導(dǎo)語(yǔ)：手術(shù)室高值耗材智能管理系統(tǒng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

在黃河上游流域段梯級(jí)電站結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)置了大壩安全監(jiān)控信息科技的發(fā)展，使得高新技術(shù)日新月異，層出不窮，也使得人們生活水平逐日提升。在醫(yī)療行業(yè)，人們也感受到了各種信息技術(shù)的革新給醫(yī)院和患者帶來的便捷。物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的出現(xiàn)使得很多不可能都已變成可能。物聯(lián)網(wǎng)通過對(duì)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展，使得各種物品、設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的信息交換和通信，基于這一點(diǎn)，人們可以對(duì)物品、設(shè)備進(jìn)行智能化識(shí)別[1]。另一方面，人工智能在醫(yī)療行業(yè)的研究和應(yīng)用也已經(jīng)越來越深入，這使得醫(yī)療服務(wù)變得越來越人性化以及智能化，人們的就診體驗(yàn)以及醫(yī)療健康狀況得到了很大的提高與保障[2]。

在醫(yī)院，如何對(duì)高值醫(yī)用耗材進(jìn)行高效、精準(zhǔn)并且安全的管理，一直是一個(gè)難題。尤其是手術(shù)室，其耗材的使用對(duì)患者的治療效果和手術(shù)結(jié)果起著至關(guān)重要的作用，任何一點(diǎn)疏漏都可能會(huì)引起嚴(yán)重的醫(yī)療事故[3]。2017年，國(guó)務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)應(yīng)充分利用人工智能的優(yōu)勢(shì)，開展精準(zhǔn)醫(yī)療并建立智能診療新模式[4]。在這樣的醫(yī)療背景與信息化背景之下，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的手術(shù)室高值耗材智能管理系統(tǒng)，可以提高手術(shù)室高值耗材管理效率，減少醫(yī)護(hù)人員的工作量，節(jié)省人力成本。

1系統(tǒng)需求分析

現(xiàn)階段醫(yī)用耗材技術(shù)創(chuàng)新不斷，耗材的種類和數(shù)量日益增長(zhǎng)，醫(yī)院對(duì)其需求亦愈加龐大。醫(yī)用耗材在各醫(yī)院的醫(yī)療活動(dòng)中起著越來越重要的作用[5-6]。然而，醫(yī)院手術(shù)室對(duì)于高值醫(yī)用耗材的管理正面臨著巨大壓力，傳統(tǒng)的手術(shù)室耗材管理模式已不能達(dá)到人們的管理要求。首先，耗材庫(kù)存管理效率非常低下。從耗材的入庫(kù)到出庫(kù)，再到庫(kù)存盤點(diǎn)，傳統(tǒng)的方式都依賴于手工清點(diǎn)模式，這種模式需要消耗大量的時(shí)間與人力，并且容易出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致成本核算不精確。其次，無法進(jìn)行耗材全流程追溯，增加了監(jiān)管的難度。傳統(tǒng)的管理模式下，手術(shù)室耗材沒有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，這使得人們無法精準(zhǔn)地追溯到申領(lǐng)者、使用者等信息，甚至有可能出現(xiàn)錯(cuò)收費(fèi)、漏收費(fèi)等情況。在使用時(shí)的核對(duì)、清點(diǎn)等工作也容易出現(xiàn)差錯(cuò)，安全性得不到保障，從而造成醫(yī)療事故[7]。再次，耗材的配送精力耗費(fèi)巨大。大型綜合醫(yī)院每日開展的手術(shù)量都非常大，這其中醫(yī)護(hù)人員要花費(fèi)很大的時(shí)間與精力往返在庫(kù)房與各手術(shù)間的路上，頻繁的人員出入，既影響了手術(shù)室的運(yùn)作效率，又增加了時(shí)間和人力成本的投入。

2系統(tǒng)架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)

手術(shù)室高值耗材智能管理系統(tǒng)采用軟硬件相結(jié)合模式，硬件方面采用基于人工智能的智能配送機(jī)器人與基于物聯(lián)網(wǎng)的智能儲(chǔ)藏柜。系統(tǒng)整體為客戶端/服務(wù)器(Client/Server,C/S)結(jié)構(gòu)，后臺(tái)基于.NetCore2.1開發(fā)框架，同時(shí)，為了降低系統(tǒng)耦合性，提高可用性，系統(tǒng)使用RabbitMQ作為中間件，并且采用WebApi為主的微服務(wù)架構(gòu)。另一方面，智能儲(chǔ)藏柜采用了基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID電子標(biāo)簽技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)盤點(diǎn)等操作，基于ROS系統(tǒng)開發(fā)的智能機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配送，系統(tǒng)整體架構(gòu)，如圖1所示。智能儲(chǔ)藏柜采用六層組合柜模式，整體材質(zhì)為鋁合金，每個(gè)柜子內(nèi)都配備可活動(dòng)的隔片，可以根據(jù)所放的耗材的大小靈活改變空間，柜子的高度可自由調(diào)節(jié)，這樣更符合耗材管理要求。每個(gè)柜子下方有一個(gè)顯示屏，用來顯示耗材名稱、實(shí)時(shí)庫(kù)存以及預(yù)警情況，這樣便可以直觀地看到耗材的整體情況。另外，通過RFID電子標(biāo)簽綁定儲(chǔ)藏柜中的耗材，通過掃描設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出入庫(kù)、自動(dòng)盤點(diǎn)等功能，大大降低工作量。智能機(jī)器人主要采用ROS自帶的導(dǎo)航程序包作為開發(fā)框架，擁有自動(dòng)配送、自動(dòng)充電等全局室內(nèi)導(dǎo)航功能，所支持的操作系統(tǒng)為UbuntuLinux，通過Kinect傳感器與里程計(jì)，結(jié)合擴(kuò)展卡爾曼濾波（extendedKalmanfilter，EFK）估計(jì)方法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建，以及障礙物識(shí)別。機(jī)器人的架構(gòu)，如圖2所示。相關(guān)技術(shù)介紹如下：（1）.NetCore.NetCore最早由微軟在2016年，是目前最成熟、最現(xiàn)代化的完全免費(fèi)的開發(fā)框架，與.NetFramework相比，它更輕量化、更靈活，擁有高可用、高性能等優(yōu)勢(shì)。另一方面，它應(yīng)用范圍很廣，適用于各種不同種類的應(yīng)用程序的構(gòu)建，如微服務(wù)、Web應(yīng)用等，既能支持Windows、Linux等操作系統(tǒng)，也能支持云應(yīng)用、移動(dòng)應(yīng)用等多個(gè)平臺(tái)。因此，為了提高系統(tǒng)整體性能以及靈活性，同時(shí)為了降低開發(fā)人員開發(fā)難度，筆者采用.NetCore作為開發(fā)框架。（2）RFIDRFID（radiofrequencyidentification）是無線射頻技術(shù)，是一種利用無線電波技術(shù)，通過非接觸的方式讀取到物品上儲(chǔ)存信息的媒介（如電子標(biāo)簽），從而實(shí)現(xiàn)物與物之間通信的技術(shù)，具有高效、便捷、安全性高、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。因此，該技術(shù)對(duì)手術(shù)室內(nèi)的耗材庫(kù)存管理?yè)碛蟹浅８叩倪m用性，可以很大程度上減少工作人員的工作量。（3）ROSROS（robotoperatingsyetem）就是機(jī)器人操作系統(tǒng)，在機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域是一個(gè)非常重要而強(qiáng)大的軟件架構(gòu)，內(nèi)部包含了大部分機(jī)器人研發(fā)中可能用到的基礎(chǔ)功能，如傳感、定位、導(dǎo)航等等，ROS的出現(xiàn)主要就是為了在一定程度上降低機(jī)器人研發(fā)難度，提高代碼復(fù)用率，從而提高機(jī)器人研發(fā)效率。

3系統(tǒng)的主要功能

手術(shù)室耗材智能管理解決方案的主要分為手術(shù)室耗材管理系統(tǒng)、智能儲(chǔ)藏柜和智能配送機(jī)器人，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，如圖3所示。整體運(yùn)轉(zhuǎn)流程，如圖4所示。首先耗材從醫(yī)院設(shè)備科統(tǒng)一調(diào)撥入庫(kù)到手術(shù)室二級(jí)庫(kù)，并存放在智能儲(chǔ)藏柜中，接著通過智能配送機(jī)器人將耗材運(yùn)輸?shù)綄?duì)應(yīng)的手術(shù)間，并將多余的耗材送回，最后系統(tǒng)根據(jù)耗材使用記錄生成對(duì)應(yīng)的收費(fèi)信息傳到HIS進(jìn)行收費(fèi)。3.1智能庫(kù)存管理。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能庫(kù)存管理的核心就是智能儲(chǔ)藏柜。利用RFID識(shí)別技術(shù)，對(duì)柜內(nèi)的高值耗材做到自動(dòng)及實(shí)時(shí)感應(yīng)，通過這一特點(diǎn)可以實(shí)時(shí)知道柜內(nèi)高值耗材的庫(kù)存情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)盤點(diǎn)功能。同時(shí)，當(dāng)柜內(nèi)庫(kù)存產(chǎn)生變更時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄庫(kù)存變更的耗材的數(shù)量、品種、規(guī)格等信息，從而生成對(duì)應(yīng)的入庫(kù)單或者出庫(kù)單。另外，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置的效期信息和庫(kù)存上下限信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)的效期預(yù)警和庫(kù)存預(yù)警，并將預(yù)警信息顯示在對(duì)應(yīng)位置的顯示屏上，這樣便可以直觀地看到報(bào)警的具體位置和耗材。最后，系統(tǒng)可以根據(jù)一物一碼的原則，對(duì)耗材的全流程進(jìn)行追溯，真正實(shí)現(xiàn)了手術(shù)室耗材精細(xì)化管理。3.2智能配件管理。系統(tǒng)采用的智能配件有智能儲(chǔ)藏柜和智能配送機(jī)器人，兩者都擁有人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等用戶鑒權(quán)的功能，大大提高了系統(tǒng)和耗材的安全性。智能配送機(jī)器人通過室內(nèi)導(dǎo)航功能可以到達(dá)一個(gè)封閉空間內(nèi)的任何地方，并且可以做到自動(dòng)避開動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的障礙物，基于這兩點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)配送，將指定物品送到對(duì)應(yīng)的地點(diǎn)。因此，系統(tǒng)通過各手術(shù)間登記的耗材申領(lǐng)需求，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)耗材自動(dòng)配送到對(duì)應(yīng)的手術(shù)間。3.3使用管理。各手術(shù)間在使用高值耗材之前都會(huì)清點(diǎn)一遍清單，清點(diǎn)無誤后便會(huì)出現(xiàn)在主刀醫(yī)生的當(dāng)日手術(shù)患者列表中，將對(duì)應(yīng)批次的耗材與患者建立關(guān)聯(lián)，同時(shí)系統(tǒng)減去相應(yīng)的庫(kù)存，并生成耗材的使用記錄。另一方面，根據(jù)耗材名稱、批號(hào)、批次等信息，或者根據(jù)使用日期、使用醫(yī)生、患者姓名等條件，可以查到耗材的使用記錄和收費(fèi)情況，并檢查有無耗材錯(cuò)收、漏收等情況。3.4報(bào)表管理。系統(tǒng)可以查詢耗材的出入庫(kù)報(bào)表、使用報(bào)表、庫(kù)存報(bào)表以及預(yù)警報(bào)表，并將結(jié)果導(dǎo)出，以此來對(duì)耗材的庫(kù)存情況和使用情況進(jìn)行核對(duì)和統(tǒng)計(jì)。3.5系統(tǒng)管理。系統(tǒng)可以對(duì)用戶的賬號(hào)和權(quán)限進(jìn)行管理，并且對(duì)用戶的人臉和指紋進(jìn)行錄入，以此來使得儲(chǔ)藏柜和機(jī)器人可以進(jìn)行人臉識(shí)別和指紋識(shí)別。另外可以對(duì)耗材的基本信息進(jìn)行維護(hù)，并根據(jù)不同手術(shù)方式進(jìn)行耗材套餐的設(shè)置。

4應(yīng)用效果

（1）效率更高：在庫(kù)存管理方面，手術(shù)室護(hù)士無需進(jìn)行手工清點(diǎn)與手工錄入，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)清點(diǎn)并生成對(duì)應(yīng)出入庫(kù)記錄，快速且準(zhǔn)確率高，避免了手工模式容易出錯(cuò)的問題。（2）成本更低：系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)盤點(diǎn)，且對(duì)近效期的耗材及庫(kù)存不夠的耗材進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，在耗材的配送方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配送，這大大降低了手術(shù)室護(hù)士的工作量，提高了耗材運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，節(jié)省了人力成本與管理成本。（3）安全性更高：通過一物一碼的原則，加上指紋識(shí)別與人臉識(shí)別，使得耗材管理上更加安全，并且減少了耗材領(lǐng)用出錯(cuò)的概率，大大提高了醫(yī)療安全。

5結(jié)論

結(jié)合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)了一套適合醫(yī)院使用的手術(shù)室高值耗材管理系統(tǒng)，提高了手術(shù)室高值耗材運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，節(jié)省了醫(yī)院人力成本和管理成本，并提高了手術(shù)室高值耗材以及手術(shù)室醫(yī)療的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]晨曦.說說物聯(lián)網(wǎng)那些事情[J].今日科苑,2011(20):54-59.

[2]陳立升,張鄭靈.試論人工智能背景下醫(yī)療服務(wù)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息,2020(1):178-180.

[3]楊艷.7S管理在手術(shù)室耗材管理中的應(yīng)用探討[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué),2020(1):114-115.

[4]陳婕.大數(shù)據(jù)與人工智能背景下牙科行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)探究[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通,2017(10):148,283.

[5]于振濤,余森,張明華,等.外科植入物用新型醫(yī)用鈦合金材料設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].中國(guó)材料進(jìn)展,2010,29(12):35-51.

[6]厲勵(lì),王奕.基于條形碼技術(shù)的手術(shù)室高值耗材的全流程管理[J].中國(guó)醫(yī)療器械雜志,2018,42(6):73-76.

[7]張堅(jiān),胡文娟,婁正林.基于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的手術(shù)器械全生命周期的使用分析及績(jī)效追蹤[J].中國(guó)醫(yī)療器械雜志,2016,40(6):410-412.

作者:陳盛帆 黃建琪 高正 單位:溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院