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技術文章

行為觀察與模擬技術幫助優(yōu)化手術室設計
更新時間:2025-02-19   點擊次數(shù):199次

在醫(yī)療領域,手術室的設計直接影響手術效率、患者安全及醫(yī)護人員的工作體驗。如何科學、合理地設計手術室,成為了一個亟待解決的問題。

本文研究旨在通過探究物理環(huán)境和手術特征如何影響外科團隊的行為,來提高手術室提供臨床護理的安全性。同時揭示了如何通過創(chuàng)新的技術手段來優(yōu)化手術室設計,提高手術的安全性和效率,為手術室設計領域帶來了新的突破和啟示(Taaffe et al., 2023)。

 
手術室設計的重要性

手術室(OR)作為醫(yī)院外科手術的核心場所,其設計布局不僅要滿足手術操作的需求,更要確?;颊叩陌踩约搬t(yī)護人員能夠順暢、高效地協(xié)同工作。然而,現(xiàn)實中手術室的設計往往存在諸多不足,如人流擁堵、空間布局不合理等,這些問題不僅影響手術效率,還可能對手術安全構成威脅。而傳統(tǒng)手術室設計往往基于經(jīng)驗,缺乏系統(tǒng)性的科學評估,導致在實際使用過程中存在諸多不便和安全隱患。

近年來,隨著技術的不斷進步,研究者開始探索利用仿真模擬技術來優(yōu)化設計手術室。仿真模擬技術作為一種先進的計算機模擬方法,能夠模擬復雜系統(tǒng)的動態(tài)行為,為手術室設計提供了新的思路。通過評估不同手術室設計對手術流程、醫(yī)護人員行為及患者安全的影響,從而優(yōu)化手術室布局。

 
手術室內(nèi)的行為觀察
研究首先從美國四家醫(yī)院收集了23例手術視頻數(shù)據(jù),其中包含三種成人普通腹腔鏡手術和三種兒科耳鼻喉或頭頸手術,視頻記錄了手術室內(nèi)團隊成員的活動情況。
使用諾達思的多視頻錄制軟件(Media Recorder)行為觀察分析系統(tǒng)(The Observer XT),設置四個攝像機同時記錄了從病人進入手術室到離開時手術室內(nèi)的所有活動。全面記錄每位手術團隊成員(外科醫(yī)生、住院醫(yī)師、麻醉師、巡回護士、擦洗技術員、麻醉師等)的活動。軟件允許同時記錄多個攝像機視圖,并同時檢測生成每個對象的位置、活動和運動的編碼。

行為觀察記錄分析系統(tǒng) (The Observer XT)

行為觀察記錄分析系統(tǒng)可作為行為觀察實驗室中的核心系統(tǒng)。通過行為觀察記錄分析系統(tǒng),您不僅可以按照時間線對行為進行實時編碼和觀察,也可以導入文件視頻或者與其他數(shù)據(jù)進行整合,例如眼動跟蹤數(shù)據(jù),情緒數(shù)據(jù),并輸出可視化分析報告。
 

使用預先建立的編碼(手術室的位置分類、可能的活動列表、活動可能修改的元素以及手術流程的中斷),對每個對象進行逐秒編碼。此外,手術室被劃分成不同的功能區(qū)(如手術臺區(qū)、器械準備區(qū)、麻醉區(qū)等),以便精確編碼和分析醫(yī)護人員的行為路徑圖1),通過區(qū)域分析對象從原點到目的地的運動頻率和持續(xù)時間。在每個區(qū)域執(zhí)行的任務主要分為幾個類別:與患者有關,與設備有關,與材料和供應有關以及與信息有關。

圖1
通過軟件能夠追蹤手術室中的關鍵角色,分析其行為特征,如移動速度、停留時間、與其他對象的接觸次數(shù)等,對手術團隊的行為活動進行細致的分類和標注,這都為仿真模擬模型的構建提供了精確的行為數(shù)據(jù)。
 
構建仿真模擬模型
仿真模擬技術是一種基于個體行為模擬的建模方法,它能夠通過模擬手術室內(nèi)手術團隊的行為活動,分析不同設計參數(shù)(研究手術室大小、手術室形狀、手術臺方向、巡回護士工作站位置、團隊規(guī)模、門的數(shù)量以及手術類型)對手術室效能的影響,從而評估手術室設計的優(yōu)劣。
本研究使用AnyLogic軟件構建了手術室的動態(tài)模型,模擬了不同設計方案下手術團隊成員的移動和行為,并計算了手術室內(nèi)團隊成員之間的總接觸次數(shù)(TNC),作為衡量手術室潛在干擾的量化指標。
 
合理的大小與布局提高手術效率
研究結果顯示,手術室的大小是影響TNC的關鍵因素。與小型手術室相比,中型手術室在減少TNC方面表現(xiàn)更佳。然而,手術室大小在建成后難以調整,因此需要在設計階段就給予充分考慮。此外,手術團隊規(guī)模也是一個重要因素。隨著團隊規(guī)模的增加,醫(yī)護人員之間的接觸次數(shù)(TNC)顯著增加,從而增加了手術過程中的潛在干擾。因此,在保證手術質量的前提下,應盡量控制手術團隊的規(guī)模。
除了空間大小和團隊規(guī)模外,手術室的布局也會對醫(yī)護人員的行為產(chǎn)生顯著影響。研究發(fā)現(xiàn),合理的空間布局能夠減少醫(yī)護人員的移動距離和頻率,提高工作效率。而對區(qū)域活動頻率進行分析,結果表明某些功能區(qū)(如手術臺區(qū)、麻醉區(qū))的活動頻率遠高于其他區(qū)域,這一數(shù)據(jù)有助于在設計時優(yōu)先考慮這些關鍵區(qū)域的布局。此外,巡回護士工作站的位置也對TNC有顯著影響。合理的位置設計如將工作站設置在手術臺附近,可以顯著降低TNC。
同時,雖然手術臺朝向與房間形狀對手術過程的影響相對較小,但在設計過程中仍需考慮其潛在影響,以實現(xiàn)整體布局的優(yōu)化。
 
繼續(xù)探索手術室設的優(yōu)解
手術室的設計是一個復雜而細致的過程,需要綜合考慮多種因素。本研究通過結合行為觀察與仿真模擬技術,為我們提供了優(yōu)化手術室設計的科學依據(jù)與實踐指導。結果表明,通過調整手術室的大小、巡回護士工作站的位置以及控制手術團隊規(guī)模,可以有效地減少手術室內(nèi)的潛在干擾,提高手術的安全性和效率。
相信隨著越來越深入的技術融合與創(chuàng)新,對于醫(yī)療領域的人因工程與人機交互的探索將更加科學、高效、人性化,不斷推動領域的規(guī)范化發(fā)展。
 

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參考文獻
  • Taaffe, K., Ferrand, Y. B., Khoshkenar, A., Fredendall, L., San, D., Rosopa, P., & Joseph, A. (2023). Operating room design using agent-based simulation to reduce room obstructions. Health care management science, 26(2), 261-278.

 

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