病區(qū)大輸液智能藥柜的研發(fā)與應用

邢海花，高瓊瓊，楊小燕

江蘇大學附屬南京市高淳人民醫(yī)院 a. 護理部；b. 內分泌科，江蘇 南京 211306

引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術的迅速發(fā)展和應用，信息技術與護理領域的融合日益深入，為保障醫(yī)療機構的安全信息化建設提供了有力支持[1-2]。2022 版《中國醫(yī)院協(xié)會患者安全目標》[3]中提出確保用藥和用血安全，WHO 也提出了“藥無傷害”的患者安全目標挑戰(zhàn)[4]，由此可見，提高藥品安全的信息化管理尤為重要。大輸液通常是指容量≥50 mL 并直接由靜脈輸入體內的滅菌液體制劑，大輸液管理是護理工作的重要組成部分。護理學作為國家一級學科，已有相對成熟的藥品管理制度，但在臨床護理實踐中并不能完全落實到位。如藥品管理制度中關于藥品使用要遵守“左進右出、先進先出”的存取藥原則，但現(xiàn)在大輸液多是軟袋包裝的形態(tài)，存取時很難判斷左右與先后，之前甚至有使用過期藥物的報道[5]。基于此，我院護理部牽頭成立大輸液智能藥柜的研發(fā)小組，針對臨床需求進行調研，梳理大輸液管理中存在的難題，開展兩輪德爾菲專家函詢，明確大輸液智能藥柜管理關于存儲、預警、信息互聯(lián)互通、質量控制的功能要求；以藥品管理規(guī)范為研發(fā)指引，應用先進物聯(lián)網(wǎng)技術、電子信息技術及軟件技術，研發(fā)一套帶有病區(qū)大輸液智能管理系統(tǒng)的智能藥柜并應用臨床，探討其應用效果。

1 大輸液智能藥柜的前期調研

1.1 成立研發(fā)小組

根據(jù)智能藥柜涉及的范圍，組建了以護理部為主導、多部門協(xié)同參與的研發(fā)小組，項目組由領導組和工作組組成。領導組成員包括分管護理工作的副院長1 名、護理部副主任1 名（項目第一負責人）、信息管理中心主任1 名、藥學部主任1 名、物聯(lián)網(wǎng)公司總工程師1 名，主要負責整體研發(fā)的推進及各環(huán)節(jié)的協(xié)調處理；工作組成員包括護理部干事1 名、病區(qū)護士長2 名、專科護士2 名、藥學部病區(qū)藥房組長1 名、信息工程師2 名等，負責研發(fā)項目的具體實施。

1.2 實地研究

研發(fā)小組針對取用大輸液相關的病區(qū)護士和藥學部藥師制定訪談提綱，進行半結構式訪談，征求臨床一線工作人員的需求，梳理藥品管理的難點。對病區(qū)護士訪談的內容包括取用大輸液耗時、大輸液配送流程、有無大輸液過期不良事件、改進建議等，對藥學部藥師訪談的內容包括藥品出入庫流程、效期管理耗時、相關退藥工作、改進建議等。訪談結果顯示，藥品管理難點主要為病區(qū)藥品管理存在信息孤島，導致大輸液的帳物相符率低、藥品效期管理完全依賴人工、取藥退藥流程繁瑣等。

1.3 開展德爾菲專家函詢

項目組運用德爾菲法對南京地區(qū)三級醫(yī)院的16 名相關專家進行兩輪的函詢，平均年齡為44.44 歲，平均工作年限為22.63 年，高級職稱占比100%，本科學歷者占87.5%，碩士學歷者占12.5%，主要工作領域為護理管理、藥學、醫(yī)院信息化、電子產(chǎn)品設計，函詢專家代表性好。函詢問卷設計的第一部分是介紹本研究的目的意義，填寫說明；第二部分是對大輸液智能管理系統(tǒng)的4 個一級評價指標（存儲、預警、信息互聯(lián)互通、質量控制）和17 個二級評價指標進行5 級評分，并注明修改意見和評分依據(jù)；第三部分是專家個人信息資料的填寫。二輪函詢的回收率為100%，對第一輪函詢結果進行分析，專家權威系數(shù)（Cr）為0.87，第二輪函詢中，Cr 為0.93，均＞0.7，說明本次德爾菲法專家函詢的權威程度較高，咨詢結果具有較高的可靠性。肯德爾協(xié)調系數(shù)（Kendall's W）反映了各函詢專家意見的一致性，也是函詢結果可信程度的指標。本研究經(jīng)過兩輪專家函詢，第一輪函詢各專家Kendall's W 總體為0.24，第二輪各專家Kendall's W 總體為0.26，專家意見趨于一致，專家的意見協(xié)調性較好，結果可信。研發(fā)小組通過文獻查詢和專家函詢建議，明確了大輸液智能藥柜管理關于存儲、預警、信息互聯(lián)互通、質量控制的功能要求。

2 大輸液智能藥柜智能管理系統(tǒng)的研制

2.1 系統(tǒng)設計

2.1.1 系統(tǒng)設計目標及思路

針對我院的實地研究及專家函詢結果，確定設計目標為研發(fā)一套基于先進物聯(lián)網(wǎng)技術的病區(qū)大輸液智能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)包含軟件及智能設備，其中軟件系統(tǒng)實現(xiàn)與醫(yī)院現(xiàn)有信息化系統(tǒng)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)藥品數(shù)據(jù)流、實物流、業(yè)務流的三流合一；智能設備通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)自動化和智能化，降程留痕，減少紙質單據(jù)和人工交接，以提高藥品的信息化管理水平和用藥安全水平，降低醫(yī)護人員工作強度和工作量。

2.1.2 系統(tǒng)架構

通過院內網(wǎng)絡，病區(qū)管理軟件聯(lián)通醫(yī)院藥房管理系統(tǒng)以及醫(yī)院信息系統(tǒng)（Hospital Information System，HIS），實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享和傳輸；各病區(qū)的藥柜作為智能終端集成到軟件系統(tǒng)中，提供應用終端的數(shù)據(jù)來源和人機操作界面；同時，病區(qū)管理軟件具備管理后臺，實現(xiàn)各類報表、單據(jù)的查看，權限設置、科室配置等管理功能，見圖1。

軟件基于B/S 架構設計，支持瀏覽器或者個人數(shù)字助手的直接訪問。軟件為前后端分離模式，使用業(yè)界最為成熟的Spring 開發(fā)棧/工具集，使整個軟件架構具備良好的穩(wěn)定性和可擴展性，軟件系統(tǒng)的分層邏輯結構如圖2 所示。

圖2 大輸液智能藥柜的軟件層級架構

2.1.3 技術特點

（1）單支掃描技術：基于“點對點”紅外光檢測，能夠100%精確檢測相應存儲位置上是否存放安瓿瓶/西林瓶類藥品，從而實現(xiàn)精準計數(shù)。

（2）稱重計數(shù)技術：基于高精度重量傳感器，其理論分辨率可以達到十萬分之一，即傳感器量程/100000。例如，某個藥盒的總重量（藥品+自重）為10 kg，使用20 kg 量程的傳感器（傳感器量程需要大于藥盒的最大重量），則傳感器理論分辨率為0.2 g，而病區(qū)常見的藥品單支重量基本都在5 g 以上，單袋輸液在50 g 以上，故可實現(xiàn)精準稱重。

（3）雙基數(shù)技術：基于“雙緩沖區(qū)”原理，實現(xiàn)“近效期先出”的效期管理。同種藥品，會對應A、B 兩個存儲貨位，并設定基數(shù)，其中A 為近效期藥品，當A貨位全部用完后，系統(tǒng)自動切換到B 貨位。

（4）數(shù)據(jù)自動分析和推送：系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通后，將消除“數(shù)據(jù)孤島”。對于規(guī)則明確的業(yè)務數(shù)據(jù)，將自動推送相關單據(jù)，如補貨申請可通過設置藥品上下限基數(shù)自動產(chǎn)生。

2.1.4 系統(tǒng)主要功能

智能藥柜實現(xiàn)大輸液一品一格固定存放，實時顯示藥品種類與數(shù)量，且具備自動散熱功能，確保柜內溫度和環(huán)境溫度一致。所有藥品都在抽屜內遮光保存，符合藥品的避光要求。通過信息互聯(lián)互通，自動對大輸液使用、消耗等數(shù)據(jù)進行分析，可為不同科室個性化配備大輸液種類及基數(shù)。能自動管理大輸液的效期，利用不同聲光提醒，確保近效期藥品優(yōu)先使用。通過與HIS 對接，根據(jù)醫(yī)囑實現(xiàn)智能取藥，如護理人員未在規(guī)定時間內從智能藥柜取藥或拿取了不正確的藥品，系統(tǒng)會有聲音報警，減少給藥差錯發(fā)生。通過設置三級護理質控功能，可查閱近1 個月內的取藥信息，并分級別進行藥品管理的質控工作，確保患者安全。大輸液智能藥柜的操作查詢界面如圖3 所示。

圖3 大輸液智能藥柜的操作（a）與查詢（b）界面

2.2 智能藥柜的硬件組成

2.2.1 人機交互界面

人機交互界面包括液晶觸控顯示屏、身份識別部件。21.5 英寸的嵌入式觸控屏提供方便快捷的菜單操作、報表查看等功能。身份識別支持指紋、刷卡、人臉識別以及傳統(tǒng)的用戶名密碼登錄；且支持戴口罩的人臉識別，更大程度地方便了醫(yī)護人員的操作，見圖4。

圖4 大輸液智能藥柜平面圖

2.2.2 藥品存儲空間

抽屜式的存儲空間能夠根據(jù)藥品外形尺寸提供相應規(guī)格，充分滿足各病區(qū)的個性化需求，實現(xiàn)量身定制。根據(jù)藥品用量的多少及使用習慣，可以采用不同的技術實現(xiàn)藥品的精準數(shù)量管理，包括稱重計數(shù)、單支掃描、雙基數(shù)管理等方式。每層抽屜都使用電控鎖具進行自動控制，同時設置緊急開鎖裝置，確保在緊急情況下的快速應急開鎖。不同的抽屜可以根據(jù)實際需要設定權限管理，如某些特殊藥品需要雙人授權、單次取用數(shù)量限制等。藥品存量可以自動觸發(fā)請領需求，通過系統(tǒng)對接直達藥房系統(tǒng)或者靜脈藥物調配中心，極大地降低了病區(qū)藥品管理人員的工作負荷。每個藥品貨位都有獨立的數(shù)量顯示，指示目前該貨位的實時藥品數(shù)量。當取藥和補藥操作時，貨位顯示區(qū)還能夠提示應取/應補數(shù)量、實際補藥/取藥數(shù)量。

2.3 智能藥柜的業(yè)務流程設計

2.3.1 補藥和取藥流程

智能柜補藥和取藥主要是運用軟件系統(tǒng)和智能柜設備對藥品進行分類分場景入柜存放，便于臨床業(yè)務快速取用，同時滿足監(jiān)管部門的記錄留痕可追溯要求。無論是取藥還是補藥，智能柜可自動識別藥品數(shù)量，并生成相關單據(jù)供操作人員確認。有權限的醫(yī)護人員可通過任意一種身份識別的方式登錄系統(tǒng)獲得操作智能柜權限，登錄系統(tǒng)后再根據(jù)登錄者角色所賦予的功能菜單，進行藥品的補藥或取用藥品操作，完成大輸液的補藥和取藥。大輸液智能藥柜補藥取藥操作流程如圖5 所示。

圖5 大輸液智能藥柜補藥取藥操作流程

2.3.2 計費和退費流程

傳統(tǒng)信息系統(tǒng)病區(qū)基數(shù)藥的計費模式，通常是在醫(yī)囑確認時就已完成計費流程，以確保所有發(fā)藥醫(yī)囑均得以計費，避免醫(yī)院遭受損失。然而，若在此時醫(yī)囑被撤銷，需要護士執(zhí)行退藥退費操作。本研究開發(fā)的智能藥柜具備藥品取放感應功能，可自動實現(xiàn)計費與退費。大輸液智能藥柜計費退費流程如圖6 所示。

圖6 大輸液智能藥柜計費退費流程

2.4 智能藥柜相關要求

2.4.1 系統(tǒng)部署的要求

病區(qū)提供基本的網(wǎng)絡和電源：網(wǎng)絡為有線網(wǎng)絡，每個智能柜主柜需要一路網(wǎng)絡；電源為單相三線制交流電源，每個智能柜需要提供1 個三芯電源插座。每個智能柜的物理尺寸為1900 mm×800 mm×600 mm，柜子前面的操作空間需要預留600 mm。根據(jù)藥品存儲量的大小，智能柜可以配置一主多輔的模式（主柜可以單獨使用，輔柜必須配合主柜才能使用）。

2.4.2 系統(tǒng)對接要求

智能藥柜研發(fā)的軟件系統(tǒng)能與HIS 進行對接，院方信息系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)對接支持，包含人員信息、科室信息、藥品信息、在院患者信息、醫(yī)囑信息等。

3 效果評價

3.1 基本研究資料

選擇2022 年7—9 月大輸液智能藥柜使用前及2023 年2—4 月大輸液智能藥柜使用后的數(shù)據(jù)進行比較；同時選取60 位使用大輸液智能藥柜前后同期的病區(qū)護士進行大輸液管理的滿意度調查，共調查60 人，其中副主任護師4 人、主管護師37 人、護師19 人，平均年齡（31.50±3.54）歲。

3.2 評價指標

（1）大輸液帳物相符率：病區(qū)大輸液每天補藥后數(shù)量與原基數(shù)相符的次數(shù)。

（2）大輸液退藥率：大輸液已計費但因醫(yī)囑撤銷不需要使用，每天要從信息系統(tǒng)上退藥的數(shù)量與每天總共發(fā)放的大輸液數(shù)量之比。

（3）取用大輸液準確率：護士取用與醫(yī)囑相符大輸液的瓶數(shù)與同期取用大輸液的總瓶數(shù)之比。

（4）大輸液日擺放耗時：護士將藥房發(fā)放的大輸液放入病區(qū)藥柜所需的時間；月盤點耗時：護士每月核對所有大輸液的效期、數(shù)量、性狀，并按效期先后擺放好大輸液所需的時間。

（5）病區(qū)護士滿意度：采用自行設計的調查表對護士進行滿意度調查，調查內容包括取藥準確性、取藥便捷性、帳物相符、清點方法、總體滿意度5 項內容，采用Likert-5 級評分法，非常滿意為5 分，非常不滿意為1 分，總分5～25 分。

3.3 統(tǒng)計學分析

4 應用效果

4.1 大輸液帳物相符率比較

智能藥柜能根據(jù)大輸液消耗情況自動生成補充藥品的列表，通過信息互聯(lián)互通，藥房根據(jù)列表將大輸液發(fā)放到病區(qū)。使用智能藥柜后帳物相符率得到明顯提高（P＜0.001），見表1。

表1 大輸液智能藥柜使用前后帳物相符率、退藥率及取用準確率比較[n（%）]

4.2 大輸液退藥率比較

本研究開發(fā)的智能藥柜具備藥品取放感應功能，護士取藥和補藥數(shù)量能自動被記錄，并可自動實現(xiàn)計費與退費。統(tǒng)計大輸液智能藥柜使用前后數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)大輸液退藥率得到明顯降低（P＜0.001），見表1。

4.3 大輸液取用準確率比較

智能藥柜通過與醫(yī)院HIS 對接，根據(jù)醫(yī)囑實現(xiàn)智能取藥和誤拿報警，患者用藥安全得到保障，取用大輸液的準確率顯著提高，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001），見表1。

4.4 大輸液日擺放與月盤點耗時比較

傳統(tǒng)工作模式下，護理人員進行大輸液每日擺藥時，要根據(jù)“先進先出”或“左進右出”的效期管理原則把大輸液進行整體移動后擺藥，每月盤點時也要將大輸液全部移出藥柜進行檢查。而智能藥柜具備效期預警功能及自動的手動盤點功能，護理人員只需按提示將大輸液放入相應藥品貨位內，手動盤點時智能藥柜的抽屜能依次彈開檢查，大大提高了工作效率。統(tǒng)計大輸液智能藥柜使用前后數(shù)據(jù)，結果顯示使用智能藥柜后大輸液日擺放與月盤點耗時均顯著縮短（P＜0.001），見表2～3。

表2 大輸液智能藥柜使用前后大輸液日擺放耗時比較

表3 大輸液智能藥柜使用前后大輸液月盤點耗時比較

4.5 病區(qū)護士滿意度比較

智能藥柜的智能存儲、高效查對及智能效期管理功能，提高了護理人員管理大輸液的工作效率，減輕了護理人員在防范差錯方面的工作壓力。各種表單自動記錄且留痕可追溯，簡化了工作流程，護理人員的總體滿意度得到明顯提高，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001），見表4。

表4 大輸液智能藥柜使用前后護士滿意度比較（±s，分）

表4 大輸液智能藥柜使用前后護士滿意度比較（±s，分）

組別取藥準確性取藥便捷性帳物相符清點方法總體滿意度總分使用前2.47±0.522.41±0.512.62±0.612.47±0.512.59±0.5112.59±1.37使用后4.17±0.474.77±0.424.82±0.404.59±0.514.59±0.5123.47±1.42 t值11.0916.0011.0911.1213.4720.35 P值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

5 討論

5.1 大輸液智能藥柜可提高藥品的信息化管理水平

本研究智能藥柜實現(xiàn)大輸液一品一格固定存放，實時顯示藥品種類與數(shù)量，同時具備自動散熱功能，確保柜內溫度和環(huán)境溫度一致。所有藥品都在抽屜內遮光保存，符合避光要求，避免影響藥效[6]。本研究大輸液智能藥柜管理系統(tǒng)能納入全院信息系統(tǒng)，提升了藥品的信息化管理水平。通過對大輸液使用、消耗等數(shù)據(jù)進行提取及分析，為不同科室建立個性化的大輸液藥品目錄及基數(shù)[7]，減少庫存積壓帶來的藥物過期隱患。智能藥柜根據(jù)大輸液消耗情況自動生成補充藥品的列表，藥房根據(jù)列表將大輸液發(fā)放到病區(qū)，顯著提高大輸液的帳物相符率（P＜0.001），這與沈國榮等[8]的研究結果一致。既往關于病區(qū)智能藥柜的研究表明，智能藥柜的引入使得退藥問題變得復雜化[9]；而本研究的大輸液智能藥柜在藥品提取后才進行計費，若藥品被取出但未使用，僅需放回柜內，系統(tǒng)將自動生成退藥及退費記錄，此舉極大程度地提供了便利。本研究結果顯示，退藥率明顯降低，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。

5.2 大輸液智能藥柜提高了用藥安全水平

大輸液智能藥柜自動分揀最近效期的藥品，且具備效期預警功能及自動手動盤點功能，可消除過期藥物的隱患。對于滯留藥品，系統(tǒng)會根據(jù)其對應的效期進行預警提示，效期預警可以根據(jù)藥品品規(guī)進行設定，如1 個月、2 周、1 周等，以方便藥品調劑，避免過效期浪費。除此之外，結合定期的手動盤點檢查，徹底消除使用過效期藥品的隱患。手動盤點時，藥柜依次彈出，計算機按順序依次顯示每種藥品庫存數(shù)量、效期，護士一一核對，保障藥品安全[10]。王之舟等[11]的研究中補藥需遵循“先進先出、近期先用”的原則，而軟袋狀態(tài)的大輸液無法識別先進先出；本研究采用的智能管理效期功能，通過雙基數(shù)技術自動分揀近效期大輸液，更加科學合理。針對貴重、毒麻或高警示藥品，本研究智能藥柜可設置雙人雙指紋登錄審核后取藥，使患者的用藥安全得到保障[12]。如發(fā)現(xiàn)藥品取用錯誤，系統(tǒng)會有報警提醒和違規(guī)記錄，以便持續(xù)質量改進。大輸液智能藥柜與醫(yī)囑系統(tǒng)對接，醫(yī)囑直接傳輸至智能藥柜，所有待取藥的醫(yī)囑信息在智能藥柜屏幕上顯示，以便提醒護士取藥，顯著提高取用準確率（P＜0.001），減少差錯發(fā)生率。大輸液智能柜具備的三級護理質控功能符合護理管理的要求，進一步保障患者用藥安全[13]。

5.3 大輸液智能藥柜提升了護士工作效率和滿意度

大輸液智能藥柜能自動生成各種點交記錄，簡化了護士各班點接藥品的流程，信息互聯(lián)互通功能讓醫(yī)院的物流軌道得到充分利用，從而大幅降低了護士前往藥房借藥的頻率。相關研究[14-15]表明，將智能藥柜應用于藥品管理中，可以簡化護士大輸液取用和點交的過程，提高護士的工作效率，降低護士在大輸液管理方面花費的時間和精力。本研究統(tǒng)一培訓科研組人員，對使用智能藥柜前后大輸液的日擺放與月盤點耗時進行計時觀察[16]，結果顯示使用智能藥柜后耗時均顯著縮短（P＜0.001）。智能藥柜具有智能高效查對功能，讓護士在防范用藥差錯方面的工作壓力得以減輕，進一步提升了護理人員對大輸液管理的滿意度。問卷調查顯示，護理人員對取藥準確性、取藥便捷性、帳物相符、清點方法以及對大輸液管理的總體滿意度均明顯提高（P＜0.001）。

6 結論

本研究發(fā)現(xiàn)將現(xiàn)代化信息技術融入藥品管理工作中，能實現(xiàn)科學配置大輸液基數(shù)、有序規(guī)范貯存、簡便效期管理、智能高效查對，并能優(yōu)化補藥取藥、計費退費等相關流程，提高大輸液的信息化管理水平和用藥安全水平，提升護士工作效率及滿意度。通過加強大輸液智能藥柜的使用管理、制定智能藥柜信息系統(tǒng)突發(fā)事件的應急預案、開展藥柜使用人員的培訓等，嚴格防范智能藥柜應用環(huán)節(jié)的用藥錯誤。同時，研究發(fā)現(xiàn)我國眾多藥品尚未實現(xiàn)統(tǒng)一的條形碼管理，在存藥時需要手工輸入效期，給管理帶來難度，建議政府部門加大對醫(yī)藥企業(yè)藥物覆碼管理，實現(xiàn)藥物全流程信息化管理。

本研究的大輸液智能藥柜具有智能、安全、高效和便捷等優(yōu)勢，且各種安瓿類針劑亦可借助智能藥柜實現(xiàn)高效管理。醫(yī)院在新建病區(qū)時可提前規(guī)劃，也可以在原病區(qū)藥柜的基礎上改裝應用，實現(xiàn)靈活運用，具備廣泛推廣價值。