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浅谈医院自动化药房控制系统的设计

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【内容摘要】针对目前大型医院患者较多,药房取药多以盒装药品为主且发药量大,患者取药等待时间较长等社会现状设计了一套自动化的药房取药系统,从而降低药剂师的工作量、提高取药效率、降低患者等待的时间、方便库存管理。本系统以储药槽式自动化药房作为解决方案,以PLC作为核心控制器,对出药、传送、定位等过程进行了设计,最终使药师能够利用PC端控制指定药品、指定数量的取出,并自动地运送到指定的取药窗口,以供药师发放给患者,并通过监控画面实现药品数量的检测和库存补充提醒。

【关键词】自动化药房;储药槽;电磁推杆

近年来,随着食品卫生和环境保护问题的日益突出,在我国各行各业引起了巨大的社会效应。在医疗行业,病人迅速增多。伴随着我国逐渐进入老龄化阶段,医院的负担也逐渐加剧。这导致目前全国大多数医院都出现了药房管理成本高,发药量大,药剂师工作强度高的问题。随着自动化技术在医疗行业的发展,智能化药房为目前医院药房的诸多问题,提供了较好的解决方案。它能够取代药师的取药工作,降低劳动强度和人力成本,降低发药的出错率。智能化的仓储管理系统更是为药房的库存管理提供了巨大的便利。自动化药房取代传统人工药房是医院智能化发展的一个必然趋势。

一、国外自动化药房的研究与应用

国外自动化药房的研究起步较早。各大公司所生产出的产品差异性比较明显,实现自动化存取药品的模式和设计思路也不尽相同。大致可分为四种:储药槽式自动化药房、机械手式自动化药房、分包机式智能化药房、数控回转柜式智能化药房。

(一)储药槽式自动化药房。储药槽式自动化药房的储药槽采用具有一定倾斜角的长槽构成,槽的前端具有出药动作机构,当出药指令下达后,机构动作、药品在重力和动作机构推力的作用下下落,到达传送装置,从而完成取药过程。但这种模式的药房,无法完成自动化的药品入库,药品入库部分仍然需要采用人工来完成。因每个取药机构都需要单独的出药动作机构,所以电气成本相对较高。但也正因如此,这种每个出药动作机构相互独立的模式,能够实现多种药品的同时出药,提高了出药效率,这个优势在发药量较大的核心医院更加明显。

(二)机械手式自动化药房。机械手式自动化药房采用机械手的夹取动作来实现药品的入库和出库,但一次只能夹取一种药品,效率较低,在发药量较大的大型医院药房中并不适用,只适合发药量较小的药房。

(三)分包机式自动化药房。分包机式自动化药房主要适用于剂量型的药品,分包机根据医生所开药方将散装的药品按照所需的剂量包装在一个小袋中。这种模式的药房主要适用于住院病人服用的药品。因为目前国内发药量占主导地位的门诊主要以盒装药品为主,因此该类药房适用面较窄,难以普及,市场份额也较少。

(四)数控回转柜式自动化药房。数控回转柜式自动化药房由可旋转的储药柜组成,每个储药柜内可存放多种药品。该类药房的工作原理是当药师根据药方取药时,计算机控制储药柜旋转到适合药师取药的位置,然后由人工进行取药。这种模式的药房并没有实现自动化取药,其取药的主要工作依然由人工进行完成,只是改变了药品的库存管理模式。

二、药房管理系统介绍

(一)系统功能。本系统采用储药槽式的自动化药房模式,当医生所开的电子药方传递到药房后,药师能够利用药房管理系统控制指定药品、指定数量的取出,并通过传送机构将药品自动的传送到指定的药师工作台处,以供药师发放给患者。另外还可以通过监控画面实现药房药品库存数量的检测和库存补充提醒。

(二)系统组成。本方案以郑州市某大型医院为原型,以台达PLC为核心控制器,实现自动化取药,减少药师的工作量,提高取药效率,降低取药的出错率,缩短患者取药的等待时间。储药柜主要由储药槽和漏斗组成。系统采用具有20°倾斜角的储药槽来进行药物的存储,它由流利条、槽体、电磁推杆、指示灯组成。储药槽的工作原理是储存的药品放在倾斜的槽体内,当需要发放药品时,控制器给电磁推杆动作指令,电磁推杆动作将盒装的药品靠上的一侧顶起,使药品的高度超过储药槽底部挡板的高度,在弹力和重力的双重作用下,药品下落通过漏斗形的入口进入药箱内,然后通过传动部分实现运送。前一盒药品被弹出后,后一盒药品在重力的作用下在圆形的流利条上向下滚动,又处于取药前的状态,这时控制器只需要再次给电磁推杆动作指令,就可再次完成药品的取出。指示灯的作用是为方便药师进行库存管理来设置的,在每个储药槽的前端都设置有红色指示灯,当该指示灯对应的储药槽库存充足时,指示灯处于不亮的状态,表示可以正常进行发药工作。当该指示灯对应的储药槽库存不足时,红色指示灯变为常亮状态,提醒药师补充库存。传送部分由四个传送带、药箱挡板和多个智能药箱组成,其中传送带1、2、4均为水平状态,距离地面的高度为25cm,传送带3由水平、斜坡等多种状态组成,距离地面最高处为80cm。智能药箱用来盛放患者的药品,每个智能药箱内部都安装有RFID有源标签,具有唯一性,能够使用RFID技术进行识别。药箱挡板用来将药箱可靠地挡在漏斗下方,以保证药品准确地落入智能药箱,同时药箱挡板装置安装有RFID阅读器,能够识别经过的智能药箱。定位部分主要包括八个电磁推板和八个工作台。电磁推板的作用是将药箱推至相应取药窗口的工作台处,药师在工作台处获取药品,核实后发放给患者。电磁推板由具有40cm行程的电磁推杆和长方形板组成。每个电磁推板的长方形板中都内置有RFID阅读器,能够识别所经过的智能药箱。

(三)系统硬件结构。本系统的硬件结构由PC机、控制器、数字量扩展模块、光电开关、电磁推杆、传送带、药箱挡板、RFID阅读器、单片机系统、电磁推板、指示灯等各部分组成。系统设有八个取药窗口,每个取药窗口设有一个PC机,八个PC机通过局域网与同一个控制器进行连接。控制器搭配数字量输出模块,接收PC机、光电开关和RFID阅读器经单片机系统送来的信号,从而控制电磁推杆、传送带、电磁推板完成出药、传送、定位等过程。

(四)系统工作原理。当某个窗口的药师在PC机上点击一键取药后,光电开关检测漏斗正下方是否有药箱,如果没有,传送带1运行,药箱开始前进,最终被药箱挡板拦在漏斗下方,光电开关检测到药箱后,控制器将信号传给储药柜中药槽底部的电磁动作机构,电磁动作机构动作将药弹出,在重力的作用下药品通过漏斗形入口落入传送带1的药箱中,载有智能药箱的传送带1开始运行,药箱挡板打开为药箱放行,同时内部的阅读器读取药箱内置标签里的数据,经单片机系统处理后,将标志药箱序号的数字量信号输入到PLC控制器中,控制器将这个信号和提交发药命令的窗口相关联,告知系统该药箱应被送至几号窗口。当药箱继续被传送至传送带3的位置时,开始进入药师工作的区域,首先电磁推板1内置的阅读器读取药箱标签里的数据,经单片机系统处理将信号传到控制器,控制器根据之前药箱挡板传来的数据判断该药箱是否被传送至该窗口,如果是,电磁推板动作将药品推下。否则,药箱继续传送,电磁推板2再读取标签里的数据,决定是否推至2号窗口,依次匹配,直到特定窗口的电磁推板将药箱推至提交发药命令的窗口对应的工作台,药师获取药品,取药完毕。

三、药房管理系统的设计

在自动化药房取药系统中将组态监控与医院现有的HIS信息管理系统相关联,使药师能够实时地监控药品库存信息和系统运行状态,方便药师进行药房管理。药房管理系统的主界面包括系统启动、停止、登陆、注销等按钮用来控制系统的运行状态并进行系统操作权限的管理。药师在取药过程中,通过点击病号选择按钮选出下一位取药患者,这时就可以在界面上看到患者的就诊科室、姓名、所开药方等信息,此时药师只需点击确认取药,系统便自动将药品取出、传送、推至工作台以便药师发放给患者。在药房管理系统主界面中还设有上药管理、库存查询、操作记录按钮。上药时,药师点击上药管理按钮,通过手动输入药品的库存状态,便可更新系统内药品的库存数据。点击库存查询按钮便可以查看到储药槽内各种药品的实时数量,其库存显示的原理是通过药师上药时输入的库存数量减去相应储药槽的出药数量便可以得到实时的库存数量。药师还可以通过该界面为各种药品分别设置库存下限,当库存数量低于库存下限时,界面上的库存状态将会显示库存不足的字样,同时在药房中相应储药槽上的红色库存指示灯将会亮起,提醒药师及时的上药。此外操作记录界面能够显示各个时间段取药患者的病号、姓名、药方以及取药的操作员信息,方便责任管理和数据记录。

四、药房管理系统优势

(一)提高取药效率,降低患者等候时间。患者取药时,自动化药房采用自动化出药的方式将药品弹出,并通过传送部分将药箱及时地送到指定的药师工作台,以供药师将药品发放给患者,这个过程取代了传统的人工寻找和获取药物的过程,加快了取药时间。据调查,在郑州市各大医院现有的取药模式中,由于医院患者较多,取药窗口不足和取药过程缓慢的限制,每位患者往往需要花上平均6分钟的时间去取药,利用自动化取药系统取药时间比现有的取药时间缩短了“4~6”倍,大大提高了取药效率。

(二)降低取药的出错率。目前在大型医院里患者较多,药师每天的发药量很大,工作强度较高。虽然在现行的药房管理制度中有相应的药品分发核对机制,但在高强度的工作量下仍然会出现发错药品或者少发药的现象。相比人工取药,自动化药房设备不会有疲惫感,能够一直工作,发药的可靠性更高。

(三)提高库存管理的便利性。自动化药房能够显示药品的库存数量,并对库存不足的药品进行指示灯闪烁提醒。所有的药品库存数据都与现行医院的HIS系统进行关联,药师通过PC端能够实时查看此时的库存状态,对库存不足的药品进行及时补充,方便了药房的库存管理。

(四)提高药学服务质量。看病难是一个社会问题,这直接关系到老百姓对现有社会状况的满意度。其中在药房取药作为患者门诊就医的最后一步,也将直接影响到患者就医的满意度。自动化药房取药将为药师的服务带来改变,使药师的角色发生转变,不再主要关注取药,而是去更加注重对患者的用药说明和用药咨询上,从而提高药学的服务质量。五、结语本文主要讲解了储药槽式自动化药房的设计,对药品的取出、传送及药品定位都给予了说明。经模型测试,该系统能够达到提高药师工作效率、降低患者取药时间的目的,证明了设计方案的可行性。

【参考文献】

[1]李成群,王伟,贠超等.自动化药房的现状和新进展[J].机器人技术与应用,2007,5:27~32

[2]周万勇,员超,刘晏等.智能化药房的研究[J].包装与食品机械,2003,5:1~4[3]刘相权,贠超,赵雪峰等.药房自动化装置的设计与应用[J].机械设计,2009,7:65~68

作者:刘书恋

浅谈医院自动化药房控制系统的设计责任编辑:张雨    阅读:人次