基于物联网技术的内镜清洗追溯系统的应用.pdf

第 卷 第 期 年 月北京生物医学工程 基金项目：上海市申康医院发展中心项目（）资助作者单位：宁波大学附属第一医院医学工程部（浙江宁波）上海市胸科医院 上海交通大学医学院附属胸科医院（上海）通信作者：王杰。：基于物联网技术的内镜清洗追溯系统的应用刘志强 王杰摘 要 目的 为了解决综合性医院内镜中心清洗任务繁重、管理不完善、清洗质量难以达标等出现的诸多问题，使用基于物联网技术的内镜清洗追溯的信息化管理系统，并对系统进行应用效果评价。方法 结合物联网、通信技术和信息化集成方法，在 架构下构建出以 网页技术实现的系统应用端，选择 数据库作为服务器系统支撑，同时结合嵌入式 架构，由 联网功能和低功耗的射频识别技术（，）刷卡功能组成的 作为硬件功能模块。采用 种检测方式（生物学检测、抽检检测和追溯合格率）对系统应用进行统计学分析。结果 在使用物联网新系统后信息追溯功能满意度提升了 ，生物学检测、抽检检测率和追溯合格率分别提升了 、和 ，相比传统的方式有着明显的提升。结论 基于物联网技术的内镜清洗追溯系统对提高工作效率、预防医院感染和实现医院规范化管理有着实际价值。关键词 物联网技术；内镜清洗；追溯系统；射频识别技术；架构：中图分类号 文献标志码 文章编号（）本文著录格式 刘志强，王杰 基于物联网技术的内镜清洗追溯系统的应用北京生物医学工程，（）：，（）：，；，：（：）【】，（）（，），【】；（）；引言内镜清洗是医院内镜中心对胃（肠）镜、腹腔镜、喉镜、鼻咽镜等重复使用诊疗器械及医疗器具清洗消毒的必要工序。内镜中心常用的胃肠镜、腹腔镜等器械具有高价格、高精密度、高使用率、周转速度快、清洗消毒要求严格等特点，而这些器械与医院感染防控有着非常密切的关系，需要做到内镜清洗的全流程管控，同时需要做到可实时追溯，以进一步降低医院手术感染的发生概率。此外，我国有关部门颁布一系列文件，如国卫办医函（）号医疗机构感染预防与控制的基本制度和软式内镜的软式内镜清洗消毒技术操作规范（）等对内镜清洗消毒操作进行了规范，国外学者 等提出了关于眼内手术器械清洗消毒灭菌的操作规范要求，为此采用一套内镜清洗追溯管理系统势在必行。随着物联网技术的快速发展，通信网络技术更加先进，尤其是第五代移动通信技术（）的投入使用和信息集成开发技术的进一步成熟，有必要将这些先进技术应用到内镜清洗追溯信息管理中去。马俊等提出采用射频识别技术（，）对手术灭菌器械进行追溯管理，提高了手术管理的精细化水平，同样，张佳在硬件方面提出了灭菌耐高温、耐冲击的射频识别技术，并结合无线网络和二维码技术等包含在内的物联网技术，构建出消毒供应追溯系统的解决方案，该方案缩减了消毒供应各个环节的时间，也加快了操作员的作业速度，提升了工作效率。虽然上述文献作者提到的一些研究方法已成功应用到消毒灭菌器械中，且起到了一定的积极效果，但是通信技术更多是采用了较为落后的通信技术手段进行数据的传输，实际上在数据的传输方面会存在断网情况，清洗数据无法及时上传，将会造成数据丢失，追溯将成为问题，进而可能会发生院感风险。为此，本文将信息化技术联合 通信和物联网针对内镜清洗流程进行优化和改造，使用一套基于物联网技术的内镜清洗追溯新系统，系统能有效提升内镜清洗前后的全流程监控能力，有效实现动态实时追溯，全方位保障清洗的质量，使内镜中心清洗消毒的工作更加规范、科学、合理及标准化。技术架构 追溯系统架构物联网技术的内镜清洗追溯系统是基于浏览器、与服务器等三层架构构建，后台服务器使用的是微软公司推出的新型关系型数据库 ，可以直接嵌入到 的所有场景比如；与 院 内 现 有 的 医 院 信 息 系 统（，）和 电 子 病 历（，）接口对接；组件采用嵌入式 架构，由远距离无线电（，）、技术组成的联网传输模块和使用射频识别技术且低功耗的 刷卡功能组成的 功能模块，结合 无线通信传输技术实现对内镜中心的清洗数据的传输与管理，同时做到追溯清洗消毒的全过程，形成一套完整的可追溯数据闭环链，存储记录可通过 端和手机移动端进行查询。具体流程如下：对内镜中心科室里使用的内镜器械进行整理，给每个内镜器械贴上唯一的 电子传感器，创建独有的电子身份证，并建立一套专属的电子信息档案；院内信息系统如医学影像存 档 与 通 信 系 统（，）和 的患者信息与追溯数据进行一一对接与绑定，并纳入到智能追溯系统；追溯系统会实时动态追溯整个洗消过程中的第 期 刘志强，等：基于物联网技术的内镜清洗追溯系统的应用图 追溯系统架构 所有流程，其主要包括侧漏、清洗（初洗和酶洗）、次洗（酶洗）、浸泡（消毒）、末洗（终末漂洗）、干燥（酒精灌流）等工序。追溯系统架构如图 所示。数字追溯监控平台平台是基于 （浏览器与服务器）框架进行搭建，采用了多层架构模式，其中主要的架构层分为硬件支撑层、数据访问层、逻辑业务层和应用表示层。硬件支撑层主要是使用 读写器、电子身份证标签收集清洗的内镜器械设备数据；数据访问层可在清洗过程中存储基础数据，并可对系统数据库进行删除、修改、添加和查询等操作；逻辑业务层主要面向清洗中心工序的业务模块，对数据、信息和追溯有着逻辑表达的功能；应用表示层的面向对象是实际操作人员，将逻辑业务层的数据显示在界面，实时显示出详细的清洗过程，同时展现数据的追溯以及实现数据的综合统计和分析。本平台能够显示出具体清洗人员、操作医生、清洗开始时间和预计的结束时间，每个已标记的内镜处在当前哪个过程，操作员可以对每个内镜器械进行设置清洗流程，如机器模式和标准流程，平台上还能根据需要显示患者信息，同时可以获取趋势图和分析表等。构建的数字化追溯监控管理平台见图。内镜追溯系统平台应用 选取资料现选取宁波市一家三甲医院内镜中心两个年份图 追溯监控管理平台界面 的使用数据进行资料分析。将内镜中心 年 月的清洗追溯数据 条记录纳入对照组（又称“非 组”），年 月的清洗追溯数据 条记录纳入观察组（又称“组”）。两组清洗数据相互独立，差异不具有明显的统计学意义，有一定的可比性。其中参与清洗各种内镜器械的外包人员中有 名清洗工，皆为 岁女性；年龄（）岁；工作年限均在 年以上，人员相对固定，两年内无人员变动。纳入和排除标准纳入标准：操作员严格按照工序要求作业；定期组织培训和操作考核。北京生物医学工程 第 卷排除标准：排除因信息管理系统故障导致数据丢失；忽略前往临床科室操作过程中的内镜清洗追溯数据丢失。实验分组 对照组内镜中心根据传统的工作清洗流程，清洗员通过人工收集未清洗的内镜，给每个内镜器械贴上标签，在纸质表上登记在册；根据登记在册的内镜器械，对器械进行清洗，包括初洗和酶洗、次洗（漂洗）、浸泡消毒、终末漂洗；接着使用酒精灌流进行干燥处理，最后人工包装存储。观察组采用物联网、终端 技术和 通信模块以及结合 语言开发的互联网平台，操作人员完全按照新型系统的提示要求进行作业，减少人工参与的环节，实现智能化、科学化、规范化追溯，将其作为观察组。评价指标（）生物学检测：生物学检测即生物活性检测，是根据细胞因子特定的活性进行设计的一种检测方法。在医院消毒卫生标准（）中给出了消毒后内镜的检测方法和相关标准。（）抽检检测：是通过检测荧光素酶与（三磷酸腺苷，）反应后发出光子的检测方法，可用来检测污染的内镜器械装置。（）追溯合格率评价：根据内镜清洗消毒有关操作规范的要求制定一份记录内镜清洗追溯合格的表格，内容包含每次使用的日期、患者信息、内镜编号、医护人员信息、清洗操作员、操作起止时间、储存等重要信息。根据记录表上的统计数据计算出合格率，并纳入到评价体系。（）员工满意度评价：统计员工使用过程中对两种方式的满意度，采用评分方法进行评价，分值设为 分（分代表很不满意，分代表非常满意），分值越高表明员工使用时越满意。统计学方法采用 库进行数据统计分析处理，其中使用了编程语言 、科学数据库 的 统计分析包，以及开源的数据分析 库，使用统计学的检验。为差异有统计学意义。应用效果 使用不同检测评价指标对内镜器械清洗消毒合格指标的比较 对照组（非 组）和观察组（组）分别采用生物学检测、抽检检测和追溯合格记录等三种指标对抽取的 例样本在合格率方面进行比较。统计数据显示，观察组中生物学检测、抽检检测和追溯合格记录的三种评价指标所得到的合格率明显高于对照组，表明使用“物联网 通信技术”的内镜清洗追溯新平台具有更明显的优势，追溯效率更高。两组比较差异具有统计学意义（），结果见表。表 使用三种不同检测指标监测的评价指标结果单位：例（）：（）组别例数生物学检测 抽检检测追溯合格记录对照组（）（）（）观察组（）（）（）从使用软件的三个层面满意度进行评价比较分别从软件界面设计、信息追溯和软件总体使用三个层面进行满意度调查，并进行评价和比较。从表 数据统计显示可知，采用了新技术的观察组满意度均高于对照组，软件界面设计方面从原来的 提升到现在的 ，提升了 ，表明界面交互设计更加友好；信息追溯功能方面从原来的 提 升 到 现 在 的 ，提 升 了，表明追溯功能设计得更加完善；软件总体综合使用方面从原来的 提升到如今的，提升了 ，表明新平台的使用得到了表 从软件三个层面评价的满意度单位：例（）：（）组别例数软件界面信息追溯总体使用对照组（）（）（）观察组（）（）（）第 期 刘志强，等：基于物联网技术的内镜清洗追溯系统的应用充分的认可，但还有需要改进的方面，如员工使用的熟练度不够，需要对员工进行不定期的培训。讨论传统的手工记录和追溯方式有着诸多的缺点和弊端，比如缺乏有效的监督机制，质量监控无法实现；业务上靠手工进行统计记录，造成工作量大、操作繁琐、工作时间长；传统的软件平台只能记录单一的过程，数据没有与院内的信息系统实现对接，造成了信息孤岛现象的发生，未能建设成统一的信息化系统；缺少先进的软硬件网络的技术支持，难以有效应用于清洗追溯系统。胡晓华等利用二维码技术实现“一物一码，一人一码”，同时建设成信息化管理系统，并和质量追溯系统进行结合，提高了消毒供应中心的工作质量和效率，减少了院内的感染率，消毒灭菌效果有明显的改善等，这些与本研究结果保持一致，但文中没有提到对内镜器械追溯过程中遇到的问题如何处理，比如系统使用有线网络进行数据传输，一旦网线脱落系统就处于离线状态，追溯的记录无法及时上传到服务器，造成数据丢失情况，不利于后续的质量控制管理。本研究使用了 的通信技术和 智能无线连接器解决了上述的问题，同时将 通信技术结合到物联网构建了智能化内镜追溯系统，其依托了 窄带蜂窝物联网、人工智能、智能无线连接器等新型基础设施建设和技术。研究成果还对内镜中心不同品牌的洗消设备、内镜转运车和内镜储存柜和分散在医院各个位置的设备通过内部加密网络进行连接，真正实现全生命周期无死角的追溯。此外，与内镜的 系统和 系统进行对接，医生能获取患者的基本信息，同时与洗消信息、存储信息和转运信息相关联，实现了全过程闭环管理。使用新系统后原本需要人工进行大量纸质记录，现在完全可以交给系统自动化处理，只需要在手机端和电脑端进行简单的“一步式”操作，减轻了大量不必要的工作，员工可以省出更多的时间投入到洗消作业中。根据研究结果显示，组的追溯合格率明显高于传统的非 组，数据表明本研究的系统优于传统的 追溯系统，基本上实现了本研究的目的。但本研究存在一些不足的地方，比如当系统某个环节出现异常时没有报警提示，需要提供报警功能；有些内镜器械存在不能被智能识别的情况，可以考虑将机器视觉相关的技术纳入到系统体系等，接下来可以从这些方面做进一步的研究。结论基于物联网技术和 通信技术相结合的新型内镜清洗追溯管理系统，可以实时记录操作员的操作信息和清洗消毒的流程，用于信息的追溯，同时系统的数据可以用于后续的统计分析，便于为医院后续工作的决策提供支持。此外，内镜清洗信息与院内的 和 等信息系统进行对接和资源有效整合，使得每个环节都能实现有据可查。此系统可减轻洗消工作人员的工作量，提高工作效率，并可加强医护人员对内镜器械的质量控制，真正实现并做到管理科学化、操作标准化、工序规范化、追溯信息化。参考文献 朱亭亭，孙惠惠，王佳奇，等 所内镜中心相关医院感染风险因素调查与分析 中华医院感染学杂志，（）：，（）：张春颜，黄丽平，张惠华，等 信息化管理系统在消毒供应中心外来器械管理中的效果观察 护理实践与研究，（）：，（）：，（）：马俊，许燕玲，孙宇，郑西川医疗物联网技术及其在临床手术灭菌器械追溯管理中的应用中国数字医学，（）：张佳 基于物联网技术的消毒供应追溯系统 现代电子技术，（）：，（）：，：（下转第 页）北京生物医学工程 第 卷的运动学和动力学模式化表达，以此为指导搭建了多功能推拿康复机器人；开发了力度柔顺控制算法，对推拿手法的空间轨迹、力度曲线进行学习，采用人工智能技术构建了一套推拿手法框架，实现推拿手法动力学柔顺控制。与专业医师推拿手法数据进行对比，推拿力度、频率等动力学特征基本相同，验证了本文提出的动力学分析与控制方法的可行性。参考文献 伍鼎韡，伍强，符锡成，等 按摩机器人控制系统的设计与实现 信息系统工程，（）：，余可，宁萌，黄彪，等 基于中医推拿的新型按摩手的设计与研究 机械设计与研究，（）：，（）：张浩强，蔡柳，卢森幸，等 新型搓澡与按摩机器人的动力学控制研究 机械工程与自动化，（）：高焕兵，鲁守银，王涛，等 中医按摩机器人研制与开发机器人，（）：，（）：彭金婵，陆春辰，李彦博，等 仿生柔性按摩机器人的设计与实现 中国民间疗法，（）：彭晨，姚立纲 摆幅可调型足部康复机器人的设计与运动学分析 机械传动，（）：，（）：，：，：胡磊 按摩机器人关键技术研究 哈尔滨：哈尔滨工程大学，：，李正义 机器人与环境间力 位置控制技术研究与应用 武汉：华中科技大学，：，甘亚辉，段晋军，戴先中 非结构环境下的机器人自适应变阻抗力跟踪控制方法 控制与决策，（）：，（）：，：（收稿，修回）（上接第 页）李磊 在医院供应室消毒物品动态追溯管理系统中的应用广州：南方医科大学，：，黄婵，娄廼彬，王占伟，等三磷酸腺苷生物荧光法应用于软式内镜再处理流程质量监测的评价 中华消化内镜杂志，（）：，（）：刘明秀 内镜全程追溯系统在内镜中心清洗消毒质量管理中的应用 中国医疗设备，（）：，（）：谭俊杰，吴凡，杨波，等大型医院消毒供应中心集中管理存在的问题与对策中国消毒学杂志，（）：，（）：胡晓华，蒋丽迁 质量追溯系统在消毒供应中心管理中的应用 中医药管理杂志，（）：，（）：陆益娇 技术在内镜追溯系统中的应用研究无线互联科技，（）：，（）：（收稿，修回）第 期 郁董卿，等：面向推拿康复机器人的人机交互界面数字建模与动力学研究