智能化药柜在医疗领域的创新应用研究

摘要：现代社会，科技发展迅速，智能化药柜的出现让人民群众的生活更加方便快捷，在人口老龄化之间加剧和各种流感防止交叉感染中表现尤为突出。智能化药柜目前在中国存在但并未普及，本研究在已有的智能化药柜基础上进行创新升级，进一步提升了其智能化水平。本文旨在全面解析智能化药柜的各大系统运作机制，涵盖药品信息管理、传感器技术及防盗安全系统，并详细介绍其使用方法，以期提高读者对智能化药柜的认知。

关键词：智能化药柜；医疗；技术

Abstract：In modern society， with the rapid development of science and technology， the emergence of intelligent medicine cabinets has made people’s lives more convenient and fast， especially in the aggravation of the aging population and the prevention of cross-infection by various influenza. Intelligent medicine cabinets currently exist in China but are not popular. Our group has innovated on the existing intelligent medicine cabinets and added various systems to make the intelligent medicine cabinets more intelligent. This paper will comprehensively elaborate the various systems and operation of intelligent medicine cabinet， the information management of drugs， various sensor systems and anti-theft security systems of intelligent medicine cabinet， how the people use it， so as to help you understand the intelligent medicine cabinet.

Keywords：intelligent medicine cabinet； Medical； technology

随着全球老龄化进程的加速和慢性病患者数量的激增，药品管理效率与用药安全问题成为医疗健康领域的重要挑战。传统药柜依赖人工操作，存在药品信息不透明、存储条件不稳定、用药记录缺失等痛点，难以满足精准医疗和智慧医疗的发展需求。在此背景下，智能化药柜技术凭借物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的深度融合，成为提升药品管理智能化水平的关键解决方案。本文通过对智能化药柜的各大系统进行详细阐述，为读者了解智能化药柜的运行提供帮助。

1.智能化药柜的运行

1.1消费者购药流程

消费者的购药流程通常开始于购药需求的产生。这一需求可能源于自身的疾病症状、家人的健康问题，或是为备不时之需。当需求产生后，消费者可以通过多种方式获取药品信息，例如通过远程医生间进行在线咨询、远程药师咨询，实时通过智能药柜软件上传用药数据至智能药柜系统。这些方式均有助于消费者更准确地了解自己的用药需求。了解自己需求后，消费者进入自主选药阶段。在选药过程中，消费者可以查看药柜内提供的药品信息介绍，了解药品的用途、用法及副作用等。药柜内还展示了药品的价格信息，消费者可以进行价格比较，选择性价比高的药品。选定药品后，消费者进行交易结算，药柜会打印销售小票作为交易凭证。同时后台统计购买情况，按需分配药品，并将交易记录上传到云端数据库。交易完成后，消费者从药柜中取出所需药品，结束购药流程。

1.2智能化药柜的高效管理

1.2.1存储方式

药柜配备了精准的温控系统。药柜内部空间被巧妙地分为两个区域：低温存储区和常温存储区。这样的设计旨在满足不同药品的存储需求。一些药品需要冷藏以保持其有效性，而其他药品则可以在常温下保存。低温存储区配备了独立的冷却系统，可以精确地控制在所需的温度范围内。而常温存储区则保持了适宜的温度和湿度，确保药品在最佳条件下存放。这个系统能够有效地防止因温度波动而导致的药品变质问题，为药品提供了一个稳定的存储环境。

1.2.2功能模块

药柜内置了多种功能模块，以确保药品的安全存储和销售。这些模块包括监控摄像系统、防火系统和防盗系统等，它们共同构成了一个全方位的安全防护网络。监控摄像系统实时记录药柜周围的动态，防火系统能够在发生火灾时迅速响应，而防盗系统则防止了药品被盗的风险。

1.2.3库存管理

传感器和控制系统是智能药柜实现自动化管理的关键部件。药柜内部安装了温湿度传感器和防盗传感器等设备，这些传感器实时监控药柜内的环境参数和药品状态，并将数据反馈给控制系统。一旦发现异常，控制系统能够立即采取相应措施，如调整温度、湿度，或向药店管理人员发送警报。在消费者选药完成药品支付后，云端数据库记录药品交易信息进行后续分析。这些数据不仅可以用于消费者的个人健康记录，还可以帮助药店进行销售分析、库存管理等。当系统检测到药品库存不足时，会自动触发补货程序。药店管理人员通过实时跟踪库存情况，进行缺货预警和补货操作。后台系统统一协调药品采购事宜，确保药品供应的持续与充足。下图为智能化药柜的技术路线图。

2.智能化药柜的技术分析

2.1精准控温

采用自适应 PID 控制，用于敏感药物、疫苗和样本的更精确温度控制。通过从物联网冰箱收集的数据，获取用户和现场部署设备的使用习惯和环境条件。实验结果表明，与传统冷却方法相比，在相同能量水平下，机柜温度振荡可降低 45%-75%，能耗降低 4%-12%，用户测试中机柜温度振荡降低 10%-24%[1]。智能化药柜可以考虑采用类似的自适应控制方法，根据实际使用情况和环境变化调整温度控制参数，实现更精准的控温。

2.2安全储存

在 “互联网 +” 的技术背景下，创新危化品柜远程自动监控系统应用物联网技术，设计了一种远程自动化监测与控制系统[2]。这一系统能够解决危化品柜储存危化品过程中存在的安全隐患问题，以先进的自动化控制技术及电子物联网技术力量保障工业化生产的安全需求。对于智能化药柜而言，可以借鉴这种技术协同方式，通过物联网技术实现对药柜内药品的实时监测，包括温度、湿度、药品数量等信息。同时，远程自动化监测控制系统可以及时发现药品存储过程中的异常情况，并采取相应的措施，如发出警报、自动调整环境参数等，从而确保药品的安全储存。

2.3稳定供应

基于数据挖掘的智能药柜拆零药品储位优化中，结合 Apriori 算法进行关联规则数据挖掘，优化智能药柜内拆零药品的存放位置[3]。人工智能技术可以通过对药品使用频率、关联规则等数据的分析，为药品的存储提供科学的决策依据。例如，根据药品的使用频率和关联性，合理安排药品的存放位置，提高药柜的使用率和处方准入率。同时，人工智能还可以对药品的库存进行预测，及时提醒管理人员进行补货，避免药品短缺的情况发生。

2.4药品信息管理

智能化药柜配备高精度的扫描设备-二维码扫描仪，能够快速准确识别药品包装上的标识信息，并将药品的名称、规格、批次、有效期等关键信息录入系统，依托强大的数据库管理系统，将录入的药品信息进行分类储存，根据药品的种类、用途、有效期等不同属性进行分类，方便后续查询管理。智能化药柜可检测药品的库存数量，系统还可设置库存预警功能，当药品数量低于设定阈值，将会自动发出提醒，确保药品的供应需求。智能化药柜还可对药品的有效期进行检测，当药品接近有效期，也会提醒管理人员及时进行处理。补充的药品与原有的药品按照有效期区分，优先使用原有药品，避免药品积压过期。

2.5人机辅助服务与智能医疗系统

构建基于人工智能和远程连接人机辅助服务的辅助诊断智能医疗系统，打造无人药柜的智能大脑[4]。在智能化药柜中，可以引入人机辅助服务，例如通过语音识别、触摸屏等技术，方便医务人员进行操作。同时，智能医疗系统可以与药柜进行连接，实现药品信息的共享和交互。医务人员可以通过智能医疗系统查询药品信息、了解患者的用药情况等，从而更好地为患者提供医疗服务。

3.智能化药柜的硬件设计

3.1采用双层结构

智能化药柜通过采用双层结构，主要包括储药机构、推药机构、输送机构、限高机构和计数机构等零部件设计，在双层结构中设置隔热层，将各种药物按照最适温度进行合理划分，常温储存与冷藏药物进行分层储存，既可以满足药物的所需环境温度，又可以减少外界温度对药柜内部温度的影响。

3.2门锁与权限管理及监控系统

安装坚固可靠的门锁系统，如电子密码锁、指纹识别锁等，限制非授权人员访问。同时，为不同工作人员分配不同权限，如管理员可进行药品的出入库管理、参数设置等操作，普通医护人员仅能进行药品领取等基本操作。在药柜内安装摄像头和传感器，实时监控药品的存放状态、药柜的运行情况以及人员的操作行为。一旦发现异常，如药品被误拿、药柜门长时间未关、温湿度超标等，系统会立即发出警报，通知相关人员及时处理。

3.3显示屏设计

智能化药柜采用液晶显示屏（LCD），LCD显示屏具有成本低、显示效果好等优点，具有高分辨率和良好的显示效果确保用户能够清晰地看到药品信息和提醒内容。采用触摸屏技术，用户可直接在屏幕上进行操作。显示屏还要具有一定的可靠性，可在长时间使用过程中保持稳定的运行，有良好的防护性能，可防止因碰撞、灰尘、水分等因素进行破坏。

4.智能化药柜的软件系统

4.1智能交互APP

张悦瑶[5]等人设计一款智能化精准控温中就使用了智能交互APP，智能化药柜也可以通过 APP 实现远程监控和控制温度，用户可以随时查看药柜内的温度情况，并根据需要进行调整。同时，APP 还可以记录药柜的使用情况和温度变化趋势，为精准控温提供数据支持。

4.2在线药品购买系统

在计算机科学与通信技术会议上提出了基于微信小程序的在线药品购买系统，可以减少新型冠状病毒感染的概率。智能化药柜可以通过扫描屏幕上的二维码进入小程序，在小程序上进行药物的选择然后结算。智能化药柜这种在线系统不仅方便了患者购药，还可以通过严格的身份验证和药品信息管理，确保药品的来源和质量安全。同时，在线系统可以与智能药柜实现无缝对接，实现药品的远程管理和监控。

5.总结

智能化药柜通过自动化的药品储存和传感系统，大大缩短了取药时间，并且智能化药柜具有严格的药品管理功能，它可以实时监控药品的有效期和库存情况，及时提醒管理人员处理近效期和过期药品，同时，智能化药柜还可以对药品进行封闭智能化管理，避免药品受到外界环境的影响，确保药品质量。智能化药柜的应用有助于实现药品管理的精细化和科学化。然而，智能化药柜的发展也面临一些挑战。首先，技术的稳定性和可靠性需要进一步提高。智能药柜涉及到多种技术，如自动化控制、信号传输、数据处理等，任何一个环节出现问题都可能影响药柜的正常使用。智能化药柜作为医疗领域的创新技术，具有广阔的发展前景。我们应该充分认识到其优势和挑战，积极推动智能化药柜技术的发展和应用，为提高医疗服务质量、保障人民健康做出更大的贡献。

参考文献：

[1] M. K. Peker、A. T. Naskali、S. Kılıçaslan N. Özbey.“敏感药物的精确温度控制”，2023 年 IEEE 大数据国际会议 （BigData），2023 ，4948-4953.

[2]陈仲巍.创新危化品柜远程自动监控系统及其应用[J].职业与健康，2018，（3）：420-424.

[3]钟奕轩，钟慧婷，刘慧等.基于数据挖掘的智能药柜拆零药品储位优化[J].中国药业，2022，31（06）：21-24.

[4]X. Wang， H. Zhang， Z. Liu， R.He .“基于互联网加的无人药房智能医疗系统”，2021年通信和信息技术国际会议（NetCIT），2021，87-91.

[5]张悦瑶，李敏莹，孙伟鹏，等.一款智能化精准控温杯的设计研究[J].科技创新与应用，2024，14（24）：27-31.