智慧醫(yī)療下智能售藥設(shè)備的云服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

陳莉娟，王安，陳一帆

(南京航空航天大學(xué) 機(jī)電學(xué)院，江蘇 南京 210016)

1 智能售藥設(shè)備的發(fā)展與局限

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，醫(yī)療成為了民眾和政府關(guān)注的重點(diǎn)[1-2]。政府在推動(dòng)醫(yī)療改革以來(lái)，提出了很多利民政策。2010年以來(lái)，“零差率”政策不斷深入，醫(yī)院實(shí)行醫(yī)藥分離，按藥品進(jìn)價(jià)進(jìn)行銷售，取消藥品加成[3-4]。2018年以來(lái)，國(guó)家推行“4+7”政策[5]，在北京、上海、天津、重慶4個(gè)直轄市和沈陽(yáng)、大連、廣州、深圳、廈門、成都、西安7個(gè)城市，試點(diǎn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)帶量采購(gòu)，藥品價(jià)格平均降幅50%。這些政策便民的同時(shí)限制了藥商過(guò)去的發(fā)展模式，藥商在尋求發(fā)展中推動(dòng)了藥品新零售的發(fā)展。智能售藥設(shè)備的出現(xiàn)迎合了市場(chǎng)的需求和發(fā)展。它滿足周圍居民24 h的應(yīng)急需求[6]，尤其在藥店關(guān)門的夜間，能夠讓患者及時(shí)用藥，緩解病痛。但在發(fā)展過(guò)程中，它也存在一定的局限性。市場(chǎng)上大部分智能售藥機(jī)在購(gòu)藥時(shí)無(wú)身份識(shí)別，且無(wú)數(shù)量限制，面向用戶人群少。智能售藥機(jī)中藥品免去很多經(jīng)營(yíng)成本，價(jià)格相對(duì)便宜，會(huì)讓不少唯利是圖的人有可乘之機(jī)。目前大部分智能售藥機(jī)僅支持自助購(gòu)買非處方藥、日常緊急用藥等，用戶范圍偏小。

2 智能售藥設(shè)備的云服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)方案

2017年，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”深化醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革規(guī)劃》中明確規(guī)定，醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)按照藥品通用名開具處方，并主動(dòng)向患者提供，不得限制處方外流，患者可以自行選擇購(gòu)藥平臺(tái)。2018年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見(jiàn)》，鼓勵(lì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”優(yōu)化現(xiàn)有醫(yī)療服務(wù)，允許醫(yī)療機(jī)構(gòu)開具電子處方轉(zhuǎn)到合作第三方以支持藥品配送。2020年3月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《深化醫(yī)療保障制度改革的意見(jiàn)》，鼓勵(lì)患者直接用醫(yī)保結(jié)算藥款，鼓勵(lì)醫(yī)保經(jīng)辦機(jī)構(gòu)直接與藥品生產(chǎn)廠商或流通企業(yè)結(jié)算藥品貨款。本設(shè)計(jì)方案中，將智能售藥機(jī)作為零售藥機(jī)的同時(shí)拓展處方購(gòu)藥與取藥功能，構(gòu)建云服務(wù)平臺(tái)，建立電子處方庫(kù)、患者信息檔案庫(kù)、藥品庫(kù)等。

智能售藥設(shè)備云服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是整合各合作醫(yī)療機(jī)構(gòu)的個(gè)人健康檔案、電子處方信息，在云平臺(tái)上虛擬化存儲(chǔ)，按需供給于醫(yī)療服務(wù)端、智能設(shè)備端的同時(shí)完成各售藥設(shè)備中藥品信息的協(xié)同。拓寬處方取藥途經(jīng)，方便廣大患者尤其是慢性病患者，使其不再疲于奔波醫(yī)院，在社區(qū)附近的智能售藥機(jī)上即可完成購(gòu)取藥需求，擴(kuò)大智能售藥機(jī)的用戶群體。在國(guó)家醫(yī)藥改革的推動(dòng)下，減緩醫(yī)療資源壓力，拓寬城市功能。

2.2 總體架構(gòu)

智能售藥設(shè)備端的云服務(wù)平臺(tái)基于基礎(chǔ)的云計(jì)算架構(gòu)[7]，按基礎(chǔ)設(shè)施層(IaaS)、平臺(tái)服務(wù)層(PaaS)、應(yīng)用軟件層(SaaS)設(shè)計(jì)，如圖1所示。智能售藥設(shè)備的云服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)主要由基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)運(yùn)行時(shí)服務(wù)層、平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)層、智能訪問(wèn)端口及安全體系和監(jiān)控體系組成。

圖1 智能售藥設(shè)備的云服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

基礎(chǔ)設(shè)施層是利用高速互聯(lián)網(wǎng)將不同地方的服務(wù)器進(jìn)行有序連接，在虛擬化技術(shù)之上將計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等資源進(jìn)行整合，形成龐大的可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、按需使用的資源池，為云服務(wù)平臺(tái)的上層服務(wù)提供保證。平臺(tái)運(yùn)行時(shí)服務(wù)層及平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)層利用強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源的有效整合，包括電子處方信息、患者個(gè)人健康檔案信息以及藥品信息等。動(dòng)態(tài)獲取、及時(shí)更新，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。智能訪問(wèn)端口即為系統(tǒng)的應(yīng)用端，以瀏覽器界面為展現(xiàn)形式，分為醫(yī)療機(jī)構(gòu)端、設(shè)備應(yīng)用端、藥師審核端、藥機(jī)管理端及運(yùn)營(yíng)管理端。面向不同的人群，智能訪問(wèn)的界面及功能也會(huì)相應(yīng)調(diào)整。其中運(yùn)營(yíng)管理端口是超級(jí)管理員端口，能夠管理全部端口的功能，供系統(tǒng)開發(fā)人員使用。

安全體系和監(jiān)控體系貫穿整個(gè)平臺(tái)。安全體系為平臺(tái)提供安全保證，所有用戶都要進(jìn)行身份驗(yàn)證，不同用戶的權(quán)限不同，頁(yè)面?zhèn)鬏敳捎冒踩珎鬏攨f(xié)議https，用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)，定期對(duì)平臺(tái)進(jìn)行漏洞掃描。監(jiān)控體系用來(lái)保障平臺(tái)服務(wù)的穩(wěn)定，主要有體制分析、服務(wù)負(fù)載均衡、服務(wù)異常監(jiān)控、服務(wù)調(diào)用監(jiān)控及用戶異常監(jiān)控，全面檢測(cè)系統(tǒng)，保障運(yùn)行安全。

2.3 主要服務(wù)端口的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)層次分為表現(xiàn)層、服務(wù)層、持久層。持久層使用MyBatis，核心框架為SpringBoot，前端展現(xiàn)使用HTML+CSS+JavaScript。云服務(wù)平臺(tái)以智能售藥設(shè)備為載體，連接醫(yī)院的HIS系統(tǒng)，獲取診療信息及患者基本信息，在設(shè)備應(yīng)用端實(shí)現(xiàn)患者自助購(gòu)藥、憑處方取藥服務(wù)。

1)醫(yī)療機(jī)構(gòu)端設(shè)計(jì)

云服務(wù)平臺(tái)與醫(yī)療機(jī)構(gòu)端的信息交互是智能售藥設(shè)備主要功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，包含診療信息協(xié)同、個(gè)人基本信息協(xié)同等。如患者憑借醫(yī)?？ㄊ状尉驮\時(shí)，醫(yī)護(hù)人員需要先補(bǔ)充患者的個(gè)人基本信息包含婚姻、職業(yè)、疾病史、過(guò)敏史以及個(gè)人身體概況并上傳到個(gè)人健康檔案庫(kù)。如非首次就診，醫(yī)生可根據(jù)就診患者實(shí)時(shí)身體狀況，對(duì)個(gè)人健康檔案庫(kù)中的個(gè)人信息如疾病史、過(guò)敏史、用藥史及身體檢查結(jié)果等進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。患者就診完畢后醫(yī)生提交保存電子處方，即可更新到電子處方庫(kù)?；颊呔驮\時(shí)醫(yī)生操作端部分功能界面設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 電子處方信息輸入界面圖

2)設(shè)備應(yīng)用端

智能設(shè)備應(yīng)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(jī)交互界面，由讀卡器讀取購(gòu)藥人醫(yī)?？ǐ@得身份信息后，主要功能模塊分為買藥和取藥。

若點(diǎn)擊買藥功能，可選擇用藥推薦和直接購(gòu)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(diǎn)擊匹配用藥便會(huì)顯示推薦用藥。若選擇直接購(gòu)買，則輸入藥品名稱首字母進(jìn)行查詢，用戶在界面上可以直接選擇。直接購(gòu)藥界面設(shè)計(jì)如圖3所示。用戶選擇完畢后，智能售藥機(jī)自動(dòng)連接云端查看檔案信息中的過(guò)敏源或疾病史并對(duì)居民所選擇藥物的禁忌事項(xiàng)進(jìn)行比對(duì)，如有問(wèn)題，便及時(shí)進(jìn)行警告提醒。用戶付款可以選擇醫(yī)保、微信、支付寶。當(dāng)用戶成功購(gòu)買藥物后，智能售藥機(jī)將居民購(gòu)藥信息更新到數(shù)據(jù)庫(kù)留檔。

圖3 直接買藥界面圖

若點(diǎn)擊取藥，按提示進(jìn)行身份確認(rèn)，身份確認(rèn)無(wú)誤后選擇要取的電子處方，點(diǎn)擊提交審核。由后臺(tái)執(zhí)業(yè)藥師審核完成之后，可執(zhí)行下一步的付款取藥操作。

3)藥師審核端

處方是指由醫(yī)師在診療互動(dòng)中為患者開具的、由藥師審核、調(diào)配、核對(duì)，并作為患者用藥憑證的醫(yī)療文書。處方藥在到達(dá)患者手中前，必須經(jīng)過(guò)藥師審核。藥師必須是醫(yī)院或者藥店的執(zhí)業(yè)藥師，每個(gè)人管理所在區(qū)域周圍的8-10臺(tái)售藥機(jī)。藥師主要審核處方上用藥的合法性、規(guī)范性和適宜性。藥師審核時(shí)若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將信息及時(shí)反饋至智能設(shè)備頁(yè)面，并將取藥請(qǐng)求駁回。智能設(shè)備端提供藥師服務(wù)熱線，患者可以撥打電話與藥師進(jìn)行及時(shí)溝通。藥師審核無(wú)誤，處方驗(yàn)證通過(guò)后患者在智能設(shè)備端可以付款取藥。當(dāng)患者成功取藥后，藥師進(jìn)行二次確認(rèn)，此時(shí)患者的處方取藥信息會(huì)同步到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

4)藥機(jī)管理端

藥機(jī)管理端界面設(shè)計(jì)包括每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、藥物管理、營(yíng)收額、周銷量榜單等。若有設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境出現(xiàn)異常時(shí)，設(shè)備編號(hào)會(huì)變成紅色，并在運(yùn)行環(huán)境下顯示在設(shè)備列表的最上端。藥物管理界面可以顯示每臺(tái)設(shè)備的藥物具體信息，當(dāng)藥品存量小于5，保質(zhì)期與當(dāng)前日期間隔小于兩個(gè)月時(shí)，藥品編號(hào)會(huì)變成紅色。藥物管理界面設(shè)計(jì)如圖4所示。周銷量榜會(huì)顯示每臺(tái)售藥設(shè)備上周銷量前10的藥物，可以作為藥機(jī)管理員補(bǔ)充藥物的參考。

圖4 藥物管理界面

2.4 數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

醫(yī)療數(shù)據(jù)涉及患者敏感的生理信息，是患者的隱私，將醫(yī)療數(shù)據(jù)以明文的方式在云上存儲(chǔ)或者傳遞是極為不安全的[8]。在本設(shè)計(jì)方案中，為了醫(yī)療信息的安全，除了基于訪問(wèn)控制對(duì)不同的用戶設(shè)置不同的訪問(wèn)權(quán)限、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)及安全防護(hù)外，對(duì)患者的檔案及電子處方信息中關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的加解密操作。目前主流的常規(guī)密鑰加密算法是AES，應(yīng)用最廣泛的公開密鑰加密算法是RSA，本設(shè)計(jì)中采用AES和RSA相結(jié)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(guò)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(duì)輸出內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)碼輸出，便于查看。測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 加密算法測(cè)試

由測(cè)試結(jié)果可知，醫(yī)療數(shù)據(jù)經(jīng)加密算法加密后存儲(chǔ)及傳輸過(guò)程中生成的字符列表保密度極高，且加解密過(guò)程不會(huì)影響原數(shù)據(jù)，能極大地保護(hù)患者的隱私，促進(jìn)醫(yī)療信息的安全共享，拓寬醫(yī)療服務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是人口大國(guó)，有限的醫(yī)療資源與巨大的醫(yī)療需求之間的矛盾日益突出，隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)療行業(yè)也受其深遠(yuǎn)影響。尤其在新冠肺炎疫情等傳染病突發(fā)時(shí)期，社會(huì)對(duì)于智慧醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療的需求更為迫切，同時(shí)國(guó)家相關(guān)政策的出臺(tái)極大地推動(dòng)了醫(yī)療服務(wù)的改革，為智能售藥設(shè)備的功能拓展及云服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建提供了有利的契機(jī)。

本設(shè)計(jì)中將智能售藥設(shè)備進(jìn)行功能拓展，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自主購(gòu)藥及處方取藥功能，建設(shè)智能售藥設(shè)備云服務(wù)平臺(tái)，有效配置醫(yī)療資源，緩解醫(yī)療壓力，服務(wù)廣大社會(huì)群體。智能售藥設(shè)備也可以根據(jù)商圈分析、人群定位進(jìn)行藥物調(diào)整。希望本設(shè)計(jì)能夠?yàn)閺V大學(xué)者及對(duì)智能售藥設(shè)備的研究提供借鑒，為“智慧醫(yī)療”的發(fā)展添磚加瓦，為“健康中國(guó)”的建設(shè)獻(xiàn)出綿薄之力。