一种智能化的药箱包装的研究*

王婧淳，张 倩，尹 越，钱思睿，罗文静，徐淑艳

（东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

近年来，随着健康意识的提升，很多家庭会在家中备一些常用药，但有些药品不知不觉成了过期药。 据《中国家庭过期药品回收白皮书》 显示，全国一年产生过期药品约1.5 万t，药品的浪费现象不容小觑。 另外，过期药品还会给公共安全带来隐患[1]。此外，我国人口老龄化日趋严重，据统计超过1.8 亿的老年人患有慢性病，因此保证老年人的用药安全是一个亟待解决的问题[2]。

我国经济迅猛发展，医疗电子市场稳步增长，在医疗技术与电子高科技不断结合的大背景下，大量先进的医用电子产品被引入临床，从发展趋势来看，电子基础医疗会成为未来医疗电子市场发展的新方向，而智能药箱作为病人服药的 “助手”，应用前景十分广阔。

迄今为止，智能药箱的研发尚未成熟，更多功能有待完善。 通过调查了解到，邬宗鹏等[3]采用麦克纳姆滚轮设计了一款可全方位遥控移动的智能提醒药箱； 藏家松等[4]设计了一款针对老年人群及健忘人群日常使用的家庭智能医药箱，具备定量取药、 按时提醒病人服药、 异常情况提醒等功能； 张光华等[5]设计的药箱除了具备吃药提醒、 短信提醒、温度检测和药物冷藏功能，还加入了心率检测功能。 综上所述，目前已研发的智能药箱的主要功能包括： 定量取药、 自动取药出药、 短信通知亲属。首先，目前的智能药箱无法显示药品的功能、 规定用量、 禁忌等方面的相关信息，只能取出已有药品的当次用量； 其次，仅用短信通知亲属老年人是否用药并不能有效同步药箱内药品剩余量和药品有效期限等信息； 再次，目前的智能药箱配置多为整体式，无法实现药箱的 “功能区域化”； 最后，多固定于家庭使用，没有“便携式”“急救式” 小装。 因此，目前智能药箱的诸多功能有待完善和开发。

本文设计了一种智能化的药箱包装，对传统药箱的结构进行改造，将药箱分为存药和用药两个区域。 对于放入存药区的药品，药箱能够记录其生产日期、 保质期、 说明书等相关信息，并在药品即将过期时提醒用户； 对于放入用药区的药品，药箱能够提醒客户每日用药并监测用户是否用药。 药箱配备有老人模式，可以由子女设置药箱提醒老人服药。 药箱配备有语音系统，用户可以询问已存入药品的相关信息并发出指令，方便用户的使用。

1 智能药箱的主要功能和性能指标

1.1 主要功能及特点

1） 人机交互。 本设计通过显示屏实现记录存放药品相关信息的功能，显示屏配备的条形码扫描区可以扫描录入药品的种类及生产批次，用户可以通过手机小程序查询药品使用的方法和注意事项，手机小程序可以提醒用户及时服用存放在近期用药品区的药品，在使用过程中用户还可以语音询问药品信息[6]。 以上功能实现了用户与智能药箱的交互，使药物存储和用药过程更加便捷。

2） 信息扫描录入。 本设计结合条形码扫描技术[7]，配合较为全面的药品信息数据库，在药物放入药箱时进行信息扫描录入，主要存储记录药品的生产日期、 保质期、 使用剂量、 使用禁忌及注意事项等。 为后续用户对药物的信息查询和药物有效期提醒等交互行为做准备。

3） 温湿度指示。 药箱会优先考虑存储区有温湿度要求药品的存储环境，合理调节内部温湿度，并在显示屏显示[8]。出现温湿度不适时，可通过小程序、 短信等方式提醒用户，并给出更换干燥剂等措施的提示。

4） 功能区域化。 本设计打破了传统药箱的固有模式，将药箱分为3 个区域，分别是常备药品区、 急用药品区和近期用药品区。 储存在常备药品区的药品由手机小程序记录相关信息，方便用户使用时查询，并且在药品即将过期时提醒用户。 储存在急用药品区的药品，用户可以随时取用，并且通过手机端的操作可以在药品用尽时提醒用户及时购买。 储存在近期用药品区的药品可以由药箱定量定时地出药，并且通过手机小程序提醒用户用药。

5） 安全锁。 药箱的取药区对于近期用药品区的药品设计有安全锁和童锁，可以实现定时开启取药抽屉的功能，在感知药物被取出后会处于锁定状态，能够有效避免老人因健忘而多次服药。

1.2 性能指标

1） 药箱尺寸为30 cm×20 cm×20 cm （不包括箱盖部分）。

2） 便携式小药盒尺寸为9 cm×6 cm×3 cm。

3） 常备药品区尺寸为12.1 cm×20.0 cm×20.0 cm。

4） 急用药品区尺寸为5 cm×20 cm×20 cm。

5） 近期用药品区尺寸为12.1cm×20.0cm×20.0cm。

2 包装箱的结构简介

包装箱主体包括3 个区域： 常备药品区、 急用药品区和近期用药品区，见图1。

图1 包装箱总体结构示意图

图2 为常备药品区结构示意图； 图3 为近期用药品区结构示意图（图中为了使内部结构便于观察选用了透视效果，实际选用金属材质）。 另外，本设计还包含一个便携式小药盒，见图4。

图2 常备药品区结构示意图

图3 近期用药品区结构示意图

图4 便携式小药盒

3 工作原理及产品优势

3.1 工作原理

3.1.1 常备药品区

用户可将药物按照自己的用药习惯和用药频率在存药区放置感冒药等不常用药，在放药前先进行信息扫描录入，该区域可根据药品存储要求监控内部温湿度，并提醒用户做出相应的调整。 该区域药品临近过期时，小程序或短信会提醒用户及时更换药品。

3.1.2 近期用药品区

放置在近期用药品区的药品是用户近期需要服用的药品，此区域主要分为定量出药储药桶、 取药抽屉、 药品放置区和便携式小药盒4 个区域。

1） 定量出药储药桶位于近期用药品区的上前方。 在使用时，用户将胶囊和片状等药品开封后放入储药桶中，用户通过手机小程序设定每天服用药品的时间和数量。 到达预定时间时落药装置开始工作，储药桶底部的上方安装有转盘，由电机带动转盘转动，当转盘上的空洞与储药筒底部的孔洞重合时，药片掉落进入取药抽屉。 取药抽屉的下方安装有撞击传感器，每掉落一个药片传感器就记录一次，当次数与用户预置的次数一致时，转盘即停止转动。

2） 取药抽屉位于近期用药品区的下前方。 取药抽屉设置有电子锁，在使用时用户通过手机小程序设定服用药品的时间，到预定时间时电子锁自动开启，用户打开抽屉即可取走需要服用的药品。

3） 药品放置区位于近期用药品区的上后方。药品放置区按照药品的存放形态分为板装药品存放区，瓶装药品存放区以及其他存放形式区，该区域的划分可视实际情况而定。

4） 便携式小药盒位于近期用药品区的下后方。用户可在需要出门时取出携带。 取用小药盒后，药箱的提醒模式将变为药盒定时震动和短信提醒。

3.2 产品优势

与现有药箱设计相比，本设计具有以下设计优势和特色。

1） 药箱能够通过扫描获取并记录药品信息并配备有语音系统，便于用户询问药品信息并提醒用户用药。

2） 药箱具备温湿度监测的功能，有利于用户了解药品储存情况。

3） 药箱设置有老人模式，便于老人使用，也便于子女了解父母的用药情况。

4） 药箱具备童锁控制出药功能，可避免用户误吃药。

5） 药箱配备有便携式小药盒，方便用户携带。

6） 药箱配备有急救药储存栏，方便用户在遇到突发情况时使用。

4 结束语

本项目中智能药箱的研发目的是更好地服务于老人和家庭，将药箱分为两个区域，打破了传统药箱使用上的局限性。 这款智能药箱集多功能于一身，解决了人们在储存和使用药品过程中的诸多不便，能在很大程度上弥补市场上现有普通药箱的不足和缺陷。