Robotarmen en osmosewater sleutels tot schoon ziekenhuisbed

Ziekenhuisbedden moeten voor elke nieuwe patiënt snel maar grondig worden gereinigd. In opdracht van het Erasmus MC ontwikkelde IMS Innovations uit Zwaag een volautomatisch systeem met robotarmen die de bedden minutieus schoonspuiten met osmosewater. Met forse besparingen in energie- en watergebruik tot gevolg.

September 2011 publiceerde het Erasmus Medisch Centrum de marktconsultatie ‘Vernieuwend en duurzaam bedden schoonmaken’ op de aanbestedingskalender. Hierin werd de markt uitgenodigd en uitgedaagd om met een nieuwe en duurzame oplossing te komen voor het reinigen van ziekenhuisbedden, matrassen en toebehoren. Dat er een nieuwe machine moest komen, was een duidelijke zaak voor het Rotterdamse ziekenhuis. Conform de WIP-richtlijnen (Werkgroep Infectie Preventie) werden de bedden al machinaal gereinigd, maar de toenmalige machine voldeed niet meer aan de eisen. Die verbruikte veel water, energie en reinigingsmiddelen. Bovendien was het systeem arbeidsintensief in gebruik. Medewerkers moesten het zware bed via een invoersluis een stuk omhoog duwen en vervolgens het matras handmatig van het bed halen en op een band leggen zodat dat apart kon worden gereinigd.

Reden genoeg voor het Erasmus MC om ‘iets nieuws’ uit de markt te halen, hoewel het nog niet precies duidelijk was wat. Wel was er een reeks criteria voor de beoogde oplossing. Zo moest er een aanmerkelijke verbetering komen in bedrijfsmatige prestaties en verbruik van water, elektriciteit, schoonmaakmiddelen, CO2-equivalenten en inzet van (eigen) fte’s. Daarnaast moesten de bedrijfskosten over de levenscyclus zo laag mogelijk zijn en moest de kwaliteit van de machinale reiniging controleerbaar worden, zodat aan de minimale eisen kon worden voldaan.

IMS Innovations tekende in op de aanbesteding met het idee om robotarmen in te zetten. Robots kunnen de contouren van de bedden, matrassen en toebehoren immers minutieus en herhaalbaar volgen, zodat een reproduceerbaar en gevalideerd proces kan ontstaan. Dit idee bleek in de smaak te vallen bij het Erasmus MC, dat ons de voorlopige gunning besloot toe te kennen. Dat stelde ons als bedrijf in staat het concept vanaf de tekentafel naar een prototype te brengen.

Mineralen, metalen en bacteriën

Tijdens deze fase konden we de ideeën verder uitwerken om tot het best mogelijke reinigingsproces te komen. Met name de factor tijd is cruciaal voor het primaire proces van het ziekenhuis. Met die factor in het achterhoofd zijn we tot verschillende aanpassingen gekomen.

Zo werkten we in het oorspronkelijke concept met stoom en reinigingsmiddelen om de bedden schoon te krijgen. Reinigingsmiddelen hebben echter een inwerktijd en lange droogfase nodig. Omdat een bed in vijf minuten schoon en droog moet zijn, kwamen we daarmee in de knel.

Toen kwam het idee om met osmosewater te werken. Osmosewater is water dat ontdaan is van alle mineralen, metalen en bacteriën die in leidingwater aanwezig zijn. In zijn zuiverste vorm trekt het zeer sterk vuiligheid aan, waardoor het uitermate goed toepasbaar is om vervuiling en micro-organismen te verwijderen. Zeep en andere schoonmaakmiddelen worden daardoor overbodig. Daarnaast is de adhesie bij osmosewater groter dan de cohesie, waardoor het in druppelvorm op het bed en matras blijft liggen. Dat maakt het mogelijk om ze met perslucht droog te laten blazen door de robotarmen.

Uit onderzoek van onze engineers kwam naar voren dat de combinatie van osmosewater van 65 graden Celsius en de robotarmen meer dan 95 procent van de aanwezige vervuiling en micro-organismen kon verwijderen. Veel beter dus dan de minimale norm van 65 procent, die was gebaseerd op handmatige reiniging. Bovendien bleek er veel minder water nodig te zijn om een bed en matras in zijn geheel te reinigen. In de oude situatie werd het water over het bed heen uitgestort, waardoor ongeveer 37 liter per reiniging nodig was. Dankzij de aanpak met robots is ongeveer tien liter water voldoende. Ook het energiegebruik kon fors worden gereduceerd. In de oude situatie werd ongeveer 9 kWh per reiniging gebruikt, nu nog geen 1 kWh.

Hiermee was het proces duidelijk geworden en ontstond de uitdaging om de robots zo in te stellen dat ze ieder deel van het bed en matras konden bereiken, voor elk type bed. Dit was uiteraard, met het oog op de toekomst, een belangrijke voorwaarde om de machine überhaupt gebouwd te krijgen. Dit bleek geen enkel probleem doordat we de afmetingen van het bed, inclusief een foutmarge – de bedden hadden door de jaren heen wat afwijkingen gekregen ten opzichte van het origineel – als waarde konden toeschrijven aan de aansturing van de robot. Met behulp van qr-codes die op de bedden worden aangebracht, herkennen de robots het type bed en kunnen ze het specifieke programma uitvoeren.

Matraswasser

Toen ook dit was gelukt, kwamen we in de fase waarbij we de machine konden afbouwen en dus ook het ‘huis’ van de machine konden maken. Voor het uiteindelijke ontwerp hebben we een opstelling gekozen met een invoersluis (vuile kant), reinigingscabine en een uitvoersluis (schone kant). Bij de invoersluis rijdt een medewerker het bed naar binnen, waarna het automatisch op een transportband wordt geplaatst.

Belangrijk hierbij is dat een bed altijd in de hoogste positie wordt aangeboden. Dat is nodig om goed bij ieder onderdeel te kunnen komen, maar ook om te voldoen aan de parameters die de robotaansturing kent. Er is namelijk slechts een kleine marge ingesteld voor de robots, zodat bedden niet worden geaccepteerd als er nog iets op ligt dat er niet thuishoort. Hierdoor wordt het onmogelijk om een bed te reinigen terwijl er bijvoorbeeld nog een patiënt op zou liggen.

De reinigingscabine is uitgerust met twee robots die tegenover elkaar zijn geplaatst en het bedframe reinigen. Het matras wordt door een pneumatisch liftsysteem opgetild en door een speciale matraswasser in het dak van het systeem gereinigd. Na het reinigen met osmosewater blazen de robots en de matraswasser alles met perslucht droog. In de uitvoersluis wordt het matras weer teruggeplaatst en het bed weer op de grond gezet, waarna de medewerker het aan de schone kant direct kan opmaken voor gebruik.

Het osmosewater wordt gemaakt uit leidingwater, dat maar liefst zeven verschillende behandelingen ondergaat. Allereerst wordt het kalk uit het water gehaald in een waterontharder die voorzien is van zout. Hierna wordt het water doorgepompt naar de voorfilter, waar de eerste grove filtering van het ontkalkte water plaatsvindt. Hierna ondergaat het water achtereenvolgens microfiltratie, ultrafiltratie en nanofiltratie. Als laatste volgt de omgekeerde-osmosestap. Het water is in dit stadium ontdaan van alle mineralen, bacteriën en metalen.

Na een forse investering in tijd, geld en ontwikkeling is het systeem in november 2015 helemaal opgebouwd en door het Erasmus MC in gebruik genomen. Toen hebben we ook de uiteindelijke naam bepaald van de machine: Vmarc (Validating Medical Automatic Robotic Cleaner).

Naar aanleiding van het eerste gebruik zijn nog een aantal verbeterpunten naar voren gekomen, onder meer op het gebied van hygiëne, opbouw en onderhoud. Samen met HIH Engineering, een engineeringbureau uit de voedingsmiddelenindustrie, zijn we aan de slag gegaan om overbodige hoeken en gaten in kaart te brengen en het ontwerp hierop aan te passen. En waar we de Vmarc bij het Erasmus MC onderdeel voor onderdeel hebben opgebouwd, kunnen we de machine met het nieuwe ontwerp modulair opbouwen en plaatsen.

Sander Hummeling is global sales director bij IMS Innovations.