耿洲，鄧劍彪，魏淑波，管海燕，藺維維，馬宏兵，潘杰

(1.蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院藥劑科，蘇州 215000；2.蘇州厚宏智能科技有限公司，蘇州 215000)

靜脈用藥集中調(diào)配中心(pharmacy intravenous admixture service，PIVAS)在提高醫(yī)院靜脈輸液調(diào)配質(zhì)量、保障患者安全合理用藥和加強(qiáng)醫(yī)護(hù)人員職業(yè)防護(hù)等方面發(fā)揮了重要作用[1]。截止2016年中期，全國已有約1200家醫(yī)療機(jī)構(gòu)建立了PIVAS[2-3]。PIVAS在提升藥事管理水平及促進(jìn)藥學(xué)服務(wù)轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮了積極作用，但由于PIVAS軟硬件建設(shè)無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[4]，各醫(yī)療機(jī)構(gòu)PIVAS建設(shè)水平參差不齊，流程優(yōu)化尚處于不斷探索和實踐中[5-9]。如何通過信息化手段改善流程、降低差錯、提高效率并實現(xiàn)用藥信息全流程追溯成為亟待解決的問題。

為加速推進(jìn)PIVAS智能一體化設(shè)備的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院藥劑科與藥房智能設(shè)備制造商在PIVAS智能化設(shè)備研發(fā)及軟件設(shè)計等方面開展合作，結(jié)合PIVAS輸液出入庫、貼標(biāo)簽、發(fā)筐、針劑擺藥及分揀等工作流程，利用醫(yī)院信息系統(tǒng)(hospital information system，HIS)基礎(chǔ)架構(gòu)及現(xiàn)有PIVAS工作站軟件，基于物聯(lián)網(wǎng)思維開發(fā)了PIVAS智能一體化設(shè)備，實現(xiàn)了輸液出入庫、貼標(biāo)簽、發(fā)筐、針劑擺藥及分揀等功能的智能化，極大提高了工作效率，降低了人力成本，減少了差錯發(fā)生，現(xiàn)將該設(shè)備設(shè)計思路及在我院的應(yīng)用情況報道如下。

1 設(shè)計背景

1.1PIVAS傳統(tǒng)工作流程 《靜脈用藥集中調(diào)配質(zhì)量管理規(guī)范》(2010版)對PIVAS工作流程的描述如下：醫(yī)師開具靜脈輸液治療處方→藥師審核→打印標(biāo)簽→貼簽擺藥→核對→調(diào)配→成品輸液核對→分病區(qū)放置→物流轉(zhuǎn)運至病區(qū)→護(hù)士簽收。PIVAS工作流程環(huán)環(huán)相扣，自動化程度低，數(shù)據(jù)追溯困難，投入大量人力，但差錯發(fā)生率居高不下，增加了患者用藥安全風(fēng)險[10]。上述PIVAS運營過程中普遍存在的問題，極大地限制了PIVAS的發(fā)展。

1.2現(xiàn)階段智能化設(shè)備介入工作模式的局限性 近年來，PIVAS智能化水平在藥學(xué)部門的推動下得到快速發(fā)展，諸如自動貼簽機(jī)、藥品存取柜等設(shè)備的應(yīng)用給PIVAS工作帶來了一定程度便利。但目前的設(shè)備很難實現(xiàn)提升工作效率、降低人力成本、預(yù)防差錯及管理全流程藥品批號與效期等目標(biāo)。因此，筆者通過研發(fā)創(chuàng)新智能輸液立體庫、智能貼簽及針劑擺藥等系統(tǒng)來串聯(lián)PIVAS工作流程，以期達(dá)到既節(jié)約人力、提高效率及預(yù)防差錯，又對患者用藥信息進(jìn)行全流程管理與追溯的目的，更好地保障患者用藥安全。

2 PIVAS智能一體化設(shè)備的軟硬件設(shè)計及基本功能介紹

2.1軟件設(shè)計 PIVAS智能一體化設(shè)備的軟件設(shè)計是將傳統(tǒng)PIVAS輸液出入庫、打印標(biāo)簽、貼標(biāo)簽、發(fā)筐、針劑擺藥及分揀等人工操作替換為智能設(shè)備執(zhí)行模式。該系統(tǒng)利用二維碼識別、高精度定位傳感器、電荷耦合器件(charge coupled device，CCD)圖像識別、智能機(jī)械手、智能立體庫等技術(shù)實現(xiàn)全流程自動控制。軟件系統(tǒng)包括輸液出入庫軟件、貼簽發(fā)筐軟件、針劑擺藥軟件、分揀軟件等，通過與PIVAS工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將醫(yī)囑信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后發(fā)送給相應(yīng)設(shè)備控制模塊執(zhí)行。通過可編程序的邏輯控制器語言(programmable logic controller，PLC)及Web Service模式對接信息端口，藥師登錄系統(tǒng)后獲取當(dāng)日擺藥信息，軟件將醫(yī)囑信息發(fā)送至智能輸液立體庫，由此觸發(fā)輸液出庫、標(biāo)簽打印及貼簽、發(fā)筐及針劑擺藥等流程，全流程只需1名藥師參與，輸液完成調(diào)配后再經(jīng)智能分揀模塊分發(fā)至相應(yīng)病區(qū)，藥師通過PIVAS工作站查詢與患者關(guān)聯(lián)的輸液及藥品批號、效期、調(diào)配、核對及病區(qū)簽收等信息，實現(xiàn)PIVAS到護(hù)理端的信息閉環(huán)。

2.2硬件設(shè)計及基本功能介紹 PIVAS智能一體化設(shè)備由智能輸液立體庫、智能貼簽、智能發(fā)筐、智能針劑擺藥及智能分揀五大模塊組成，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)見圖1A。

藍(lán)色方框為醫(yī)院PIVAS智能一體化環(huán)節(jié)。

PIVAS智能一體化設(shè)備工作流程包括以下步驟：①智能輸液立體庫暫存輸液；②系統(tǒng)根據(jù)醫(yī)囑信息將對應(yīng)輸液由智能輸液庫傳送至貼簽機(jī)；③貼簽機(jī)打印醫(yī)囑信息并貼簽；④發(fā)筐系統(tǒng)分發(fā)藥筐，連同已貼簽的輸液傳至針劑擺藥機(jī)；⑤針劑擺藥機(jī)根據(jù)醫(yī)囑信息自動擺藥；⑥擺藥完成后通過緩存機(jī)構(gòu)暫存；⑦藥師調(diào)配藥物；⑧調(diào)配完成后，通過自動分揀系統(tǒng)將成品輸液分配至相應(yīng)病區(qū)，流程見圖1B。

2.2.1智能輸液立體庫模塊設(shè)計及功能介紹 傳統(tǒng)貼簽設(shè)備無法解決前端輸液傳送問題，無法達(dá)到節(jié)約人力與提升效率的目標(biāo)，輸液效期及批號追蹤也很難實現(xiàn)，為此筆者設(shè)計了智能輸液立體庫作為輸液緩存?zhèn)}庫，輸液庫采用立體倉儲式設(shè)計，由貨架系統(tǒng)、機(jī)械手、CCD視覺識別等構(gòu)成。輸液貨架位于機(jī)械手兩側(cè)，目前設(shè)計槽位108個，單個槽位存放500 mL輸液24袋，250 mL輸液32袋或100 mL輸液52袋，以我院分院日均約1000袋輸液調(diào)配量(長期醫(yī)囑)計算，整個輸液立體庫可以滿足我院3～4 d輸液用量。智能輸液立體庫外觀見圖2。

圖2 智能輸液立體庫外觀

工作開始前，藥師登錄PIVAS工作站獲取當(dāng)日醫(yī)囑信息，系統(tǒng)按照藥品、輸液及批次等信息進(jìn)行分類匯總以達(dá)到最高效的出庫效率。智能輸液立體庫遵循先進(jìn)先出、按批號出庫原則，并將輸液批號與醫(yī)囑信息關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)患者用藥信息追溯，藥師可通過PIVAS工作站查詢在庫輸液信息，6個月內(nèi)效期的輸液會有預(yù)警提示。智能輸液入庫操作界面見圖3。

圖3 智能輸液入庫操作界面

2.2.2智能貼簽?zāi)K設(shè)計及功能介紹 智能輸液立體庫通過傳輸升降系統(tǒng)與智能貼簽?zāi)K連接，當(dāng)日醫(yī)囑完成審核、計費后進(jìn)入PIVAS工作站進(jìn)行信息分類匯總，并生成相應(yīng)的輸液標(biāo)簽，通過智能貼簽系統(tǒng)開啟輸液自動出庫、CCD視覺識別、自動打印及貼簽環(huán)節(jié)。貼簽過程的各項操作均自動執(zhí)行，輔助以CCD視覺識別進(jìn)行輸液核對，視覺識別采用了關(guān)鍵區(qū)域比對技術(shù)，特征識別具有唯一性，輸液識別率接近100%，因此貼簽過程不再設(shè)置人工核對環(huán)節(jié)。圖4為傳輸軌道及自動貼簽?zāi)K。

圖4 傳送軌道及自動貼簽?zāi)K

2.2.3智能發(fā)筐模塊設(shè)計及功能介紹 智能發(fā)筐模塊串聯(lián)智能貼簽及智能針劑擺藥模塊，每天工作開始后，發(fā)筐系統(tǒng)根據(jù)多級傳感器信號分發(fā)擺藥籃筐以承接已完成貼簽的輸液，并通過軌道傳輸至智能針劑擺藥模塊進(jìn)行擺藥。

2.2.4智能針劑擺藥模塊設(shè)計及功能介紹 通過智能針劑擺藥模塊完成輸液自動擺藥，裝有輸液的藥筐傳送至針劑擺藥機(jī)前進(jìn)行圖像抓拍，智能針劑擺藥模塊通過輸液標(biāo)簽二維碼獲取相應(yīng)醫(yī)囑信息，擺藥機(jī)根據(jù)醫(yī)囑信息將對應(yīng)藥品發(fā)放至藥筐，針劑擺藥機(jī)主要由針劑模組、取藥機(jī)械手、電氣控制裝置、圖像抓拍等部分構(gòu)成，通過針劑擺藥軟件實現(xiàn)藥品先進(jìn)先出、按批號擺藥功能，并將藥品批號信息與醫(yī)囑信息關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)藥品可追溯管理。

①針劑模組及取藥機(jī)械手：針劑藥品(包括西林瓶及安瓿)的自動準(zhǔn)確發(fā)放依靠針劑模組實現(xiàn)，針劑模組中的恒力推桿給針劑一個恒定推力，出藥口通過上下擺動來控制出藥狀態(tài)。發(fā)藥時，機(jī)械手輕點出藥口，針劑發(fā)出，目前設(shè)計兩種結(jié)構(gòu)藥盒，單次可發(fā)1支或2支藥品。針劑模組結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5 針劑模組

完成貼簽及發(fā)筐環(huán)節(jié)的輸液經(jīng)傳輸軌道進(jìn)入針劑擺藥區(qū)域，智能針劑擺藥模塊通過二維碼識別輸液標(biāo)簽上的藥品信息并完成擺藥，擺藥完成后進(jìn)入緩存單元，暫存一定數(shù)量后，由工作人員轉(zhuǎn)移至待調(diào)配緩存間。

②智能針劑擺藥控制軟件功能：智能針劑擺藥軟件包含智能針劑擺藥、藥品信息維護(hù)與查詢、補(bǔ)藥、聯(lián)機(jī)調(diào)試、患者用藥信息追溯等功能，藥師可實時查詢患者所用輸液及藥品批號、藥師調(diào)配、成品輸液核對及病區(qū)掃描簽收等信息，實時保障患者用藥安全及出現(xiàn)突發(fā)情況時的不良事件上報?；颊哂盟幮畔⒆匪萁缑嬉妶D6。

圖6 患者用藥信息追溯界面

2.2.5智能分揀模塊設(shè)計及功能介紹 傳統(tǒng)分揀環(huán)節(jié)成品輸液經(jīng)核對后需手工分揀至轉(zhuǎn)運箱，存在人員工作強(qiáng)度大、差錯率高等問題，智能分揀系統(tǒng)可實現(xiàn)按病區(qū)自動分揀輸液，減少了藥師工作量，提高了工作效率并減少了差錯。工作人員將成品輸液置于傳輸線入口，智能分揀系統(tǒng)通過二維碼識別技術(shù)將成品輸液分揀至相應(yīng)病區(qū)，藥師通過軟件系統(tǒng)查詢實時分揀狀態(tài)。

3 PIVAS智能一體化設(shè)備應(yīng)用效果評價

由智能輸液立體庫、智能貼簽、智能發(fā)筐、智能針劑擺藥及智能分揀五大模塊構(gòu)成的PIVAS智能一體化設(shè)備實現(xiàn)了輸液出入庫、貼簽、發(fā)筐、針劑擺藥及輸液分揀等流程的智能化與自動化，可簡化人工操作、降低人員投入、減輕勞動強(qiáng)度、降低差錯發(fā)生率。PIVAS智能一體化設(shè)備局部外觀見圖7。

圖7 PIVAS智能一體化設(shè)備局部外觀

3.1PIVAS每日貼簽及擺藥人數(shù)降低 傳統(tǒng)PIVAS工作流程中的貼簽(1人貼簽、1人發(fā)筐核對)及擺藥(1人擺藥、1人核對)需多人參與共同完成，我院PIVAS采用智能一體化設(shè)備后實現(xiàn)了輸液智能出入庫、自動打印標(biāo)簽及貼簽、自動針劑擺藥等功能，整個工作流程由4人配合變?yōu)?人值守，節(jié)約人力75%，大大降低了人力資源投入。

3.2PIVAS智能一體化設(shè)備應(yīng)用前后貼簽及擺藥綜合時間降低 分析PIVAS智能一體化設(shè)備應(yīng)用前一個月(醫(yī)囑數(shù)目31 030條)及應(yīng)用后1個月(醫(yī)囑數(shù)目33 885條)單個醫(yī)囑貼簽及擺藥平均時間。結(jié)果顯示，應(yīng)用PIVAS智能一體化設(shè)備后，單個醫(yī)囑貼簽及擺藥平均耗時顯著縮短，工作效率提升，應(yīng)用前后比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=119.4,P<0.01)，見表1。

表1 應(yīng)用前后貼簽及擺藥時間比較

3.3PIVAS每日貼簽、擺藥及分揀差錯降低 筆者對比PIVAS智能一體化設(shè)備應(yīng)用前后1個月貼簽、擺藥及成品輸液分揀差錯發(fā)生件數(shù)發(fā)現(xiàn)，人工貼簽與智能貼簽均未發(fā)生貼錯標(biāo)簽情況；擺藥差錯由每個月6件降低至每個月1件，分揀差錯由每個月12件降低至每個月2件，對比發(fā)現(xiàn)應(yīng)用前后差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。

3.4PIVAS成品輸液分揀時間降低 統(tǒng)計PIVAS智能一體化設(shè)備應(yīng)用前后一個月每日成品輸液分揀耗時，比較應(yīng)用前后總體分揀耗時及每袋成品輸液平均分揀耗時，應(yīng)用前后總體分揀時間及每袋成品輸液平均分揀時間均顯著下降，應(yīng)用前后比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=561.4，600.5，P<0.01)，見表2。

表2 應(yīng)用前后成品輸液平均分揀時間比較

4 討論

4.1設(shè)計理念及應(yīng)用價值 目前，我國PIVAS自動化建設(shè)尚處于起步階段，為適應(yīng)新時代藥學(xué)學(xué)科建設(shè)需求，藥學(xué)部門需要通過信息化手段不斷提升藥事管理及藥學(xué)服務(wù)水平。我院藥師團(tuán)隊結(jié)合PIVAS工作流程，通過創(chuàng)新PIVAS智能一體化設(shè)備設(shè)計與應(yīng)用，構(gòu)建了從智能輸液立體庫、智能貼簽、智能發(fā)筐、智能擺藥、自主緩存及智能分揀的全流程自動工作模式，有效解決市售設(shè)備普遍存在的自動化程度低及無法有效串聯(lián)PIVAS工作流程的弊端，提高了PIVAS工作效率和準(zhǔn)確性，減少人力資源投入，實現(xiàn)患者用藥信息全流程追溯及PIVAS藥品批號、效期及數(shù)量智慧化管理。

4.2存在的問題及改進(jìn)思路 PIVAS智能一體化設(shè)備也存在許多需要改進(jìn)之處。首先，智能輸液立體庫的儲量、存放輸液的種類及出入庫效率還需要通過流程優(yōu)化及硬件迭代進(jìn)行升級；其次，由于單機(jī)械手制約，智能針劑擺藥系統(tǒng)擺藥效率不高，未來可通過雙機(jī)械手取藥來提升擺藥速度；第三，目前藥品補(bǔ)充模式較繁瑣，需要工作人員單支碼放整齊后加入針劑擺藥盒，較耗時，需進(jìn)一步優(yōu)化藥盒構(gòu)造以提升操作便捷性。

4.3推廣潛力及未來展望 PIVAS智能一體化設(shè)備有效解決了困擾藥學(xué)部門的人力、效率及場地等問題；其次，因為涉及人員投入及工作流程繁瑣等原因，目前國內(nèi)大部分PIVAS只開展長期醫(yī)囑調(diào)配服務(wù)，隨著PIVAS智能一體化設(shè)備的應(yīng)用，將有效解決制約臨時醫(yī)囑調(diào)配的現(xiàn)實問題，擴(kuò)大藥學(xué)部門的服務(wù)范疇；最后，PIVAS智能一體化設(shè)備由于較少的人員參與及高度整合的智能化流程，未來可顛覆PIVAS傳統(tǒng)提前一天擺藥工作模式，實現(xiàn)當(dāng)天實時擺藥及調(diào)配，從而最大程度避免藥品退費問題，減少重復(fù)勞動。綜上所述，該系統(tǒng)具有廣闊應(yīng)用前景，對于行業(yè)發(fā)展有較強(qiáng)的示范意義。