基于物聯網和人工智能技術的智慧化門診藥房構建

周志偉，趙雯雯，郁文劉

蘇州大學附屬第一醫院 藥學部，江蘇 蘇州 215000

引言

門診藥房是患者與藥師接觸的第一窗口，不僅承擔藥品的調配與發放工作，同時也是為患者提供藥學服務最直接的途徑[1-2]。據相關研究報道，傳統的藥房管理制度過于松散，患者人流量大，藥劑調劑人員工作壓力大，導致藥劑調劑人員服務質量差，且易出現調劑錯誤[3-5]。藥品作為一種特殊商品，其調配、發放的正確與否關系到患者的治療效果甚至生命安全，進而關系到醫院的整體形象和醫患關系的和諧程度[6-7]。智慧藥學是順應新時期醫院藥學高質量發展和加快互聯網醫療開展的需求，充分利用大數據、云計算、人工智能、物聯網和區塊鏈等新興技術，圍繞藥品供應保障、臨床藥學服務和藥事管理等醫院藥學核心工作，構建全流程、信息化、智能化解決方案，是提升醫院藥學工作的效率與質量的重要途徑[8]。因此，如何應用智慧藥學的理念建設智慧化門診藥房是門診藥房重要的發展方向，本研究基于物聯網、人工智能技術探討構建智慧化門診藥房，并驗證其應用效果。

1 智慧化門診藥房模式構建

1.1 架構設計

針對門診藥房工作量大、藥品效期管理混亂、發藥差錯難以避免等工作難點，以現有的智能化設備為基礎，從藥品物流傳送和藥品信息管理兩個方面入手，構建智慧化門診藥房。我院門診藥房使用的設備有智能緩存二級庫（IRON-ICW）1 臺、快速發藥機（IRON-1200）2 臺、高速發藥機（IRON-G92）2 臺、藥品智能調配機4 臺、智能發筐機2 臺、藥品智能核對機10 臺以及藥品傳送軌道等，通過軟件設計在各設備間搭建藥品信息管理平臺，構建智慧化門診藥房。

智慧化門診藥房利用物流傳輸軌道、智能緩存二級庫、自動發藥機搭建“一級庫-二級庫-發藥窗口”的藥品全流程自動化傳送系統，用機器替代人力，減輕門診藥房工作量；通過在各智能化設備之間搭建藥品信息平臺實現藥品信息全流程閉環化、可溯源管理。藥品物流傳送系統和藥品信息管理平臺相輔相成，共同構成智慧化門診藥房管理模式，藥品請領、入庫、盤點等工作主要由機器完成，節約人力成本；藥品信息完全由藥庫推送，藥品信息在門診藥房流轉的全流程實現閉環化、可溯源的管理。其層級架構及工作模式如圖1～2所示。

圖1 智慧化門診藥房層級構架圖

圖2 智慧化門診藥房工作模式

（1）在一級庫與智能緩存二級庫之間搭建物流傳送軌道，并在智能緩存二級庫入口放置藥品信息掃描設備，智能緩存二級庫可以自動接收藥庫發放的藥品信息（藥名、劑型、規格、數量、批號、效期），實現自動出入庫和藥品數據管理。

（2）在快速發藥機上設計智能補藥軟件、上藥軟件、出藥軟件，分別負責快速發藥機的缺藥信息統計、藥品上藥和出藥工作。智能補藥軟件將快速發藥機缺藥信息自動發送至智能緩存二級庫，智能緩存二級庫按照“近效先出為主、先進先出為輔”的原則將所缺藥品送出的同時將藥品信息推送至快速發藥機；上藥軟件通過掃描槍識別藥品信息并將藥品加到所在的槽位中，經審方系統審核合格的患者藥品信息通過自助取號機分配至對應窗口后，由快速發藥機的出藥軟件將藥品發放并傳送至發藥窗口。

（3）在發藥窗口設計智慧化藥品發放軟件和藥品智能核對軟件，智慧化藥品發放軟件負責患者的叫號、處方信息確認以及用藥交代等工作，藥品智能核對軟件負責藥品發放前的再次核對，確保藥品發放正確。

（4）通過構建智慧藥房可視化系統直觀地顯示當前處方量、處方發放速度、患者排隊情況等信息；給藥師配備手持個人終端，負責麻精藥品每日結算、貴重藥品每日清點等日常工作；在工作站構建智慧化藥房管理軟件，負責藥品請領、效期管理、藥品盤點等工作。

1.2 功能及應用流程

1.2.1 藥品一鍵請領

門診藥房原領藥流程是由二級庫管對照藥品賬頁逐個手工領藥，不僅耗時長，而且由于藥品種類、賬頁繁多，易導致多規藥品、新進藥品漏領、錯領。除此之外，因藥品用量波動較大，手動領藥模式依賴二級庫管的個人經驗且易造成藥品庫存不足或積壓。

藥品一鍵請領模式下，系統根據藥品最近兩個領藥周期的藥品出庫量計算下一周期藥品的需求量，再對比現有庫存，計算出所需請領的藥品種類與數量，自動生成藥品請領單并發送至一級庫。請領藥品的種類、請領周期可點擊“打開配置”按鈕進行選擇；若藥品有特殊情況需要修改請領數量，可在最后的請領數量處進行修改。藥品一鍵請領操作界面如圖3所示。

圖3 門診藥房藥品一鍵請領界面

1.2.2 收藥自動入庫

原收藥流程采用原始搬運，藥品從藥庫用小車拉到門診后，二級庫管手動將藥品按庫分類放置在不同的小車上并記錄品種、數量，再將小車拉到各個庫房，最后將收藥記錄與藥庫出賬進行比對。藥品入庫后，還需庫管對藥品進行拆箱、上架、整理。該流程工作強度大、耗時長、工作環境混亂，易導致藥師疲憊、賬物不符等情況。

收藥自動入庫模式下，建立智能緩存二級庫，智能緩存二級庫中藥品無固定儲位，系統根據庫中剩余藥品庫存、藥品效期、藥品出藥頻率等歷史數據為藥品分配當前最佳儲位，最大化利用空間資源。藥庫發藥時將藥品按批號放在藥品箱中并將藥品信息與藥品箱上的識別碼進行綁定，通過運輸軌道送至智能緩存二級庫。緩存庫入口通過識別藥品箱上識別碼的信息，自動辨別藥品并實時分配當前最佳儲位，通過智能機械臂將藥箱運送到所分配位置。

1.2.3 藥品智能出庫

原管理模式下，當窗口缺藥時，由藥師打印缺藥單，進入各個庫房按單據拿藥。該模式下拿藥時需注意藥品效期，且容易造成藥品垛雜亂，需重新整理。

藥品智能出庫模式下，自動發藥機根據機器當前庫存與最大庫存計算藥品缺貨量，自動生成缺藥單并發送至智能緩存二級庫。智能緩存二級庫按“近效先出、先進先出”的原則將缺藥單中的藥品送至取藥口并顯示出藥數量。藥師按顯示的出藥數量取藥后點擊還庫，藥箱自動扣除取藥庫存并被智能機械手還至庫中重新生成的當前最佳儲位上。

1.2.4 自動出藥

原發藥模式下，藥師收到患者處方進行“四查十對”后，從貨架上拿取所需藥品，再進行藥品發放。該模式耗時長，且相似藥品、多規藥品、新進藥品易出錯，造成發藥差錯，容易引起糾紛甚至藥療事故。

門診藥房自動出藥系統采用快速發藥機、高速發藥機、智能調配機、麻精藥品柜協同工作的模式。快速發藥機提供近千個槽位，放置大部分盒裝藥品；高速發藥機共46 個槽位，放置用量較大的盒裝藥品；智能調配機放置智能藥品；麻精藥品柜放置麻醉藥和第一類精神藥品。患者通過自助報到機叫號系統[9]取號后，藥品信息傳至各個發藥機，在藥師進行信息確認后自動發放藥品并傳送至所需位置。

1.2.5 發藥智能核對

原發藥模式下，藥品差錯依靠藥師人工審核，但門診藥房工作繁重，藥師精力有限，在長時間工作的狀態下，差錯難以避免。

藥品智能核對系統采用高清圖像對比的手段，判斷藥品發放的正確與否。藥師發放藥品時，先將自動發藥機所出藥品擺放在核對區域，由核對機核驗藥品種類、數量。當藥品種類、數量均核對無誤時亮綠色燈光表示核對通過可進行發放，藥品發放智能核對界面如圖4所示。

圖4 藥品發放智能核對界面

1.2.6 智能藥品盤點

原有盤點模式需要藥師清點門診藥房內所有藥品的數量，并逐條輸入到系統中進行比對。

智慧盤點模式下，二級庫、自動發藥機和智能擺藥機可自動盤點機器內藥品，盤點時只需將藥品數量導入系統與醫院信息系統（Hospital Information System，HIS）里的庫存進行比對即可，省去逐盒清點藥品的步驟，大大減輕藥師工作負擔。盤點系統還導入了借藥數據和上次盤點數據，便于藥師在出現藥品盤點數量不符的情況時進行查看分析。點擊某個具體藥品時，可查看此藥品分布在各個機器內的數量，藥品盤點及槽位數量分布界面如圖5～6所示。

pocketsphinx和Sphinx-4的聲學模型使用CMU sphinxtrain（v1.0.8）工具包進行了訓練，sphinxtrain工具包提供了訓練特征文件的所有必要工具。配置參數都可以很容易地設置在配置文件中，因此不需要編寫對應的配置腳本[10]。但是在構建語音識別器的過程中，需要由相當的程度的專業知識，因為sphinxtrain的參考文檔支持度不夠。

圖5 藥品盤點列表界面

圖6 藥品槽位數量分布界面

2 效果評價

為了驗證智慧化門診藥房的效果，對智慧化門診藥房構建前后的藥師工作時間、高峰期平均發藥速度、發藥外差數量以及患者滿意度進行對比。選擇SPSS 16.0軟件進行數據統計分析，計量資料以±s的形式表示，行t檢驗；計數資料以n（%）的形式表示，行χ2檢驗，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

（1）藥師工作時間：統計原管理模式（2020年8月）和智慧化門診藥房管理模式（2021年8月）下6 位參與領藥、收藥、藥品整理、效期管理和藥品盤點工作的藥師各1 個月的工作耗時。

（2）高峰期平均發藥速度：統計原管理模式（2020年7—9月）和智慧化門診藥房管理模式（2022年7—9月）發藥高峰期（每日上午10～11 點）時門診藥房每小時配發的處方數量及每張處方的平均配發時間。

（3）發藥外差數量：統計原管理模式（2020年7—12月）和智慧化門診藥房管理模式（2021年9月至2022年2月）門診藥房發生的外差數量。

（4）患者滿意度：以問卷調查的方式抽查原管理模式（2019年10—12月）和智慧化門診藥房管理模式（2022年1—3月）期間各90 例患者的綜合滿意度（包括便民服務、藥物咨詢、候藥時間、藥品質量、調配質量和服務態度），每例患者對每項內容表示十分滿意或滿意記為滿意，表示一般、不滿意或十分不滿意記為不滿意。

3 應用效果

3.1 藥師工作時間

表1 智慧化門診藥房管理模式構建前后各流程耗時對比（h·人/月）

3.1.1 領藥流程

原有領藥流程每周需領藥2 次，1 位熟練庫管每次需花費2～3 h。此外，由于漏領、錯領、藥品用量波動等原因需要進行不定時補藥，增加了門診和藥庫的工作負擔。改用一鍵請領后，每次領藥花費不足5 min，且不會發生漏領、錯領現象，領藥量隨著藥品用量波動實時變化，降低藥品庫存不足和藥品滯銷積壓的概率。

3.1.2 收藥流程

原有收藥流程每周收藥2 次，每次需2～3 位藥師工作2～3 h 左右，體力消耗極大。建立智能緩存二級庫后，只需1 位藥師在藥庫發藥時核對藥庫發藥數量、種類是否正確，每次只需1 h 左右，花費時間大大縮短，且避免了繁重的體力勞動。

3.1.3 藥品整理

原管理模式中，藥品儲存在常規庫房，需要庫管拆箱并將藥品上架，每周約花費2 位藥師各5 h 的時間。藥品儲存在智能緩存二級庫中，按批號放置，無須庫管拆箱整理，采用虛擬庫存，按需分配，最大化利用空間，避免庫管機械、重復勞動。

3.1.4 效期管理

原管理模式中，查看門診藥房全部藥品需門診藥房20 位藥師持續工作3 h 左右。采用智慧化門診藥房管理模式后，智能緩存二級庫和加藥機中的藥品全部通過藥品批號識別來確定效期，效期檢查一目了然，無須逐盒查看記錄。藥品從入庫開始至發放到患者為止，實現了藥品批號全流程的閉環管理。與原管理模式相比，大大減少了藥師工作量，且避免了長時間工作下造成的人為誤差。

3.1.5 藥品盤點

原管理模式中，需要藥師清點門診藥房內所有藥品，并逐條輸入系統進行比對。盤點每月進行1 次，每次需15 位藥師花費5 h 左右。藥品流通智慧化管理新模式下，智能緩存二級庫和加藥機可自動盤點機器內藥品，盤點時只需將藥品數量導入到系統內與HIS 里的庫存進行比對即可，每次只需要2 h 左右，大大減輕藥師工作負擔。

3.2 高峰期平均發藥速度

經不完全統計，智慧化門診藥房建立后，自動發藥系統每分鐘出藥盒數可達49 盒，門診藥房每個窗口每小時發放的處方量由（101.35±0.68）張提高至（134.07±1.30）張，每張處方的平均配發時間由（36.53±0.68）s 降至（27.09±0.28）s，且差異具有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 智慧化門診藥房管理模式構建前后每小時發藥處方數及處方平均配發時間對比（±s）

表2 智慧化門診藥房管理模式構建前后每小時發藥處方數及處方平均配發時間對比（±s）

處方平均配發時間/s原管理模式101.35±0.6836.53±0.68智慧化門診藥房管理模式134.07±1.3027.09±0.28 t值-15.36612.90 P值＜0.001＜0.001組別每小時處方量/（張/窗）

3.3 發藥外差數量

在原管理模式下，我院門診藥房半年內共發生外差3 次；在智慧化門診藥房管理模式下，增加了藥品智能核對系統，由機器核對藥品品種、規格、數量，我院門診藥房半年內外差數量為0，杜絕了發藥差錯的發生，保障了患者的用藥安全，也避免了一些潛在的醫患糾紛。

3.4 患者滿意度

智慧化門診藥房建立后，門診藥房患者對藥物咨詢、藥品質量、調配質量的滿意度無明顯差別；對便民服務的滿意度由90.0%提升至100.0%、對候藥時間的滿意度由70.0%提升至95.6%、對服務態度的滿意度由93.3%提升至100.0%，且差異均有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 智慧化門診藥房管理模式構建前后患者滿意度對比結果[n=90，n（%）]

4 討論

本研究應用物聯網、人工智能技術構建了智慧化門診藥房管理模式，通過設計藥品一鍵請領程序，保證門診藥房藥品庫存充足的同時降低周轉率；建立智能緩存二級庫，實現藥品自動入庫和在門診藥房流通全流程的批號追蹤；建立自動發藥系統和智能核對系統，確保發藥快速、準確。該管理模式將門診藥房的藥師從機械、重復的工作中解放出來，讓藥師有更多的時間和精力投入到藥學服務、科學研究等更有意義的工作中。

隨著醫療系統的改革，人民對于醫療服務水平需求的不斷提高，要求藥師的工作重心從“以藥品為中心”轉移到“以患者為中心”[10-11]。然而門診藥房工作量大，藥師在保證發藥速度、發藥質量的同時很難有額外的精力和時間為患者提供優質的藥學服務[12]。近年來，隨著醫院藥學的高速發展以及自動化藥房的建設，諸如緩存二級庫[13-14]、自動發藥機[15-17]等自動化設備已在門診藥房得到廣泛的應用；智慧化、精細化管理手段也逐步應用到門診藥房的管理中[18-20]。與以往的研究相比，本研究的創新之處在于不僅針對某一設備或流程進行優化，而是通過建立藥品物流傳送體系和藥物信息平臺，實現藥品在“一級庫-門診藥房-患者”的全流通過程閉環化管理，提高了門診藥房的工作效率與質量。

在藥學事業快速發展的背景下，越來越多的智能化設備被應用在藥房的建設中，本研究為如何有效地利用智能化設備建設智慧化門診藥房做出了有益的嘗試，給其他正在建設中的藥房以啟發和參考，希望未來的藥房能夠在智能化設備的幫助下更好地服務于藥師與患者。本研究的不足之處在于需要應用到智能緩存二級庫、自動發藥機等多種設備，其應用可能會受到較大的限制；同時，該模式的運行與維護需要藥師與軟、硬件工程師的共同配合。

5 結論

本研究應用物聯網、人工智能技術構建了智慧化門診藥房管理模式，搭建藥品物流傳送系統和藥物信息平臺，從藥品請領、藥品入庫、藥品養護、效期管理、藥品發放、藥品盤點等多個角度優化了門診藥房的工作流程，實現藥品全流程自動化傳送和藥品信息全流程閉環化、可溯源管理。對藥師而言，該模式將藥師從大量機械的、重復的工作中解放出來，減輕了藥師的工作負擔，提高了門診藥房的工作效率和藥學服務水平；對患者而言，縮短了候藥時間，提升了患者滿意度。