智慧靜脈藥物配液機器人風險屏障機制探討

摘 要 隨著醫(yī)學技術的進步，靜配用藥集中調(diào)配中心（PIVAS）的日常工作趨向自動化與智能化，全自動化靜脈藥品配液設備的風險自檢處理情況直接關系到設備的工作效率和臨床使用價值。智慧靜脈藥物配液機器人依托本院醫(yī)工合作平臺，發(fā)展醫(yī)藥創(chuàng)新型設備，是一種安全、高效、可靠的全自動設備，其高效的風險屏障機制是保證智慧靜脈藥物配液機器人精準配置的關鍵。

關鍵詞 智慧配液機器人；風險屏障；自動報警

中圖分類號 R95 文獻標識碼 A 文章編號 2096-7721（2024）03-0484-05

Study on risk-barrier mechanism of intelligent intravenous drug dispensing robot

GE Limeng1， QI Jianping1， ZHANG Zhikang2， SANG Pengfei 2

（1. Intelligent PIVAS， Cangzhou Hospital of Integrated TCM-WM·Hebei， Cangzhou 061000， China; 2. Shanghai QZPY Intelligent Teachnology Co.， LTD， Shanghai 200949， China）

Abstract With the progress of medical technology， the daily work of Pharmacy Intravenous Admixture Services（PIVAS）tends to be automatic and intelligent. The risk management of fully automated intravenous drug dispensing equipment is directly related to the work efficiency and clinical value of the equipment. The intelligent intravenous drug dispensing robot relies on the hospital’s medical and industrial cooperation platform to develop innovative medical equipment， which is a safe， efficient and reliable automatic equipment， and its efficient risk-barrier mechanism is the key to ensure the accurate drug dispensing.

Key words Intelligent Dispensing Robot; Risk-barrier; Automatic Alarm

隨著智能醫(yī)療技術的發(fā)展和進步[1-2]，靜脈用藥集中調(diào)配中心（Pharmacy Intravenous Admixture Services，PIVAS）突破了傳統(tǒng)人工靜配壁壘，藥物集中配置智能化是靜配發(fā)展的必然趨勢。既往研究表明市場現(xiàn)有的產(chǎn)品多為單體式半自動化設備，且更多關注靜脈藥物配置中心的效率問題，鮮少對自動化設備風險事件處理情況進行報道[3-15]。靜配中心具有任務緊迫、風險大、質(zhì)量要求高等特點，且全自動化設備缺少人工靈活性[16]，全自動化靜脈藥品配液設備的風險自檢處理情況直接關系到設備的工作效率和臨床使用價值。智慧靜脈藥物配液機器人實現(xiàn)了全流程“一站式”自動化配置藥品，兼具風險屏障和自動檢測報警功能，保證了配液流程安全、高效地進行。本文就智慧靜脈藥物配液機器人的風險屏障自動報警機制進行探討。

1 藥品上機位置風險屏障自動報警處理機制

信息化與自動化相輔相成[17]，全自動智能設備需依靠準確無誤的信息流來實現(xiàn)自動、智能化功能，藥品數(shù)量和放置位置無差錯才可以保證配置正確流暢。藥品種類繁多，且機器藥匣密集緊湊，如果出現(xiàn)位置差錯，則發(fā)生藥品錯配，這會造成不可估量的損失，甚至可能給患者帶來嚴重后果。智慧靜脈藥物配液機器人設置了位置差錯風險自檢功能，一旦發(fā)現(xiàn)風險系統(tǒng)將會自動報警，以避免因人工粗心大意造成的差錯。

1.1 藥品上機流程 藥品貼二維碼預處理→掃描藥品信息→藥品放入藥匣→掌上電腦（Personal Digital Assistant，PDA）掃描藥品信息→PDA掃描藥匣信息→分配藥柜位置→藥匣放入藥柜→掃描藥柜信息→藥柜顯示和藥品信息一致→關閉柜門。

1.2 實現(xiàn)方法 智慧靜脈藥物配液機器人藥品上機前需要對藥品進行3步處理。①藥品貼二維碼進行預處理。每種藥品都有相對應的二維碼，掃描二維碼查看藥品規(guī)格、數(shù)量、有效期等信息。②確認信息后的藥品放入對應藥匣。③PDA依次掃描藥品二維碼、藥匣二維碼，并進行藥柜位置匹配，專屬藥柜門打開，藥匣放入藥柜，掃描藥柜二維碼，如果位置正確，PDA提示匹配成功，藥柜顯示藥品信息；如果位置錯誤，PDA進行報警提示，藥柜提示錯誤。工作人員可及時知曉風險位置，重新擺放藥品位置，確保藥匣信息與藥柜信息一一對應，匹配信息在PDA端與顯示器端同時顯現(xiàn)，兩端操作人員可同時查驗放置位置是否正確，實現(xiàn)單人操作雙人核對的效果。

1.3 檢測方法 選擇西林瓶和安瓿瓶兩類藥瓶醫(yī)囑，每批次隨機選擇不同種藥品，人為隨機制造位置差錯風險，最后查驗檢測系統(tǒng)是否報警且報警次數(shù)是否符合差錯設置次數(shù)。藥品上機位置風險屏障共測試2000單配置任務，制造風險560次，報警率100%（見表1）。

2 自動取藥風險屏障自動報警處理機制

智慧靜脈藥物配液機器人在藥品配置過程中自動抓取藥瓶進入配置單元，此過程無需人工操作。如果藥瓶未抓取成功，則配液工作無法進行；倘若未抓取正確藥瓶且機器人繼續(xù)流程作業(yè)，則會造成藥品配置混亂，耽誤臨床配液，這將會造成人力和物力的雙重損失。所以機械手抓取藥品成功與否，信息反饋是否及時，風險處理是否及時直接關乎整個自動化效率，由此可見風險報警在自動化工作中尤為重要。

2.1 取藥流程 藥品抓取機械手抓取藥品，并送至預處理工位→安瓿瓶割瓶（西林瓶消毒）→安瓿瓶敲瓶→移栽機械手抓取藥品，并送至配置工位→藥品配置。

2.2 實現(xiàn)方式 智慧靜脈藥物配液機器人機械手具有AI識別功能和風險報警處理系統(tǒng)。如果未抓取藥品，機械手自動暫停作業(yè)并報警，工作人員可及時知曉并進行人工核查；排除故障后對機械手復位，繼續(xù)作業(yè)。機器人在藥瓶抓取環(huán)節(jié)既實現(xiàn)了自動化配置，又具有靈活性和實效性功能，解決了配液風險的后顧之憂，其在臨床具有較強的實用性。

2.3 檢測方法 機械手抓取藥品進入預處理工位，移栽機械手將預處理完畢的藥品移動至配置工位，藥品抓取機械手與移載機械手先后對藥瓶進行移動處理。因藥品抓取機械手與移載機械手先后連續(xù)作業(yè)，存在連貫性，所以兩種風險預警同時進行檢測。每批次采用西林瓶和安瓿瓶醫(yī)囑，人為隨機制造藥品抓取和移栽差錯風險。對藥品抓取機械手與移栽機械手能否成功抓取藥品進行風險自動報警，并檢測報警次數(shù)是否符合差錯設置次數(shù)。檢測風險屏障共運行2400瓶藥品，隨機制造風險1220次，藥品抓取機械手風險報警率95%～100%；藥品移栽機械手風險報警率90%～100%，且保持穩(wěn)定（見表2）。

3 液袋、移液器傳送與貼簽風險屏障自動報警處理機制

藥品配置關乎醫(yī)療安全，關乎患者生命。智慧靜脈藥物配液機器人可代替人工作業(yè)，在實現(xiàn)藥品配置自動化、高效能的同時，也設置了風險屏障檢測和自動報警功能，是保證精準配置藥品的關鍵所在。

3.1 液袋傳送與貼簽流程 根據(jù)醫(yī)囑信息掃描液袋條形碼→放入軌道（移液器自動進入軌道）→進入配液工位→自動貼簽→完成藥品配置。

3.2 實現(xiàn)方式 ①根據(jù)醫(yī)囑信息掃描識別液袋條形碼，如果液袋放置錯誤，系統(tǒng)將自動進行風險識別，以顏色（紅色）和文字顯示“掃描錯誤”等兩種方式進行風險報警。②移液器自專用軌道進入配液工位，在進入工位后進行自動感應。如果系統(tǒng)未感應到移液器，設備將自動報警，并停止運行。③瓶簽自動貼至液袋，系統(tǒng)自動掃描瓶貼二維碼信息，核驗當前配置藥品醫(yī)囑信息，并檢測貼簽是否成功。如未成功，系統(tǒng)將自動停止作業(yè)，進行報警。

3.3 檢測方法 液袋成功進入設定工位后，系統(tǒng)將自動貼簽。因進液袋與貼簽環(huán)節(jié)將依次進行，存在連貫性，所以兩種風險預警同時進行檢測。以成功進倉液袋為對象進行醫(yī)囑貼簽風險預警檢測，人為隨機制造差錯風險，并檢測液袋工位和貼簽工位是否報警以及報警次數(shù)與風險設置次數(shù)是否一致。液袋風險共運行1400單，設置風險580次，報警率從90%提升到100%，且保持穩(wěn)定。同時，醫(yī)囑標簽風險測試運行1400單，設置風險580次，報警率100%，且保持穩(wěn)定（見表3）。

此外，本團隊進行了移液器傳送風險預警檢測。每次選醫(yī)囑10單，并放置9個移液器自專用軌道進入配液工位，共檢測200次，結(jié)果顯示200次檢測報警功能運行良好。

4 敲瓶風險屏障自動報警處理機制

安瓿瓶是藥品包裝常用材質(zhì)，且質(zhì)量、規(guī)格無統(tǒng)一標準，在敲瓶環(huán)節(jié)對力度的要求較高，既不可“敲碎”，又不可“敲不掉”，且敲瓶過程中應盡可能減少玻璃碎屑。智慧靜脈藥物配液機器人在處理敲瓶差錯時設置了自檢功能，一旦出現(xiàn)敲瓶風險系統(tǒng)將會立即報警停機，并提示人工處理風險事件，以確保配置正確，提高配置效率。

4.1 敲瓶流程 藥品進入預處理工位→安瓿瓶割瓶→敲瓶→藥品配置。

4.2 實現(xiàn)方式 智慧靜脈藥物配液機器人對安瓿瓶進行自動敲瓶處理，其參考了人工敲瓶的概念“先割后敲”，并針對不同藥品設置了不同敲瓶參數(shù)，結(jié)果會出現(xiàn)“敲碎”和“敲不掉”兩種不良情況。若出現(xiàn)“敲碎”情況，移栽藥瓶機械手傳感器將檢測不到藥瓶，機器人系統(tǒng)將報警并暫停配液。若出現(xiàn)“敲不掉”情況，系統(tǒng)將進行風險預警，并停止作業(yè)。

4.3 檢測方法 選擇安瓿瓶藥品醫(yī)囑，人為隨機制造“敲碎”和“敲不掉”兩種差錯風險，分別設置風險檢測次數(shù)各20次，檢測敲瓶工位是否報警，以及報警次數(shù)與設置差錯次數(shù)是否一致。安瓿瓶敲瓶風險檢測共運行1400單，總計敲碎140次，報警138次；敲不掉140次，報警140次。敲碎報警率從90%提升到100%；敲不掉報警率100%，且保持穩(wěn)定（見表4）。

5 討論

傳統(tǒng)的人工靜脈藥物集中配置中心雖然存在一定缺陷，卻具有不可替代的人工靈活性，可隨時處理藥物配置中的風險事件。風險處理在靜脈藥物配置自動化設備的運行中尤為關鍵，小則影響藥品配置效率，大則影響藥品配置醫(yī)療安全，高效、安全、準確是靜配工作的核心，三者缺一不可。

智慧靜脈藥物配液機器人突破了單體式半自動化配液的技術瓶頸，在實現(xiàn)智能自動化作業(yè)的同時兼顧了風險報警功能。風險報警功能有助于工作人員隨時掌握藥品配置中的異常情況，及時解決風險事件，保證醫(yī)囑配置無誤，最終實現(xiàn)無風險配置，規(guī)避自動化設備盲配、錯配等風險，避免設備與實際工作流程脫節(jié)[18]。此外，人工配藥過程中每單醫(yī)囑獨立配置，多個醫(yī)囑之間無關聯(lián)，而在智能自動化藥物配置過程中各醫(yī)囑之間、配置步驟之間存在連貫性，屬于“一步錯，步步錯”模式。智慧靜脈藥物配液機器人風險自檢預警機制把差錯控制在初始步驟，以確保后續(xù)工作順利、精準進行。本研究借助醫(yī)工融合技術，持續(xù)優(yōu)化智慧靜脈藥物配液機器人全自動化智能配液設備風險屏障機制及其他智能技術，以提高機器人在醫(yī)療場景應用的實用性，實現(xiàn)人機共融[19]，助力國內(nèi)高端醫(yī)療設備建設。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：葛立萌、桑鵬飛負責設計論文框架，起草論文；葛立萌、祁建平、張志康、桑鵬飛均參與該項目具體操作及研究過程的實施；葛立萌負責論文修改；祁建平、張志康負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。

參考文獻

[1] 王冠元， 劉婧林， 施琪， 等.全程信息化管理在我院PIVAS的應用實踐[J].中國藥房.2018， 29（7）： 873-878.

[2] 李志勇， 李鵬偉， 高小燕， 等.人工智能醫(yī)學技術發(fā)展的聚焦領域與趨勢分析[J].中國醫(yī)學裝備， 2018， 15（7）： 136-145.

[3] 沈國榮， 尤曉明， 李軼.我院PIVAS的自動化建設與實踐[J].中國藥房， 2017， 28（7）： 940-943.

[4] 黃繼勛， 陳凱霞.我院靜脈用藥集中調(diào)配中心自動化建設與實踐[J].中國藥房， 2017， 28（34）： 4842-4869.

[5] 汪子欣， 李霞， 張海.靜脈用藥調(diào)配中心自動化建設的應用與實踐[J].大理大學學報， 2022， 2（7）： 29-32.

[6] 高菲菲， 葉璇， 杜瓊， 等.全自動配液機器人沖配細胞毒性藥物工作量提升的優(yōu)勢考察[J].中國藥師， 2021， 24（11）： 2132-2137.

[7] 楊春松， 楊亞亞， 張伶俐， 等.我國靜脈用藥集中調(diào)配中心信息化和自動化現(xiàn)狀調(diào)查[J].兒科藥學志， 2021， 27（1）： 35-38.

[8] 楊亞亞， 楊春松， 高山， 等.我國靜脈用藥集中調(diào)配中心自動化現(xiàn)狀的循證評價[J].海峽藥學， 2020， 32（7）： 232-236.

[9] 華小黎， 幸明， 王旭， 等.智能化建設在細胞毒性藥物集中調(diào)查中的應用與實踐[J].中國現(xiàn)代應用藥學， 2022， 39（21）： 2762-2769.

[10] 周憲珍， 雷清梅， 朱亞芳， 等.智能靜脈用藥機器人的臨床用藥效果[J].實用醫(yī)學雜志， 2017， 33（19）： 3304-3307.

[11] 方寶霞， 吳松湖， 劉菁， 等.靜脈用藥集中調(diào)配中心全面質(zhì)量管理體系構建與應用[J].中國藥房， 2023， 34（15）： 1789-1803.

[12] 李新燕， 秦宗玲， 王喆， 等.醫(yī)院靜脈用藥調(diào)配中心的自動化系統(tǒng)建設與實踐[J].中國醫(yī)院藥學雜志， 2019， 39（11）： 1194-1197.

[13] 江東梅， 胡和應， 孫莉穎， 等.智能靜脈藥物調(diào)配機器人批量匹配技術在PIVAS工作中的應用實踐[J].機器人外科學雜志（中英文）， 2021， 2（6）： 471-1475.

[14] 盧貞， 高沁， 周志峰， 等.智能化系統(tǒng)在謀院PIVAS的應用效果分析[J].海峽藥學， 2023， 3（35）： 94-98.

[15] 王奕江， 程曉莉， 胡和立， 等.智能靜脈用藥配置機器人在臨床靜脈輸液配藥過程中的應用探究[J].海峽藥學， 2020， 32（5）： 223-224.

[16] 代玲玉， 彭麗娟， 馮遠宇， 等.智能配藥機器人在臨床靜脈輸液配藥中的應用[J].中國當代醫(yī)藥， 2022， 29（22）： 42-45， 49.

[17] 陳盛新， 欒志鵬.美國醫(yī)療機構藥房信息系統(tǒng)與自動化[J].藥學實踐雜志， 2010， 28（3）： 235-238.

[18] 黃博， 錢曉萍.醫(yī)院PIVAS智能化建設與實踐[J]， 中國藥事， 2022， 11（33）： 1300-1307.

[19] 董敬， 汪安安， 李坤鵬， 等.醫(yī)療服務機器人研究進展綜述[J]， 中國醫(yī)療器械雜志， 2023， 47（6）： 645-650， 658.

編輯：魏小艷