手术室智慧管理平台构建与应用*

贾晋莉 杨 娟 何小东 吴兰兰 赵倩倩

从全球范围来看，新一代信息技术正在推动医疗健康领域进入以数字化、网络化和智能化为主要特征的新时代[1]。人工智能、大数据、物联网等信息技术在医疗领域的深度应用，催生了智慧医疗服务新概念[2]。将医疗业务相关人员、资产、物品等通过管理系统与高速网络对接，打破系统“信息孤岛”状态，通过信息交换实现医疗机构智慧化管理，可有效提升医疗安全服务质量和效率。

近年来，随着医疗技术的快速发展，以及手术室硬件设施与信息化水平的提升，高精尖手术越来越多[3]。如何提高手术室管理质量和效率，是管理者关注的焦点[4]。研究[5]显示，集成信息化手术室平台提供了有效手段。先进的信息化平台可以降低手术潜在相关风险[6]。国内医院现状研究[7]显示，手术室医疗设备管理系统、耗材管理系统、医院信息系统、手术音视频系统、人员管理系统以及护理管理系统等均处于“信息孤岛”状态，存在回溯难、监控难等问题。为解决上述问题，提高手术室管理质量，深圳市某院展开了积极探索。

1 原手术室管理平台问题分析

随着传统手术室逐渐升级为数字化复合手术室，手术室信息化建设水平越来越高，但依然存在弊端。以该院为例：(1)手术室信息无法与外部连通，数据不能共享。例如，当有急诊手术患者时，若医生未提交申请单，只能通过电话了解患者情况，既被动又耗时；(2)手术室管理平台为多个系统孤立闭环运行，未实现信息互通。例如，该院手术管理、消毒供应管理、器械仪器管理均使用不同信息系统，系统之间存在信息壁垒[8]，一台手术患者信息录入需要反复切换页面，易造成安全隐患；(3)无集成管理平台，运行数据信息抓取及整合分析不充分。例如，该院手术室由于各信息系统独立闭环运行，模块信息需单独导出打印或人工摘录整理，既易造成漏项，又不利于合理配置人力资源；(4)其他问题。例如，设备管理维护耗时费力，成本高；高值耗材管理涉及多个部门，监管不全面；手术辅助系统使用体验感差等。

图1 手术室智慧管理平台构成示意图

图2 手术室智慧管理平台模块划分示意图

2 手术室智慧管理平台构建

手术室智慧管理平台由硬件和软件两部分组成，其构成见图1。其中，软件部分通过信息集成技术进行第三方存储，利用终端电脑使内网与外网相结合，实现跨系统操作。

平台按照软硬件管理功能划分为三大模块：手术安全管控系统、物资及人员管控系统、工作流管控系统，见图2。三大模块基于医院信息系统与各科室信息互通，打破了信息管理壁垒。例如，当院前有急危重症患者需手术时，平台启动急救系统，对患者进行实时定位，采集并上传患者流向、基本情况、院前分诊处置以及检验检查等数据。当值人员可在平台查看相关信息，明确手术方式，准备手术间，调配手术人员，预通知会诊医生，准备术中用物。如：手术过程中需进行CT、MRI或介入治疗，可直接在多联复合手术室中进行，节省了手术时间；当术中有特殊情况需与家属沟通时，直接通过术间智能语音系统发起视频语音即可，家属知情同意后直接完成电子签名，缩短了术中耗时，降低了感染风险。

2.1 手术安全管控系统

(1)手术室智能门禁。基于RFID，规范手术间人员进出，精准匹配病理标本间门禁子系统权限，限制无关人员进入，保证标本安全。(2)手术间环境监测。在手术间安装粒子计数器，实时动态采集≥0.5 um和≥5 um的微粒计数，保证自净效果。(3)手术室智慧仓储。将一体式搬运机器人与智能仓库对接，在机器人离库后10 s内系统可自动完成整库盘点，实现无人值守和无感化管理。(4)手术室无线基站及全光纤覆盖。通过基站或RFID自动识别医护人员、工勤人员、患者的路径及时间节点并自动记录，将预警信息上传平台，实现手术室人员超限预警。(5)智慧中央指挥室。在控制室安装多部液晶屏，实时展示手术室运行图，各项指标均提供可追溯的质控分析依据。

表1 平台使用初始阶段与平台使用一年后手术室各项管理指标比较

2.2 物资及人员管控系统

(1)启用急救系统。启动医院创伤救治团队后，将急救系统智能平台与手术室智慧管理平台数据对接，在手术室可全程追踪患者实时路径、时间节点、检验检查结果等资料，从而缩短各科室衔接等待时间，提高救治效率。(2)建设CT+DSA、MRI+DSA多联复合手术室，减少患者术中不必要的转运，加快手术进程。(3)安装可视化仪器定位追踪系统，将手术室设备精准定位在10 cm范围内，缩短仪器设备寻找时间。(4)装载智能电源系统，自动采集设备运行状态，保证设备高效运行。(5)使用非接触式感应操控。手术医生在术中采用非接触方式快速调阅患者影像资料和检验检查报告，无需护士协助，提升手术效率。

2.3 工作流管控系统

(1)数字化手术间。配置智慧控制屏，根据手术排程，于术前1 h自动开启净化装置，在开启手术间门的同时自动开启照明。(2)智慧语音交互系统。实现数字化手术间各视频语音控制切换，解放医护人员双手。(3)术间谈话系统。数字化手术间均设有与谈话室双向连接的音视频信号源，手术医生可术中发起音视频谈话。(4)富媒体病历系统。数字化手术系统可自动识别有效视频信号，自动采集视频图像，生成电子病历，上传云空间，存储于医院病理资料库，通过授权的手术医生术后在局域网内任意终端即可下载、编辑，减少医生工作量。(5)远程手术辅助系统。利用高速网络搭建远程手术辅助系统，术中提供远程指导。(6)情景舒缓系统。设置蓝光照明模式，增强显示屏显示效果，配备裸眼3D屏，术者不用佩戴3D眼镜即可看到3D成像效果，缓解手术医生长时间佩戴眼镜引起的不适感。(7)数字化手术间均配备智能化电子白板，术前可调阅患者检查影像资料，进行手术部位测量、标记，落实三方核查；术中麻醉医生和巡回护士手写记录特殊用药、出血量、输血量、尿量、添加物品等信息，并以图片或文档形式保存，生成二维码，通过手机扫码即可读取相关信息。

3 平台应用效果

该院于2019年开始改建手术室，于次年开始陆续装载手术室智慧管理平台各系统软硬件，经测试后投入使用。平台使用前，制定风险质控措施，如：与医务科共同制定音视频转播管理制度并备案；在示教系统终端设备设置密码保护；对可能涉及伦理问题的案例，提前向医院伦理委员会申请审批，并让患者签署知情同意书。平台使用过程中，不断总结并改进，如：制定无人仓储管理系统接收和下送手术器械标准化流程、网络突发事件应急预案、手术信息资源共享管理制度等。

在平台运行两年后，从医院信息系统及手术室智慧管理平台调取手术室管理相关指标，并进行描述性分析、χ2检验、t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。统计数据表明，平台使用初始阶段(2020年4月-9月)与平台使用一年(2021年4月-9月)后，单日手术量、择期手术准点率提升(P均=0.000)，手术相关不良事件发生率、手术接台时间>30 min占比下降(P均<0.05)，术中会诊响应时间、急诊-手术室开台时间缩短(P均=0.000)，患者、医生、护士及工勤人员满意度得分均提高(P均=0.000)，平台应用效果良好，见表1。

4 讨论

随着互联网、5G、云计算等信息技术的快速发展，越来越多的医院将智能化设备或信息化系统引入科室管理中，信息化管理水平已成为医院管理水平的重要体现[9]。智慧手术室是医院信息化发展的重要环节，国内部分医院先后对手术室进行了数字化升级改造。如：曹勍等[10]针对多系统信息孤岛问题，研发了多信息系统协作网络，优化了人力资源配置。但其应用具有一定局限性。任晓敏等[11]针对传统设备管理模式问题，运用物联网手段构建了设备管理信息平台，实现了从设备购置、运行、定位、维修以及绩效分析等全生命周期的一体化管理。但其缺乏对数据的整合分析，无法预测设备使用风险。张丽等[12]将眼科手术室信息平台应用于屈光性白内障手术中，从术中导航、信息安全、示教培训等方面阐述了平台的优越性。但其未完全解决系统间互联互通问题。王震等[13]开发了基于移动PDA的手术室移动护理信息平台，从护理角度分析了平台在手术信息核查、手术转运、术中用药及输血、手术访视等方面的功能和特点。但其未进一步说明在整个医疗过程中的应用情况。综上可以看出，既往手术室智能化管理相关研究多从单个问题或特定角度入手，未体现手术室整个医疗活动的复杂性；亦或是在原有手术室数字化基础上进行简单叠加，没有产生“1+1>2”的效果。

本研究从手术室整个医疗活动着手，在研究解决存在问题的基础上，从手术安全、物资及人员、工作流三大模块构建手术室智慧管理平台，并制定了风险防范措施，在保障医疗活动安全的前提下，建立了“合规、高效、人文”的手术室。其优点具体体现在：(1)信息展现多元化。中央指挥室作为智慧终端，负责收集医疗活动中各设备输出的信息，并进行实时动态分析和展示，与各系统互联互通，打破了信息壁垒，既进行了质控风险分析，又为人才培养储备了示教资料，为手术室高效运转奠定了基础；(2)资源管理可溯化。智慧仓库、无线基站、设备定位系统以及RFID的应用，使高值耗材、药品使用甚至医护人员行为都有“迹”可寻，实现了全程管控，促使医护人员规范操作；(3)辅助系统人文化。语音交互系统、电子白板以及裸眼3D屏的使用，从多方位、多层面改善了医护体验，体现了人文关怀，提高了工作效率；(4)科室管理智能化。环境监测系统、富媒体病历系统、术间谈话室以及数字化手术间等的启用，将无线感应、5G、人工智能等技术应用到整个医疗活动过程中，使科室管理更加高效，同时使管理者从零散无序的信息中“解脱”出来，更多地参与到手术室发展的顶层设计中。

需要说明的是，由于本研究中手术室智慧管理平台各系统上线测试与使用时间不一致，故文中数据只能反映平台使用的部分成效，不能全面反映平台使用效果及可能存在的不足，更多的数据维度分析有待平台进一步运行后进行。