一種基于傳遞窗的內(nèi)鏡智能化取用系統(tǒng)

黃芳琳，朱鋒杰（通信作者），徐彪，盧麗君，郁秀靜，褚永華

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院 （浙江杭州 310009）

近年來，內(nèi)鏡技術(shù)發(fā)展迅速，已成為多種疾病的重要診療手段[1-2]。胃鏡[3-4]、腸鏡[5-6]、膀胱鏡[7]、氣管鏡[8]等是內(nèi)鏡診療技術(shù)的必備醫(yī)療器械。隨著預(yù)約內(nèi)鏡檢查的患者數(shù)量大幅增加，內(nèi)鏡使用率隨之升高，內(nèi)鏡的清洗消毒也更加頻繁。相關(guān)規(guī)范要求，內(nèi)鏡診療中心應(yīng)設(shè)立清洗消毒室，并配備內(nèi)鏡及其附件的運(yùn)送容器[9-10]。目前，內(nèi)鏡中心潔、污內(nèi)鏡的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑主要包括內(nèi)鏡轉(zhuǎn)運(yùn)車和內(nèi)鏡傳遞窗[11-16]。其中，內(nèi)鏡轉(zhuǎn)運(yùn)車一般由兩層組成，通過開蓋取放內(nèi)鏡，可有效防止內(nèi)鏡被污染及交叉感染的發(fā)生；但內(nèi)鏡轉(zhuǎn)運(yùn)車需要人工轉(zhuǎn)運(yùn)，費(fèi)時費(fèi)力，閑置率高。內(nèi)鏡傳遞窗由于使用效率高、人力成本低等優(yōu)勢，已成為目前新建內(nèi)鏡中心潔、污內(nèi)鏡的常用傳遞方式。但為了符合無菌、防塵等要求，內(nèi)鏡傳遞窗基本采取單向開門方式，即位于清洗消毒室一側(cè)的內(nèi)側(cè)門和診間一側(cè)的外側(cè)門同一時間僅可開啟其中一扇，因此導(dǎo)致診間和清洗消毒室的實(shí)時信息溝通不便利，經(jīng)常發(fā)生清洗消毒室無法及時為診間供給預(yù)定內(nèi)鏡的情況。

針對上述不足，本研究設(shè)計了一種基于傳遞窗的內(nèi)鏡智能化取用系統(tǒng)。該系統(tǒng)可幫助清洗消毒室工作人員正確且有序地獲取診間內(nèi)鏡需求，準(zhǔn)確提供每個診間的預(yù)定內(nèi)鏡，從而提高工作效率；同時，該系統(tǒng)提高了傳遞窗的使用效率和內(nèi)鏡的傳遞效率，提升了工作人員的滿意度。

1 系統(tǒng)框架

該系統(tǒng)主要包括2 個部分，即信息處理部分和窗口狀態(tài)調(diào)整部分。信息處理部分包括需求獲取模塊、窗口預(yù)定模塊。窗口狀態(tài)調(diào)整部分包括預(yù)定響應(yīng)模塊、取用反饋模塊和狀態(tài)調(diào)整模塊。基于傳遞窗的內(nèi)鏡智能化取用系統(tǒng)工作流程見圖1。需求獲取模塊可使清洗消毒室響應(yīng)終端接收各診間發(fā)起的內(nèi)鏡需求信息；窗口預(yù)定模塊可使清洗消毒室響應(yīng)終端按時間順序依次顯示各診間的內(nèi)鏡預(yù)定信息，并合理預(yù)定傳遞窗窗口，將窗口空閑狀態(tài)切換為預(yù)定狀態(tài)；預(yù)定響應(yīng)模塊可開啟當(dāng)前預(yù)定窗口的內(nèi)側(cè)門，生成響應(yīng)信息發(fā)送至清洗消毒室，等待放置相應(yīng)內(nèi)鏡及附件；取用反饋模塊在傳遞窗識別到放入窗口的內(nèi)鏡與診間預(yù)定內(nèi)鏡匹配時，可自動關(guān)閉窗口內(nèi)側(cè)門，打開外側(cè)門，并生成等待信息發(fā)送至診間，等待診間取用；狀態(tài)調(diào)整模塊在傳遞窗識別到窗口內(nèi)的內(nèi)鏡已被取出時，可自動關(guān)閉窗口的外側(cè)門，窗口狀態(tài)自動切換為空閑狀態(tài)，提示診間完成此輪器械取用。

圖1 基于傳遞窗的內(nèi)鏡智能化取用系統(tǒng)工作流程

2 功能實(shí)現(xiàn)

2.1 信息處理部分

2.1.1 需求獲取模塊

根據(jù)科室需求，可為診間設(shè)置多個不同形式的發(fā)起終端，如電腦、便攜式腕表、無線操作面板等。內(nèi)鏡需求信息由發(fā)起終端生成，包含診間ID 與器械信息。其中，診間ID 綁定科室信息、診間信息和發(fā)起人員信息。器械信息綁定內(nèi)鏡品牌、型號、序列號等信息。

通過器械信息可分析器械的種類、品牌和型號，多層次交叉分類內(nèi)鏡，形成內(nèi)鏡中心內(nèi)鏡器械數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫可根據(jù)診間信息或發(fā)起人員的歷史取用記錄推薦相關(guān)內(nèi)鏡，從而簡化內(nèi)鏡需求的錄入操作，提升工作效率和用戶體驗(yàn)。當(dāng)發(fā)起終端完成器械信息確認(rèn)后，中央處理器將綁定該發(fā)起終端的診間ID 和器械信息，形成內(nèi)鏡需求信息，發(fā)送至清洗消毒室響應(yīng)終端。

另外，隨著醫(yī)院不斷增加醫(yī)療資源配置，內(nèi)鏡中心可能呈現(xiàn)多診間、多樓層、分片區(qū)分布的現(xiàn)象。同時，不同種類內(nèi)鏡的清洗消毒標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異，內(nèi)鏡中心可能設(shè)置多個清洗消毒室。當(dāng)診間預(yù)定內(nèi)鏡時，中央處理器可首先根據(jù)預(yù)定內(nèi)鏡的器械信息查找對應(yīng)的清洗消毒室，然后將內(nèi)鏡需求信息分發(fā)至對應(yīng)的響應(yīng)終端。

2.1.2 窗口預(yù)定模塊

一般而言，各診間每日預(yù)定的內(nèi)鏡數(shù)量遠(yuǎn)超過傳遞窗窗口數(shù)量。因此，可將傳遞窗窗口設(shè)置為空閑狀態(tài)和預(yù)定狀態(tài)。空閑狀態(tài)表示該傳遞窗目前未被使用，可以接受內(nèi)鏡預(yù)定；預(yù)定狀態(tài)表示傳遞窗處于使用中，需等待本輪器械取用結(jié)束后才可再次預(yù)定。

當(dāng)診間發(fā)起內(nèi)鏡需求信息后，中央處理器會檢測數(shù)據(jù)庫是否存在對應(yīng)內(nèi)鏡。若可提供對應(yīng)內(nèi)鏡，則根據(jù)需求信息生成的時間點(diǎn)和診間對應(yīng)的傳遞窗窗口是否處于空閑狀態(tài)，將需求信息按時間順序顯示在清洗消毒室響應(yīng)終端，并合理預(yù)定窗口，將窗口的空閑狀態(tài)切換為預(yù)定狀態(tài)；若數(shù)據(jù)庫無該診間所需內(nèi)鏡，則駁回對應(yīng)診間的內(nèi)鏡需求。如圖2 所示，每個診間對應(yīng)1 個傳遞窗窗口，各診間發(fā)起需求信息，中央處理器按照需求信息的發(fā)起順序（1～j）和窗口當(dāng)時對應(yīng)的狀態(tài)（空閑/預(yù)定），依次排序診間內(nèi)鏡發(fā)放順序（1～t）并調(diào)整窗口狀態(tài)。例如，診間3先發(fā)起需求信息，且窗口3 處于空閑狀態(tài)，因此清洗消毒室響應(yīng)終端優(yōu)先顯示診間3 內(nèi)鏡需求；診間2 預(yù)定內(nèi)鏡時窗口仍處于預(yù)定狀態(tài)，待窗口2內(nèi)鏡被取用后，將按需求信息發(fā)起時間重新參與排序。

圖2 信息處理部分示意圖

2.2 窗口狀態(tài)調(diào)整部分

圖3 為窗口狀態(tài)調(diào)整部分流程，即通過調(diào)整傳遞窗窗口的電子鎖狀態(tài)，切換窗口狀態(tài)。

圖3 窗口狀態(tài)調(diào)整部分示意圖

2.2.1 預(yù)定響應(yīng)模塊

傳遞窗窗口內(nèi)、外側(cè)門分別設(shè)有電子鎖和機(jī)械鎖。即位于清洗消毒室一側(cè)的內(nèi)側(cè)門上設(shè)置有內(nèi)電子鎖和內(nèi)機(jī)械鎖；位于診間一側(cè)的外側(cè)門上設(shè)置有外電子鎖和外機(jī)械鎖。電子鎖的開啟和關(guān)閉由程序指令控制。電子鎖完成開啟或關(guān)閉操作，才能調(diào)整機(jī)械鎖狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)傳遞窗窗口的開啟或關(guān)閉，從而避免電子鎖誤開窗門。完成窗口的預(yù)定后，窗口的內(nèi)電子鎖將自動打開，并生成響應(yīng)信息發(fā)送至清洗消毒室響應(yīng)終端，等待放入相應(yīng)內(nèi)鏡及附件。

2.2.2 取用反饋模塊

在確定窗口的內(nèi)電子鎖打開后，清洗消毒室工作人員打開內(nèi)機(jī)械鎖，將已完成清洗消毒的內(nèi)鏡取出，放入對應(yīng)窗口內(nèi)，并關(guān)閉內(nèi)機(jī)械鎖。

我們可對每件內(nèi)鏡附上電子二維碼、條形碼或識別射頻標(biāo)簽等識別標(biāo)識。該識別標(biāo)識與內(nèi)鏡的器械信息綁定，作為該內(nèi)鏡的唯一識別標(biāo)識。預(yù)定窗口內(nèi)設(shè)有識別傳感器，用于判斷窗口內(nèi)的內(nèi)鏡與診間預(yù)定內(nèi)鏡是否匹配。如果匹配，當(dāng)前預(yù)定窗口的內(nèi)電子鎖將自動關(guān)閉，外電子鎖自動打開并生成等待信息發(fā)送至診間發(fā)起終端，等待內(nèi)鏡的取用；如果不匹配，則生成語音提醒至相應(yīng)的清洗消毒室響應(yīng)終端，此時內(nèi)電子鎖無法關(guān)閉。

2.2.3 狀態(tài)調(diào)整模塊

當(dāng)傳遞窗識別到窗口內(nèi)的內(nèi)鏡已被取走，且外機(jī)械鎖已處于關(guān)閉狀態(tài)，外電子鎖將自動關(guān)閉，當(dāng)前窗口從預(yù)定狀態(tài)切換至空閑狀態(tài)，并生成響應(yīng)信息發(fā)送至診間，提示本輪內(nèi)鏡取用已結(jié)束。

3 應(yīng)用界面

3.1 診間發(fā)起終端

目前系統(tǒng)處于試用階段，并根據(jù)實(shí)際使用情況不斷優(yōu)化設(shè)計。在電腦端可通過管理員賬戶、工程師賬戶或醫(yī)護(hù)人員賬戶登錄系統(tǒng)，進(jìn)行相應(yīng)操作。診間護(hù)士登錄內(nèi)鏡預(yù)約界面（圖4）后，通過選擇操作間可切換至相應(yīng)的診間。該預(yù)約界面包含了科室信息、診間信息、發(fā)起人員信息、患者信息及內(nèi)鏡準(zhǔn)備狀態(tài)，診間工作人員可實(shí)時掌握內(nèi)鏡準(zhǔn)備進(jìn)度，提高診療效率。

圖4 診間內(nèi)鏡預(yù)定界面

3.2 內(nèi)鏡數(shù)據(jù)庫

參考朱鋒杰等[17]的研究，對內(nèi)鏡進(jìn)行編碼。用內(nèi)鏡名稱首字母表示器械種類，如W 表示胃鏡，C 表示腸鏡，Q 表示氣管鏡，P 表示膀胱鏡等。通過“首字母+序號”的方式為內(nèi)鏡編號，方便內(nèi)鏡的取用與統(tǒng)計。以“首字母+序號+序列號”的編碼方式作為內(nèi)鏡唯一標(biāo)識，建立內(nèi)鏡數(shù)據(jù)庫，見圖5。該數(shù)據(jù)庫還包含內(nèi)鏡的品牌型號、購置時間、使用狀態(tài)（包括在用、保養(yǎng)、待修、維修、借用、報損）、維修次數(shù)等信息，有助于科室和工程師全面跟蹤器械信息。該數(shù)據(jù)庫還可通過新增、修改、刪除等操作，實(shí)時更新信息。

圖5 內(nèi)鏡中心內(nèi)鏡數(shù)據(jù)庫界面

3.3 清洗消毒室響應(yīng)終端

內(nèi)鏡清洗消毒室內(nèi)裝有顯示屏，實(shí)時顯示診間內(nèi)鏡需求。通過顯示屏登錄管理員賬戶或工程師賬戶進(jìn)入內(nèi)鏡預(yù)約系統(tǒng)，操作間選擇對應(yīng)的清洗消毒室，見圖6。該系統(tǒng)可視化界面顯示科室信息、診間信息、發(fā)起人員信息（診間護(hù)士）、患者信息及內(nèi)鏡信息，清洗消毒室可實(shí)時接收診間內(nèi)鏡需求信息，工作人員可實(shí)時掌握內(nèi)鏡投放順序。當(dāng)清洗消毒室提供的內(nèi)鏡符合診間需求，圖6 所示某診間（第1 欄）對應(yīng)的內(nèi)鏡準(zhǔn)備狀態(tài)（倒數(shù)第2 欄）會更新為已供應(yīng)，并上傳內(nèi)鏡序列號（倒數(shù)第1 欄）。

圖6 內(nèi)鏡中心清洗消毒室內(nèi)鏡響應(yīng)終端

4 應(yīng)用效果

新系統(tǒng)應(yīng)用后，我們可以從多個維度統(tǒng)計內(nèi)鏡中心的內(nèi)鏡使用情況。通過數(shù)據(jù)庫維修次數(shù)1 欄，可以一目了然地分析內(nèi)鏡維修情況，以此保證器械配置合理化，并為維修保修提供合理化依據(jù)。通過分析人為故障率情況，可確認(rèn)是否需要對使用科室進(jìn)行內(nèi)鏡消毒或使用的培訓(xùn)、指導(dǎo)。借助系統(tǒng)的便利性和可追溯性，內(nèi)鏡供應(yīng)響應(yīng)時間縮短，內(nèi)鏡供應(yīng)出錯次數(shù)明顯減少。如圖7 所示，自2022 年7 月至2023 年5 月，內(nèi)鏡響應(yīng)出錯次數(shù)大幅度下降。

圖7 內(nèi)鏡中心內(nèi)鏡響應(yīng)出錯次數(shù)柱狀圖

5 討論與總結(jié)

目前，傳遞窗在醫(yī)療衛(wèi)生單位得到廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外的研究人員對內(nèi)鏡傳遞窗也進(jìn)行了諸多的研究和改進(jìn)。例如，陳遠(yuǎn)東等[14]設(shè)計了一種包括上下2 個腔體的內(nèi)鏡傳遞窗，上腔體為潔凈腔，下腔體為污染腔；腔體頂部和底部分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，從而保證內(nèi)鏡表面潔凈度。考慮到工作人員通過轉(zhuǎn)動機(jī)械鎖控制機(jī)械傳遞窗窗門開關(guān)或操作控制面板控制電子傳遞窗窗門開關(guān)，均可能導(dǎo)致器械或其他物體的污染。鄒驍?shù)萚15]將可見光交互技術(shù)用于傳遞窗，從而實(shí)現(xiàn)基于可見光信號的人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)傳遞窗自動開關(guān)窗門，最大限度避免污染。王萍等[16]設(shè)計了一種包含噴淋裝置和熱烘干裝置的內(nèi)鏡傳遞窗，其中噴淋裝置用于保證傳遞窗內(nèi)保持一定的濕潤度，使內(nèi)鏡在被處理前不會因?yàn)槲畚锔珊栽斐汕逑蠢щy；熱烘干裝置用于保證傳遞窗保持干燥，進(jìn)而保持內(nèi)鏡干燥。上述作者設(shè)計的傳遞窗解決不同層面的問題，但均未涉及內(nèi)鏡中心診間和清洗消毒室的實(shí)時交流問題，以及對內(nèi)鏡傳遞的質(zhì)量控制問題。

物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感技術(shù)，通過各種信息傳感設(shè)備將互聯(lián)網(wǎng)用戶終端延伸至任何需要識別、定位、跟蹤和管理的物品，實(shí)現(xiàn)在任何時間、任何地點(diǎn)，物與物、物與人和人與人的信息交互[18]。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)與移動技術(shù)的結(jié)合不僅可降低人力成本，提高工作效率，還可提升數(shù)據(jù)質(zhì)量及使用體驗(yàn)[19-20]。本研究為提高內(nèi)鏡中心內(nèi)鏡轉(zhuǎn)運(yùn)效率和使用率，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了一種基于傳遞窗的內(nèi)鏡智能化取用系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏡中心診間和清洗消毒室的有效溝通，并優(yōu)化取用流程，從而提升工作效率，節(jié)約清洗消毒成本。該系統(tǒng)的信息處理部分可以縮短診間內(nèi)鏡的等待周期，提高診療效率；窗口狀態(tài)調(diào)整部分可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏡的正確取用，提高內(nèi)鏡的使用率及工作滿意度。

近年來，隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的迅速發(fā)展和國家對公共衛(wèi)生服務(wù)領(lǐng)域投入的加大，各醫(yī)院大量采購先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備和器械。該系統(tǒng)的內(nèi)鏡數(shù)據(jù)庫可幫助工作人員快速盤點(diǎn)不同種類的內(nèi)鏡數(shù)量，統(tǒng)計故障率，為后續(xù)新器械的配置、維修保修提供可靠依據(jù)。但該系統(tǒng)尚未與使用、清點(diǎn)、清洗和存儲監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合，無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏡使用全流程溯源。另外，隨著“一院多區(qū)”的發(fā)展，設(shè)備和器械均需多院區(qū)資源共享、統(tǒng)一調(diào)配[21]。因此，單一院區(qū)的內(nèi)鏡取用系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足我院內(nèi)鏡中心內(nèi)鏡的使用管理。為此，后續(xù)可將該系統(tǒng)與院內(nèi)已有的設(shè)備管理系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏡中心器械的精細(xì)化、一體化、同質(zhì)化管理。