基于云平臺(tái)的無(wú)人醫(yī)藥配送系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

秦 芹,靳曉劍,敬良原,王麗華

(保定學(xué)院,河北 保定 071000)

0 引言

近幾年,服務(wù)型機(jī)器人發(fā)展迅速,逐漸走進(jìn)人們的生活,為其在各行業(yè)中的應(yīng)用提供了較好的技術(shù)支持。其中,智能送藥機(jī)器人作為一種新型的醫(yī)療健康服務(wù)模式,正逐漸受到人們的關(guān)注和青睞。醫(yī)務(wù)人員與病人近距離的長(zhǎng)時(shí)間接觸,會(huì)大大增加醫(yī)患雙向感染幾率,特別是面對(duì)傳染病病人,一旦防護(hù)不當(dāng),會(huì)造成群體感染事件,來(lái)勢(shì)洶洶的病毒對(duì)人們的生命健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅,極大地影響國(guó)家安全穩(wěn)定和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí),醫(yī)院也存在患者多醫(yī)護(hù)人員少的情況,醫(yī)護(hù)工作者往往連軸排班,休息時(shí)間無(wú)法得到充分保障,將會(huì)影響到醫(yī)護(hù)人員的身心健康和工作效率,甚至整個(gè)醫(yī)院的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。醫(yī)用機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用,短期來(lái)看,有利于提升傳染病防控力度與患者救治效率,長(zhǎng)期來(lái)看,將進(jìn)一步推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,加速醫(yī)學(xué)領(lǐng)域向自動(dòng)化和智能化發(fā)展。傳統(tǒng)的醫(yī)藥配送方式每一個(gè)步驟都需要人工參與,占用大量的人力資源,醫(yī)院工作效率也隨之下降。因此,有必要設(shè)計(jì)一款成本低、操控簡(jiǎn)單、方便持久、智能準(zhǔn)確和無(wú)接觸的無(wú)人醫(yī)藥系統(tǒng)來(lái)提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量。本項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生,實(shí)現(xiàn)了云端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸、自動(dòng)送藥等功能,以此最大程度地縮短藥物配送時(shí)間,24 h智能送藥,緩解夜間緊急送藥需求,還有效地降低了因人工配送產(chǎn)生交叉感染的風(fēng)險(xiǎn),最大限度保護(hù)醫(yī)患的健康和安全。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

醫(yī)務(wù)人員控制系統(tǒng),通過(guò)微信小程序?qū)⑴渌退幤窋?shù)據(jù)傳到云平臺(tái),通過(guò)云平臺(tái)將藥品數(shù)據(jù)傳到藥房,藥師只需將藥品放入機(jī)器人定點(diǎn)出藥口,機(jī)器人收到藥物后會(huì)進(jìn)行重量檢查、藥物包裝文字識(shí)別檢查。確保準(zhǔn)確拿到藥后,主控芯片驅(qū)動(dòng)機(jī)器人開(kāi)始行動(dòng),并顯示行動(dòng)路徑、目的病房、藥品信息及確認(rèn)信息至顯示屏。機(jī)器人送達(dá)后將數(shù)據(jù)傳給云平臺(tái),病房醫(yī)師確認(rèn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)向后臺(tái)的信息反饋。微信小程序設(shè)計(jì)主要提供數(shù)據(jù)上線、多端確認(rèn)、反饋接收。云端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)傳輸主要實(shí)現(xiàn)醫(yī)生、藥房、機(jī)器人數(shù)據(jù)的信息交互,對(duì)醫(yī)生及藥師提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,處理后傳給機(jī)器人并接收機(jī)器人的反饋信息。總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

(1)微信小程序顯示各種藥品,實(shí)現(xiàn)藥品分類(lèi)。

(2)醫(yī)生通過(guò)小程序?qū)崿F(xiàn)線上藥品搜索、藥品選擇。

(3)云平臺(tái)接收藥物數(shù)據(jù),處理后將藥品信息發(fā)送給藥房及機(jī)器人。

(4)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)指令發(fā)送來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

(5)系統(tǒng)連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù),所有藥品信息以及數(shù)據(jù)均保留在MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.3 系統(tǒng)創(chuàng)新性

(1)本項(xiàng)設(shè)計(jì)利用軟件和硬件相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了人工智能代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工方式送藥到病房的目標(biāo),能有效減少醫(yī)護(hù)人員與患者的交叉感染,給傳染病房的治療與護(hù)理提供了更具可行性的解決方案。相對(duì)于傳統(tǒng)人工方式而言,本項(xiàng)目設(shè)計(jì)不僅能節(jié)省部分人工費(fèi),還能為醫(yī)護(hù)人員與患者提供良好的安全保障,能提前做好防范措施,減少不必要的財(cái)產(chǎn)損失。

(2)本項(xiàng)目具有保留用藥數(shù)據(jù)的功能,患者使用藥品產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會(huì)在云平臺(tái)上顯示并統(tǒng)計(jì),患者姓名、使用時(shí)間、藥品名稱(chēng)等信息會(huì)留存數(shù)據(jù),使日后用藥溯源更科學(xué)化、數(shù)字化、智能化。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 云平臺(tái)設(shè)計(jì)

云平臺(tái)具有多種功能,包括用戶管理、數(shù)據(jù)采集與分析、查詢統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)監(jiān)控等[2]。本項(xiàng)目在實(shí)現(xiàn)醫(yī)生線上開(kāi)藥的功能上,使用了微信小程序開(kāi)發(fā)。醫(yī)生通過(guò)職工賬號(hào)登錄微信小程序。然后將藥物數(shù)據(jù)傳送至云平臺(tái),云平臺(tái)接收數(shù)據(jù)并處理后傳給藥房及機(jī)器人,機(jī)器人收到指令后開(kāi)始工作,運(yùn)輸至目標(biāo)位置后將醫(yī)生反饋的信息傳給云平臺(tái)。云平臺(tái)接收醫(yī)療微信小程序傳來(lái)的藥品數(shù)據(jù),后臺(tái)根據(jù)傳來(lái)的數(shù)據(jù)自主統(tǒng)計(jì)處理,待醫(yī)療人員通過(guò)串口屏確認(rèn)藥物信息及其指令,將病房信息及患者序列號(hào)再次與云端數(shù)據(jù)確認(rèn),實(shí)現(xiàn)雙重認(rèn)證確認(rèn),無(wú)程序錯(cuò)誤后,機(jī)器人將按指令攜帶藥物運(yùn)輸?shù)较到y(tǒng)指定的病房,并將醫(yī)療人員的操作數(shù)據(jù)傳送給云平臺(tái)進(jìn)行儲(chǔ)備并處理。通過(guò)云計(jì)算平臺(tái),醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)藥品信息的共享和管理,方便對(duì)藥品的查詢、追蹤和管理。

2.2 醫(yī)療微信小程序

微信小程序主要采用JavaScript、HTML語(yǔ)言,利用微信平臺(tái)開(kāi)發(fā)小程序無(wú)須考慮軟件兼容性,可以正常運(yùn)行于IOS、安卓、Windows等平臺(tái),提供接近于原生App的基礎(chǔ)組件、前端功能與流暢運(yùn)行體驗(yàn),無(wú)須安裝,即開(kāi)即用,關(guān)閉后無(wú)任何系統(tǒng)殘余,有效節(jié)約系統(tǒng)存儲(chǔ)空間[3]。醫(yī)療微信小程序可以查詢數(shù)據(jù)庫(kù)顯示藥品項(xiàng)目目錄,主治醫(yī)師根據(jù)患者病情需要選擇所需的藥品,選擇完成后會(huì)提示填寫(xiě)病人信息和病房號(hào)等信息。微信小程序請(qǐng)求云平臺(tái)并將藥品數(shù)據(jù)傳送到云平臺(tái)處理中心,實(shí)現(xiàn)藥品選擇。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要遵循相關(guān)性規(guī)則,一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)需要滿足一些嚴(yán)格的約束和要求。盡量分離各實(shí)體對(duì)應(yīng)的表,一個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)一個(gè)表,明確該實(shí)體的屬性,設(shè)置對(duì)應(yīng)字段以及各實(shí)體之間的聯(lián)系。實(shí)體、屬性與聯(lián)系是概念設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的3個(gè)元素。數(shù)據(jù)庫(kù)功能需要包含以下數(shù)據(jù)項(xiàng):醫(yī)生姓名、病人姓名、藥品總表、下單藥品、下單藥品數(shù)量、病房地址等,可以對(duì)系統(tǒng)相關(guān)信息進(jìn)行保存并進(jìn)行各種便捷的數(shù)據(jù)處理[4]。記錄表數(shù)據(jù)庫(kù)可以記錄醫(yī)生、患者、藥品和需要配送的地址。藥物總表數(shù)據(jù)庫(kù)包含目前藥房所有的藥品信息以及藥物剩余量。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析,醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以更好地了解藥品使用情況、庫(kù)存管理存在的問(wèn)題和優(yōu)化方向,還可以對(duì)機(jī)器人不斷進(jìn)行性能優(yōu)化,提升服務(wù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系

3 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

醫(yī)務(wù)人員控制系統(tǒng),通過(guò)微信小程序?qū)⑴渌退幤窋?shù)據(jù)傳到云平臺(tái),通過(guò)云平臺(tái)將藥品數(shù)據(jù)傳到藥房,藥師只需將藥品放入機(jī)器人定點(diǎn)出藥口,機(jī)器人收到藥物后會(huì)進(jìn)行重量檢查、藥物包裝文字識(shí)別檢查。確保準(zhǔn)確拿到藥后,主控芯片驅(qū)動(dòng)機(jī)器人開(kāi)始行動(dòng),并顯示行動(dòng)路徑、目的病房、藥品信息及確認(rèn)信息至顯示屏。機(jī)器人送達(dá)后將數(shù)據(jù)傳給云平臺(tái),病房醫(yī)師確認(rèn)機(jī)器人完成任務(wù)后,向后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)。

4 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)在河北省保定地區(qū)多家大中型醫(yī)院、藥房等場(chǎng)所實(shí)地測(cè)試,相比現(xiàn)有無(wú)人送藥軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng),該系統(tǒng)功能更全面,數(shù)據(jù)更安全有效。智能送藥機(jī)器人作為醫(yī)療健康領(lǐng)域的新興技術(shù),具有巨大的潛力和市場(chǎng)前景。通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展,智能送藥機(jī)器人將為醫(yī)療行業(yè)帶來(lái)更多的便利和效益,為人們的生活提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。隨著“e-F@actory”“中國(guó)制造2025”等工業(yè)革新概念的提出,工業(yè)作為國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè),面臨著重大契機(jī),融合信息技術(shù)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)全面升級(jí)迫在眉睫,也關(guān)系著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈[5]。智能物聯(lián)網(wǎng)將以前所未有的速度改變?nèi)藗兊纳?人機(jī)交互將會(huì)成為熱潮,本產(chǎn)品也將不斷改進(jìn),開(kāi)發(fā)新技術(shù),滿足市場(chǎng)空缺。智能送藥機(jī)器人的每一項(xiàng)功能都體現(xiàn)了科技對(duì)醫(yī)療服務(wù)的深度賦能。未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的拓展,智能送藥機(jī)器人將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,服務(wù)范圍將不斷擴(kuò)大,除了傳統(tǒng)的醫(yī)院、診所等醫(yī)療場(chǎng)所,未來(lái)還可能應(yīng)用于藥店、社區(qū)、家庭等場(chǎng)景,為更多用戶提供便捷的藥品配送服務(wù),為人們的生活帶來(lái)更多便利和福祉。