黃麗，羅群，韓穎，賈舒媛，汪頂玉

·科研論著·

基于疲勞負(fù)荷均衡的手術(shù)護(hù)士排臺(tái)研究

黃麗1，羅群2*，韓穎2，賈舒媛1，汪頂玉3

1.攀枝花學(xué)院，四川 617009；2.攀枝花市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院；3.皖西學(xué)院

探討在滿足醫(yī)院手術(shù)要求下考慮護(hù)士疲勞均衡的排班方法。首先構(gòu)建基于作業(yè)分解和JACK軟件仿真的護(hù)士疲勞量化模型，然后在疲勞量化基礎(chǔ)上，構(gòu)建滿足醫(yī)院手術(shù)量需求下的手術(shù)護(hù)士疲勞負(fù)荷均衡的排臺(tái)模型，并采用Lingo軟件求解。采用構(gòu)建的疲勞量化模型可計(jì)算出手術(shù)護(hù)士中洗手護(hù)士和巡回護(hù)士完成各項(xiàng)作業(yè)的疲勞負(fù)荷率，再匯總得到護(hù)士各臺(tái)手術(shù)的疲勞累計(jì)值，得到考慮疲勞負(fù)荷均衡的手術(shù)排臺(tái)表。應(yīng)用考慮疲勞負(fù)荷均衡的手術(shù)護(hù)士排臺(tái)方法，有助于手術(shù)護(hù)士健康水平的改善和手術(shù)系統(tǒng)穩(wěn)健性的提高，為手術(shù)護(hù)士分配手術(shù)臺(tái)及其疲勞風(fēng)險(xiǎn)管理提供了一定的決策參考。

手術(shù)護(hù)士；手術(shù)排臺(tái)；疲勞；疲勞負(fù)荷均衡；JACK軟件；Lingo軟件；護(hù)理管理；手術(shù)室管理

席卷全球的新型冠狀病毒感染給醫(yī)護(hù)人員帶來的嚴(yán)重疲勞導(dǎo)致醫(yī)護(hù)感染或辭職的事件屢見不鮮[1]。在疫情暴發(fā)達(dá)到峰值時(shí)，曾發(fā)生多起醫(yī)護(hù)工作者疲勞相關(guān)猝死事件[2]。過量工作引起的疲勞風(fēng)險(xiǎn)是醫(yī)護(hù)工作者已知的安全挑戰(zhàn)[3]。手術(shù)護(hù)士在醫(yī)護(hù)群體中具有較高的特殊性，經(jīng)常在連續(xù)多臺(tái)手術(shù)中配合手術(shù)，開展高負(fù)荷與高難度的工作，極易出現(xiàn)疲勞。護(hù)士長(zhǎng)期疲勞不但會(huì)損害身心健康[4]，導(dǎo)致工作滿意度降低[5]和離職意愿增強(qiáng)[6]，還會(huì)增加病人醫(yī)療安全風(fēng)險(xiǎn)[7]。因此，在確保手術(shù)任務(wù)完成的同時(shí)減少護(hù)士疲勞是亟須解決的一個(gè)重要問題。目前，對(duì)手術(shù)排臺(tái)的研究大多集中在手術(shù)實(shí)施過程中的資源調(diào)度，以醫(yī)院和病人為利益主體，構(gòu)建以手術(shù)成本手術(shù)時(shí)間和病人滿意度為優(yōu)化目標(biāo)的手術(shù)調(diào)度模型[8?10]。在手術(shù)資源調(diào)度研究中，有關(guān)護(hù)士資源調(diào)度優(yōu)化的研究不多，而在其優(yōu)化目標(biāo)中，有關(guān)護(hù)士的疲勞訴求關(guān)注度更少。郭伏等[11]運(yùn)用文獻(xiàn)共被引分析法從9 023篇人因工程領(lǐng)域出版的文獻(xiàn)中識(shí)別出11個(gè)研究類群，其中包括“工作負(fù)荷與職業(yè)健康”和“疲勞風(fēng)險(xiǎn)管理”。為了專注于研究問題，本研究對(duì)人因疲勞研究進(jìn)行了有限回顧。杜來紅等[12]在手工作業(yè)疲勞研究中指出，作業(yè)姿勢(shì)是影響作業(yè)疲勞強(qiáng)度最主要因素；羅曉利等[13]運(yùn)用JACK軟件對(duì)作業(yè)姿勢(shì)進(jìn)行模擬仿真和疲勞強(qiáng)度評(píng)估；張文倩等[14]采用動(dòng)作能耗預(yù)測(cè)模型量化作業(yè)疲勞，以預(yù)防職業(yè)性肌肉骨骼損傷；蔡敏等[15]采用人因姿勢(shì)評(píng)價(jià)法評(píng)估作業(yè)姿勢(shì)負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)，以此來構(gòu)建體力作業(yè)者排班模型，在保證企業(yè)生產(chǎn)要求的同時(shí)盡可能均衡員工負(fù)荷。由此可見，考慮人因疲勞的作業(yè)排班可提高作業(yè)者的工作可靠性和安全性?？紤]護(hù)士疲勞的手術(shù)排臺(tái)是提高護(hù)士工作可靠性、安全性和滿意度的關(guān)鍵保障。本研究基于醫(yī)療行業(yè)實(shí)地調(diào)研，構(gòu)建基于作業(yè)分析與測(cè)定的護(hù)士疲勞測(cè)量模型，該模型簡(jiǎn)化了每個(gè)作業(yè)任務(wù)的人體工程學(xué)測(cè)量，客觀反映了疲勞個(gè)體的生理特征，可有效監(jiān)測(cè)和管理手術(shù)護(hù)士的疲勞風(fēng)險(xiǎn)。本研究首先基于護(hù)士基本生理數(shù)據(jù)、作業(yè)姿勢(shì)REBA評(píng)分和作業(yè)持續(xù)時(shí)間構(gòu)建護(hù)士個(gè)體疲勞量化模型；然后，基于個(gè)體疲勞量化構(gòu)建手術(shù)護(hù)士排臺(tái)模型；最后，采用Lingo軟件對(duì)模型求解。

1 資料與方法

1.1一般資料選取四川省某市1所綜合三級(jí)甲等醫(yī)院手術(shù)中心為研究對(duì)象，該醫(yī)院集醫(yī)療、教學(xué)、科研等于一體，年均手術(shù)量2萬余臺(tái)。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的工作使手術(shù)護(hù)士普遍感到身體素質(zhì)下降，容易疲倦，甚至產(chǎn)生職業(yè)倦怠。因此，醫(yī)院管理者提出，在滿足醫(yī)院手術(shù)量的前提下盡可能均衡護(hù)士疲勞負(fù)荷。

該醫(yī)院手術(shù)中心常年開放配備良好的手術(shù)室有7間，手術(shù)室正常開放時(shí)間為08：00～16：00，中間不休息。當(dāng)天實(shí)施的擇期手術(shù)由手術(shù)中心在前1 d 16：00前完成其手術(shù)室安排以及手術(shù)護(hù)士的配置。為方便研究，將手術(shù)編號(hào)為P1～P28；手術(shù)室編號(hào)為R1～R7；洗手護(hù)士編號(hào)為N1～N7；巡回護(hù)士編號(hào)為N8～N14。隨機(jī)選取該醫(yī)院某工作日的手術(shù)排臺(tái)表，詳見表1。

表1　該醫(yī)院某日手術(shù)排臺(tái)表

1.2研究方法

1.2.1作業(yè)分解根據(jù)手術(shù)流程，手術(shù)護(hù)士的工作可分為術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)中配合和術(shù)后整理3個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)手術(shù)職責(zé)，手術(shù)護(hù)士又分為洗手護(hù)士與巡回護(hù)士。手術(shù)護(hù)士主要作業(yè)流程圖見圖1。

圖1　手術(shù)護(hù)士主要作業(yè)流程圖

1.2.2人體仿真模型與作業(yè)姿勢(shì)評(píng)分采用JACK仿真軟件建立護(hù)士仿真人體模型，輸入護(hù)士的個(gè)人信息：身高、體重、國籍和性別。如手術(shù)護(hù)士A，身高160 cm，體重50 kg，中國，女性，詳見圖2。由于護(hù)士作業(yè)是一個(gè)連續(xù)變化的過程，選取長(zhǎng)時(shí)間保持或頻繁重復(fù)的作業(yè)姿勢(shì)作為該作業(yè)任務(wù)完成的典型作業(yè)姿勢(shì)進(jìn)行JACK模擬仿真。護(hù)士作業(yè)姿勢(shì)采取REBA（rapid entire body assessment）快速評(píng)分法。首先，根據(jù)身體六大部位在作業(yè)中的運(yùn)動(dòng)弧度評(píng)分；然后，經(jīng)數(shù)據(jù)修正后得到該作業(yè)的REBA值，該方法適用于作業(yè)中頻繁的上下肢作業(yè)姿勢(shì)分析，計(jì)算過程詳見圖3。以手術(shù)護(hù)士A擔(dān)任洗手護(hù)士時(shí)執(zhí)行“擺放器械”為例，護(hù)士A保持站立姿勢(shì)，小臂自然下垂，帶動(dòng)大臂運(yùn)動(dòng)，做工部位主要為小臂、手腕和手指。通過人體仿真模型模擬作業(yè)時(shí)身體6個(gè)部位的弧度姿勢(shì)，詳見圖4。根據(jù)REBA快速評(píng)分規(guī)則[16]，得到身體部位REBA得分，詳見表2，繼而得到該作業(yè)REBA總得分為2分。

圖2　人體仿真模型

圖3　作業(yè)姿勢(shì)REBA評(píng)分流程

圖4　擺放器械姿勢(shì)模擬

表2　擺放器械身體部位REBA得分情況 單位：分

1.2.4構(gòu)建手術(shù)排臺(tái)模型假定醫(yī)院擁有設(shè)備齊全的手術(shù)室間，當(dāng)日需要完成的手術(shù)有臺(tái)，當(dāng)值護(hù)士名。根據(jù)手術(shù)職責(zé)，手術(shù)護(hù)士分為巡回護(hù)士與洗手護(hù)士，且巡回護(hù)士由高級(jí)別的護(hù)士擔(dān)任。模型相關(guān)假設(shè)如下：1）本研究屬于手術(shù)排臺(tái)的計(jì)劃階段，因此只考慮擇期手術(shù)；2）在手術(shù)進(jìn)行中巡回護(hù)士和洗手護(hù)士不可交換工作職責(zé)；3）假設(shè)每臺(tái)手術(shù)均配備1名巡回護(hù)士和1名洗手護(hù)士；4）護(hù)士的作業(yè)疲勞隨著作業(yè)時(shí)間遞增；5）暫不考慮護(hù)士的作業(yè)疲勞受其他因素影響，如護(hù)士的業(yè)務(wù)熟練程度等；6）手術(shù)病人的術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)中和術(shù)后恢復(fù)是連續(xù)不間斷的；7）排在當(dāng)日的手術(shù)能在當(dāng)日完成。

目標(biāo)函數(shù)：

約束條件：

決策變量：

1.2.5模型求解本研究采用Lingo算法求解。

2 結(jié)果

2.1護(hù)士作業(yè)疲勞負(fù)荷率計(jì)算結(jié)果以手術(shù)護(hù)士A為例，當(dāng)護(hù)士A擔(dān)任洗手護(hù)士或巡回護(hù)士時(shí)，按照手術(shù)中的各項(xiàng)作業(yè)任務(wù)，其估算過程見表3、表4。護(hù)士A的“REBA總得分”是在人體模型模擬作業(yè)姿勢(shì)的基礎(chǔ)上，由REBA快速評(píng)分法計(jì)算得到；“負(fù)荷等級(jí)”由REBA總得分根據(jù)“REBA分級(jí)”規(guī)則[16]得到；“作業(yè)強(qiáng)度”由“負(fù)荷等級(jí)”對(duì)應(yīng)得到[16]；“RMR值”由“勞動(dòng)強(qiáng)度等級(jí)”規(guī)則[16]得到；這時(shí)由公式（1）-（2）可計(jì)算得到護(hù)士A在擔(dān)任“洗手護(hù)士”或“巡回護(hù)士”時(shí)完成手術(shù)中各項(xiàng)作業(yè)任務(wù)的單位疲勞負(fù)荷值，即疲勞負(fù)荷率。

表3　洗手護(hù)士完成各項(xiàng)作業(yè)任務(wù)的疲勞負(fù)荷率

表4　巡回護(hù)士完成各項(xiàng)作業(yè)任務(wù)的疲勞負(fù)荷率

2.2護(hù)士手術(shù)作業(yè)疲勞負(fù)荷預(yù)估結(jié)果通過秒表測(cè)時(shí)法測(cè)得每臺(tái)手術(shù)中各項(xiàng)任務(wù)的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；由護(hù)士在執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)時(shí)疲勞負(fù)荷率乘以各項(xiàng)任務(wù)的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，可得護(hù)士執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)的疲勞負(fù)荷累積值；再匯總得到護(hù)士完成某臺(tái)手術(shù)的疲勞累積值。手術(shù)護(hù)士A在擔(dān)任“洗手護(hù)士”或“巡回護(hù)士”時(shí)完成各臺(tái)手術(shù)的疲勞負(fù)荷累積值詳見表5。

表5　手術(shù)護(hù)士在各臺(tái)手術(shù)的疲勞負(fù)荷累積值 單位：kJ

2.3考慮疲勞負(fù)荷均衡的排臺(tái)結(jié)果根據(jù)手術(shù)排臺(tái)場(chǎng)景，手術(shù)護(hù)士在當(dāng)值日內(nèi)一般只擔(dān)任一種職責(zé)，且不隨意切換。在這里，N1～N7擔(dān)任“洗手護(hù)士”；N8～N14擔(dān)任“巡回護(hù)士”；假定理想情況下，手術(shù)安排不受其他資源限制。求解思路為：首先為洗手護(hù)士排臺(tái)，然后為巡回護(hù)士排臺(tái)。為洗手護(hù)士排臺(tái)問題可轉(zhuǎn)化為：如何將手術(shù)分配給洗手護(hù)士，使得洗手護(hù)士的疲勞累積負(fù)荷最均衡。為方便求解，本研究首先將洗手護(hù)士安排進(jìn)手術(shù)室，當(dāng)手術(shù)分配給洗手護(hù)士結(jié)束時(shí)，手術(shù)同時(shí)分配進(jìn)了手術(shù)室。同理，為巡回護(hù)士排臺(tái)思路同前。當(dāng)手術(shù)分配給巡回護(hù)士結(jié)束時(shí)，巡回護(hù)士同時(shí)也分配進(jìn)手術(shù)室。考慮疲勞負(fù)荷均衡的排臺(tái)結(jié)果見表6。

表6　考慮疲勞負(fù)荷均衡的手術(shù)排臺(tái)表（改進(jìn)排臺(tái)）

2.4結(jié)果分析與評(píng)價(jià)比較考慮人因的手術(shù)護(hù)士排臺(tái)和不考慮人因的手術(shù)護(hù)士排臺(tái)效果。為便于表達(dá)，本研究將表1所展示的手術(shù)排臺(tái)方案定義為“傳統(tǒng)排臺(tái)”，將表5所展示的手術(shù)排臺(tái)方案定義為“改進(jìn)排臺(tái)”。手術(shù)護(hù)士疲勞值按照當(dāng)日完成的手術(shù)進(jìn)行累加，得到手術(shù)護(hù)士手術(shù)日疲勞累積值。2種排臺(tái)方案下的手術(shù)護(hù)士疲勞值、疲勞離散值見圖5、表7。由于手術(shù)護(hù)士配置不足的問題在短期內(nèi)難以解決，合理安排緊缺護(hù)理資源是均衡護(hù)士疲勞、提高護(hù)士工作滿意度、保障手術(shù)護(hù)理服務(wù)質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性的關(guān)鍵。經(jīng)過疲勞考慮的手術(shù)重排后，其疲勞離散值得到了明顯改善，尤其是洗手護(hù)士和巡回護(hù)士，這可能與所擔(dān)任職責(zé)的手術(shù)任務(wù)分工有關(guān)；改進(jìn)后的護(hù)士排臺(tái)提升了手術(shù)護(hù)士擔(dān)任不同職責(zé)時(shí)的公平感，證實(shí)考慮疲勞的護(hù)士手術(shù)排臺(tái)是可行、有效的。

圖5　2種排臺(tái)方案下的手術(shù)護(hù)士疲勞值對(duì)比圖

表7　2種排臺(tái)方案下的手術(shù)護(hù)士疲勞離散值 單位：kJ

3 討論

人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到主動(dòng)避免疲勞比被動(dòng)緩解疲勞更經(jīng)濟(jì)、更有效[18]。在應(yīng)對(duì)護(hù)士疲勞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，改進(jìn)的排班計(jì)劃已被視為一種有效的通用對(duì)策[18]。Thompson 等[19]采用等長(zhǎng)肌力測(cè)試來測(cè)量護(hù)士在早晚輪班時(shí)的疲勞狀態(tài)，由此研究白班與夜班對(duì)護(hù)士疲勞的影響。盧宜玲等[2]運(yùn)用熵權(quán)?模糊分析法量化醫(yī)生內(nèi)外疲勞度，提出了考慮疲勞度的排隊(duì)模型，增強(qiáng)了醫(yī)生服務(wù)的可靠性；成舒凡等[20?21]以手術(shù)時(shí)長(zhǎng)來量化醫(yī)護(hù)人員的疲勞惡化效應(yīng)，通過調(diào)度優(yōu)化增強(qiáng)了手術(shù)服務(wù)的可靠性；但由于手術(shù)護(hù)士工作的特殊性，采用問卷調(diào)查法主觀性較強(qiáng)；采用肌力測(cè)試法測(cè)量護(hù)士在手術(shù)過程中的疲勞度可行性不高；而單從手術(shù)時(shí)長(zhǎng)量化作業(yè)疲勞并未從人因視角做疲勞測(cè)量和疲勞風(fēng)險(xiǎn)管理。本研究首次將疲勞量化應(yīng)用于手術(shù)護(hù)士的手術(shù)排臺(tái)研究中，結(jié)果表明，該研究可以在保證醫(yī)院手術(shù)能力的同時(shí)緩解護(hù)士疲勞，滿足了護(hù)士的職業(yè)健康訴求。該方法的應(yīng)用前提是允許護(hù)士在1 d內(nèi)可以被安排到不同的手術(shù)室，配合不同的醫(yī)生，完成不同的手術(shù)護(hù)理工作，這對(duì)專科培養(yǎng)下的護(hù)士技能是一種挑戰(zhàn)，同時(shí)也是對(duì)護(hù)士未來多技能的培養(yǎng)提出的一種需求探討。

4 小結(jié)

針對(duì)護(hù)士工作負(fù)荷大且忙閑不均現(xiàn)象，本研究提出了均衡疲勞負(fù)荷的手術(shù)護(hù)士排臺(tái)模型，該模型在保證醫(yī)院手術(shù)能力的同時(shí)減少了護(hù)士疲勞，展示了調(diào)度決策對(duì)護(hù)士疲勞的影響。未來研究還會(huì)將“考慮不同護(hù)士業(yè)務(wù)熟練程度的疲勞量化”“基于生命節(jié)律的疲勞累積與釋放”“體腦疲勞交互影響”等內(nèi)容融入手術(shù)護(hù)士排臺(tái)的研究中，構(gòu)建更完善的疲勞測(cè)量與預(yù)測(cè)集成系統(tǒng)，并盡可能滿足護(hù)士?？萍寄芗s束，設(shè)計(jì)智能算法求解，以獲得更豐富、更完善、更有意義的研究成果。

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Research on scheduling of surgical nurses based on the balance of fatigue load

HUANGLi, LUOQun, HANYing, JIAShuyuan, WANGDingyu

Panzhihua University, Sichuan 617009 China

To explore the scheduling method considering nurse fatigue balance under the condition of meeting the requirements of hospital operation.Firstly，a quantitative model of nurse fatigue based on job decomposition and Jack software simulation was constructed.Then，on the basis of fatigue quantification，a bench model of fatigue load balance of surgical nurses meeting the needs of hospital operation volume was constructed and solved by lingo software.The fatigue quantification model constructed can be used to calculate the fatigue load rate of hand washing nurses and itinerant nurses completing various tasks among surgical nurses，and then summarize the cumulative fatigue values of nurses for each surgery to obtain a surgical scheduling table that considers the balance of fatigue load.The application of table arrangement method of operating nurses considering fatigue load balance is helpful to improve the health level of operating nurses and the robustness of operating system，and provides a certain decision?making reference for operating nurses to allocate operating tables and their fatigue risk management.

surgical nurse； operating table scheduling； fatigue； fatigue load balance； JACK software； Lingo software； nursing management； operating room management

10.12102/j.issn.1009-6493.2023.12.011

（2022-06-24；

2023-03-27）

2018年度安徽高校人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目，編號(hào)：SK2018 A0397；2021年度攀枝花市指導(dǎo)性科技計(jì)劃項(xiàng)目，編號(hào)：2021ZD?G?13；攀枝花學(xué)院博士科研資助項(xiàng)目，編號(hào)：2020DOCO011

黃麗，副教授，博士研究生在讀

羅群，E?mail：2388029076@qq.com

黃麗,羅群,韓穎,等.基于疲勞負(fù)荷均衡的手術(shù)護(hù)士排臺(tái)研究[J].護(hù)理研究,2023,37(12):2144?2150.

LUO Qun, E?mail: 2388029076@qq.com

（本文編輯 曹妍）