基于云平臺的無人醫藥配送系統軟件設計

秦 芹,靳曉劍,敬良原,王麗華

(保定學院,河北 保定 071000)

0 引言

近幾年,服務型機器人發展迅速,逐漸走進人們的生活,為其在各行業中的應用提供了較好的技術支持。其中,智能送藥機器人作為一種新型的醫療健康服務模式,正逐漸受到人們的關注和青睞。醫務人員與病人近距離的長時間接觸,會大大增加醫患雙向感染幾率,特別是面對傳染病病人,一旦防護不當,會造成群體感染事件,來勢洶洶的病毒對人們的生命健康構成嚴重威脅,極大地影響國家安全穩定和社會經濟發展。同時,醫院也存在患者多醫護人員少的情況,醫護工作者往往連軸排班,休息時間無法得到充分保障,將會影響到醫護人員的身心健康和工作效率,甚至整個醫院的正常運轉[1]。醫用機器人的發展與應用,短期來看,有利于提升傳染病防控力度與患者救治效率,長期來看,將進一步推動現代醫學的發展,加速醫學領域向自動化和智能化發展。傳統的醫藥配送方式每一個步驟都需要人工參與,占用大量的人力資源,醫院工作效率也隨之下降。因此,有必要設計一款成本低、操控簡單、方便持久、智能準確和無接觸的無人醫藥系統來提高醫院的服務質量。本項目應運而生,實現了云端數據存儲和傳輸、自動送藥等功能,以此最大程度地縮短藥物配送時間,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生交叉感染的風險,最大限度保護醫患的健康和安全。

1 系統介紹

1.1 系統設計架構

醫務人員控制系統,通過微信小程序將配送藥品數據傳到云平臺,通過云平臺將藥品數據傳到藥房,藥師只需將藥品放入機器人定點出藥口,機器人收到藥物后會進行重量檢查、藥物包裝文字識別檢查。確保準確拿到藥后,主控芯片驅動機器人開始行動,并顯示行動路徑、目的病房、藥品信息及確認信息至顯示屏。機器人送達后將數據傳給云平臺,病房醫師確認實現系統向后臺的信息反饋。微信小程序設計主要提供數據上線、多端確認、反饋接收。云端數據存儲與數據傳輸主要實現醫生、藥房、機器人數據的信息交互,對醫生及藥師提供的數據進行分析,處理后傳給機器人并接收機器人的反饋信息。總體設計如圖1所示。

1.2 系統功能簡介

(1)微信小程序顯示各種藥品,實現藥品分類。

(2)醫生通過小程序實現線上藥品搜索、藥品選擇。

(3)云平臺接收藥物數據,處理后將藥品信息發送給藥房及機器人。

(4)云平臺實現指令發送來控制機器人的運動。

(5)系統連接MySQL數據庫,所有藥品信息以及數據均保留在MySQL數據庫。

1.3 系統創新性

(1)本項設計利用軟件和硬件相結合,實現了人工智能代替傳統人工方式送藥到病房的目標,能有效減少醫護人員與患者的交叉感染,給傳染病房的治療與護理提供了更具可行性的解決方案。相對于傳統人工方式而言,本項目設計不僅能節省部分人工費,還能為醫護人員與患者提供良好的安全保障,能提前做好防范措施,減少不必要的財產損失。

(2)本項目具有保留用藥數據的功能,患者使用藥品產生的數據會在云平臺上顯示并統計,患者姓名、使用時間、藥品名稱等信息會留存數據,使日后用藥溯源更科學化、數字化、智能化。

2 系統設計

2.1 云平臺設計

云平臺具有多種功能,包括用戶管理、數據采集與分析、查詢統計、實時監控等[2]。本項目在實現醫生線上開藥的功能上,使用了微信小程序開發。醫生通過職工賬號登錄微信小程序。然后將藥物數據傳送至云平臺,云平臺接收數據并處理后傳給藥房及機器人,機器人收到指令后開始工作,運輸至目標位置后將醫生反饋的信息傳給云平臺。云平臺接收醫療微信小程序傳來的藥品數據,后臺根據傳來的數據自主統計處理,待醫療人員通過串口屏確認藥物信息及其指令,將病房信息及患者序列號再次與云端數據確認,實現雙重認證確認,無程序錯誤后,機器人將按指令攜帶藥物運輸到系統指定的病房,并將醫療人員的操作數據傳送給云平臺進行儲備并處理。通過云計算平臺,醫療機構可以實現藥品信息的共享和管理,方便對藥品的查詢、追蹤和管理。

2.2 醫療微信小程序

微信小程序主要采用JavaScript、HTML語言,利用微信平臺開發小程序無須考慮軟件兼容性,可以正常運行于IOS、安卓、Windows等平臺,提供接近于原生App的基礎組件、前端功能與流暢運行體驗,無須安裝,即開即用,關閉后無任何系統殘余,有效節約系統存儲空間[3]。醫療微信小程序可以查詢數據庫顯示藥品項目目錄,主治醫師根據患者病情需要選擇所需的藥品,選擇完成后會提示填寫病人信息和病房號等信息。微信小程序請求云平臺并將藥品數據傳送到云平臺處理中心,實現藥品選擇。

2.3 數據庫設計

數據庫設計要遵循相關性規則,一個好的數據庫需要滿足一些嚴格的約束和要求。盡量分離各實體對應的表,一個實體對應一個表,明確該實體的屬性,設置對應字段以及各實體之間的聯系。實體、屬性與聯系是概念設計時要考慮的3個元素。數據庫功能需要包含以下數據項:醫生姓名、病人姓名、藥品總表、下單藥品、下單藥品數量、病房地址等,可以對系統相關信息進行保存并進行各種便捷的數據處理[4]。記錄表數據庫可以記錄醫生、患者、藥品和需要配送的地址。藥物總表數據庫包含目前藥房所有的藥品信息以及藥物剩余量。通過對數據庫儲存的各項數據進行挖掘和分析,醫療機構可以更好地了解藥品使用情況、庫存管理存在的問題和優化方向,還可以對機器人不斷進行性能優化,提升服務質量。數據庫關系如圖2所示。

圖2 數據庫關系

3 系統流程設計

醫務人員控制系統,通過微信小程序將配送藥品數據傳到云平臺,通過云平臺將藥品數據傳到藥房,藥師只需將藥品放入機器人定點出藥口,機器人收到藥物后會進行重量檢查、藥物包裝文字識別檢查。確保準確拿到藥后,主控芯片驅動機器人開始行動,并顯示行動路徑、目的病房、藥品信息及確認信息至顯示屏。機器人送達后將數據傳給云平臺,病房醫師確認機器人完成任務后,向后臺進行數據確認。

4 結語

系統在河北省保定地區多家大中型醫院、藥房等場所實地測試,相比現有無人送藥軟件設計系統,該系統功能更全面,數據更安全有效。智能送藥機器人作為醫療健康領域的新興技術,具有巨大的潛力和市場前景。通過不斷的技術創新和應用拓展,智能送藥機器人將為醫療行業帶來更多的便利和效益,為人們的生活提供更優質的服務。隨著“e-F@actory”“中國制造2025”等工業革新概念的提出,工業作為國家的支柱產業,面臨著重大契機,融合信息技術、促進產業全面升級迫在眉睫,也關系著國家經濟發展的命脈[5]。智能物聯網將以前所未有的速度改變人們的生活,人機交互將會成為熱潮,本產品也將不斷改進,開發新技術,滿足市場空缺。智能送藥機器人的每一項功能都體現了科技對醫療服務的深度賦能。未來,隨著技術的不斷進步和應用場景的拓展,智能送藥機器人將在更多領域發揮重要作用,服務范圍將不斷擴大,除了傳統的醫院、診所等醫療場所,未來還可能應用于藥店、社區、家庭等場景,為更多用戶提供便捷的藥品配送服務,為人們的生活帶來更多便利和福祉。