智慧仓储物流体系在无菌手术包管理中的探索研究

时间：2022/08/22

编辑：溧胜

分类：行业资讯

【摘要】消毒供应中心和手术室之间的医用物资运输以及全流程监控是一家智慧物流医院建设中的重要一环，符合国家对于现代化医院建设的目标。本文通过智能密集存储仓、3D识别机械手、滚筒流水线和AGV等多种自动化物流设备的软件集成，解决了消毒供应中心夜间医用物资配台的人工成本和差错率，以及减少手术室周边二级库的建造和面积，同时大大降低了管理成本。本文从消毒供应中心和手术室之间医用物资输送的要点和多种集成方案的优缺点分析入手，希望给予致力于新建自动化智慧医院的专业人士一些参考。

【关键词】智慧医院；物流集成

【中图分类号】：【文献标识码】：【文章编号】：

通过人工智能和大数据等技术的联合使用，使得智慧医疗等新的应用模式对于提升医疗服务质量、优化医疗资源配置、改善医患关系、缓解医疗供给矛盾发挥重要的科技支撑作用。为了实现消毒供应中心和手术室之间的器械包等医用物资的自动化配送管理，借鉴汽车电子、精密器械生产、刀具模具等工业环境中成熟的物流设备和集成方案，再通过和HIS数据的交互实现医疗物资的提前规划，由中央调度系统实现物资配送的统一调配。

目前已有初步应用的医院借用工业中垂直升降技术，打通多楼层的同一垂直位置，利用垂直升降柜实现手术所需灭菌物资集中存储的半自动化方案。以上述为基础，通过智能密集存储仓、3D识别机械手、滚筒输送线和机器人实现全自动化配送和端到端的全程追溯，使临床业务对接实现敏感物资的精细化管理，进一步提高了医院管理的科学水平。

1、消毒供应中心对于医疗物资配送和管理要求

1.1、人员安排和考虑

对于消毒供应中心来说，上自动化配送系统的初始目的一定是为了减少手术发包配包的人员，或者说是夜间手术发包配包(每家医院管理方式的不同，配包人员可能会由消毒供应中心或手术室分开管理)的人员。消毒供应中心用于发包常规人员配置(不包含配包人员)每天2人，1人早班1人晚班，工作内容主要用于从灭菌锅中将灭菌物资取出、干湿包检验，按照病区和科室分开存放，或直接放入运载小车中人工送往手术室区域，同时手工账本计入灭菌和发放的所有物资信息。另外长镜等需要低温等离子消毒的医用物资需按标准另行存放和发运。

1.2、物资和存储空间安排和考虑

主从两方面考量，一方面是高温灭菌时兼顾灭菌物资的消毒准则和灭菌的效率(单次灭菌的成本是消毒供应中心日后运行成本的主要来源)；另一方面是具备简单库存管理的技能，分拣归类用于病区和科室的不同医用物资，监控灭菌后的效期，同时处理手术室的退包管理。对于灭菌后的医用物资临时堆放的库区，需要和手术室的二级库区并入综合考虑，来确定运载小车的数量、小车临时停放位置、隔板式货架的数量和位置。

2、手术室对于医疗物资配送和管理要求

2.1、人员安排和考虑

医院常规配置手术专用配包人员，接送从消毒供应中心中心送来的灭菌物资，根据第二天各手术室的手术计划进行配包，而配包人员的专业能力直接决定了配包速度和配包准确率，对于应急手术或是临时医用物资的调用，还需快速的找到目标物资。未用未污染的医用物资确定灭菌效期后再由专用途径送回消毒供应中心。在完成和消毒供应中心的工作配合之余，有些医院还会安排参与耗材物资的发运。夜间配包人员的成本和配包准确率是此环节中主要的矛盾点，也是自动化配送方案主要解决的问题之一。

2.2、物资及存储空间安排和考虑

医用物资的配台原则就是方便手术室的护士可以方便快捷准确的获取，因此分层摆放还是目前的唯一方法。至于存储空间的难点则是目前所有主流医院的通病，二级库房的数量以及面积将是各个科室争夺的主战场。减少职能部门的成本，增加业务部门的支持是目前医院在规划时的倾向性，因此通过流程的精益化改善或是自动化配送方案的推出，也成为合理规划二级库数量和面积的主要目标。以此获得更多的空间用于门急诊科室或是手术间，使医院更好的为患者服务，增加营收。

3、适用于消毒供应中心和手术室之间物资配送全自动方案的设计思路

3.1、设计思路所含物流设备的关键点

3.1.1、智能密集存储仓

目前国内生产类似智能密集存储仓的产品主要分两种，一种为mini堆垛机，还有一种为穿梭车配套专用货架的综合体。第一种产品的优点为传输效率高；第二种产品的优点为存储空间可以根据室内场所的地形定制化，各有优缺点，需要根据不同的客观情况进行选择。总体要求，需要该类型设备具备不同医用物资的尺寸配套不同的存储阁单元以实现存储容量的最大化，同时还需要具备应急故障处理的冗余机制，这2部分的需求均需产品的硬件和软件具备非常高的可塑性。而WMS仓储管理系统的核心就来自于智能密集存储仓，由WMS和医院HIS对接后实现第二天手术室的配包计划来调控智能密集存储仓的医用物资存入和输出，完成所有底层逻辑的搭建。另外还需考虑的消毒供应中心内为无菌区域，新风系统需和产品内外完全打通以符合无菌区域的要求。以及产品的驱动传输部件和电机若为免维护产品则更适用于医院的使用环境。

3.1.2、 3D识别机械手

机械手的抓取方式是整个自动化配送系统的灵魂，不同的抓取方式将会直接影响前后期的物流传送物资的方式以及配包效率。专用的夹爪必不可少，主流思路为夹包底托和夹包顶吸的方式，分别适用于半封闭器械盒和全封闭器械盒，无论采用何种方式，滚筒流水线上的托盘和配包后放入的洁车均需要特殊定制，以方便机械手的抓取。机械手配合条码扫描设备以及3D摄像头实现精准的目标物资抓取和摆放，物资摆放进入洁车的方式还需要根据医院消毒供应中心现场的空间大小情况，来综合选择机械手顶置方式、侧置方式、协作臂、工业臂、洁车升降旋转平台等等。整套自动化系统的物资配送效率并不简单取决于机械手的拣选抓包效率，还需和智能密集存储仓和滚筒流水线、洁车搬运AGV，洁梯往返的效率综合考虑，简单提升单一产品的效率对于整套自动化系统没有意义。如有条件尽量设定2台及以上机械手，一方面可用软件定义其中1台机械手为紧急配包专用，同时用于系统故障后的冗余，另一方面也为将来医院手术量的增加提前做好硬件准备。

3.1.3、滚筒流水线

滚筒流水线产品目前在国内比较成熟，工业环境中被广泛应用。在医院自动化配送系统中承担连接医用物资入库平台、智能密集存储仓出入库、机械手抓取平台的作用，其中医用物资入库平台的设计比较关键，主要需综合考虑消毒供应中心室内环境的大小、是否配备空托盘坞、医务人员人体工学的原理，以获得最大的准确率和医用物资的吞吐效率。

3.1.4、 AGV

主流选用驼载式AGV，其他方式的AGV需要考虑洁车停放位置供机械手摆放医用物资，考虑到洁车的固定以及机械手配套的夹爪难度，故不作推荐。洁车需要定制，根据AGV进入洁车底部的最小高度、洁车每一层横宽可以摆放医用物资的数量、每一层机械手的操作空间，以及进入手术室后停放的位置长宽高来定制。AGV需要实现梯控、门控和绕障功能，尤其当洁梯并非AGV专用电梯时，AGV路径计算公式和梯控的策略。AGV执行不同任务时，行走路径以及搭载的洁车均有可能不同，需要根据消毒供应中心实际现场情况和用户需求定制，例如低温等离子消毒的长镜等易碎物资不通过机械手配台，而用人工的方式处理等。最终由WMS调用AGV的WCS实现医用物资的统一调配和全程追溯。

3.2、软件集成的注意事项

除了基本WMS的应用之外，主要考虑的是突发情况对于系统编程的提前考量。例如实际手术顺序被打乱后，系统需要智能判断插入的新手术所需物资从智能密集存储仓中调用或告知医务人员从已配台洁车的位置并从中临时抽取，如果是第一种，需要根据当前硬件的占用情况告知医务人员最高优先级情况下临时配包的大致时间；如果是第二种，系统需要调用AGV将被”破坏”的洁车从新调往消毒供应中心二次补货。无论何种方式都需要在WMS中人工给与调用物资的最终确认，已实现人机系统的双重确认保险。还有当手术室未使用未污染的退包需要返回至智能密集存储仓时，系统会接受消毒供应中心人员的二次检验以判断是否符合退包的要求，否则需要在系统中予以否认，使该物资必须返回拆包后重新消毒。另外为了节省手术室已经配台洁车临时存放的空间，软件设计人员需要给与系统智能的判断条件，例如计划第二天手术室全部手术结束的时间、是否具备第二天某间手术室所有可配物资等信息，来执行第二天配台手术室的前后顺序，并且科学分配预配洁车的数量和同期周转洁车的数量。

3.3、运行流程

上线医务人员负责将灭菌锅出锅后的灭菌物资扫码放入输送线上不断流转的空托盘上，系统根据读入的条码信息判断该物资是手术室所用的物资还是科室所用的物资，手术室所用的物资由输送线流转到智能密集货柜根据条码信息记录的物资尺寸自动分配存储位，科室所用的物资由输送线自动分拣到科室物资存放区再有医务人员人工取出放入隔板货架内，系统根据多重编程设计原则判断所需配台的手术室是否满足配台要求，随后系统调用搬运AGV驼载一台空的洁车至机械手分拣工位，同时系统调用目标灭菌物资由智能密集货柜通过输送线周转至机械手分拣工位，机械手根据每一间手术室当日所有手术所需的物资自动完成配台工作。完成配台后的洁车再由系统调用AGV通过专用电梯输送至手术室楼层的二级缓存库房，二级缓存库房内的已配台洁车和该手术室完成手术任务的空洁车进行周转后进行二次配台。

4、结语

在消毒供应中心和手术室之间的医用物资自动化配送方案的设定中还曾有过直接用AGV将高温灭菌车从灭菌锅内运载至机械手拣选的方案等，最终还是因为灭菌效率、AGV配送效率，机械手目标物资命中率，机械手抓取方式等问题被否决了。所以我们在设计全自动化配送方案时必须要综合考虑固定资产成本投入，投入使用后运营成本的高低，故障出现后的系统冗余性，以及对于消毒供应中心室内环境和手术室人员成本、物资的高效管理和医院有效面积的节省帮助。

2018年1月，国卫办发布《进一步改善医疗服务行动计划》实施方案（2018—2020年），方案倡导创新医疗服务模式，满足医疗服务新需求，以“互联网+”为手段，应用互联网、物联网等新技术，实现配药发药、内部物流、患者用药安全等信息化、智能化管理。为建设智慧医院提供了明确的指导方针。本文中对于系统的设计讨论还是有着广阔的前景，今后还有不断完善的空间，进而满足现代化智慧医院与时俱进的发展需要。

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