一種新型智能吸藥器

刁勛濤 周勁松

摘 要：目前許多慢性呼吸系統(tǒng)疾病治療藥物均為霧狀吸入式藥劑，傳統(tǒng)吸藥器在實(shí)際治療時(shí)很難準(zhǔn)確記錄吸藥時(shí)間、次數(shù)以及確定每次吸藥是否有效，從而影響對(duì)藥物是否有效的判斷進(jìn)而影響治療療效。本文提出了一種新型智能吸藥器，可以通過(guò)手機(jī)APP設(shè)置吸藥時(shí)間提醒，并通過(guò)內(nèi)置傳感器對(duì)吸藥時(shí)間、次數(shù)、吸藥是否正確以及剩余藥量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)，并進(jìn)一步經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳至云服務(wù)器，通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行監(jiān)控和指導(dǎo)患者用藥的目的。

關(guān)鍵詞：吸藥器；傳感器；實(shí)時(shí)時(shí)鐘；藍(lán)牙

中圖分類(lèi)號(hào)：R944 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）05-0205-02

0 引言

世界衛(wèi)生組織定義慢性呼吸系統(tǒng)疾病是以慢阻肺為代表的一系列疾病。主要病種包括：慢性阻塞性肺病、慢性肺源性心臟病、支氣管哮喘、支氣管擴(kuò)張、間質(zhì)性肺病、睡眠呼吸障礙等。以慢阻肺、哮喘及肺癌較為常見(jiàn)。

慢性呼吸系統(tǒng)疾病是中老年人的常見(jiàn)疾病、多發(fā)病，主要病變?cè)跉夤?、支氣管、肺部及胸腔，病變輕者多咳嗽、胸痛、呼吸受影響等，其危害性巨大，若不能進(jìn)行及時(shí)治療，會(huì)引起很多嚴(yán)重的并發(fā)癥，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致呼吸困難、缺氧，甚至呼吸衰竭而導(dǎo)致患者死亡。

目前市場(chǎng)上很多針對(duì)慢性呼吸系統(tǒng)疾病的藥物均為吸入式藥劑，吸入式藥劑可使藥物直接到達(dá)肺部，作用快，療效好，安全性也較高。為了穩(wěn)定病情和保持療效，按時(shí)和正確的使用吸入劑十分重要。但是，中老年人由于工作繁忙或記憶力衰退，經(jīng)常忘記用藥或者不能正確的使用吸藥器用藥。如果能夠按時(shí)提醒患者用藥并且監(jiān)測(cè)用藥是否正確，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使醫(yī)護(hù)人員能夠及時(shí)得到相關(guān)數(shù)據(jù)并向患者發(fā)出合理的用藥指導(dǎo)，將有效提高治療療效，減少患者痛苦。

本文提出一種新型智能吸藥器，將通過(guò)手機(jī)APP及其內(nèi)置傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。

1 智能吸藥器系統(tǒng)概念

該新型智能吸藥器可以通過(guò)內(nèi)置傳感器對(duì)吸藥時(shí)間、次數(shù)、吸藥是否正確以及剩余藥量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并把數(shù)據(jù)保留在內(nèi)置存儲(chǔ)器內(nèi)。當(dāng)外部裝有相應(yīng)應(yīng)用軟件的手機(jī)等藍(lán)牙設(shè)備靠近時(shí)，智能吸藥器自動(dòng)通過(guò)藍(lán)牙傳輸將數(shù)據(jù)發(fā)送出來(lái)，并進(jìn)一步經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳至云服務(wù)器，便于醫(yī)護(hù)人員隨訪和掌握病人服藥情況。同時(shí)，患者可以通過(guò)手機(jī)APP設(shè)置吸藥時(shí)間提醒，避免錯(cuò)過(guò)或遺忘用藥。

智能吸藥器系統(tǒng)概念如圖1所示。

智能吸藥器內(nèi)置的傳感器包括了3軸加速度傳感器、氣壓傳感器、計(jì)數(shù)傳感器以及實(shí)時(shí)時(shí)鐘等，和內(nèi)置的藍(lán)牙SoC、電池、LCD等電路形成了一個(gè)完整的系統(tǒng)。當(dāng)患者吸藥時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)傳感器檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷并記錄患者吸藥時(shí)間、吸藥是否正確，并對(duì)吸藥次數(shù)以及吸藥器剩余藥量進(jìn)行監(jiān)測(cè)及記錄，并通過(guò)藍(lán)牙將這些數(shù)據(jù)發(fā)送出來(lái)。醫(yī)護(hù)人員可以根據(jù)這些反饋數(shù)據(jù)可以了解患者用藥情況并對(duì)患者進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)。

2 智能吸藥器工作原理及實(shí)現(xiàn)

患者在使用智能吸藥器吸藥時(shí)，首先要將搖晃吸藥器使藥物均勻，將腹內(nèi)氣體呼盡，然后將吸藥器噴嘴對(duì)準(zhǔn)口腔并激發(fā)噴藥裝置，在激發(fā)噴藥裝置的同時(shí)要用力吸氣，確保將藥物吸入肺部。

2.1 智能吸藥器的硬件結(jié)構(gòu)

智能吸藥器內(nèi)部組裝了藥瓶、電路板、LCD、電池等組件。其主要的部件結(jié)構(gòu)分布如圖2所示。

其中電路板上包含了3軸加速度傳感器，大氣壓力傳感器，計(jì)數(shù)傳感器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘、LCD等組件。電子結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

電路板上的3軸加速度傳感器用于檢測(cè)患者搖晃吸藥器，當(dāng)患者晃動(dòng)吸藥器時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)特定的晃動(dòng)算法來(lái)計(jì)算吸藥器晃動(dòng)的幅度和頻率，進(jìn)而判斷藥物是否搖晃均勻，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

置于吸藥器風(fēng)路內(nèi)的大氣壓力傳感器，用于檢測(cè)患者在吸藥時(shí)吸力是否有效，以確保藥物被有效吸入肺部。其原理為在初始狀態(tài)，風(fēng)路內(nèi)氣壓與外部大氣壓相同，當(dāng)患者用力吸氣時(shí)，風(fēng)路內(nèi)的空氣從吸嘴被吸出，在風(fēng)路內(nèi)形成氣流，風(fēng)路內(nèi)的壓力將小于大氣壓，其負(fù)壓值與吸力成一定比例。通過(guò)計(jì)算吸力從而判斷藥物是否被有效吸入肺部。

吸藥器內(nèi)的計(jì)數(shù)傳感器用于藥物噴發(fā)檢測(cè)，系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)藥物噴發(fā)次數(shù)，統(tǒng)計(jì)藥瓶?jī)?nèi)剩余藥劑，每噴發(fā)一次，剩余藥劑次數(shù)減一，并通過(guò)LCD顯示出來(lái)，當(dāng)LCD計(jì)數(shù)顯示降為零后，說(shuō)明藥劑已經(jīng)用完，需要丟棄并更換新的藥劑。

系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘用于系統(tǒng)記錄吸藥數(shù)據(jù)時(shí)提供時(shí)間戳，以準(zhǔn)確記錄患者吸藥的時(shí)間，用于后續(xù)醫(yī)生對(duì)于藥物療效的分析以及治療措施的調(diào)整等。

2.2 智能吸藥器的工作流程

智能吸藥器的吸嘴蓋子打開(kāi)后，電子系統(tǒng)上電開(kāi)機(jī)，開(kāi)始通過(guò)各傳感器監(jiān)測(cè)吸藥器晃動(dòng)、計(jì)數(shù)器、壓力等各參數(shù)，并通過(guò)對(duì)各參數(shù)變化進(jìn)行分析以判斷吸藥是否有效，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)與手機(jī)通過(guò)藍(lán)牙連接后，與手機(jī)APP同步數(shù)據(jù)。

智能吸藥器的詳細(xì)工作流程如圖4所示。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者，專(zhuān)家一般建議對(duì)患者使用吸藥器的時(shí)間、頻率等信息進(jìn)行跟蹤。該智能吸藥器通過(guò)傳感器采集患者相關(guān)使用吸藥器的信息，并通過(guò)藍(lán)牙與手機(jī)同步，患者可以通過(guò)手機(jī)APP查看自身采集的信息。APP同時(shí)能夠?qū)⒒颊呤褂梦幤鞯那闆r形成報(bào)告通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋給醫(yī)生，讓醫(yī)患雙方更好地掌握病情的細(xì)節(jié)和走向，以便對(duì)患者進(jìn)行相應(yīng)指導(dǎo)以提高對(duì)疾病的控制，以及對(duì)后續(xù)治療方案調(diào)整提供有效依據(jù)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及傳感器技術(shù)的發(fā)展，必然會(huì)有越來(lái)越多的智能醫(yī)療產(chǎn)品出現(xiàn)，對(duì)于監(jiān)控患者治療參數(shù)、提高治療療效、緩解患者的病痛無(wú)疑將具有很大的促進(jìn)作用。

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