一種智能化的藥箱包裝的研究*

王婧淳，張 倩，尹 越，錢思睿，羅文靜，徐淑艷

（東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

近年來，隨著健康意識的提升，很多家庭會在家中備一些常用藥，但有些藥品不知不覺成了過期藥。 據(jù)《中國家庭過期藥品回收白皮書》 顯示，全國一年產(chǎn)生過期藥品約1.5 萬t，藥品的浪費現(xiàn)象不容小覷。 另外，過期藥品還會給公共安全帶來隱患[1]。此外，我國人口老齡化日趨嚴重，據(jù)統(tǒng)計超過1.8 億的老年人患有慢性病，因此保證老年人的用藥安全是一個亟待解決的問題[2]。

我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展，醫(yī)療電子市場穩(wěn)步增長，在醫(yī)療技術(shù)與電子高科技不斷結(jié)合的大背景下，大量先進的醫(yī)用電子產(chǎn)品被引入臨床，從發(fā)展趨勢來看，電子基礎(chǔ)醫(yī)療會成為未來醫(yī)療電子市場發(fā)展的新方向，而智能藥箱作為病人服藥的 “助手”，應(yīng)用前景十分廣闊。

迄今為止，智能藥箱的研發(fā)尚未成熟，更多功能有待完善。 通過調(diào)查了解到，鄔宗鵬等[3]采用麥克納姆滾輪設(shè)計了一款可全方位遙控移動的智能提醒藥箱； 藏家松等[4]設(shè)計了一款針對老年人群及健忘人群日常使用的家庭智能醫(yī)藥箱，具備定量取藥、 按時提醒病人服藥、 異常情況提醒等功能； 張光華等[5]設(shè)計的藥箱除了具備吃藥提醒、 短信提醒、溫度檢測和藥物冷藏功能，還加入了心率檢測功能。 綜上所述，目前已研發(fā)的智能藥箱的主要功能包括： 定量取藥、 自動取藥出藥、 短信通知親屬。首先，目前的智能藥箱無法顯示藥品的功能、 規(guī)定用量、 禁忌等方面的相關(guān)信息，只能取出已有藥品的當次用量； 其次，僅用短信通知親屬老年人是否用藥并不能有效同步藥箱內(nèi)藥品剩余量和藥品有效期限等信息； 再次，目前的智能藥箱配置多為整體式，無法實現(xiàn)藥箱的 “功能區(qū)域化”； 最后，多固定于家庭使用，沒有“便攜式”“急救式” 小裝。 因此，目前智能藥箱的諸多功能有待完善和開發(fā)。

本文設(shè)計了一種智能化的藥箱包裝，對傳統(tǒng)藥箱的結(jié)構(gòu)進行改造，將藥箱分為存藥和用藥兩個區(qū)域。 對于放入存藥區(qū)的藥品，藥箱能夠記錄其生產(chǎn)日期、 保質(zhì)期、 說明書等相關(guān)信息，并在藥品即將過期時提醒用戶； 對于放入用藥區(qū)的藥品，藥箱能夠提醒客戶每日用藥并監(jiān)測用戶是否用藥。 藥箱配備有老人模式，可以由子女設(shè)置藥箱提醒老人服藥。 藥箱配備有語音系統(tǒng)，用戶可以詢問已存入藥品的相關(guān)信息并發(fā)出指令，方便用戶的使用。

1 智能藥箱的主要功能和性能指標

1.1 主要功能及特點

1） 人機交互。 本設(shè)計通過顯示屏實現(xiàn)記錄存放藥品相關(guān)信息的功能，顯示屏配備的條形碼掃描區(qū)可以掃描錄入藥品的種類及生產(chǎn)批次，用戶可以通過手機小程序查詢藥品使用的方法和注意事項，手機小程序可以提醒用戶及時服用存放在近期用藥品區(qū)的藥品，在使用過程中用戶還可以語音詢問藥品信息[6]。 以上功能實現(xiàn)了用戶與智能藥箱的交互，使藥物存儲和用藥過程更加便捷。

2） 信息掃描錄入。 本設(shè)計結(jié)合條形碼掃描技術(shù)[7]，配合較為全面的藥品信息數(shù)據(jù)庫，在藥物放入藥箱時進行信息掃描錄入，主要存儲記錄藥品的生產(chǎn)日期、 保質(zhì)期、 使用劑量、 使用禁忌及注意事項等。 為后續(xù)用戶對藥物的信息查詢和藥物有效期提醒等交互行為做準備。

3） 溫濕度指示。 藥箱會優(yōu)先考慮存儲區(qū)有溫濕度要求藥品的存儲環(huán)境，合理調(diào)節(jié)內(nèi)部溫濕度，并在顯示屏顯示[8]。出現(xiàn)溫濕度不適時，可通過小程序、 短信等方式提醒用戶，并給出更換干燥劑等措施的提示。

4） 功能區(qū)域化。 本設(shè)計打破了傳統(tǒng)藥箱的固有模式，將藥箱分為3 個區(qū)域，分別是常備藥品區(qū)、 急用藥品區(qū)和近期用藥品區(qū)。 儲存在常備藥品區(qū)的藥品由手機小程序記錄相關(guān)信息，方便用戶使用時查詢，并且在藥品即將過期時提醒用戶。 儲存在急用藥品區(qū)的藥品，用戶可以隨時取用，并且通過手機端的操作可以在藥品用盡時提醒用戶及時購買。 儲存在近期用藥品區(qū)的藥品可以由藥箱定量定時地出藥，并且通過手機小程序提醒用戶用藥。

5） 安全鎖。 藥箱的取藥區(qū)對于近期用藥品區(qū)的藥品設(shè)計有安全鎖和童鎖，可以實現(xiàn)定時開啟取藥抽屜的功能，在感知藥物被取出后會處于鎖定狀態(tài)，能夠有效避免老人因健忘而多次服藥。

1.2 性能指標

1） 藥箱尺寸為30 cm×20 cm×20 cm （不包括箱蓋部分）。

2） 便攜式小藥盒尺寸為9 cm×6 cm×3 cm。

3） 常備藥品區(qū)尺寸為12.1 cm×20.0 cm×20.0 cm。

4） 急用藥品區(qū)尺寸為5 cm×20 cm×20 cm。

5） 近期用藥品區(qū)尺寸為12.1cm×20.0cm×20.0cm。

2 包裝箱的結(jié)構(gòu)簡介

包裝箱主體包括3 個區(qū)域： 常備藥品區(qū)、 急用藥品區(qū)和近期用藥品區(qū)，見圖1。

圖1 包裝箱總體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 為常備藥品區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3 為近期用藥品區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖（圖中為了使內(nèi)部結(jié)構(gòu)便于觀察選用了透視效果，實際選用金屬材質(zhì)）。 另外，本設(shè)計還包含一個便攜式小藥盒，見圖4。

圖2 常備藥品區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 近期用藥品區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 便攜式小藥盒

3 工作原理及產(chǎn)品優(yōu)勢

3.1 工作原理

3.1.1 常備藥品區(qū)

用戶可將藥物按照自己的用藥習(xí)慣和用藥頻率在存藥區(qū)放置感冒藥等不常用藥，在放藥前先進行信息掃描錄入，該區(qū)域可根據(jù)藥品存儲要求監(jiān)控內(nèi)部溫濕度，并提醒用戶做出相應(yīng)的調(diào)整。 該區(qū)域藥品臨近過期時，小程序或短信會提醒用戶及時更換藥品。

3.1.2 近期用藥品區(qū)

放置在近期用藥品區(qū)的藥品是用戶近期需要服用的藥品，此區(qū)域主要分為定量出藥儲藥桶、 取藥抽屜、 藥品放置區(qū)和便攜式小藥盒4 個區(qū)域。

1） 定量出藥儲藥桶位于近期用藥品區(qū)的上前方。 在使用時，用戶將膠囊和片狀等藥品開封后放入儲藥桶中，用戶通過手機小程序設(shè)定每天服用藥品的時間和數(shù)量。 到達預(yù)定時間時落藥裝置開始工作，儲藥桶底部的上方安裝有轉(zhuǎn)盤，由電機帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)盤上的空洞與儲藥筒底部的孔洞重合時，藥片掉落進入取藥抽屜。 取藥抽屜的下方安裝有撞擊傳感器，每掉落一個藥片傳感器就記錄一次，當次數(shù)與用戶預(yù)置的次數(shù)一致時，轉(zhuǎn)盤即停止轉(zhuǎn)動。

2） 取藥抽屜位于近期用藥品區(qū)的下前方。 取藥抽屜設(shè)置有電子鎖，在使用時用戶通過手機小程序設(shè)定服用藥品的時間，到預(yù)定時間時電子鎖自動開啟，用戶打開抽屜即可取走需要服用的藥品。

3） 藥品放置區(qū)位于近期用藥品區(qū)的上后方。藥品放置區(qū)按照藥品的存放形態(tài)分為板裝藥品存放區(qū)，瓶裝藥品存放區(qū)以及其他存放形式區(qū)，該區(qū)域的劃分可視實際情況而定。

4） 便攜式小藥盒位于近期用藥品區(qū)的下后方。用戶可在需要出門時取出攜帶。 取用小藥盒后，藥箱的提醒模式將變?yōu)樗幒卸〞r震動和短信提醒。

3.2 產(chǎn)品優(yōu)勢

與現(xiàn)有藥箱設(shè)計相比，本設(shè)計具有以下設(shè)計優(yōu)勢和特色。

1） 藥箱能夠通過掃描獲取并記錄藥品信息并配備有語音系統(tǒng)，便于用戶詢問藥品信息并提醒用戶用藥。

2） 藥箱具備溫濕度監(jiān)測的功能，有利于用戶了解藥品儲存情況。

3） 藥箱設(shè)置有老人模式，便于老人使用，也便于子女了解父母的用藥情況。

4） 藥箱具備童鎖控制出藥功能，可避免用戶誤吃藥。

5） 藥箱配備有便攜式小藥盒，方便用戶攜帶。

6） 藥箱配備有急救藥儲存欄，方便用戶在遇到突發(fā)情況時使用。

4 結(jié)束語

本項目中智能藥箱的研發(fā)目的是更好地服務(wù)于老人和家庭，將藥箱分為兩個區(qū)域，打破了傳統(tǒng)藥箱使用上的局限性。 這款智能藥箱集多功能于一身，解決了人們在儲存和使用藥品過程中的諸多不便，能在很大程度上彌補市場上現(xiàn)有普通藥箱的不足和缺陷。