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)吸藥器在實際治療時很難準確記錄吸藥時間、次數(shù)以及確定每次吸藥是否有效，從而影響對藥物是否有效的判斷進而影響治療療效。本文提出了一種新型智能吸藥器，可以通過手機APP設(shè)置吸藥時間提醒，并通過內(nèi)置傳感器對吸藥時間、次數(shù)、吸藥是否正確以及剩余藥量進行監(jiān)測，并通過藍牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C，并進一步經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)傳至云服務器，通過數(shù)據(jù)分析進行監(jiān)控和指導患者用藥的目的。

關(guān)鍵詞：吸藥器；傳感器；實時時鐘；藍牙

中圖分類號：R944 文獻標識碼：A 文章編號：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。

慢性呼吸系統(tǒng)疾病是中老年人的常見疾病、多發(fā)病，主要病變在氣管、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，若不能進行及時治療，會引起很多嚴重的并發(fā)癥，嚴重者會導致呼吸困難、缺氧，甚至呼吸衰竭而導致患者死亡。

目前市場上很多針對慢性呼吸系統(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。如果能夠按時提醒患者用藥并且監(jiān)測用藥是否正確，并通過網(wǎng)絡(luò)使醫(yī)護人員能夠及時得到相關(guān)數(shù)據(jù)并向患者發(fā)出合理的用藥指導，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，將通過手機APP及其內(nèi)置傳感器來實現(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內(nèi)置傳感器對吸藥時間、次數(shù)、吸藥是否正確以及剩余藥量進行監(jiān)測，并把數(shù)據(jù)保留在內(nèi)置存儲器內(nèi)。當外部裝有相應應用軟件的手機等藍牙設(shè)備靠近時，智能吸藥器自動通過藍牙傳輸將數(shù)據(jù)發(fā)送出來，并進一步經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)傳至云服務器，便于醫(yī)護人員隨訪和掌握病人服藥情況。同時，患者可以通過手機APP設(shè)置吸藥時間提醒，避免錯過或遺忘用藥。

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、計數(shù)傳感器以及實時時鐘等，和內(nèi)置的藍牙SoC、電池、LCD等電路形成了一個完整的系統(tǒng)。當患者吸藥時，系統(tǒng)通過傳感器檢測相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷并記錄患者吸藥時間、吸藥是否正確，并對吸藥次數(shù)以及吸藥器剩余藥量進行監(jiān)測及記錄，并通過藍牙將這些數(shù)據(jù)發(fā)送出來。醫(yī)護人員可以根據(jù)這些反饋數(shù)據(jù)可以了解患者用藥情況并對患者進行相應的指導。

2 智能吸藥器工作原理及實現(xiàn)

患者在使用智能吸藥器吸藥時，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準口腔并激發(fā)噴藥裝置，在激發(fā)噴藥裝置的同時要用力吸氣，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，計數(shù)傳感器，實時時鐘、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患者搖晃吸藥器，當患者晃動吸藥器時，系統(tǒng)通過特定的晃動算法來計算吸藥器晃動的幅度和頻率，進而判斷藥物是否搖晃均勻，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

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

吸藥器內(nèi)的計數(shù)傳感器用于藥物噴發(fā)檢測，系統(tǒng)通過檢測藥物噴發(fā)次數(shù)，統(tǒng)計藥瓶內(nèi)剩余藥劑，每噴發(fā)一次，剩余藥劑次數(shù)減一，并通過LCD顯示出來，當LCD計數(shù)顯示降為零后，說明藥劑已經(jīng)用完，需要丟棄并更換新的藥劑。

系統(tǒng)的實時時鐘用于系統(tǒng)記錄吸藥數(shù)據(jù)時提供時間戳，以準確記錄患者吸藥的時間，用于后續(xù)醫(yī)生對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后，電子系統(tǒng)上電開機，開始通過各傳感器監(jiān)測吸藥器晃動、計數(shù)器、壓力等各參數(shù)，并通過對各參數(shù)變化進行分析以判斷吸藥是否有效，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。當與手機通過藍牙連接后，與手機APP同步數(shù)據(jù)。

智能吸藥器的詳細工作流程如圖4所示。

3 結(jié)語

對于慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者，專家一般建議對患者使用吸藥器的時間、頻率等信息進行跟蹤。該智能吸藥器通過傳感器采集患者相關(guān)使用吸藥器的信息，并通過藍牙與手機同步，患者可以通過手機APP查看自身采集的信息。APP同時能夠?qū)⒒颊呤褂梦幤鞯那闆r形成報告通過網(wǎng)絡(luò)反饋給醫(yī)生，讓醫(yī)患雙方更好地掌握病情的細節(jié)和走向，以便對患者進行相應指導以提高對疾病的控制，以及對后續(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，必然會有越來越多的智能醫(yī)療產(chǎn)品出現(xiàn)，對于監(jiān)控患者治療參數(shù)、提高治療療效、緩解患者的病痛無疑將具有很大的促進作用。

參考文獻

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