Modeling of the intelligent interface of interaction between a pharmacy and a children's clinic

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. Economic barriers, uneven territorial distribution of pharmacy organizations, and insufficient efficiency of drugs supply chains hinder the accessibility of drugs and the timely receipt of pharmaceutical care (PC) by patients worldwide. The digital transformation in healthcare, accelerated by the COVID-19 crisis, necessitates the adaptation of PC practices to meet modern patient needs.

Objective of the study. To develop and validate a procedure for the interaction between a clinic and a pharmacy to facilitate data exchange through an interface, enabling the pharmacy to receive data for forming an assortment of drugs adapted to the characteristics and behavioral trends of the main target audience.

Material and methods. The study utilized anonymized data on drugs prescriptions by physicians from the medical information system of a network of medical organizations in Moscow for the period from January 2018 to December 2023. Data preprocessing was conducted, followed by the training of a machine learning model using the LightGBM algorithm. The predictive performance of the model was assessed using MAE and RMSE metrics.

Results. An analytical interface for the interaction between the clinic and the pharmacy was developed, incorporating a predictive model for forming the drugs assortment. The model effectively accounts for seasonal trends, patient demographic characteristics, and other key factors influencing drugs demand. The average MAE and RMSE values were 1.27 and 1.68, respectively, indicating high model accuracy.

Conclusion. Implementing the developed interface allows the pharmacy to form drugs assortment tailored to the real needs of patients, contributing to optimized inventory management, reduced risk of shortages and overstocking, enhanced accessibility of PC for children, and increased economic efficiency of the pharmacy. The integration of big data technologies and machine learning opens new prospects for the personalization of medical and pharmaceutical care.

About the authors

Maxim Michailovich Kurashov

Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: kurashov-mm@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-0349-905X

PhD in Pharmaceutical Sciences, Associate Professor of the Management and Economics of Pharmacy Department

Russian Federation, Moscow

Alexander Andreevich Kondrashov

Lomonosov Moscow State University

Email: kondrasasha@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-0601-3205

PhD Student of the Pharmaceutical Chemistry and Organization of Pharmaceutical Business Department

Russian Federation, Moscow

Ekaterina Efimovna Loskutova

Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Author for correspondence.
Email: loskutova-ee@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-1514-0941

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Head of the Management and Economics of Pharmacy Department

Russian Federation, Moscow

References

  1. Wei X., Yuan H., Sun Y. et al. Health Services Utilization in China during the COVID-19 Pandemic: Results from a Large-Scale Online Survey. Int J Environ Res Public Health. 2022; 19 (23). doi: 10.3390/ijerph192315892.
  2. Liu S., Luo P., Tang M. et al. Providing pharmacy services during the coronavirus pandemic. Int J Clin Pharm. 2020; 42 (2): 299–304. doi: 10.1007/s11096-020-01017-0.
  3. Peng Y., Wang H., Fang Q. et al. Effectiveness of Mobile Applications on Medication Adherence in Adults with Chronic Diseases: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Manag Care Spec Pharm. 2020; 26 (4): 550–561. doi: 10.18553/jmcp.2020.26.4.550.
  4. Сибирева А.Д., Желткевич О.В. Концепция информационно-коммуникационной услуги в аптечной организации. Фармация, 2021; 70 (3): 42–49. [Sibireva AD, Zheltkevich OV. The concept of information and communication services in a pharmacy. Farmaciya (Pharmacy) 2021; 70 (3): 42–49. doi: 10.29296/25419218-2021-03-08 (in Russian).]
  5. Просвиркин Г.А., Дорофеева В.В. Анализ услуги дистанционного консультирования в аптечных онлайн-сервисах. Фармация, 2024; (3): 38–42. [Prosvirkin GA, Dorofeeva VV. Analyzing the Implementation of Remote Consultation in Online Pharmacies. Farmaciya (Pharmacy) 2024; 73 (3): 38–42. doi: 10.29296/25419218-2024-03-06 (in Russian)]
  6. Esteva A., Robicquet A., Ramsundar B. et al. A guide to deep learning in healthcare. Nat Med 2019; 25 (1): 24–29. doi: 10.1038/s41591-018-0316-z.
  7. Beam A.L., Kohane I.S. Big Data and Machine Learning in Health Care. JAMA 2018; 319 (13): 1317. doi: 10.1001/jama.2017.18391.
  8. Bertolotti F., Schettini F., Ferrario L. et al. A prediction framework for pharmaceutical drug consumption using short time-series. Expert Syst Appl 2024; 253: 124265. doi: 10.1016/j.eswa.2024.124265.
  9. Soumit Roy, Mainak Mitra. Enhancing Efficiency in Healthcare Supply Chains: Leveraging Machine Learning for Optimized Operations. International Journal For Multidisciplinary Research 2021; 3 (6). doi: 10.36948/ijfmr.2021.v03i06.10323.
  10. Bhat S.S., Srihari V.R., Prabhune A. et al. Optimizing Medication Access in Public Healthcare Centers: A Machine Learning Stochastic Model for Inventory Management and Demand Forecasting in Primary Health Services. In: 2024 International Conference on Intelligent and Innovative Technologies in Computing, Electrical and Electronics (IITCEE) IEEE. 2024; 1–5; doi: 10.1109/IITCEE59897.2024.10467229.
  11. Ke G., Meng Q., Finley T. et al. LightGBM: A Highly Efficient Gradient Boosting Decision Tree. In: Advances in Neural Information Processing Systems. (Guyon I., Luxburg U. Von, Bengio S. et al. eds) Curran Associates, Inc.; 2017.
  12. Lokker C., Abdelkader W., Bagheri E. et al. Boosting efficiency in a clinical literature surveillance system with LightGBM. PLOS Digital Health 2024; 3 (9): e0000299. doi: 10.1371/journal.pdig.0000299.
  13. Chen T., Guestrin C. XGBoost. In: Proceedings of the 22nd ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining ACM: New York, NY, USA. 2016; 785–794; doi: 10.1145/2939672.2939785.
  14. Kumar A., Mani V., Jain V. et al. Managing healthcare supply chain through artificial intelligence (AI): A study of critical success factors. Comput Ind Eng 2023; 175: 108815. doi: 10.1016/j.cie.2022.108815.
  15. Rathipriya R., Abdul Rahman A.A., Dhamodharavadhani S. et al. Demand forecasting model for time-series pharmaceutical data using shallow and deep neural network model. Neural Comput Appl. 2023; 35 (2): 1945–1957. doi: 10.1007/s00521-022-07889-9.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Scheme of distribution of doctors by specialization in the prototype clinic

Download (255KB)
3. Fig. 2. Architecture of data transfer and transformation processes through the prototyped interface clinic – “internal” pharmacy

Download (785KB)
4. Fig. 3. Comparative analysis of the compliance of predicted values of drug prescriptions with real ones

Download (1MB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».