智慧靜脈藥物配液機(jī)器人風(fēng)險(xiǎn)屏障機(jī)制探討

摘 要 隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，靜配用藥集中調(diào)配中心（PIVAS）的日常工作趨向自動(dòng)化與智能化，全自動(dòng)化靜脈藥品配液設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)自檢處理情況直接關(guān)系到設(shè)備的工作效率和臨床使用價(jià)值。智慧靜脈藥物配液機(jī)器人依托本院醫(yī)工合作平臺(tái)，發(fā)展醫(yī)藥創(chuàng)新型設(shè)備，是一種安全、高效、可靠的全自動(dòng)設(shè)備，其高效的風(fēng)險(xiǎn)屏障機(jī)制是保證智慧靜脈藥物配液機(jī)器人精準(zhǔn)配置的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞 智慧配液機(jī)器人；風(fēng)險(xiǎn)屏障；自動(dòng)報(bào)警

中圖分類(lèi)號(hào) R95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2024）03-0484-05

Study on risk-barrier mechanism of intelligent intravenous drug dispensing robot

GE Limeng1， QI Jianping1， ZHANG Zhikang2， SANG Pengfei 2

（1. Intelligent PIVAS， Cangzhou Hospital of Integrated TCM-WM·Hebei， Cangzhou 061000， China; 2. Shanghai QZPY Intelligent Teachnology Co.， LTD， Shanghai 200949， China）

Abstract With the progress of medical technology， the daily work of Pharmacy Intravenous Admixture Services（PIVAS）tends to be automatic and intelligent. The risk management of fully automated intravenous drug dispensing equipment is directly related to the work efficiency and clinical value of the equipment. The intelligent intravenous drug dispensing robot relies on the hospital’s medical and industrial cooperation platform to develop innovative medical equipment， which is a safe， efficient and reliable automatic equipment， and its efficient risk-barrier mechanism is the key to ensure the accurate drug dispensing.

Key words Intelligent Dispensing Robot; Risk-barrier; Automatic Alarm

隨著智能醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步[1-2]，靜脈用藥集中調(diào)配中心（Pharmacy Intravenous Admixture Services，PIVAS）突破了傳統(tǒng)人工靜配壁壘，藥物集中配置智能化是靜配發(fā)展的必然趨勢(shì)。既往研究表明市場(chǎng)現(xiàn)有的產(chǎn)品多為單體式半自動(dòng)化設(shè)備，且更多關(guān)注靜脈藥物配置中心的效率問(wèn)題，鮮少對(duì)自動(dòng)化設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)事件處理情況進(jìn)行報(bào)道[3-15]。靜配中心具有任務(wù)緊迫、風(fēng)險(xiǎn)大、質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，且全自動(dòng)化設(shè)備缺少人工靈活性[16]，全自動(dòng)化靜脈藥品配液設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)自檢處理情況直接關(guān)系到設(shè)備的工作效率和臨床使用價(jià)值。智慧靜脈藥物配液機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了全流程“一站式”自動(dòng)化配置藥品，兼具風(fēng)險(xiǎn)屏障和自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警功能，保證了配液流程安全、高效地進(jìn)行。本文就智慧靜脈藥物配液機(jī)器人的風(fēng)險(xiǎn)屏障自動(dòng)報(bào)警機(jī)制進(jìn)行探討。

1 藥品上機(jī)位置風(fēng)險(xiǎn)屏障自動(dòng)報(bào)警處理機(jī)制

信息化與自動(dòng)化相輔相成[17]，全自動(dòng)智能設(shè)備需依靠準(zhǔn)確無(wú)誤的信息流來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、智能化功能，藥品數(shù)量和放置位置無(wú)差錯(cuò)才可以保證配置正確流暢。藥品種類(lèi)繁多，且機(jī)器藥匣密集緊湊，如果出現(xiàn)位置差錯(cuò)，則發(fā)生藥品錯(cuò)配，這會(huì)造成不可估量的損失，甚至可能給患者帶來(lái)嚴(yán)重后果。智慧靜脈藥物配液機(jī)器人設(shè)置了位置差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)自檢功能，一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，以避免因人工粗心大意造成的差錯(cuò)。

1.1 藥品上機(jī)流程 藥品貼二維碼預(yù)處理→掃描藥品信息→藥品放入藥匣→掌上電腦（Personal Digital Assistant，PDA）掃描藥品信息→PDA掃描藥匣信息→分配藥柜位置→藥匣放入藥柜→掃描藥柜信息→藥柜顯示和藥品信息一致→關(guān)閉柜門(mén)。

1.2 實(shí)現(xiàn)方法 智慧靜脈藥物配液機(jī)器人藥品上機(jī)前需要對(duì)藥品進(jìn)行3步處理。①藥品貼二維碼進(jìn)行預(yù)處理。每種藥品都有相對(duì)應(yīng)的二維碼，掃描二維碼查看藥品規(guī)格、數(shù)量、有效期等信息。②確認(rèn)信息后的藥品放入對(duì)應(yīng)藥匣。③PDA依次掃描藥品二維碼、藥匣二維碼，并進(jìn)行藥柜位置匹配，專(zhuān)屬藥柜門(mén)打開(kāi)，藥匣放入藥柜，掃描藥柜二維碼，如果位置正確，PDA提示匹配成功，藥柜顯示藥品信息；如果位置錯(cuò)誤，PDA進(jìn)行報(bào)警提示，藥柜提示錯(cuò)誤。工作人員可及時(shí)知曉風(fēng)險(xiǎn)位置，重新擺放藥品位置，確保藥匣信息與藥柜信息一一對(duì)應(yīng)，匹配信息在PDA端與顯示器端同時(shí)顯現(xiàn)，兩端操作人員可同時(shí)查驗(yàn)放置位置是否正確，實(shí)現(xiàn)單人操作雙人核對(duì)的效果。

1.3 檢測(cè)方法 選擇西林瓶和安瓿瓶?jī)深?lèi)藥瓶醫(yī)囑，每批次隨機(jī)選擇不同種藥品，人為隨機(jī)制造位置差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，最后查驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)是否報(bào)警且報(bào)警次數(shù)是否符合差錯(cuò)設(shè)置次數(shù)。藥品上機(jī)位置風(fēng)險(xiǎn)屏障共測(cè)試2000單配置任務(wù)，制造風(fēng)險(xiǎn)560次，報(bào)警率100%（見(jiàn)表1）。

2 自動(dòng)取藥風(fēng)險(xiǎn)屏障自動(dòng)報(bào)警處理機(jī)制

智慧靜脈藥物配液機(jī)器人在藥品配置過(guò)程中自動(dòng)抓取藥瓶進(jìn)入配置單元，此過(guò)程無(wú)需人工操作。如果藥瓶未抓取成功，則配液工作無(wú)法進(jìn)行；倘若未抓取正確藥瓶且機(jī)器人繼續(xù)流程作業(yè)，則會(huì)造成藥品配置混亂，耽誤臨床配液，這將會(huì)造成人力和物力的雙重?fù)p失。所以機(jī)械手抓取藥品成功與否，信息反饋是否及時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)處理是否及時(shí)直接關(guān)乎整個(gè)自動(dòng)化效率，由此可見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警在自動(dòng)化工作中尤為重要。

2.1 取藥流程 藥品抓取機(jī)械手抓取藥品，并送至預(yù)處理工位→安瓿瓶割瓶（西林瓶消毒）→安瓿瓶敲瓶→移栽機(jī)械手抓取藥品，并送至配置工位→藥品配置。

2.2 實(shí)現(xiàn)方式 智慧靜脈藥物配液機(jī)器人機(jī)械手具有AI識(shí)別功能和風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警處理系統(tǒng)。如果未抓取藥品，機(jī)械手自動(dòng)暫停作業(yè)并報(bào)警，工作人員可及時(shí)知曉并進(jìn)行人工核查；排除故障后對(duì)機(jī)械手復(fù)位，繼續(xù)作業(yè)。機(jī)器人在藥瓶抓取環(huán)節(jié)既實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化配置，又具有靈活性和實(shí)效性功能，解決了配液風(fēng)險(xiǎn)的后顧之憂(yōu)，其在臨床具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

2.3 檢測(cè)方法 機(jī)械手抓取藥品進(jìn)入預(yù)處理工位，移栽機(jī)械手將預(yù)處理完畢的藥品移動(dòng)至配置工位，藥品抓取機(jī)械手與移載機(jī)械手先后對(duì)藥瓶進(jìn)行移動(dòng)處理。因藥品抓取機(jī)械手與移載機(jī)械手先后連續(xù)作業(yè)，存在連貫性，所以?xún)煞N風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。每批次采用西林瓶和安瓿瓶醫(yī)囑，人為隨機(jī)制造藥品抓取和移栽差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)藥品抓取機(jī)械手與移栽機(jī)械手能否成功抓取藥品進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)報(bào)警，并檢測(cè)報(bào)警次數(shù)是否符合差錯(cuò)設(shè)置次數(shù)。檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)屏障共運(yùn)行2400瓶藥品，隨機(jī)制造風(fēng)險(xiǎn)1220次，藥品抓取機(jī)械手風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警率95%～100%；藥品移栽機(jī)械手風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警率90%～100%，且保持穩(wěn)定（見(jiàn)表2）。

3 液袋、移液器傳送與貼簽風(fēng)險(xiǎn)屏障自動(dòng)報(bào)警處理機(jī)制

藥品配置關(guān)乎醫(yī)療安全，關(guān)乎患者生命。智慧靜脈藥物配液機(jī)器人可代替人工作業(yè)，在實(shí)現(xiàn)藥品配置自動(dòng)化、高效能的同時(shí)，也設(shè)置了風(fēng)險(xiǎn)屏障檢測(cè)和自動(dòng)報(bào)警功能，是保證精準(zhǔn)配置藥品的關(guān)鍵所在。

3.1 液袋傳送與貼簽流程 根據(jù)醫(yī)囑信息掃描液袋條形碼→放入軌道（移液器自動(dòng)進(jìn)入軌道）→進(jìn)入配液工位→自動(dòng)貼簽→完成藥品配置。

3.2 實(shí)現(xiàn)方式 ①根據(jù)醫(yī)囑信息掃描識(shí)別液袋條形碼，如果液袋放置錯(cuò)誤，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，以顏色（紅色）和文字顯示“掃描錯(cuò)誤”等兩種方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警。②移液器自專(zhuān)用軌道進(jìn)入配液工位，在進(jìn)入工位后進(jìn)行自動(dòng)感應(yīng)。如果系統(tǒng)未感應(yīng)到移液器，設(shè)備將自動(dòng)報(bào)警，并停止運(yùn)行。③瓶簽自動(dòng)貼至液袋，系統(tǒng)自動(dòng)掃描瓶貼二維碼信息，核驗(yàn)當(dāng)前配置藥品醫(yī)囑信息，并檢測(cè)貼簽是否成功。如未成功，系統(tǒng)將自動(dòng)停止作業(yè)，進(jìn)行報(bào)警。

3.3 檢測(cè)方法 液袋成功進(jìn)入設(shè)定工位后，系統(tǒng)將自動(dòng)貼簽。因進(jìn)液袋與貼簽環(huán)節(jié)將依次進(jìn)行，存在連貫性，所以?xún)煞N風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。以成功進(jìn)倉(cāng)液袋為對(duì)象進(jìn)行醫(yī)囑貼簽風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警檢測(cè)，人為隨機(jī)制造差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，并檢測(cè)液袋工位和貼簽工位是否報(bào)警以及報(bào)警次數(shù)與風(fēng)險(xiǎn)設(shè)置次數(shù)是否一致。液袋風(fēng)險(xiǎn)共運(yùn)行1400單，設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)580次，報(bào)警率從90%提升到100%，且保持穩(wěn)定。同時(shí)，醫(yī)囑標(biāo)簽風(fēng)險(xiǎn)測(cè)試運(yùn)行1400單，設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)580次，報(bào)警率100%，且保持穩(wěn)定（見(jiàn)表3）。

此外，本團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了移液器傳送風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警檢測(cè)。每次選醫(yī)囑10單，并放置9個(gè)移液器自專(zhuān)用軌道進(jìn)入配液工位，共檢測(cè)200次，結(jié)果顯示200次檢測(cè)報(bào)警功能運(yùn)行良好。

4 敲瓶風(fēng)險(xiǎn)屏障自動(dòng)報(bào)警處理機(jī)制

安瓿瓶是藥品包裝常用材質(zhì)，且質(zhì)量、規(guī)格無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在敲瓶環(huán)節(jié)對(duì)力度的要求較高，既不可“敲碎”，又不可“敲不掉”，且敲瓶過(guò)程中應(yīng)盡可能減少玻璃碎屑。智慧靜脈藥物配液機(jī)器人在處理敲瓶差錯(cuò)時(shí)設(shè)置了自檢功能，一旦出現(xiàn)敲瓶風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)將會(huì)立即報(bào)警停機(jī)，并提示人工處理風(fēng)險(xiǎn)事件，以確保配置正確，提高配置效率。

4.1 敲瓶流程 藥品進(jìn)入預(yù)處理工位→安瓿瓶割瓶→敲瓶→藥品配置。

4.2 實(shí)現(xiàn)方式 智慧靜脈藥物配液機(jī)器人對(duì)安瓿瓶進(jìn)行自動(dòng)敲瓶處理，其參考了人工敲瓶的概念“先割后敲”，并針對(duì)不同藥品設(shè)置了不同敲瓶參數(shù)，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)“敲碎”和“敲不掉”兩種不良情況。若出現(xiàn)“敲碎”情況，移栽藥瓶機(jī)械手傳感器將檢測(cè)不到藥瓶，機(jī)器人系統(tǒng)將報(bào)警并暫停配液。若出現(xiàn)“敲不掉”情況，系統(tǒng)將進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并停止作業(yè)。

4.3 檢測(cè)方法 選擇安瓿瓶藥品醫(yī)囑，人為隨機(jī)制造“敲碎”和“敲不掉”兩種差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，分別設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)次數(shù)各20次，檢測(cè)敲瓶工位是否報(bào)警，以及報(bào)警次數(shù)與設(shè)置差錯(cuò)次數(shù)是否一致。安瓿瓶敲瓶風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)共運(yùn)行1400單，總計(jì)敲碎140次，報(bào)警138次；敲不掉140次，報(bào)警140次。敲碎報(bào)警率從90%提升到100%；敲不掉報(bào)警率100%，且保持穩(wěn)定（見(jiàn)表4）。

5 討論

傳統(tǒng)的人工靜脈藥物集中配置中心雖然存在一定缺陷，卻具有不可替代的人工靈活性，可隨時(shí)處理藥物配置中的風(fēng)險(xiǎn)事件。風(fēng)險(xiǎn)處理在靜脈藥物配置自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行中尤為關(guān)鍵，小則影響藥品配置效率，大則影響藥品配置醫(yī)療安全，高效、安全、準(zhǔn)確是靜配工作的核心，三者缺一不可。

智慧靜脈藥物配液機(jī)器人突破了單體式半自動(dòng)化配液的技術(shù)瓶頸，在實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化作業(yè)的同時(shí)兼顧了風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警功能。風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警功能有助于工作人員隨時(shí)掌握藥品配置中的異常情況，及時(shí)解決風(fēng)險(xiǎn)事件，保證醫(yī)囑配置無(wú)誤，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)配置，規(guī)避自動(dòng)化設(shè)備盲配、錯(cuò)配等風(fēng)險(xiǎn)，避免設(shè)備與實(shí)際工作流程脫節(jié)[18]。此外，人工配藥過(guò)程中每單醫(yī)囑獨(dú)立配置，多個(gè)醫(yī)囑之間無(wú)關(guān)聯(lián)，而在智能自動(dòng)化藥物配置過(guò)程中各醫(yī)囑之間、配置步驟之間存在連貫性，屬于“一步錯(cuò)，步步錯(cuò)”模式。智慧靜脈藥物配液機(jī)器人風(fēng)險(xiǎn)自檢預(yù)警機(jī)制把差錯(cuò)控制在初始步驟，以確保后續(xù)工作順利、精準(zhǔn)進(jìn)行。本研究借助醫(yī)工融合技術(shù)，持續(xù)優(yōu)化智慧靜脈藥物配液機(jī)器人全自動(dòng)化智能配液設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)屏障機(jī)制及其他智能技術(shù)，以提高機(jī)器人在醫(yī)療場(chǎng)景應(yīng)用的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)人機(jī)共融[19]，助力國(guó)內(nèi)高端醫(yī)療設(shè)備建設(shè)。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：葛立萌、桑鵬飛負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)論文框架，起草論文；葛立萌、祁建平、張志康、桑鵬飛均參與該項(xiàng)目具體操作及研究過(guò)程的實(shí)施；葛立萌負(fù)責(zé)論文修改；祁建平、張志康負(fù)責(zé)擬定寫(xiě)作思路，指導(dǎo)撰寫(xiě)文章并最后定稿。

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編輯：魏小艷