一种自助服药监测方法、服药机和系统与流程

本发明涉及医药设备领域，特别是指一种自助服药监测方法、服药机和系统。

背景技术：

目前，美沙酮又名盐酸美沙酮、美散痛、阿米酮，是阿片受体激动剂，属麻醉性镇痛药，是二战期间德国合成的替代吗啡的麻醉性镇痛药。20世纪60年代初发现此药具有治疗海洛因依赖脱毒和替代维持治疗的药效作用，是目前我国“阿片类物质成瘾者社区药物维持治疗”所采用的药物，用于吸毒成瘾病人的脱毒治疗。

目前，美沙酮门诊内的各个环节监管流程十分严格，主要包括从库房取药、受治者申请、受治者服药等。库房取药包括：每日晨8：30时由门诊分药处工作人员、保安及办公室库房管理人员一起，由库房管理人员开库房门，门诊分药处工作人员和库房管理人员分别开锁；库房管理人员按需要取美沙酮，门诊分药处工作人员和库房管理人员分别在美沙酮出入库登记册上签字确认；保安和门诊分药处工作人员携带药品出库，库房管理人员确认库房内无人，则锁门；保安和门诊分药处工作人员携带药品到门诊，保安和门诊分药处工作人员核实药品并在药品使用登记册上签字。

受治者服药流程：医生处方→资料录入、领取治疗剂量卡→发药室领取药品→看服，并要求饮用一杯以上饮用水→候诊室观察、接受健康教育→确认无不良反应后自行离开。

上述的各个流程需要人工处理，十分繁琐，特别是在取药过程，易出错、因此，市场上出现一种自助式给药设备。但是，这种自助给药设备不能监控受治者是否现场将药液服用完毕，存在监管漏洞。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术中确少自助服药监测设备的缺陷，提出一种自助服药监测方法、服药机和系统，采用自助式给药、降低了人力成本，且能监控是否服药完毕。

本发明采用如下技术方案：

一种自助服药监测方法，基于自助服药机实现，自助服药机内设有药杯，其特征在于：

1)采集并验证用户信息，验证通过后进入步骤2)；

2)自助服药机提示用户执行手部动作，检测到手部动作正确后，自助服药机抽取药液至药杯内，进入步骤3)，若否，则重复该步骤；

3)用户将吸管插入药杯内吸取药液，自助服药机监测药液余量，当药液余量达到预设值时，提示用户执行嘴部动作；

4)自助服药机根据嘴部动作判断用户是否服药完毕，若是，则结束，若否则进入步骤5)；

5)自助服药机提示异常并记录。

优选的，在步骤2)中，若在限定时间内未执行手部动作，则自助服药机提示异常并记录。

优选的，在步骤3)中，自助服药机同时监测用户是否保持手部动作，若否，则自助服药机提示异常并记录。

优选的，所述手部动作为双手放置于感应区或手握感应部件。

优选的，所述嘴部动作为至少一次张嘴，当检测到用户张嘴幅度符合要求，则判定为服药完毕。

优选的，获取用户嘴部关键点位置，跟踪计算每帧中嘴巴关键点之间的距离，计算最大值和最小值之间的差值并与预设值进行比对，根据比对结果判断张嘴幅度是否符合要求，若是即服药完毕。

优选的，步骤3)中，所述监测药液余量，通过检测药杯重量或识别药杯内部颜色变化实现。

优选的，步骤4)中，根据嘴部动作判断用户是否服药完毕同时，判断是否有药液从嘴部滴落，若是则，进入步骤5)。

一种自助服药机，包括柜体，其特征在于：还包括药桶、抽送装置、旋转装置、手部检测模块、识别模块和控制模块；该柜体设有台面和容纳腔，台面设有服药孔，该药桶位于容纳腔内；该抽送装置安装于柜体内，其一端与药桶连通，另一端设有出液管；该旋转装置设有盛杯器和旋转驱动单元，该盛杯器用于放置药杯且设有重量检测单元，该旋转驱动单元连接驱动盛杯器旋转位于出液管下方或服药孔下方；该手部检测模块位于台面处；该识别模块安装于柜体上或柜体所在空间门禁处以采集用户信息；该控制模块与抽送装置、旋转装置、重量检测单元、手部检测模块和识别模块相连以控制各个模块工作，及判断是否执行手部动作和是否执行嘴部动作。

优选的，所述柜体还包括回收腔；该回收腔上方设有挡板；所述旋转驱动单元还可连接驱动盛杯器旋转至挡板下方。

优选的，还包括有落杯器，其安装于柜体内且位于盛杯器上方，所述控制模块与落杯器相连。

优选的，还包括有体温检测模块，该体温检测模块与所述控制模块相连。

优选的，还包括有酒精检测模块，该酒精检测模块与所述控制模块相连。

优选的，还包括有杀菌模块，该杀菌模块与所述控制模块相连。

一种自助服药管理系统，其特征在于：包括移动终端、管理平台和至少一上述的一种自助服药机，该自助服药机和移动终端分别通过网络与管理平台连接通信。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的方法，通过自助服药机自动出药，用户执行手部动作并通过吸管服药，当药液余量达到预设值时根据用户嘴部动作，判断其是否服药完毕，实现对特殊药品规范化、有效降低了人力成本，实现资源利用率的最大化和智能化管理。

2、本发明的方法，在用户服药同时监测用户是否保持手部动作，以确保用户正常服药，多重保障，识别准确率高、且易于实现。

3、本发明的方法，通过获取用户嘴部关键点位置，跟踪计算每帧中嘴巴关键点之间的距离，计算最大值和最小值之间的差值并与预设值进行比对，根据比对结果判断张嘴幅度是否符合要求，进一步判断是否服药完毕，判断结果准确。

4、本发明的方法，可通过检测药杯重量或识别药杯内部颜色变化实现检测药液余量，实现方式多样，可根据需求选择。

5、本发明的方法，考虑到服药人员可能存在含药的情况，根据嘴部动作判断用户是否服药完毕同时，还可判断是否有药液从嘴部滴落，避免误判。

6、本发明的服药机和系统，在柜体上设置有抽送装置、旋转装置、手部检测模块和识别模块等结构，通过旋转装置驱使盛杯器在服药孔、出液管之间移动，配合抽送装置将药液从药桶内抽出至药杯，实现自动出药，通过手部检测模块和识别模块等检测手部动作和嘴部动作实现服药监测，避免服药人员通过手来干扰服药等非正常行为动作，自助式操作、简单方便、有效降低了人力成本。

7、本发明的服药机和系统，在柜体内还设置回收腔和挡板，通过旋转驱动单元连接驱动盛杯器旋转至挡板下方，将药杯推离盛杯器掉入至回收腔，实现回收用过的药杯。

8、本发明的服药机和系统，设置升降装置，采用螺杆和传动套的螺纹配合实现升降传动，确保抽送装置的进液端靠近药桶底部，充分抽取药液，及方便更换药桶。

9、本发明的服药机和系统，还可增加体温检测模块和酒精检测模块等扩展功能模块，进一步监测服药人员的身体信息，确保服药安全。

10、本发明的系统，还可设置管理平台，通过管理平台监管服药人员和自助服药机，还可设置厂家系统与管理平台建立通信，每个治疗站需求药液时，管理平台会自动通知厂家系统备货，建立了药桶信息、服药人员信息等数据共享，极大简化各个流程。

附图说明

图1为本发明自助服药机结构图；

图2为本发明自助服药机内部图；

图3为本发明自助服药机内部局部图；

图4为本发明升降装置结构图；

图5本发明服药前的操作流程图；

图6为本发明服药监测流程图(实施例一)；

图7为唇部关键点示意图；

图8为唇部关键点编号示意图；

图9为本发明服药监测流程图(实施例二)；

图10为本发明服药监测流程图(实施例三)。

其中：

10、柜体，11、台面，12、服药孔，13、显示屏，14、容纳腔，15、吸管，16、挡板，17、回收腔，20、药桶，30、抽送装置，31、泵，32、进液管，33、出液管，40、落杯器，41、药杯，50、手部检测模块，61、盛杯器，62、旋转驱动单元，70、升降装置，71、螺杆，72、导轨，73、升降台,74、电机。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

一种自助服药监测方法，基于自助服药机实现，自助服药机内设有药杯，具体的方法如下：

1)采集并验证用户信息，验证通过后进入步骤2)。参见图5，该用户信息包括人脸信息、语音信息或指纹信息等，可选择输入至少一种，用于判断用户的身份即判断是否为本人，将采集到的信息与预先登记的信息进行比对，若一致，则即可进入下一步。该用户信息验证模块可设置于自助服药机上，或自助服药机所在空间入口或内部等，可根据需要设置。

该步骤中，还可增加检测用户体温，并判断是否正常，若是，则门禁打开或进入下一步，若否，则提示用户去医院检查身体，并提交体温信息至管理员。

该步骤中，还可增加酒精检测，判断酒精浓度是否超过预设值，若是，则提示待酒精浓度满足要求后再操作；若否，则进入下一步。

2)自助服药机提示用户执行手部动作，检测到手部动作正确后，自助服药机抽取药液至药杯内，进入步骤3)提示用户服药，若否，则重复该步骤。

具体的，手部动作为双手放置于感应区或手握感应部件。即自助服药机设置有感应区或手部感应部件，通过检测感应区或手部感应部件的感应信息，判断用户是否执行手部动作，若在限定时间内未执行手部动作，则自助服药机提示异常并记录。

自助服药机可根据用户登记的信息输出定量药液，药液输出完毕后，提示用户服用。其中，手部动作和药液抽取顺序不限于此，也可先抽取药液，再提示执行手部动作。

3)用户将吸管插入药杯内吸取药液，自助服药机监测药液余量，当药液余量达到预设值时，提示用户执行嘴部动作。该步骤中，自助服药机同时监测用户是否保持手部动作，若否，则自助服药机提示异常并记录。

参见图6，监测药液余量通过检测药杯重量来实现，即自助服药机通过重量传感器实时监测药杯重量，当达到预设值时，提示用户执行嘴部动作，该嘴部动作可以是至少一次张嘴，但不限于此，还可以是张嘴后闭嘴，或其它嘴部动作组合。该预设值可设置为接近0的数值，根据情况设定。

4)自助服药机根据嘴部动作判断用户是否服药完毕，若是，则结束，用户可取出吸管，扔至回收箱，并离开，若否则进入步骤5)。具体的，可通过检测用户张嘴幅度是否符合要求，来判定是否服药完毕。

以一次张嘴为例，获取用户嘴部关键点位置，跟踪计算每帧中嘴巴关键点之间的距离，计算最大值和最小值之间的差值并与预设值进行比对，根据比对结果判断张嘴幅度是否符合要求，若是即服药完毕。具体如下：

参见图7、图8，假设嘴部的关键点共有20个，取位于上嘴唇和下嘴唇中的10个点分别编号为0-9。其中，0号和1号是上下相对的点，二者之间的距离记为d0，其余2-3，4-5，6-7，8-9分别对应，它们之间的距离分别记为d1，d2，d3和d4。

当嘴部闭合时，这些对应点之间的距离d0，d1，d2，d3和d4最小。当嘴巴缓缓张开时，这些距离值缓慢增大，当嘴巴完全张开，这些距离达到最大值。同时使用这五个距离来判断嘴巴是否张开，可以避免某几个关键点位置信息出错带来的异常，可增加算法的鲁棒性。

利用d0，d1，d2，d3和d4五个距离，可以判断嘴巴是否张开，算法步骤如下：

阈值：d,count＝0

步骤4.1获取嘴巴处关键点位置

步骤4.2跟踪计算每帧中嘴巴关键点之间的距离：d0，d1，d2，d3和d4

步骤4.3记录最小值dim＝min{d0，d1，d2，d3}和最大值dim＝max{d0，d1，d2，d3}，i＝0,1,2,3,4

步骤4.4计算当前帧嘴巴关键点之间的距离：d0，d1，d2，d3和d4，并计算eim＝di-dim

步骤4.5循环

fori＝0:4

ifeim>＝d

count++

步骤4.6判断

ifcount>＝3

返回嘴巴张开

else

返回步骤4.4。

该步骤中，根据嘴部动作判断用户是否服药完毕的同时，还可增加判断是否有药液从嘴部滴落，若是则，进入步骤5)。该步骤中，判断是否有药液从嘴部滴落，可通过视觉分析算法判断实现。

5)自助服药机提示异常并记录。该步骤中，自助服药机提示已列入异常，并在后台记录异常信息，异常信息包括用户信息、未服药信息等。自助服药机也可在提示的同时，显示用户申述功能，供用户申述，管理人员可通过查看视频或图片进行判断。

在实际应用中，管理人员可通过摄像头监控服药人员服药过程，可实时对话引导。自助服药机还可将异常信息发送至用户，告知异常处理程序，例如执行强制监管措施等。当用户申述成功，自助服药机还可撤销异常信息并发送信息通知用户申述成功。

参见图1至图4，本发明还提出一种自助服药机，包括柜体10、药桶20、抽送装置30、旋转装置、手部检测模块50、识别模块和控制模块等。该柜体10设有台面11和容纳腔14，台面11设有服药孔12，该药桶20位于容纳腔14内；该抽送装置30安装于柜体10内，其一端与药桶20连通，另一端设有出液管33；该旋转装置设有盛杯器61和旋转驱动单元62，该盛杯器61用于放置药杯41且设有重量检测单元，该旋转驱动单元62连接驱动盛杯器61旋转位于出液管33下方或服药孔12下方；该手部检测模块50位于台面11处；该识别模块安装于柜体10上或柜体10所在空间门禁处以采集用户信息；该控制模块与抽送装置30、旋转装置、重量检测单元、手部检测模块50和识别模块相连以控制各个模块工作，及判断用户是否执行手部动作和是否执行嘴部动作。

具体的，该柜体10可通过隔板分成多个空间，上部用于安装操作面板、摄像头等部件。下部的容纳腔14用于容纳药桶20、抽送装置30、旋转装置、手部检测模块50等。台面11可位于下部容纳腔14顶面。下部的容纳腔14还可进一步分割成多个空间，其中一个空间用于放置备用药桶20，其中一个空间用于放置使用中的药桶20，另一个空间用于放置其它部件等。

另外，为了方便更换用完的药桶20，还设置有升降装置70，其设有升降台73、电机74和螺杆71等，该电机74连接驱动螺杆71旋转。升降台73用于放置使用中的药桶20，其侧部设有传动套，该传动套套设于螺杆71上，二者为螺纹传动。另外，在容纳腔14内壁设有导轨72，升降台73对应设有滑套，该滑套与导轨72为滑动配合。升降装置70的传动方式不限于此，也可采用齿轮和齿条传动方式等。

抽送装置30具体包括泵31、进液管32和出液管33，该进液管32一端插入药桶20内，另一端连接泵31的进液端，出液管33一端与泵31的出液端相连。抽送装置30的泵31可采用蠕动泵，在抽取药液同时检测药剂的剂量，或者也可另外设置流量计实现流量的检测。

本发明的旋转装置可驱动盛杯器61在服药孔12和出液管33之间移动。其旋转驱动单元62可采用电机配合减速器实现，该盛杯器61用于放置药杯41且设有重量检测单元，该旋转驱动单元62连接驱动盛杯器61旋转位于出液管33下方或服药孔12下方。该旋转装置不限于此，还可采用气缸，通过推拉盛杯器61也可实现不同位置间的移动。

进一步的，容纳腔14内还可设置回收腔17，该回收腔17上方设有挡板，旋转驱动单元62还可连接驱动盛杯器61旋转至挡板下方，则药杯41可被推离盛杯器61并掉入回收腔17内。旋转装置可驱动盛杯器61和药杯41在服药孔12、出液管33、回收腔17这三个位置间移动。

手部检测模块50可采用触摸传感器，其安装于台面11上的感应区，感应区可设置手掌形图案。当手放置于该感应区内触摸传感器即可发送感应信息至控制模块，例如电容式触摸传感器或电阻式触摸传感器。该手部检测模块50也可采用棒状的手握感应部件，其上设置触摸传感器，以检测是否被握住。

进一步的，本发明还包括有落杯器40，其安装于柜体10内且位于盛杯器61上方位置，控制模块与落杯器40相连，用于控制器掉落一次性的药杯41。该落杯器40可采用现有的落杯器结构，其内叠放若干一次性的药杯41。或者，落杯器40也可设置于柜体10外，通过手动拿取药杯41，而后再放入柜体10内。

本发明还可包括其它扩展的功能检测模块，例如体温检测模块、酒精检测模块、杀菌模块等。该体温检测模块、酒精检测模块安装于柜体10上，分别用于检测用户的体温、酒精浓度。体温检测模块可采用市场上的红外体温模块实现，酒精检测模块可采用酒精乙醇传感器等实现。

该杀菌模块由控制模块控制开关。具体的，杀菌模块可采用紫外线杀菌等杀菌装置，其可安装于柜体的容纳腔内，或柜体所在空间的顶部或侧部等，用于对柜体内部或外部进行杀菌。例如：安装于柜体所在空间，当服药人员离开且门禁关闭后，杀菌模块打开进行消毒，此时门无法再打开，待消毒完毕后，其他服药人员可继续进入。或者，位于柜体内部，每隔固定时间自动消毒一次。

本发明的识别模块包括有语音识别模块、人脸识别模块、指纹识别模块、密码模块中的一种或多种，通过采集用户特征信息，包括语音信息、人脸信息或指纹信息等，输入控制模块以识别用户身份。该识别模块可安装于柜体10上和柜体10所在空间的入口门禁处。

控制模块与泵31、升降装置70、旋转驱动单元62、识别模块、手部检测模块50、体温检测模块、酒精检测模块等相连，通过控制泵31的工作状态以控制抽取药液，根据手部检测模块50判断是否执行手部动作，识别模块判断是否执行嘴部动作，从而判断是否服药完毕，识别模块的摄像头可安装于台面11上或柜体10上部，其数量根据需要设定，可以是一个、两个甚至更多。控制模块还可连接显示屏13以提供操作界面，方便用户操作。例如，该控制模块可采用fm20，内嵌人脸识别模组、syn7318语音识别模块等模组，基于高速mips处理器平台。

本发明的自助服药机，其工作原理如下：

当服药人员位于显示屏13前，则识别模块的摄像头开始捕捉人脸信息，并显示服药人员信息、使用须知和操作方法，服药人员阅读内容后可点击“确认”。

控制模块控制落杯器40自动落下一个一次性药杯至盛杯器61，而后，旋转驱动单元62驱动盛杯器61移动至出液管33下方，抽送装置30抽取药液至药杯41内，控制模块可根据重量传感器或抽送装置30确定药液剂量，而后，控制盛杯器61移动至服药孔12下方，提示服药人员可服药。

服药人员拿取吸管15，并插入服药孔12，根据提示将双手分别放置于感应区，并低头通过吸管15吸取药液。控制模块实时监测手部检测模块50的信息，若服药人员任意一只手部离开感应区，则控制模块将判定为异常动作，进行报警并记录异常信息。

当控制模块检测到药杯41内药液重量小于预设值，则控制盛杯器61移动至挡板下方，则药杯41可被推至回收腔17内，同时控制模块提示用户保持当前姿势，执行嘴部动作，即张大嘴巴。控制模块检测其张嘴幅度，判断是否符合要求，若否，则判定异常，报警并记录异常信息；若是，则判断是否有药液从嘴部滴落，若有，则判定异常，报警并记录异常信息，若否，则判断服药完毕。服药人员可取出吸管15并扔至回收桶或垃圾桶内，而后离开。

另外，当更换或放置药液桶20时，可启动升降装置70的电机74工作，螺杆71旋转，带动升降台73沿导轨72下降，更换新的药桶20，而后启动电机74工作，带动升降台73沿导轨72上升，到达预设位置停止，进液管32可插入药桶20靠近底部位置。

一种自助服药管理系统，包括移动终端、管理平台和上述的自助服药机，该自助服药机和移动终端分别通过网络与管理平台连接通信。该管理平台可采用云服务端，可与多个自助服药机建立连接通信，能满足大量移动终端的接入需求。戒毒中心或派出所、疾控中心等，均可通过移动终端接入管理平台实现监控服药人员及自助服药机。

该服药人员登入管理平台，录入人脸信息、语音信息、指纹信息等信息。另外，根据需要，也可设置厂家系统，其与管理平台建立建立，每个治疗站需求药液时，管理平台会自动通知厂家系统备货。

实施例二

一种自助服药监测方法、服药机和系统，其主要特征与实施例一相同，区别在于：参见图5、图9，药杯41为透明的一次性药杯，由于药液有颜色，在步骤3)中，可采用基于颜色特征的目标识别方法实现，通过检测药杯41内颜色变化来判断药液是否喝光。采集药杯照片的摄像头可安装于台面11上，且设置成可旋转式，还能拍摄用户脸部照片，以便后续识别嘴部动作。

实施例三

一种自助服药监测方法、服药机和系统，其主要特征与实施例一相同，区别在于：参见图5、图10，在步骤3)中，用户将吸管15插入自助服药机内吸取药液，自助服药机提示服药人员，在服药完毕后，需保持当前姿势，并执行嘴部动作，即张嘴。自助服药机拍摄用户脸部照片，监测其嘴部动作，当检测到其张嘴幅度满足要求时，获取重量传感器上的重量信息，判断是否小于预设值，即剩余药液接近为零，若是，则服药完毕，若否，则提示服药人员，服用剩余药液，之后，再次检测药杯重量信息进行判断。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。