物流机器人助力手术室耗材管理的实现策略

梁爽

邯郸市第一医院 河北 邯郸 056002

引言

21世纪是智能化高速发展的一个时代，各种智能技术如雨后春笋般出现，机器人技术是目前普及较广的一种智能化技术，随着机器人技术的日新月异，在各行各业的应用也愈发广泛，尤其是在医学领域中，如手术机器人有助于提升手术精度，使患者创伤及病情得到有效改善；康复机器人能够帮助患者实现肢体基本功能；护理机器人能够承担患者日常护理工作[1]。这些多元化机器人的问世意味着我国医疗机构正朝着智能化时代跃进，也被称作智慧医院的建设时代。物流机器人在当前医疗领域中具有较为深入的应用，笔者将以物流机器人助力手术室耗材管理为研究案例，对其实现策略展开详细分析。

1 物流机器人助力手术室耗材管理的要点

1.1 对耗材物品中的精准点进行分析

站在流程简化的视角来看，手术室耗材物品在操作过程中需要适当简化流程，例如门诊就诊系统中，以往需要经历排队挂号、排队就诊、排队付费、排队取药等多个环节，在经过不断地简化后，如今只需线上预约就能实现快速就诊。在手术室中，所涉及的耗材种类繁多，且价格昂贵，管理者必须对入库登记等环节进行层层把控，并在原有的出库、配送、使用、退库等流程的基础上实施进一步简化。以量化及细化为原则对耗材进行分类，并运用自动编码系统实现一对一编码，对耗材的原始状态以及生命周期进行详细记录。耗材管理的量化以及细化有利于提升物品精确度，使各个环节的错误率得到有效降低。

1.2 对物流机器人进行充分应用

现阶段，物流机器人在各行各业的应用已不再鲜为人见，物流机器人可以模仿人工在仓库中进行货物查找，精准识别仓库单元并进行搬运，不会将范围扩大到整个货架。机器人这种人工模仿行为大大提升了工作效率，实现了仓库精准化管理。在手术室中，相关工作人员经过长时间工作会感到疲劳并出现错误，这个时候可以导入物流机器人，将一些重要等级较低且又容易疏忽的操作程序安排给机器人负责，例如耗材的配送以及出库等，这样一来使医护人员的工作量大大减少，使他们将更多的精力放在患者治疗上，从而提高医疗安全性。

2 手术室物流机器人的设计以及改进

我院借助物流机器人原理进行了手术室物流机器人的初步设计，并结合手术室耗材的精准性要求以及手术室的管理特征对物流机器人做出了相关的改进。

2.1 对比分析

在运动型机器人，最为核心的技术为同步定位与地图构建技术，简称SLAM技术，机器人在借助SLAM技术后能够自动实现周围环境构图，在此基础上锁定自我位置，并在不超出范围的情况下进行无障碍活动。物流机器人可以实现精准的货物分拣，并对运动路径进行高效规划，将耗材送往指定区域。手术室与仓库有所不同的是，手术室中没有固定的物流存放区，也未设置专门的无人区，因此物流机器人在配送耗材时会面临更大的困难[2]。现阶段，手术室的物流机器人的作用基本局限为辅助管理，为护士分担一些基本操作，在耗材运送过程中也需要工作人员刻意进行避让，为其让出通道。当然两者之间也存在一些相同点，它们均属于室内环境，路面平整，且每一个手术间和二级库房之间的最短路径都是相同的。对于了解并熟知室内环境的巡回护士而言，只要清楚二级库房的具体位置就可以在库房和指定手术室之间选择路线最短的距离来完成耗材配送。配送的目的主要在于效率提升，倘若机器人配送所耗费的时间多于人工配送时间，可能能够在一定程度上帮助护士分担一部分工作，但所耗费的时间成本却增加了，手术效率大大降低，导致最终出现事倍功半的局面。

2.2 初步设计

对于机器人来说，尽管利用SLAM技术能够实现配送，然而在陌生的环境中进行定位和构图都需要耗费较多时间，而最终所制定的路径也未必是最短的。为了进一步促进配送效率提升，我院对室内建筑地图进行了预先设计并将其导入至物流机器人数据库中，构建了一个全域化坐标网络，为每个手术间设置了专门的坐标体系。当机器人收到配送命令后，在出发之前可以基于手术室坐标计算来完成最短路径的选择。一般来说，机器人在无障碍区域中活动的速度可适当提升，这样能够有利于定位精确度以及物流速度的提高。

2.3 改进设计

物流机器人在感应到工作人员时可与其自动保持距离并主动避开障碍物，随后选择更加宽敞的通道行走。尽管SLAM技术能够确保物流机器人自由地行驶于各种障碍物之间，然而在长期实践中发现在一些最短路径中还是会偶尔出现一些静止状态的障碍物，此外工作人员的移动对于物流机器人而言也具有一定干扰作用，使配送效率大大降低[3]。为了避免机器人运动过程中碰到障碍物，并以稳定的速度前进，应在原有基础上增加自动避障功能。我院在改进设计中认为，既然无法完全避开障碍物，就应该想办法减少障碍次数。一般来说，障碍物出现时人都会在本能反应下避开，为什么正常状态下与其他障碍我碰撞的概率较低，那是因为交通规则中明确规定需要靠右行使。将这一理念运用在物流机器人的行使规则中也同样适合。一般情况下，大型医院的手术室，其洁净通道宽度大于4m，在其中导入靠右行驶的规则，能够使通道中间部分成为机器人的专用通道，从而降低障碍次数。具体设计方案为：要求机器人沿着通道中间部分运动，在此过程中使用传感器对周围环境进行扫描，若发现障碍物状态为静止，则每次扫描后的数据都是几乎相同的。随后，基于机器人移动速度以及本身长度之间的加成计算来实现障碍物避让。当障碍物正在运动时，多次扫描后可计算出障碍我的运动规则，从而预测到障碍物的运动路线以及运动速度，机器人只需通过对自我速度以及轨迹的控制即可实现有效避让。

2.4 助力精准管理

在以往的人工物流管理系统中，耗材在出库之前需要经过一次校验后才能进行配送，当耗材到达目标手术室后再接受二次校验，以此来保障配送环节未出现故障。耗材精准管理模式下，需要在机器人内部加装感应器，实现当前手术室管理系统与机器人配送系统的有效衔接，由机器人来完成耗材的校验，出库时若出现物品信息不完善或数量有误等情况会发出报警。同时，机器人配送系统能够实现耗材状态的自动修改。当耗材到达目标手术室且护士将耗材取出后，将其状态更改为“使用中”[4]。机器人在校验工作中的介入能够有效降低人工错误率，使耗材管理更加精准。

3 物流机器人助力手术室耗材管理的初步效果

3.1 促进了手术的安全性

传统耗材管理模式中，巡回护士需要按照医生的口头嘱咐将所需的手术耗材送往各个手术间，平均下来每台手术都需要涉及五次以上的往返，若在配送过程中遇到意外情况还会增加配送风险。在导入机器人物流系统后，物流机器人可以按照出库记录实现出库耗材的自动校验，当出现操作错误时机器人会自动发出警报并提示所取耗材与指令不符合，避免错误的耗材送往手术室，进一步提升了手术管理的安全性，并有效节省了人工二次校对的耗时。除此之外，耗材入库登记的过程中可以向机器人进行贴标，这样配送过程就不需针对每一件耗材的生命周期进行一一监督，管理人员只需要关注机器人是否按照指定时间到达目的地。

3.2 促进了物流配送效率的提升

我院在去年下半年期间，共向物流机器人下发过2483次配送指令，避障次数为4837次。尽管机器人的单次配送时间高于人工耗时，但两者基本接近。随机对手术间进行取样调查后得出，机器人配送的平均耗时为1.48分，人工配送的平均耗时为1.34分钟，若由巡回护士承担配送任务，加上从手术室前往二级库房所耗费的时长，总共需要3分钟进行配送。机器人在介入校验工作后，耗材校验所花费的时间相比人工模式来说具有一定的减少，且耗材配送错误的情况也较之前有所减少。

3.3 促进了护士人力成本的减少

在以往的耗材管理模式中，护士只能在手术结束后才能适当进行休息，长时间的手术时间导致巡回护士疲劳过度，很容易出现工作失误，考虑到手术过程中的安全风险因素，在每一场手术中往往会设置替补岗位[5]。在导入机器人物流系统后，人工疲劳的问题得到有效改善，机器人只需要利用闲置时间移动至库房中寻找匹配的电源设备即可自动完成充电，充电结束后能够以满血复活的状态继续工作。除此之外，在手术过程中，如果使用人工方式来完成耗材配送，还需要定期对有关工作人员进行培训教育，从而产生一定的经费和支出，提高耗材管理成本。由此可见，物流机器人的介入，不仅使巡回护士的工作量大大减少，同时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 物流机器人在手术室耗材管理中的应用趋势展望

在物流机器人的帮助下，医院手术室管理模式得到了大大改进，且耗材管理流程也实现了有效的简化，与此同时耗材管理精准性也逐步提高，耗材管理过程中所涉及的每一个环节，其错误发生率都相较之前得到了显著下降。机器人就像是一个处于移动状态的二级库房，它的使用大大缩短了手术室与库房之间的距离，为其提供了一个高效的传递介质，在运用大数据技术的基础上，机器人在医院手术室耗材管理中所发挥的作用将会得到持续提升[6]。通过大数据技术的作用，谷歌能够为其提供关联网站排序服务，淘宝能够向其推荐符合个体潜在兴趣的功能以及产品，FACEBOOK也能够根据大数据计算并分析出用户的喜好，而Linkkedin则可以分析出潜在的用户熟人。此外，在物流方面，基于大数据的作用能够有效预测出障碍物产生的具体时间以及具体位置。当手术室中的工作人员身着具有唯一标识的RFID标签手术服之后，就表明了当天的室内工作以及活动状态得到详细的数据记录。随着时间推移，所记录的数据量不断增加，可以从中预测出在某个具体时间范围内配送路线中所有障碍物的移动速度以及出现频次，此外在选择最佳路线时也会根据大数据的改变而发生相应的调整，机器人不会始终选择最短路线进行配送，而会选择障碍物出现频率最低的路线进行配送，以此来确保配送效率达到更高的水平。

5 结束语

随着物流机器人在医疗系统中的深入应用，手术室的耗材管理将会越来越智能化，医务人员的在耗材管理以及物流配送方面所耗费的时间以及精力也将大大减少，将解放出来的时间应用在医疗质量以及安全的提升上。在这一背景下，耗材管理以及使用实现了更高的量化以及细化，并且能够针对更长时期的耗材使用类型、耗材使用频率以及耗材使用数量进行预测和计算，进一步促进“零库存”目标的达成。在不久的将来，在每场手术开始前就能基于大数据技术对各个手术间需要使用的耗材数量进行预测，工作人员不再需要使用二级库存管理系统发布耗材配送指令，机器人可以自动识别预测时间点，并按时将指令中包含的耗材配送至目标手术室的耗材卸货区域，手术室的工作人员可以随时根据需求进行提取。物流机器人系统在手术室耗材管理中的应用，使原本复杂的耗材管理以及配送流程得到了有效简化，不仅解放了医务工作人员的双手，节省了大量不必要的人工配送时间成本，更重要的是使人为操作而导致的误差率大大降低，确保了手术过程中的安全性，使患者获得了更好的治疗体验，也增加了手术室管理工作的和谐性。