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疾病治療藥物均為霧狀吸入式藥劑，傳統吸藥器在實際治療時很難準確記錄吸藥時間、次數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設置吸藥時間提醒，并通過內置傳感器對吸藥時間、次數、吸藥是否正確以及剩余藥量進行監測，并通過藍牙將數據傳輸到手機，并進一步經由無線網絡傳至云服務器，通過數據分析進行監控和指導患者用藥的目的。

關鍵詞：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

世界衛生組織定義慢性呼吸系統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。

慢性呼吸系統疾病是中老年人的常見疾病、多發病，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測用藥是否正確，并通過網絡使醫護人員能夠及時得到相關數據并向患者發出合理的用藥指導，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及其內置傳感器來實現這些功能。

1 智能吸藥器系統概念

該新型智能吸藥器可以通過內置傳感器對吸藥時間、次數、吸藥是否正確以及剩余藥量進行監測，并把數據保留在內置存儲器內。當外部裝有相應應用軟件的手機等藍牙設備靠近時，智能吸藥器自動通過藍牙傳輸將數據發送出來，并進一步經由無線網絡傳至云服務器，便于醫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設置吸藥時間提醒，避免錯過或遺忘用藥。

智能吸藥器系統概念如圖1所示。

智能吸藥器內置的傳感器包括了3軸加速度傳感器、氣壓傳感器、計數傳感器以及實時時鐘等，和內置的藍牙SoC、電池、LCD等電路形成了一個完整的系統。當患者吸藥時，系統通過傳感器檢測相關數據，判斷并記錄患者吸藥時間、吸藥是否正確，并對吸藥次數以及吸藥器剩余藥量進行監測及記錄，并通過藍牙將這些數據發送出來。醫護人員可以根據這些反饋數據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

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，將腹內氣體呼盡，然后將吸藥器噴嘴對準口腔并激發噴藥裝置，在激發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構

智能吸藥器內部組裝了藥瓶、電路板、LCD、電池等組件。其主要的部件結構分布如圖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，計數傳感器，實時時鐘、LCD等組件。電子結構圖如圖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，并記錄相關數據。

置于吸藥器風路內的大氣壓力傳感器，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，風路內氣壓與外部大氣壓相同，當患者用力吸氣時，風路內的空氣從吸嘴被吸出，在風路內形成氣流，風路內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。

吸藥器內的計數傳感器用于藥物噴發檢測，系統通過檢測藥物噴發次數，統計藥瓶內剩余藥劑，每噴發一次，剩余藥劑次數減一，并通過LCD顯示出來，當LCD計數顯示降為零后，說明藥劑已經用完，需要丟棄并更換新的藥劑。

系統的實時時鐘用于系統記錄吸藥數據時提供時間戳，以準確記錄患者吸藥的時間，用于后續醫生對于藥物療效的分析以及治療措施的調整等。

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，電子系統上電開機，開始通過各傳感器監測吸藥器晃動、計數器、壓力等各參數，并通過對各參數變化進行分析以判斷吸藥是否有效，并記錄相關數據。當與手機通過藍牙連接后，與手機APP同步數據。

智能吸藥器的詳細工作流程如圖4所示。

3 結語

對于慢性呼吸系統疾病患者，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同時能夠將患者使用吸藥器的情況形成報告通過網絡反饋給醫生，讓醫患雙方更好地掌握病情的細節和走向，以便對患者進行相應指導以提高對疾病的控制，以及對后續治療方案調整提供有效依據。

隨著物聯網技術以及傳感器技術的發展，必然會有越來越多的智能醫療產品出現，對于監控患者治療參數、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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