智慧醫療下智能售藥設備的云服務平臺設計

陳莉娟，王安，陳一帆

(南京航空航天大學 機電學院，江蘇 南京 210016)

1 智能售藥設備的發展與局限

隨著社會的不斷發展，醫療成為了民眾和政府關注的重點[1-2]。政府在推動醫療改革以來，提出了很多利民政策。2010年以來，“零差率”政策不斷深入，醫院實行醫藥分離，按藥品進價進行銷售，取消藥品加成[3-4]。2018年以來，國家推行“4+7”政策[5]，在北京、上海、天津、重慶4個直轄市和沈陽、大連、廣州、深圳、廈門、成都、西安7個城市，試點醫療機構帶量采購，藥品價格平均降幅50%。這些政策便民的同時限制了藥商過去的發展模式，藥商在尋求發展中推動了藥品新零售的發展。智能售藥設備的出現迎合了市場的需求和發展。它滿足周圍居民24 h的應急需求[6]，尤其在藥店關門的夜間，能夠讓患者及時用藥，緩解病痛。但在發展過程中，它也存在一定的局限性。市場上大部分智能售藥機在購藥時無身份識別，且無數量限制，面向用戶人群少。智能售藥機中藥品免去很多經營成本，價格相對便宜，會讓不少唯利是圖的人有可乘之機。目前大部分智能售藥機僅支持自助購買非處方藥、日常緊急用藥等，用戶范圍偏小。

2 智能售藥設備的云服務平臺的設計

2.1 設計方案

2017年，國務院發布的《“十三五”深化醫藥衛生體制改革規劃》中明確規定，醫療機構應按照藥品通用名開具處方，并主動向患者提供，不得限制處方外流，患者可以自行選擇購藥平臺。2018年，國務院印發《關于促進“互聯網+醫療健康”發展的意見》，鼓勵醫療機構運用“互聯網+”優化現有醫療服務，允許醫療機構開具電子處方轉到合作第三方以支持藥品配送。2020年3月，國務院印發《深化醫療保障制度改革的意見》，鼓勵患者直接用醫保結算藥款，鼓勵醫保經辦機構直接與藥品生產廠商或流通企業結算藥品貨款。本設計方案中，將智能售藥機作為零售藥機的同時拓展處方購藥與取藥功能，構建云服務平臺，建立電子處方庫、患者信息檔案庫、藥品庫等。

智能售藥設備云服務平臺的設計目標主要是整合各合作醫療機構的個人健康檔案、電子處方信息，在云平臺上虛擬化存儲，按需供給于醫療服務端、智能設備端的同時完成各售藥設備中藥品信息的協同。拓寬處方取藥途經，方便廣大患者尤其是慢性病患者，使其不再疲于奔波醫院，在社區附近的智能售藥機上即可完成購取藥需求，擴大智能售藥機的用戶群體。在國家醫藥改革的推動下，減緩醫療資源壓力，拓寬城市功能。

2.2 總體架構

智能售藥設備端的云服務平臺基于基礎的云計算架構[7]，按基礎設施層(IaaS)、平臺服務層(PaaS)、應用軟件層(SaaS)設計，如圖1所示。智能售藥設備的云服務平臺系統架構主要由基礎設施層、平臺運行時服務層、平臺應用服務層、智能訪問端口及安全體系和監控體系組成。

圖1 智能售藥設備的云服務平臺系統架構

基礎設施層是利用高速互聯網將不同地方的服務器進行有序連接，在虛擬化技術之上將計算、網絡、存儲等資源進行整合，形成龐大的可以動態擴展、按需使用的資源池，為云服務平臺的上層服務提供保證。平臺運行時服務層及平臺應用服務層利用強大的基礎設施，實現醫療資源的有效整合，包括電子處方信息、患者個人健康檔案信息以及藥品信息等。動態獲取、及時更新，是整個系統的核心部分。智能訪問端口即為系統的應用端，以瀏覽器界面為展現形式，分為醫療機構端、設備應用端、藥師審核端、藥機管理端及運營管理端。面向不同的人群，智能訪問的界面及功能也會相應調整。其中運營管理端口是超級管理員端口，能夠管理全部端口的功能，供系統開發人員使用。

安全體系和監控體系貫穿整個平臺。安全體系為平臺提供安全保證，所有用戶都要進行身份驗證，不同用戶的權限不同，頁面傳輸采用安全傳輸協議https，用戶數據進行加密存儲，定期對平臺進行漏洞掃描。監控體系用來保障平臺服務的穩定，主要有體制分析、服務負載均衡、服務異常監控、服務調用監控及用戶異常監控，全面檢測系統，保障運行安全。

2.3 主要服務端口的設計

系統實現層次分為表現層、服務層、持久層。持久層使用MyBatis，核心框架為SpringBoot，前端展現使用HTML+CSS+JavaScript。云服務平臺以智能售藥設備為載體，連接醫院的HIS系統，獲取診療信息及患者基本信息，在設備應用端實現患者自助購藥、憑處方取藥服務。

1)醫療機構端設計

云服務平臺與醫療機構端的信息交互是智能售藥設備主要功能實現的基礎，包含診療信息協同、個人基本信息協同等。如患者憑借醫保卡首次就診時，醫護人員需要先補充患者的個人基本信息包含婚姻、職業、疾病史、過敏史以及個人身體概況并上傳到個人健康檔案庫。如非首次就診，醫生可根據就診患者實時身體狀況，對個人健康檔案庫中的個人信息如疾病史、過敏史、用藥史及身體檢查結果等進行實時更新。患者就診完畢后醫生提交保存電子處方，即可更新到電子處方庫。患者就診時醫生操作端部分功能界面設計如圖2所示。

圖2 電子處方信息輸入界面圖

2)設備應用端

智能設備應用端主要功能模塊包含觸摸屏、讀卡器、取藥口等。觸摸屏是人機交互界面，由讀卡器讀取購藥人醫保卡獲得身份信息后，主要功能模塊分為買藥和取藥。

若點擊買藥功能，可選擇用藥推薦和直接購買。若選擇用藥推薦，則提示選擇癥狀類別及主要癥狀。在癥狀類別及主要癥狀選擇完畢后，點擊匹配用藥便會顯示推薦用藥。若選擇直接購買，則輸入藥品名稱首字母進行查詢，用戶在界面上可以直接選擇。直接購藥界面設計如圖3所示。用戶選擇完畢后，智能售藥機自動連接云端查看檔案信息中的過敏源或疾病史并對居民所選擇藥物的禁忌事項進行比對，如有問題，便及時進行警告提醒。用戶付款可以選擇醫保、微信、支付寶。當用戶成功購買藥物后，智能售藥機將居民購藥信息更新到數據庫留檔。

圖3 直接買藥界面圖

若點擊取藥，按提示進行身份確認，身份確認無誤后選擇要取的電子處方，點擊提交審核。由后臺執業藥師審核完成之后，可執行下一步的付款取藥操作。

3)藥師審核端

處方是指由醫師在診療互動中為患者開具的、由藥師審核、調配、核對，并作為患者用藥憑證的醫療文書。處方藥在到達患者手中前，必須經過藥師審核。藥師必須是醫院或者藥店的執業藥師，每個人管理所在區域周圍的8-10臺售藥機。藥師主要審核處方上用藥的合法性、規范性和適宜性。藥師審核時若發現問題，將信息及時反饋至智能設備頁面，并將取藥請求駁回。智能設備端提供藥師服務熱線，患者可以撥打電話與藥師進行及時溝通。藥師審核無誤，處方驗證通過后患者在智能設備端可以付款取藥。當患者成功取藥后，藥師進行二次確認，此時患者的處方取藥信息會同步到數據庫中。

4)藥機管理端

藥機管理端界面設計包括每臺設備的運行環境、藥物管理、營收額、周銷量榜單等。若有設備的運行環境出現異常時，設備編號會變成紅色，并在運行環境下顯示在設備列表的最上端。藥物管理界面可以顯示每臺設備的藥物具體信息，當藥品存量小于5，保質期與當前日期間隔小于兩個月時，藥品編號會變成紅色。藥物管理界面設計如圖4所示。周銷量榜會顯示每臺售藥設備上周銷量前10的藥物，可以作為藥機管理員補充藥物的參考。

圖4 藥物管理界面

2.4 數據加密存儲設計

醫療數據涉及患者敏感的生理信息，是患者的隱私，將醫療數據以明文的方式在云上存儲或者傳遞是極為不安全的[8]。在本設計方案中，為了醫療信息的安全，除了基于訪問控制對不同的用戶設置不同的訪問權限、加強網絡及安全防護外，對患者的檔案及電子處方信息中關鍵數據進行必要的加解密操作。目前主流的常規密鑰加密算法是AES，應用最廣泛的公開密鑰加密算法是RSA，本設計中采用AES和RSA相結合的混合加密方式。加解密示意圖如圖5所示。

圖5 加解密過程示意圖

使用Java算法及其工具類編寫加密算法，為防止輸出亂碼，使用Base64編碼對輸出內容進行轉碼輸出，便于查看。測試結果如表1所示。

表1 加密算法測試

由測試結果可知，醫療數據經加密算法加密后存儲及傳輸過程中生成的字符列表保密度極高，且加解密過程不會影響原數據，能極大地保護患者的隱私，促進醫療信息的安全共享，拓寬醫療服務。

3 結語

我國是人口大國，有限的醫療資源與巨大的醫療需求之間的矛盾日益突出，隨著互聯網信息技術的不斷發展，醫療行業也受其深遠影響。尤其在新冠肺炎疫情等傳染病突發時期，社會對于智慧醫療、互聯網醫療的需求更為迫切，同時國家相關政策的出臺極大地推動了醫療服務的改革，為智能售藥設備的功能拓展及云服務平臺的構建提供了有利的契機。

本設計中將智能售藥設備進行功能拓展，同時實現自主購藥及處方取藥功能，建設智能售藥設備云服務平臺，有效配置醫療資源，緩解醫療壓力，服務廣大社會群體。智能售藥設備也可以根據商圈分析、人群定位進行藥物調整。希望本設計能夠為廣大學者及對智能售藥設備的研究提供借鑒，為“智慧醫療”的發展添磚加瓦，為“健康中國”的建設獻出綿薄之力。