黄丽，罗群，韩颖，贾舒媛，汪顶玉

·科研论著·

基于疲劳负荷均衡的手术护士排台研究

黄丽1，罗群2*，韩颖2，贾舒媛1，汪顶玉3

1.攀枝花学院，四川 617009；2.攀枝花市中西医结合医院；3.皖西学院

探讨在满足医院手术要求下考虑护士疲劳均衡的排班方法。首先构建基于作业分解和JACK软件仿真的护士疲劳量化模型，然后在疲劳量化基础上，构建满足医院手术量需求下的手术护士疲劳负荷均衡的排台模型，并采用Lingo软件求解。采用构建的疲劳量化模型可计算出手术护士中洗手护士和巡回护士完成各项作业的疲劳负荷率，再汇总得到护士各台手术的疲劳累计值，得到考虑疲劳负荷均衡的手术排台表。应用考虑疲劳负荷均衡的手术护士排台方法，有助于手术护士健康水平的改善和手术系统稳健性的提高，为手术护士分配手术台及其疲劳风险管理提供了一定的决策参考。

手术护士；手术排台；疲劳；疲劳负荷均衡；JACK软件；Lingo软件；护理管理；手术室管理

席卷全球的新型冠状病毒感染给医护人员带来的严重疲劳导致医护感染或辞职的事件屡见不鲜[1]。在疫情暴发达到峰值时，曾发生多起医护工作者疲劳相关猝死事件[2]。过量工作引起的疲劳风险是医护工作者已知的安全挑战[3]。手术护士在医护群体中具有较高的特殊性，经常在连续多台手术中配合手术，开展高负荷与高难度的工作，极易出现疲劳。护士长期疲劳不但会损害身心健康[4]，导致工作满意度降低[5]和离职意愿增强[6]，还会增加病人医疗安全风险[7]。因此，在确保手术任务完成的同时减少护士疲劳是亟须解决的一个重要问题。目前，对手术排台的研究大多集中在手术实施过程中的资源调度，以医院和病人为利益主体，构建以手术成本手术时间和病人满意度为优化目标的手术调度模型[8⁃10]。在手术资源调度研究中，有关护士资源调度优化的研究不多，而在其优化目标中，有关护士的疲劳诉求关注度更少。郭伏等[11]运用文献共被引分析法从9 023篇人因工程领域出版的文献中识别出11个研究类群，其中包括“工作负荷与职业健康”和“疲劳风险管理”。为了专注于研究问题，本研究对人因疲劳研究进行了有限回顾。杜来红等[12]在手工作业疲劳研究中指出，作业姿势是影响作业疲劳强度最主要因素；罗晓利等[13]运用JACK软件对作业姿势进行模拟仿真和疲劳强度评估；张文倩等[14]采用动作能耗预测模型量化作业疲劳，以预防职业性肌肉骨骼损伤；蔡敏等[15]采用人因姿势评价法评估作业姿势负荷风险，以此来构建体力作业者排班模型，在保证企业生产要求的同时尽可能均衡员工负荷。由此可见，考虑人因疲劳的作业排班可提高作业者的工作可靠性和安全性。考虑护士疲劳的手术排台是提高护士工作可靠性、安全性和满意度的关键保障。本研究基于医疗行业实地调研，构建基于作业分析与测定的护士疲劳测量模型，该模型简化了每个作业任务的人体工程学测量，客观反映了疲劳个体的生理特征，可有效监测和管理手术护士的疲劳风险。本研究首先基于护士基本生理数据、作业姿势REBA评分和作业持续时间构建护士个体疲劳量化模型；然后，基于个体疲劳量化构建手术护士排台模型；最后，采用Lingo软件对模型求解。

1 资料与方法

1.1一般资料选取四川省某市1所综合三级甲等医院手术中心为研究对象，该医院集医疗、教学、科研等于一体，年均手术量2万余台。在调研中发现，长时间、高强度的工作使手术护士普遍感到身体素质下降，容易疲倦，甚至产生职业倦怠。因此，医院管理者提出，在满足医院手术量的前提下尽可能均衡护士疲劳负荷。

该医院手术中心常年开放配备良好的手术室有7间，手术室正常开放时间为08：00～16：00，中间不休息。当天实施的择期手术由手术中心在前1 d 16：00前完成其手术室安排以及手术护士的配置。为方便研究，将手术编号为P1～P28；手术室编号为R1～R7；洗手护士编号为N1～N7；巡回护士编号为N8～N14。随机选取该医院某工作日的手术排台表，详见表1。

表1　该医院某日手术排台表

1.2研究方法

1.2.1作业分解根据手术流程，手术护士的工作可分为术前准备、术中配合和术后整理3个环节。根据手术职责，手术护士又分为洗手护士与巡回护士。手术护士主要作业流程图见图1。

图1　手术护士主要作业流程图

1.2.2人体仿真模型与作业姿势评分采用JACK仿真软件建立护士仿真人体模型，输入护士的个人信息：身高、体重、国籍和性别。如手术护士A，身高160 cm，体重50 kg，中国，女性，详见图2。由于护士作业是一个连续变化的过程，选取长时间保持或频繁重复的作业姿势作为该作业任务完成的典型作业姿势进行JACK模拟仿真。护士作业姿势采取REBA（rapid entire body assessment）快速评分法。首先，根据身体六大部位在作业中的运动弧度评分；然后，经数据修正后得到该作业的REBA值，该方法适用于作业中频繁的上下肢作业姿势分析，计算过程详见图3。以手术护士A担任洗手护士时执行“摆放器械”为例，护士A保持站立姿势，小臂自然下垂，带动大臂运动，做工部位主要为小臂、手腕和手指。通过人体仿真模型模拟作业时身体6个部位的弧度姿势，详见图4。根据REBA快速评分规则[16]，得到身体部位REBA得分，详见表2，继而得到该作业REBA总得分为2分。

图2　人体仿真模型

图3　作业姿势REBA评分流程

图4　摆放器械姿势模拟

表2　摆放器械身体部位REBA得分情况 单位：分

1.2.4构建手术排台模型假定医院拥有设备齐全的手术室间，当日需要完成的手术有台，当值护士名。根据手术职责，手术护士分为巡回护士与洗手护士，且巡回护士由高级别的护士担任。模型相关假设如下：1）本研究属于手术排台的计划阶段，因此只考虑择期手术；2）在手术进行中巡回护士和洗手护士不可交换工作职责；3）假设每台手术均配备1名巡回护士和1名洗手护士；4）护士的作业疲劳随着作业时间递增；5）暂不考虑护士的作业疲劳受其他因素影响，如护士的业务熟练程度等；6）手术病人的术前准备、术中和术后恢复是连续不间断的；7）排在当日的手术能在当日完成。

目标函数：

约束条件：

决策变量：

1.2.5模型求解本研究采用Lingo算法求解。

2 结果

2.1护士作业疲劳负荷率计算结果以手术护士A为例，当护士A担任洗手护士或巡回护士时，按照手术中的各项作业任务，其估算过程见表3、表4。护士A的“REBA总得分”是在人体模型模拟作业姿势的基础上，由REBA快速评分法计算得到；“负荷等级”由REBA总得分根据“REBA分级”规则[16]得到；“作业强度”由“负荷等级”对应得到[16]；“RMR值”由“劳动强度等级”规则[16]得到；这时由公式（1）-（2）可计算得到护士A在担任“洗手护士”或“巡回护士”时完成手术中各项作业任务的单位疲劳负荷值，即疲劳负荷率。

表3　洗手护士完成各项作业任务的疲劳负荷率

表4　巡回护士完成各项作业任务的疲劳负荷率

2.2护士手术作业疲劳负荷预估结果通过秒表测时法测得每台手术中各项任务的持续时长；由护士在执行各项任务时疲劳负荷率乘以各项任务的持续时长，可得护士执行各项任务的疲劳负荷累积值；再汇总得到护士完成某台手术的疲劳累积值。手术护士A在担任“洗手护士”或“巡回护士”时完成各台手术的疲劳负荷累积值详见表5。

表5　手术护士在各台手术的疲劳负荷累积值 单位：kJ

2.3考虑疲劳负荷均衡的排台结果根据手术排台场景，手术护士在当值日内一般只担任一种职责，且不随意切换。在这里，N1～N7担任“洗手护士”；N8～N14担任“巡回护士”；假定理想情况下，手术安排不受其他资源限制。求解思路为：首先为洗手护士排台，然后为巡回护士排台。为洗手护士排台问题可转化为：如何将手术分配给洗手护士，使得洗手护士的疲劳累积负荷最均衡。为方便求解，本研究首先将洗手护士安排进手术室，当手术分配给洗手护士结束时，手术同时分配进了手术室。同理，为巡回护士排台思路同前。当手术分配给巡回护士结束时，巡回护士同时也分配进手术室。考虑疲劳负荷均衡的排台结果见表6。

表6　考虑疲劳负荷均衡的手术排台表（改进排台）

2.4结果分析与评价比较考虑人因的手术护士排台和不考虑人因的手术护士排台效果。为便于表达，本研究将表1所展示的手术排台方案定义为“传统排台”，将表5所展示的手术排台方案定义为“改进排台”。手术护士疲劳值按照当日完成的手术进行累加，得到手术护士手术日疲劳累积值。2种排台方案下的手术护士疲劳值、疲劳离散值见图5、表7。由于手术护士配置不足的问题在短期内难以解决，合理安排紧缺护理资源是均衡护士疲劳、提高护士工作满意度、保障手术护理服务质量稳定性和可靠性的关键。经过疲劳考虑的手术重排后，其疲劳离散值得到了明显改善，尤其是洗手护士和巡回护士，这可能与所担任职责的手术任务分工有关；改进后的护士排台提升了手术护士担任不同职责时的公平感，证实考虑疲劳的护士手术排台是可行、有效的。

图5　2种排台方案下的手术护士疲劳值对比图

表7　2种排台方案下的手术护士疲劳离散值 单位：kJ

3 讨论

人们越来越认识到主动避免疲劳比被动缓解疲劳更经济、更有效[18]。在应对护士疲劳风险时，改进的排班计划已被视为一种有效的通用对策[18]。Thompson 等[19]采用等长肌力测试来测量护士在早晚轮班时的疲劳状态，由此研究白班与夜班对护士疲劳的影响。卢宜玲等[2]运用熵权⁃模糊分析法量化医生内外疲劳度，提出了考虑疲劳度的排队模型，增强了医生服务的可靠性；成舒凡等[20⁃21]以手术时长来量化医护人员的疲劳恶化效应，通过调度优化增强了手术服务的可靠性；但由于手术护士工作的特殊性，采用问卷调查法主观性较强；采用肌力测试法测量护士在手术过程中的疲劳度可行性不高；而单从手术时长量化作业疲劳并未从人因视角做疲劳测量和疲劳风险管理。本研究首次将疲劳量化应用于手术护士的手术排台研究中，结果表明，该研究可以在保证医院手术能力的同时缓解护士疲劳，满足了护士的职业健康诉求。该方法的应用前提是允许护士在1 d内可以被安排到不同的手术室，配合不同的医生，完成不同的手术护理工作，这对专科培养下的护士技能是一种挑战，同时也是对护士未来多技能的培养提出的一种需求探讨。

4 小结

针对护士工作负荷大且忙闲不均现象，本研究提出了均衡疲劳负荷的手术护士排台模型，该模型在保证医院手术能力的同时减少了护士疲劳，展示了调度决策对护士疲劳的影响。未来研究还会将“考虑不同护士业务熟练程度的疲劳量化”“基于生命节律的疲劳累积与释放”“体脑疲劳交互影响”等内容融入手术护士排台的研究中，构建更完善的疲劳测量与预测集成系统，并尽可能满足护士专科技能约束，设计智能算法求解，以获得更丰富、更完善、更有意义的研究成果。

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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会科学重点项目，编号：SK2018 A0397；2021年度攀枝花市指导性科技计划项目，编号：2021ZD⁃G⁃13；攀枝花学院博士科研资助项目，编号：2020DOCO011

黄丽，副教授，博士研究生在读

罗群，E⁃mail：2388029076@qq.com

黄丽,罗群,韩颖,等.基于疲劳负荷均衡的手术护士排台研究[J].护理研究,2023,37(12):2144⁃2150.

LUO Qun, E⁃mail: 2388029076@qq.com

（本文编辑 曹妍）