行为观察与模拟技术在帮助优化手术室设计中的应用
行为观察与模拟技术在帮助优化手术室设计中的应用
手术室的设计直接影响手术效率、患者安全及医护人员的工作体验。如何科学、合理地设计手术室，成为了一个亟待解决的问题。本文研究旨在通过探究物理环境和手术特征如何影响外科团队的行为，来提高手术室提供临床护理的安全性。同时揭示了如何通过创新的技术手段来优化手术室设计，提高手术的安全性和效率，为手术室设计领域带来了新的突破和启示（Taaffe et al., 2023）。
手术室设计的重要性
手术室（OR）作为医院外科手术的核心场所，其设计布局不仅要满足手术操作的需求，更要确保患者的安全以及医护人员能够顺畅、高效地协同工作。然而，现实中手术室的设计往往存在诸多不足，如人流拥堵、空间布局不合理等，这些问题不仅影响手术效率，还可能对手术安全构成威胁。而传统手术室设计往往基于经验，缺乏系统性的科学评估，导致在实际使用过程中存在诸多不便和安全隐患。
近年来，随着技术的不断进步，研究者开始探索利用仿真模拟技术来优化设计手术室。仿真模拟技术作为一种先进的计算机模拟方法，能够模拟复杂系统的动态行为，为手术室设计提供了新的思路。通过评估不同手术室设计对手术流程、医护人员行为及患者安全的影响，从而优化手术室布局。
手术室内的行为观察
研究首先从美国四家医院收集了23例手术视频数据，其中包含三种成人普通腹腔镜手术和三种儿科耳鼻喉或头颈手术，视频记录了手术室内团队成员的活动情况。
使用诺达思的多视频录制软件（Media Recorder）和行为观察分析系统（The Observer XT），设置四个摄像机同时记录了从病人进入手术室到离开时手术室内的所有活动。全面记录每位手术团队成员（外科医生、住院医师、麻醉师、巡回护士、擦洗技术员、麻醉师等）的活动。软件允许同时记录多个摄像机视图，并同时检测生成每个对象的位置、活动和运动的编码。
图1
通过软件能够追踪手术室中的关键角色，分析其行为特征，如移动速度、停留时间、与其他对象的接触次数等，对手术团队的行为活动进行细致的分类和标注，这都为仿真模拟模型的构建提供了精确的行为数据。
构建仿真模拟模型
仿真模拟技术是一种基于个体行为模拟的建模方法，它能够通过模拟手术室内手术团队的行为活动，分析不同设计参数（研究手术室大小、手术室形状、手术台方向、巡回护士工作站位置、团队规模、门的数量以及手术类型）对手术室效能的影响，从而评估手术室设计的优劣。
本研究使用AnyLogic软件构建了手术室的动态模型，模拟了不同设计方案下手术团队成员的移动和行为，并计算了手术室内团队成员之间的总接触次数（TNC），作为衡量手术室潜在干扰的量化指标。
合理的大小与布局提高手术效率
研究结果显示，手术室的大小是影响TNC的关键因素。与小型手术室相比，中型手术室在减少TNC方面表现更佳。然而，手术室大小在建成后难以调整，因此需要在设计阶段就给予充分考虑。此外，手术团队规模也是一个重要因素。随着团队规模的增加，医护人员之间的接触次数（TNC）显著增加，从而增加了手术过程中的潜在干扰。因此，在保证手术质量的前提下，应尽量控制手术团队的规模。
除了空间大小和团队规模外，手术室的布局也会对医护人员的行为产生显著影响。研究发现，合理的空间布局能够减少医护人员的移动距离和频率，提高工作效率。而对区域活动频率进行分析，结果表明某些功能区（如手术台区、麻醉区）的活动频率远高于其他区域，这一数据有助于在设计时优先考虑这些关键区域的布局。此外，巡回护士工作站的位置也对TNC有显著影响。合理的位置设计如将工作站设置在手术台附近，可以显著降低TNC。
同时，虽然手术台朝向与房间形状对手术过程的影响相对较小，但在设计过程中仍需考虑其潜在影响，以实现整体布局的最优化。
继续探索手术室设计的最优解
手术室的设计是一个复杂而细致的过程，需要综合考虑多种因素。本研究通过结合行为观察与仿真模拟技术，为我们提供了优化手术室设计的科学依据与实践指导。结果表明，通过调整手术室的大小、巡回护士工作站的位置以及控制手术团队规模，可以有效地减少手术室内的潜在干扰，提高手术的安全性和效率。
相信随着越来越深入的技术融合与创新，对于医疗领域的人因工程与人机交互的探索将更加科学、高效、人性化，不断推动领域的规范化发展。
参考文献
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.