Tổng quan nghiên cứu

Hiện nay, với hơn 1000 bệnh viện lớn nhỏ tại Việt Nam, nhu cầu về trang thiết bị y tế (TTBYT) ngày càng tăng cao, đặc biệt trong bối cảnh dịch bệnh COVID-19 bùng phát mạnh mẽ. Theo số liệu của Bộ Y tế, khoảng 80% TTBYT đang sử dụng tại các cơ sở y tế là nhập khẩu, dẫn đến nhiều khó khăn trong quản lý và vận hành thiết bị. Thực trạng này gây ra tình trạng lãng phí do thiết bị bị ngưng hoạt động hoặc sử dụng quá công suất, ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ y tế và hiệu quả đầu tư.

Luận văn tập trung nghiên cứu phương pháp đo lường hiệu suất tổng thể (Overall Equipment Effectiveness - OEE) của thiết bị y tế, cụ thể là máy khử khuẩn, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị trong bệnh viện. Mục tiêu chính là xây dựng hệ thống đo lường OEE ứng dụng công nghệ IoT để thu thập dữ liệu tự động, từ đó hỗ trợ quản lý, bảo trì và tối ưu hóa vận hành thiết bị y tế. Nghiên cứu được thực hiện tại các cơ sở y tế sử dụng máy khử khuẩn của công ty TNHH sản xuất đầu tư thương mại Tân Hương trong giai đoạn 2021-2022.

Việc áp dụng OEE giúp đánh giá chính xác hiệu suất hoạt động của thiết bị, giảm thiểu tổn thất thời gian, nâng cao chất lượng phục vụ bệnh nhân và tăng khả năng cạnh tranh của các cơ sở y tế. Đồng thời, giải pháp này góp phần giảm chi phí vận hành và bảo trì, đồng thời hỗ trợ quyết định đầu tư trang thiết bị mới dựa trên dữ liệu thực tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính:

  1. Hiệu suất tổng thể thiết bị (OEE): OEE là chỉ số đo lường hiệu quả hoạt động của thiết bị, bao gồm ba thành phần chính: Tỷ lệ hữu dụng (Availability - A), Tỷ lệ hiệu suất (Performance - P) và Tỷ lệ chất lượng (Quality - Q). Công thức tính OEE được biểu diễn như sau:

$$ OEE% = A% \times P% \times Q% $$

  • Availability đo lường thời gian thiết bị hoạt động thực tế so với thời gian dự kiến.
  • Performance đánh giá tốc độ vận hành thực tế so với tốc độ thiết kế.
  • Quality phản ánh tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn so với tổng sản phẩm đầu ra.
  1. Internet of Things (IoT): IoT được ứng dụng để thu thập dữ liệu tự động từ các cảm biến gắn trên thiết bị y tế. Kiến trúc IoT được xây dựng theo mô hình ba lớp gồm: lớp nhận thức (cảm biến, bộ truyền động), lớp mạng (truyền dữ liệu qua Wi-Fi, Bluetooth, LoRaWAN) và lớp ứng dụng (phần mềm quản lý, báo cáo). IoT giúp nâng cao độ chính xác, giảm lao động thủ công và cung cấp dữ liệu thời gian thực cho hệ thống OEE.

Các khái niệm chuyên ngành được sử dụng bao gồm: máy khử khuẩn, cảm biến điện dung, module cân điện tử HX711, vi điều khiển ESP32, REST API, mô hình MVC (Model-View-Controller), SQL Server.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ máy khử khuẩn tại các bệnh viện sử dụng thiết bị của công ty Tân Hương, bao gồm thông số vận hành, thời gian phun, lượng hóa chất sử dụng, kết quả kiểm nghiệm chất lượng mẫu phun.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình OEE để tính toán hiệu suất tổng thể dựa trên dữ liệu thu thập qua hệ thống IoT. Phân tích số liệu bằng các công cụ thống kê và phần mềm quản lý dữ liệu SQL Server. Hệ thống được xây dựng theo mô hình ba lớp DB - WebService - Client, sử dụng API RESTful để kết nối và xử lý dữ liệu.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2022, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, thiết kế hệ thống IoT, triển khai thử nghiệm và đánh giá kết quả trong vòng 6 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiệu suất tổng thể OEE của máy khử khuẩn đạt khoảng 75-85% trong các ca phun thực tế, với tỷ lệ sẵn sàng (Availability) trung bình 90%, hiệu suất vận hành (Performance) khoảng 85%, và tỷ lệ chất lượng (Quality) đạt 97%. Kết quả này cho thấy thiết bị hoạt động ổn định nhưng vẫn còn tiềm năng cải tiến.

  2. Ứng dụng IoT giúp tự động hóa thu thập dữ liệu, giảm sai số nhập liệu thủ công xuống dưới 5%, đồng thời cung cấp dữ liệu thời gian thực giúp phát hiện kịp thời các sự cố vận hành, giảm thời gian dừng máy không kế hoạch khoảng 15%.

  3. Hệ thống báo cáo và cảnh báo qua app di động và phần mềm Windows giúp ban quản lý bệnh viện theo dõi hiệu suất thiết bị dễ dàng, từ đó đưa ra các quyết định bảo trì, điều phối thiết bị hợp lý. Tỷ lệ thiết bị hoạt động vượt công suất định mức được phát hiện và cảnh báo kịp thời, giảm nguy cơ hỏng hóc.

  4. So sánh với các phương pháp đo lường thủ công truyền thống, hệ thống OEE kết hợp IoT cho thấy độ chính xác cao hơn 20%, tiết kiệm thời gian thu thập và xử lý dữ liệu lên đến 40%, đồng thời nâng cao hiệu quả quản lý thiết bị y tế.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng OEE trong quản lý thiết bị y tế, đặc biệt là máy khử khuẩn, mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc nâng cao hiệu suất sử dụng và giảm tổn thất vận hành. Việc tích hợp IoT giúp thu thập dữ liệu tự động, chính xác và kịp thời, khắc phục hạn chế của phương pháp thủ công truyền thống.

So với các nghiên cứu trong ngành công nghiệp sản xuất, việc ứng dụng OEE trong lĩnh vực y tế còn mới mẻ nhưng đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả. Các biểu đồ thể hiện tỷ lệ Availability, Performance và Quality theo ngày, tuần giúp trực quan hóa hiệu suất thiết bị, hỗ trợ phân tích xu hướng và phát hiện các điểm nghẽn vận hành.

Tuy nhiên, việc triển khai hệ thống cũng gặp một số thách thức như đa dạng chủng loại thiết bị y tế, yêu cầu đào tạo nhân viên vận hành và quản lý, cũng như đảm bảo an toàn bảo mật dữ liệu trong môi trường y tế. Những khó khăn này cần được giải quyết thông qua chính sách đào tạo, nâng cao nhận thức và đầu tư hạ tầng công nghệ thông tin.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai rộng rãi hệ thống đo lường OEE kết hợp IoT tại các bệnh viện và cơ sở y tế nhằm nâng cao hiệu quả quản lý thiết bị, giảm thiểu tổn thất vận hành. Thời gian thực hiện đề xuất trong vòng 12 tháng, do Ban quản lý bệnh viện phối hợp với nhà cung cấp thiết bị và đơn vị công nghệ thực hiện.

  2. Xây dựng chương trình đào tạo chuyên sâu cho kỹ thuật viên và quản lý về cách sử dụng hệ thống OEE, đọc hiểu báo cáo và áp dụng các biện pháp bảo trì, bảo dưỡng thiết bị dựa trên dữ liệu OEE. Thời gian đào tạo định kỳ 6 tháng/lần, do các trung tâm đào tạo kỹ thuật y tế và nhà sản xuất thiết bị phối hợp tổ chức.

  3. Phát triển phần mềm quản lý OEE đa nền tảng, tích hợp các thiết bị y tế đa dạng để đồng bộ hóa dữ liệu và nâng cao khả năng mở rộng hệ thống. Chủ thể thực hiện là các đơn vị công nghệ thông tin chuyên về y tế, với lộ trình phát triển 18 tháng.

  4. Tăng cường đầu tư hạ tầng mạng và bảo mật thông tin nhằm đảm bảo an toàn dữ liệu bệnh viện và thiết bị y tế khi triển khai IoT. Ban lãnh đạo bệnh viện phối hợp với các nhà cung cấp dịch vụ mạng và chuyên gia bảo mật thực hiện trong vòng 6-12 tháng.

  5. Xây dựng chính sách quản lý và quy trình vận hành chuẩn hóa dựa trên kết quả đo lường OEE để tối ưu hóa phân bổ thiết bị, giảm tình trạng quá tải hoặc lãng phí thiết bị. Thời gian xây dựng và áp dụng chính sách trong 9 tháng, do Sở Y tế và các cơ quan quản lý y tế chủ trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Ban quản lý bệnh viện và cơ sở y tế: Giúp nâng cao hiệu quả quản lý trang thiết bị y tế, tối ưu hóa chi phí vận hành và bảo trì, từ đó cải thiện chất lượng dịch vụ khám chữa bệnh.

  2. Kỹ thuật viên và nhân viên vận hành thiết bị y tế: Cung cấp kiến thức về phương pháp đo lường OEE, cách sử dụng hệ thống IoT để theo dõi và điều chỉnh thiết bị nhằm duy trì hiệu suất tối ưu.

  3. Nhà sản xuất và cung cấp thiết bị y tế: Tham khảo để phát triển các giải pháp tích hợp IoT và phần mềm quản lý hiệu suất, nâng cao giá trị sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.

  4. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia trong lĩnh vực kỹ thuật y sinh và công nghệ thông tin y tế: Là tài liệu tham khảo về ứng dụng OEE và IoT trong quản lý thiết bị y tế, từ đó phát triển các nghiên cứu và giải pháp mới.

Câu hỏi thường gặp

  1. OEE là gì và tại sao quan trọng trong quản lý thiết bị y tế?
    OEE (Overall Equipment Effectiveness) là chỉ số đo lường hiệu quả tổng thể của thiết bị, bao gồm tỷ lệ sẵn sàng, hiệu suất và chất lượng. Nó giúp đánh giá chính xác hiệu quả vận hành, từ đó tối ưu hóa sử dụng thiết bị và giảm tổn thất.

  2. Làm thế nào IoT hỗ trợ việc đo lường OEE?
    IoT sử dụng các cảm biến và thiết bị kết nối để thu thập dữ liệu tự động, chính xác và thời gian thực về trạng thái và hoạt động của thiết bị, giúp tính toán OEE nhanh chóng và giảm sai sót do nhập liệu thủ công.

  3. Máy khử khuẩn được đo lường OEE như thế nào?
    Máy khử khuẩn được đo lường dựa trên thời gian hoạt động thực tế so với định mức (Availability), tốc độ phun hóa chất so với tiêu chuẩn (Performance), và tỷ lệ mẫu kiểm nghiệm đạt chuẩn y tế (Quality). Các thông số này được thu thập qua hệ thống IoT và phần mềm quản lý.

  4. Những khó khăn khi triển khai hệ thống OEE trong bệnh viện là gì?
    Khó khăn bao gồm đa dạng chủng loại thiết bị, thiếu quy trình chuẩn, yêu cầu đào tạo nhân viên, thu thập dữ liệu chính xác và đảm bảo an toàn bảo mật thông tin trong môi trường y tế.

  5. Làm thế nào để sử dụng kết quả OEE để cải thiện hiệu suất thiết bị?
    Dựa trên báo cáo OEE, ban quản lý có thể lên kế hoạch bảo trì, điều chỉnh quy trình vận hành, phân bổ thiết bị hợp lý, hoặc quyết định đầu tư mua mới thiết bị khi thiết bị hiện tại hoạt động quá tải hoặc hiệu suất thấp.

Kết luận

  • Luận văn đã xây dựng thành công hệ thống đo lường hiệu suất tổng thể (OEE) cho máy khử khuẩn ứng dụng công nghệ IoT, giúp thu thập dữ liệu tự động, chính xác và thời gian thực.
  • Kết quả đo lường cho thấy OEE của máy khử khuẩn đạt khoảng 75-85%, với tiềm năng cải tiến rõ rệt trong quản lý và vận hành thiết bị y tế.
  • Hệ thống hỗ trợ quản lý bệnh viện trong việc theo dõi, bảo trì và phân phối thiết bị hiệu quả, góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ và giảm chi phí vận hành.
  • Nghiên cứu đề xuất các giải pháp triển khai, đào tạo và phát triển phần mềm quản lý đa nền tảng, đồng thời nhấn mạnh vai trò của bảo mật và hạ tầng mạng trong ứng dụng IoT.
  • Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng áp dụng hệ thống cho nhiều loại thiết bị y tế khác, hoàn thiện quy trình vận hành và nâng cao năng lực nhân sự để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

Hành động ngay hôm nay: Các cơ sở y tế và nhà quản lý nên bắt đầu khảo sát, đánh giá hiện trạng thiết bị và lên kế hoạch triển khai hệ thống đo lường OEE kết hợp IoT để nâng cao hiệu quả vận hành và chất lượng chăm sóc bệnh nhân.