

间及手术室库房通过Wi-Fi 通道与物流机器人联接，可以实时向物流机器人推送指令。

自动物流配送流程如下：手术间医护人员通过

操作台终端机器浏览库房耗材实时库存，下单手术所需耗材清单；库房工作人员实时接收订单，同时调度智能物流机器人，使其到达指定装货地点；库房工作人员将所需耗材放进物流机器人柜体内并下达配送指令；智能物流机器人按照指令到达手术间，手术

间终端机器自动播报提醒医护人员[12]；医护人员通过指纹识别或刷卡打开物流机器人柜体取出相应耗材，物流机器人自动离开继续执行下一个任务。具体流程如图3 所示。

图2 柜式智能物流机器人功能框图

图3 医院手术室自动物流配送流程

3 应用效果

应用智能物流机器人6 个月以来取得了显著的成果，提升了手术室耗材配送的工作效率，降低了耗材配送环节的差错率，最终提升了医院智能化的发展水平，主要表现为自动物流管理的“5 个实现”，具体介绍如下。

3.1 自动物流配送信息化建设的实现

手术间终端下单系统与智能物流机器人配送系统及库房HRP 系统相连通，实现了数据交互，完善了手术室物流信息化的建设，抛弃了以往领用靠纸笔和电话的方式。物流需求形成了数字化痕迹，便于耗材领用的追溯，物流数据的分析也将为智慧物流和智慧医院的建设打下基础。

3.2 自动物流闭环建设的实现

按照国家对于医用耗材的监管要求，医疗机构应建立医用耗材管理信息系统，并覆盖遴选、采购、验收、入库、储存、盘点、申领、出库、临床使用、质量安全事件报告、不良反应监测、重点监控、超常预警、点评等各环节，实现每一医用耗材的全生命周期可溯源。智能物流机器人的应用，实现了手术室耗材精细化的闭环管理。耗材从库房送货验收到术间领用、使用完成计费全生命周期的可追溯性，最终实现降本增效，为进一步实现全院物流闭环管理起到示范作用[13]。

3.3 货物安全使用的实现

柜式智能化物流机器人通过封闭货柜装货，保证了在物流配送的过程中不会被二次污染，能够有效降低交叉感染或疾病传播的危险性[14]。手术间护士通过指纹或刷卡的便捷身份认证体系，可以实现全流程身份跟踪。货柜自带扫码器，在满足不同安全等级的货物跟踪要求的同时加强了医院感染管理控制。

3.4 人才资源高效利用的实现

借助智能物流机器人，手术室护士无需来往于手术室及库房之间，减少了工作量。每天每个手术间节约了20～40 min 人工领取、退还耗材的时间，缩短了2～3 km 的路程，使手术室护士可以专注配合医生手术和护理患者，也便于手术室护士长优化手术室护士的人员配置。手术医生在手术间可以通过终端机器实时查看到库房耗材是否有库存余量，减少了以往因手术护士往返手术库房选取或更换合适耗材而导致手术中断的次数。智能物流机器人自动物流方案实施前后对比见表1。

表1 智能物流机器人自动物流方案实施前后对比

3.5 物流数据分析的实现

智能物流机器人系统对接HRP 系统，为其提供优质的物流数据，且为耗材管理提供了监管手段；手术医生通过实时查看库房耗材库存，使用手术间终端下订单，与此同时，库房也可以监管每个手术间实时领用耗材情况。医院管理人员通过数据分析模块的数据来源进行灵活配置，数据自动收集、整理、分析，包含每个手术医生耗材领用情况、每一种手术术式耗材使用情况，大大缩短了数据收集时间与成本，可随时进行分析和挖掘，为耗材异动监管工作提供更加丰富、高效、精确的数据分析结果。对于手术室而言，可以降低科室耗占比，有效地减少了耗材缺货次数，同时也能够避免积压耗材，降低医院资金占用；对于医院管理而言，可以有效地管控耗材的使用，一定程度上起到监管的作用，提升了医用耗材精细化管理水平[15]。

4 结语

随着物联网智能产业的迅速发展，相关产品日益丰富，仅依托物联网信息管理模式已经无法满足新时代医院发展的需要，必须将医院物联网与智能化设备进行有效的结合，才能提高医院智能化、自动化水平，提升医院品牌和竞争力。智能物联网技术对于提高院内精细化管理、减少运营成本以及提高医疗服务质量具有重要的作用[16]。医院构建的基于HRP系统手术室智能物流机器人自动物流管理模式，在我院手术室试行6 个月，结果表明智能物流机器人自动配送方案运行良好。自动配送提高了物流供应效率，降低了相关人员的工作强度，提高了手术室耗材精细化管理水平，为进一步推进医院耗材的精细化管理奠定了基础。智能物流机器人的应用实现了手术室自动物流的目标，具有较强的科学性及可行性。本方案可用于院内无菌包、静脉输液包、药品、标本等物品的自动物流配送工作，可为其他医院实现自动化物流管理方案提供参考。