CN105833400A

CN105833400A - 基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统及其应用

Info

Publication number: CN105833400A
Application number: CN201610394520.4A
Authority: CN
Inventors: 张兰兰; 汪红志
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2016-08-10

Abstract

本发明公开了一种基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统，包括：若干个智能吸入器，具有药物使用信息的监测和发送功能，且每个智能吸入器均包括吸入器本体，设于所述吸入器本体上且位于同一个回路上的负压采集窗、负压感应装置和蓝牙模块；若干个与所述智能吸入器一一对应且通过蓝牙通信连接的智能手机APP，该智能手机APP用于接收智能吸入器发送的药物使用信息，获取并存储其使用地点、时间和频次信息，形成信息报告供患者自行查看；以及疾病网络监测平台，接收多个智能手机APP传送的信息报告并进行存储、处理和分析，本发明的优点在于，解决哮喘及慢性阻塞性呼吸系统疾病的24小时全天候监测与控制需求。

Description

基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统及其应用

技术领域

本发明涉及一种基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统及在哮喘及慢性阻塞性呼吸疾病监测治疗方面的应用。

背景技术

支气管哮喘是一种世界性疾病，无地域和种族的局限性，男女以及任何年龄段均可发病。尽管近年来哮喘发病率的增加可能与人们对哮喘的认知和诊断有关，但哮喘的发病率和病死率在全世界范围内仍然呈惊人地速度逐年增加。流行病学调查结果显示：美国哮喘发病率从 2001 年的 7.3% 上升至 2010 年的 8.4%[1] ；我国于 1990 年和 2000 年的两次大规模儿童哮喘患病率调查发现儿童哮喘患病率由 0.91% 上升到 1.54% ，十年间上升了 64.84% 。据估计目前全球约有 3 亿人罹患哮喘 。世界各地哮喘患病率流行病学调查结果不等，儿童哮喘患病率 3.3% ～ 29% ，成人哮喘患病率 1.2% ～ 25.5% 。全球哮喘病死率约 1/10 万，全世界约每年 25 万人死于哮喘，其中年轻人占很大比例。据 WHO 估计每年由于哮喘而导致的调整伤残生命年（ DALYs ）达 1500 万，约占全球疾病负担的 1% 。由于哮喘所带来的经济负担 , 无论从直接医疗费用（住院和药品费用）还是间接的非医疗费用（包括误工及非正常死亡）都非常大。 WHO 报道，在全世界的范围内计算，哮喘相关的经济花费比肺结核和艾滋病的总数还高。哮喘疾病带给各国政府、家庭及患者十分沉重的经济负担，同时哮喘疾病对患者的日常活动以及心理和社会功能都造成了很大的影响。

慢性阻塞性肺疾病 (chronic obstructive pulmonary disease ， COPD) 简称慢阻肺，是一种严重危害人类健康的常见病、多发病。至 2020 年慢阻肺将位居世界疾病经济负担的第 5 位，全球死亡原因的第 3 位。我国对 7 个地区 20245 名成年人进行调查， 40 岁以上人群中慢阻肺患病率高达 8.2 ％。慢阻肺患者每年约发生 0.5 ～ 3.5 次的急性加重，慢阻肺急性加重 (AECOPD) 是慢阻肺患者死亡的重要因素，也是慢阻肺患者医疗费的主要支出部分。例如， 2006 年美国 AECOPD 住院病死率为 4.3 ％，每人平均住院费用高达 9545 美元。国内研究表明， AECOPD 住院患者每人每次平均住院费用高达 11598 元人民币。尤其因 AECOPD 死亡的患者在末次住院期间的医疗支出显著增加，这与生命支持等诊治措施的费用居高不下有关。 COPD 对患者的生活质量、疾病进程和社会经济负担产生严重的负面影响。因此，预防、早期发现和科学治疗 COPD 是临床上的一项重大和艰巨的医疗任务。

哮喘及 COPD 两者兼是慢性呼吸道疾病。虽然慢性呼吸疾病的防控形势非常严峻，但相比起糖尿病、高血压、心脏病等慢性疾病，其关注度还是非常之少。就基于互联网技术的疾病监控和诊疗技术来说，后三者已然呈现不同程度的“红海”之态，但慢性呼吸疾病领域的研究仍然屈指可数。因此，哮喘及 COPD 严重影响儿童及成人的身心健康，也给家庭和社会带来沉重的精神和经济负担。目前我国慢性疾病的总体控制水平尚不理想，这与患者对疾病的认知不足、临床医师的规范化管理水平参差不齐有关。众多研究证明，慢性疾病早期干预和规范化管理有利于控制疾病，改善预后。所以结合智能技术、互联网技术以及数据分析技术，开展针对慢性呼吸道疾病的智能监测平台对于慢性病的管理、医疗成本控制是大有裨益的，也是大势所趋。

哮喘是一种慢性呼吸系统出现状况导致患者气道狭窄，从而导致呼吸困难。另外，哮喘还会导致气道哮鸣，胸闷气短和咳嗽。哮喘主要是患者对于吸入的一些物质过敏使呼吸道内壁紧张和压缩而导致的。呼吸道也可能出现膨胀和分泌粘液，导致气路不畅。哮喘发作时，气路狭窄到一定程度可能会导致生命危险。明确的哮喘发展机制和引起原因还不是很明了，而且不同患者发生哮喘的原因也不大相同。环境、温度和基因因素都可能会在某一个时间增加或改变患者对过敏源袭击的敏感性。比如某个病人可能会对某种特殊的吸入物尤其敏感，或者在运动时更加敏感。因此预知病人哮喘的发作反应，或者明确确定其过敏源是非常困难的，患者一般是通过非科学性的经验确定其哮喘发作原因。

哮喘没有明确的治愈办法，只能通过吸入药物进行控制。许多患者甚至可以通过按规定用药，从而逐步消除掉哮喘的一些症状。哮喘用药分为两类，日常预防性用药以及急救用药。急救用药一般是支气管扩展类药物，能够在哮喘发作时快速舒张支气管平滑肌从而扩张气路，使得呼吸顺畅。日常用药治疗一般包括抗炎性药物，可以减少呼吸道膨胀和粘液分泌，从而减少对诱发源的过敏程度。预防性药物可以有效的控制哮喘，甚至是预防哮喘的一些症状。

但预防性药物治疗只能是在严格按期服用的情况下才会有效。但据霍普金斯医院和瘾性疾病中心的研究数据，在儿童和成人患者中，药物服从性比例在 30%~70% 。一般而言，哮喘病人的用药依从性很难保证，是因为每天需要进行三次用药，但症状的缓解也不会因为服药依从性不好而在几天内马上表现出差异。因此，严格按期用药的重要性也因为延迟的药效反馈而被忽视了。另外，许多病人会同时使用多达 3 种不同的预防药物，导致不同吸入药物的次数统计。总之，预防性哮喘治疗的服药依从性难以保证，尤其是在少年儿童患者中，从而导致大量的预防性哮喘发展和入院治疗，每年浪费了大量的医疗资源和资金。

预防性吸入药物是呼吸系统疾病治疗和病情控制的一种重要和有效的方法。采用吸入器将药物（干粉剂或雾化的小液滴），通过呼吸吸入的方式进入呼吸道和肺部沉积，从而达到无痛、迅速有效治疗、缓解病情或减少疾病发作而入院次数的目的。

目前的吸入器主要有三种：剂量定配吸入器，干粉吸入器和雾化吸入器。但这些传统的吸入器 ( 内含药物 ) 交到患者带回家庭后 , 其使用情况是无从得知的。本项目通过在传统吸入器上进行改造或者增加使用信息检测功能模块，并通过与匹配的智能手机实现近距离通信和数据处理，从而得出患者的用药信息、用药依从情况以及疾病控制情况，对患者进行提醒或警告。一些信息还可以通过手机网络传送到疾病监测中心或医师监控平台，通过数据分析，可以给出疾病的整体控制情况，药物治疗效果的评价，以及用以开展新药研究。

发明内容

本发明目的是：提供一种解决哮喘及慢性阻塞性呼吸系统疾病的 24 小时全天候监测与控制需求的基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统及在哮喘及慢性阻塞性呼吸疾病监测治疗方面的应用。

本发明的技术方案是：一种基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统，包括：

若干个智能吸入器，具有药物使用信息的监测和发送功能，且每个智能吸入器均包括吸入器本体，设于所述吸入器本体上且位于同一个回路上的负压采集窗、负压感应装置和蓝牙模块；

若干个与所述智能吸入器一一对应且通过蓝牙通信连接的智能手机 APP ，该智能手机 APP 用于接收智能吸入器发送的药物使用信息，获取并存储其使用地点、时间和频次信息，形成信息报告供患者自行查看，掌握病情；

以及疾病网络监测平台，接收多个智能手机 APP 传送的信息报告并进行存储、处理和分析。

作为优选的技术方案，所述负压采集窗设于所述吸入器本体侧壁上，且该负压采集窗由金属网制成并形成固定电极；

所述负压感应装置包括设于所述负压采集窗外侧的一片弹性导电薄膜，在所述弹性导电薄膜上镀有一层金属膜并形成移动电极，同时负压感应装置设于与吸入器本体内部相连通的封闭小室内；

当智能吸入器开启时，其吸入器本体内产生负压，弹性导电薄膜被吸入并接触到负压采集窗，固定电极和移动电极接触，回路导通；

当智能吸入器关闭时，其吸入器本体内负压消失，弹性导电薄膜在弹性作用下回到原始状态，移动电极远离固定电极，回路断开。

作为优选的技术方案，所述蓝牙模块与所述智能手机 APP 通过通信协议匹配，当智能吸入器开启时，移动电极和固定电极接触并导通回路，蓝牙模块向智能手机 APP 发送药物使用信息。

作为优选的技术方案，所述疾病网络监测平台对疾病的治疗效果做出评价报告，并给出更换药物或治疗方案的建议。

作为优选的技术方案，所述疾病网络监测平台实时给患者或患者家属手机上发送评价报告或者预警信息。

一种基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统在哮喘或慢性阻塞性呼吸疾病上的应用，该应用方法的具体步骤如下：

1 ）患者使用智能吸入器时，弹性导电薄膜被吸入并接触到负压采集窗，使固定电极和移动电极接触，回路导通，蓝牙模块向智能手机 APP 发送药物使用信息；当患者关闭智能吸入器时，负压消失后，弹性导电薄膜在弹性作用下回到原始状态，回路断开，蓝牙模块微导通并与对应的智能手机 APP 通过通信协议处于匹配状态；

2 ）智能手机 APP 实时监测蓝牙模块发送的信息，获取并存储其使用地点、时间和频次信息，同时形成信息报告并通过网络发送给疾病网络监测平台；

3 ）疾病网络监测平台通过数据处理和分析，形成哮喘或慢性阻塞性疾病的治疗效果评价报告，给出更换药物或治疗方案建议，并实时给患者或患者家属手机上发送预警信息或疾病控制建议。

本发明的优点是：

1 ．本发明相比于现有吸入器而言，增加了药物使用信息的监测和发送功能，且相比于其他采用压力或气流传感器等方案，在没有吸入动作时，信息监测功能不消耗电能，智能吸入器只在吸入器吸气工作的短暂时间，蓝牙模块处于发射状态，因此总体耗电很小，不需要频繁更换电池或充电，两块纽扣电池可以满足三个月的使用时间，节省电能；

2 ．本发明系统可使医生或疾病网络监测平台对患者的用药频次、时间信息等进行分析，形成疾病发展和控制情况的准确判断，即时为后续治疗方案更改和用药等提供依据；根据患者使用时间，监测患者服药依从性，为分析患者病情控制提供依据，从而判断哮喘和慢性阻塞性疾病的控制情况和是否需要改变治疗模式或更换药物治疗；通过使用频次，可以监测患者是否处于急性发作期从而对病情进行预警，最终减少患者急诊及住院率；

3 ．本发明系统还可以通过网络即时对患者或其家属进行预警和建议，提高患者病情的控制能力，从而减低急诊率及住院率，且将传统的吸入器与智能传感器、网络技术和数据分析技术结合，除了更好的监测患者呼吸疾病状况之外，还可以远程进行信息反馈和预警，从而降低慢性呼吸道疾病患者的护理成本，提高生活质量；

4 ．本发明系统可以作为新药研发的安全性及有效性评价的工具，精确临床科研病人药物使用，有利于临床用药资料的精确收集，做到治疗的精准化及个体化分析。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图 1 为本发明的系统功能框图；

图 2 为本发明的智能吸入器结构示意图；

图 3 为本发明负压采集窗和负压感应装置示意图；

图 4 为本发明负压采集窗和负压感应装置示意图；

其中： 1 智能吸入器， 11 吸入器本体， 12 负压采集窗， 13 负压感应装置， 14 蓝牙模块， 2 智能手机 APP ， 3 疾病网络监测平台。

具体实施方式

实施例：参照图 1 至 4 所示，一种基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统，包括：三个智能吸入器 1 ，三个智能手机 APP2 和疾病网络监测平台 3 。

本发明的智能吸入器 1 具有药物使用信息的监测和发送功能，且每个智能吸入器 1 均包括吸入器本体 11 ，设于吸入器本体 11 上且位于同一个回路上的负压采集窗 12 、负压感应装置 13 和蓝牙模块 14 ，该蓝牙模块 14 与智能手机 APP2 通过通信协议匹配，当智能吸入器 1 开启时，移动电极和固定电极接触并导通回路，蓝牙模块 14 向智能手机 APP2 发送药物使用信息。

本发明的智能手机 APP2 ，与智能吸入器 1 一一对应且通过蓝牙通信连接，该智能手机 APP2 用于接收智能吸入器 1 发送的药物使用信息，获取并存储其使用地点、时间和频次信息，形成信息报告供患者自行查看，掌握病情；

本发明的疾病网络监测平台 3 ，接收多个智能手机 APP2 传送的信息报告并进行存储、处理和分析，对疾病的治疗效果做出评价报告，并给出更换药物或治疗方案的建议，同时实时给患者或患者家属手机上发送评价报告或者预警信息。

本发明的负压采集窗 12 设于吸入器本体 11 侧壁上，且该负压采集窗 12 由金属网制成并形成固定电极；负压感应装置 13 包括设于负压采集窗 12 外侧的一片弹性导电薄膜，在弹性导电薄膜上镀有一层金属膜并形成移动电极，同时该负压感应装置 13 设于与吸入器本体 11 内部相连通的封闭小室内；当智能吸入器 1 开启时，其吸入器本体 11 内产生负压，弹性导电薄膜被吸入并接触到负压采集窗 12 （金属网），固定电极和移动电极接触，回路导通；当智能吸入器 1 关闭时，其吸入器本体 11 内负压消失，弹性导电薄膜在弹性作用下回到原始状态，移动电极远离固定电极，回路断开。

一种基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统在哮喘或慢性阻塞性呼吸疾病上的应用，其具体流程如下：

1 ）患者感到呼吸困难或者不适时，拿起智能吸入器 1 吸入药物；智能吸入器 1 开启，弹性导电薄膜被吸入并接触到负压采集窗 12 ，使固定电极和移动电极接触，回路导通，蓝牙模块 14 向智能手机 APP2 发送药物使用信息；当患者关闭智能吸入器 1 时，负压消失后，弹性导电薄膜在弹性作用下回到原始状态，回路断开，蓝牙模块 14 微导通并与对应的智能手机 APP2 通过通信协议处于匹配状态；

2 ）智能手机 APP2 实时监测蓝牙模块 14 发送的信息，获取并存储其使用地点、时间和频次信息，同时形成信息报告并通过 Wi-Fi 网络发送给疾病网络监测平台 3 或者医生、家属的手机上；

3 ）疾病网络监测平台 3 接收到智能手机 APP2 的信息报告后，分析其频次和趋势变化，判断患者的用药控制情况，推送治疗效果评价报告和建议到患者或家属手机上，还可以给出治疗方案更改建议或者发送预警信息。

）疾病网络监测平台 3 通过大量患者的数据信息，还可以分析出相关疾病与天气和气候变化之间的关系，进行整体预警；通过大数据分析，研究人员可持续获得相关安全性、有效性等方面的数据，给出药物的药效评价，为新药开发提供证据，同时也可以为科研提供一个有效的监测手段。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统，其特征在于，包括：

若干个与所述智能吸入器一一对应且通过蓝牙通信连接的智能手机APP，该智能手机APP用于接收智能吸入器发送的药物使用信息，获取并存储其使用地点、时间和频次信息，形成信息报告供患者自行查看；

以及疾病网络监测平台，接收多个智能手机APP传送的信息报告并进行存储、处理和分析。

2.根据权利要求1所述的基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统，其特征在于，所述负压采集窗设于所述吸入器本体侧壁上，且该负压采集窗由金属网制成并形成固定电极；

所述负压感应装置包括设于所述负压采集窗外侧的一片弹性导电薄膜，在所述弹性导电薄膜上镀有一层金属膜并形成移动电极；

当智能吸入器开启时，其吸入器本体内产生负压，弹性导电薄膜被吸入并接触到负压采集窗，固定电极和移动电极接触，回路导通；

当智能吸入器关闭时，其吸入器本体内负压消失，弹性导电薄膜在弹性作用下回到原始状态，移动电极远离固定电极，回路断开。

3.根据权利要求1所述的基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统，其特征在于，所述蓝牙模块与所述智能手机APP通过通信协议匹配，当智能吸入器开启时，移动电极和固定电极接触并导通回路，蓝牙模块向智能手机APP发送药物使用信息。

4.根据权利要求1所述的基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统，其特征在于，所述疾病网络监测平台对疾病的治疗效果做出评价报告，并给出更换药物或治疗方案的建议。

5.根据权利要求1所述的基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统，其特征在于，所述疾病网络监测平台实时给患者或患者家属手机上发送评价报告或者预警信息。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的基于智能吸入器的呼吸疾病网络监测系统在哮喘或慢性阻塞性呼吸疾病上的应用，其特征在于，该应用方法的具体步骤如下：

1）患者使用智能吸入器时，弹性导电薄膜被吸入并接触到负压采集窗，使固定电极和移动电极接触，回路导通，蓝牙模块向智能手机APP发送药物使用信息；当患者关闭智能吸入器时，负压消失后，弹性导电薄膜在弹性作用下回到原始状态，回路断开，蓝牙模块微导通并与对应的智能手机APP通过通信协议处于匹配状态；

2）智能手机APP实时监测蓝牙模块发送的信息，获取并存储其使用地点、时间和频次信息，同时形成信息报告并通过网络发送给疾病网络监测平台；

3）疾病网络监测平台通过数据处理和分析，形成哮喘或慢性阻塞性疾病的治疗效果评价报告，给出更换药物或治疗方案建议，并实时给患者或患者家属手机上发送预警信息或疾病控制建议。