“聪明的药丸”

2009年07月20日 13:07    比尔盖
关键词: 药丸
问题

  处方类药物现已成为老年人生活中日益重要的一部分。一些药性很强的化学药品,必须严格管理并且谨慎服用。了解这类药物的大量信息并对其进行合理的控制是一件非常困难的事。据研究,美国患者在家错误服用药物的数量每年超过53万次[1]。在那些偏远的医疗机构这类事情更为常见,事故发生的数量高达 80万次。这些数据中还不包括那些患者根本没有服药的情况失误。上述这些失误的代价是惨重的,不仅威胁人们的健康和生命安全,同时也会造成巨大的医疗浪费。

  多种药物同时服用会加剧这类问题的严重性。将近1/3的成人需要服用五种甚至更多的不同药物。据一项究预测,到2010年,在美国,平均每位老年人手中将持有38.5个医药处方[2]。每一种药物都可能有着独特的用药指示、禁忌以及药物相互作用说明等。这些大量的信息加上人口的日益老龄化,显而易见,用药失误将是一个亟待解决的重要问题。

  解决方案
  值得庆幸的是,科技将能够帮助人们解决不少问题。事实上,一个解决方案的某些方面已经成型,只是它们需要融合在一起,形成一个综合的解决方案。例如,已有的药品信息商用数据库,且其中一些数据库已经联网。这些数据库包含建议剂量和频次、患者的学习资料、药物相互作用警示,甚至包括介绍药物的外观图片。最近,还新增了药品标签方面的信息。每一种处方类药物的包装现在都带有一个内含药物处方信息的条形码。许多非处方类药物也采取了相同的做法。这样,就能组建出一个便宜的小型嵌入式计算机,它具备数据库构件、网页连接、计时功能以及I/O 设备控制等。

  “聪明的药丸”(Smart Pill )是笔者为本设备取的名字,本设备可帮助解决许多错误用药的问题。它融合了多种技术,能够识别病人服用的药物,并了解相关药学信息,可以帮助病人正确、按时服药。聪明的药丸由几个小型装药箱组成,适用于家庭及小型医疗机构。每个药箱内都装有一个药瓶。该设备还配备了一个用于读取药物处方信息的条形码扫描器、一个触摸屏、指引用户选择不同装药箱的电子显示器,以及一个用于存储药品处方信息及服药时间表的嵌入式计算机。
  “聪明的药丸”原型
  该原型设备采用“创意飞扬”大赛中提供的ARTiGO Builder套件和WinCE 软件开发而成。其组件包括一个用于汽车应用领域的触摸屏液晶显示器、一个条形码扫描器、一个Velleman K8055 I/O 板、若干电子显示器,以及一个购自手工艺品商店的木箱成型后的设备如图2。

  液晶显示屏采用清晰的大字体显示信息,以确保老年人或视力不佳的患者能一目了然。“聪明的药丸”甚至可通过文字-语言转换技术,为患者提供朗读信息。此外,该设备还能执行定期检查,以更新存储在本地数据库内的药品信息。

  图4为“聪明的药丸”的主表格界面。当用户未向设备中装入新药品,或未被推荐服用某一药物时,该表格便会出现。它是设备的“静态”显示。该表格可以指出下一次服药时间及服药人。“聪明的药丸”可为同一家庭的多个用户提供支持。广告或药品信息在图片显示窗口处滚动显示。用户只要点击广告或信息菜单,即可获取更多相关信息。该主表格界面还可显示最新提示,如用户欲查看更多提示信息,轻触相应的按钮即可。

  通过主表格界面,用户可进入“聪明的药丸”的用户创建及药品信息界面,如图5、6所示。在创建界面中,通过WinCE软件的输入面板,可添加或删除新的用户。每一用户都可为自己服用的药品设定个性化的提示铃声,并可通过表格对这些铃声进行试听及设置。

  通过药品表格界面,用户能够查看到已被装入“聪明的药丸”设备中的药品信息。它显示每个装药箱内的药品名称以及数量。通过用药剂量表格界面(如图8所示),可查看或改变每个药品处方下的用药剂量。

  用户通过扫描药品条形码,便可向“聪明的药丸”中装入新药品。该功能可触发设备,使其通过XML Web服务与药房数据库取得联系,从而检索到所有有关该药品的处方信息。通过有线或无线网络,甚至手机内的调制解调器,便可实现Web连接。通过无线网络连接,“聪明的药丸”便成为一种便携式设备。数据被存储在“聪明的药丸”的内部XML数据库中,当添加新药品时,该设备便会自动比对新药品与已存药品的药物相互作用信息,如发现它们间存在轻微的药物相互作用,该设备则会对用户进行提示,之后继续执行药品装入程序;如果发现严重的药物搭配的禁忌,“聪明的药丸”则无法继续装入新药品,同时它可以生成一份通知单,以便用户与医生取得联系,解决该问题。
  将新药品装入“聪明的药丸”前对其进行扫描时,则会出现如图7所示的屏幕界面。
  接下来,用户需要输入上一次服药时间,并可通过一个选项,可以调整医生提供的标准剂量指导信息。“聪明的药丸”将根据新信息对装药箱内药品的下一次用量进行设置。该剂量创建表格界面,见图8所示。“聪明的药丸”甚至可自动、逐渐地调整不同药品的服药时间,以使患者获得最容易遵循同时也是在药物允许范围内的服药时间表。

  到了下一次服药时间时,“聪明的药丸”便发出提示铃声,并在液晶显示屏上显示相关信息(如图9所示)。如有其他用药说明(如饭间服用等),这些信息也将出现在显示屏上。“聪明的药丸”点亮相应装药箱上的电子显示器,并显示应服药品的图片。根据用户选择,“聪明的药丸”还可通过拨打手机、发送短信,或触发一个小型本地寻呼设备等,向用户提示服药信息。用户可读取关于某一特定药品的提示信息,或者通过文字-语言转换技术可帮助朗读有关提示信息。当患者服用完药物,按下“服药完毕”按钮,则会看到有关下一次服药的信息(如果有的话)。如果几种药物同时到达服药时间,“聪明的药丸”则对其逐一进行排序,直到所有药品都显示完毕。用户也可选择跳过一次服药。由此,提示列表中加入了“服药跳过”提示项。“聪明的药丸”可将时间相隔很近的服药信息汇总后进行统一提示,从而最大限度地减少了对患者的干扰。
  主要技术
  Artigo及Windows Embedded CE
  根据“创意飞扬”大赛参赛要求,“聪明的药丸”必须借助Artigo Builders Kit和Windows Embedded CE进行开发。OS图像则是采用Platform. Builder创建的。在Pico-ITX板的VIA BSP中有一个程序漏洞,进而会影响到音响功能。在威盛公司的技术支持下,笔者成功解决了这个问题,并将制作出的补丁与所有其他参赛选手分享。
  触摸屏显示器
  “聪明的药丸”采用一个Lilliput 液晶触摸屏进行显示和输入。选用该款屏幕的理由是,它适中的尺寸和12V电源,都能够与Pico ITX 系统完美匹配。本人下载了EETI 的USB触摸屏驱动,并将它作为一个附属项集成到我的平台图像中。显示器还带有一个喇叭,它与 Pico ITX的音频输出线路相连。
  输入/输出
  与装药箱对应的电子显示器通过 Velleman K8055 USB Experimenter板进行操作控制。选用该板的理由是,它经济实惠、功能丰富,且强大耐用。但是,该板不配备Windows Embedded CE驱动。通过在网上搜到的Platform. Builder 文档及模板,我为K8055编写出一个专用的USB流驱动程序,并将该驱动程序融入我的OS 图像中,然后编写出一个软件层,以使其与应用代码实现集成。
  条形码扫描器
  通过Platform. Builder中的USB键盘驱动程序,可顺利地将条形码扫描器集成进来。
  .NET Compact Framework
  应用软件通过C#编写,并采用.NET Compact Framework。Windows Form和 XML序列化/反序列化是两个尤其有用的技术。“聪明的药丸”的内部数据库被保存在XML中。总之,这些工具可以实现应用程序生产力的最大化。
  Web 服务
  尽管原型设备的Web 服务连接是模拟的,我仍编写出一个Web 服务和代理客户端,以确保对概念机的验证。通过Visual Studio tool和.NET Compact Framework,我在编写自己的应用程序同时创建了客户端。Web 服务采用了Visual Studio、IIS和标准.NET framework创建。这样,“聪明的药丸”便能够轻而易举地实现Web 服务的概念验证。
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