DE102014220178A1

DE102014220178A1 - Medikamentenaufbewahrungsbehälter, System zur Überwachung der Entnahme eines Medikaments und Verfahren zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten

Info

Publication number: DE102014220178A1
Application number: DE102014220178.0A
Authority: DE
Inventors: Florian van de Camp
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2016-04-07

Abstract

Es ist ein Medikamentenaufbewahrungsbehälter zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten gezeigt. Der Medikamentenaufbewahrungsbehälter umfasst einen Medikamententräger, der ausgebildet ist, zumindest ein Medikament aufzunehmen, eine Kamera, die ausgebildet ist, um ein Bild des Medikamententrägers zu erfassen und eine Recheneinheit, die das Bild von der Kamera verarbeitet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Medikamentenaufbewahrungsbehälter zur automatischen, kamerabasierten Füllstandsüberwachung von Medikamenten, und ein System zur Überwachung der Entnahme eines Medikaments. Ferner wird ein Verfahren zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten gezeigt. Ausführungsbeispiele zeigen eine kamerabasierte Füllstands- und arterfassung einer Pillendose.
Bei der Einnahme von Medikamenten ist die regelmäßige, vorgeschriebene Einnahme für viele Menschen ein Problem. Dies gilt beispielsweise für Demenzkranke, die zu Hause wohnen und daher (aufgrund des Stadiums der Krankheit) noch nicht unter ständiger Kontrolle stehen wie etwa in einem Heim. Die regelmäßige Einnahme ist aber gerade bei den Medikamenten aus der Klasse der Psychopharmaka für diese Zielgruppe besonders wichtig. Bei einfachen Pillendosen, aber auch bei den bisherigen „elektronischen” Pillendosen besteht keine Sicherheit über die Einnahme und es besteht keine zuverlässige Möglichkeit der Kontrolle, z. B. durch Angehörige oder Pflegepersonal, ohne vor Ort zu sein.
Das US-Patent 5020037A [2] beschreibt eine Pillenbox mit einem elektronischen Alarm. Dieser ist so programmierbar, dass er z. B. zu einer bestimmten Uhrzeit ertönt und so an die Einnahme erinnert. Es erfolgt allerdings keinerlei Kontrolle über eine tatsächliche Entnahme der Tabletten oder einer Kontrolle der Befüllung.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Konzept zur Überwachung der Einnahme von Medikamenten zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Ausführungsbeispiele zeigen einen Medikamentenaufbewahrungsbehälter zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten. Der Medikamentenaufbewahrungsbehälter umfasst einen Medikamententräger, der ausgebildet ist, zumindest ein Medikament aufzunehmen, eine Kamera, die ausgebildet ist, um ein Bild des Medikamententrägers zu erfassen und eine Recheneinheit, die das Bild von der Kamera verarbeitet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine kamerabasierte Beobachtung eines Medikamententrägers bzw. einer Pillendose die Überwachung des Füllstands der Pillendose, das heißt ob Medikamente in der Pillendose vorhanden sind und ob die Medikamente in einer richtigen Anzahl vorhanden sind, ermöglicht. Die Detektion der (vollständigen) Entnahme der Medikamente steht in direkter Relation zur Einnahme der Medikamente durch den Patienten. Eine Recheneinheit kann ein Bild bzw. eine Einzelbildfolge von der Kamera, z. B. mittels einer Bildverarbeitungs- oder Mustererkennungssoftware, verarbeiten und somit die Entnahme von Medikamenten bzw. die Einnahme der Medikamente durch den Patienten erkennen.
Ausführungsbeispiele zeigen den Medikamentenaufbewahrungsbehälter, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, basierend auf einem Bildverarbeitungsalgorithmus, eine Änderung des Füllstands des Medikamententrägers zu erfassen. Die automatische Füllstandsüberwachung ermöglicht die Indikation, ob ein Medikament eingenommen wurde oder nicht, an den Patienten bzw. an eine den Patienten betreuende Person.
Ausführungsbeispiele beschreiben den Medikamentenaufbewahrungsbehälter mit einem Boden mit einer verschließbaren Entnahmeöffnung, wobei die Kamera zwischen dem Medikamententräger und dem Boden angeordnet ist. Ferner zeigen Ausführungsbeispiele, dass eine der Kamera zugewandte Seite des Medikamententrägers lichtdurchlässig ausgeführt ist. Diese Anordnung ermöglicht einen direkten Einblick der Kamera in den Medikamententräger. Diese Anordnung ist ferner vorteilhaft, da auf diese Weise der Bereich zwischen Kamera und Medikamententräger immer frei und ungestört bleibt.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen weist eine der Kamera zugewandte Seite des Medikamententrägers eine für Infrarotstrahlen durchlässige Folie oder einen halbdurchlässigen Spiegel auf. Beide Ausführungsbeispiele haben den Vorteil, dass beispielsweise ein Patient nur bis auf den Boden des Medikamententrägers sehen kann. Die weiteren technischen Merkmale wie z. B. die Kamera und/oder eine Beleuchtungseinheit in dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter sind somit von außen unsichtbar angeordnet.
Ausführungsbeispiele zeigen die Kamera des Medikamentenaufbewahrungsbehälters mit einem Fischaugenobjektiv. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Kamera das Bild des Medikamententrägers auch über einen Spiegel erfassen. Diese Ausführungsbeispiele sind vorteilhaft, da sie die Überwachung eines größeren Medikamententrägers erlauben, als dies mit einem Standardobjektiv und direkter Fokussierung auf den Medikamententräger in einer für einen Medikamentenaufbewahrungsbehälter angemessen kleinen Bauform möglich ist. Durch die relativ nahe Anordnung der Kamera zum Medikamententräger ist somit ein extremes Weitwinkelobjektiv, z. B. ein Fischaugenobjektiv vorteilhaft. Alternativ kann auch der Weg zwischen Kamera und Medikamententräger künstlich, z. B. über einen Spiegel bzw. eine geschickte Anordnung von mehreren Spiegeln, erreicht werden.
Weitere Ausführungsbeispiele zeigen den Medikamentenaufbewahrungsbehälter mit einer Beleuchtungseinheit, die innerhalb des Medikamentenaufbewahrungsbehälters angeordnet ist. Die Beleuchtungseinheit kann eine Infrarotquelle aufweisen, die angeordnet ist, den Medikamententräger zu beleuchten. Alternativ oder ergänzend kann die Beleuchtungseinheit eine Lichtquelle aufweisen, die angeordnet ist, zumindest einen Teil (Deckel bzw. Medikamententräger) des Medikamentenaufbewahrungsbehälters mittels Licht aus sich ändernden Frequenzbereichen zu beleuchten. Diese Ausführungsbeispiele sind vorteilhaft, da durch eine integrierte Lichtquelle dauerhaft genügend Licht für die Bildaufnahme der Kamera vorherrscht. Somit kann die Kamera unabhängig von äußeren Beleuchtungsverhältnissen jederzeit zuverlässig arbeiten. Ferner garantiert die integrierte Beleuchtung eine relativ konstante Ausleuchtung des Medikamentenaufbewahrungsbehälters. Die Infrarotquelle ermöglicht diese Ausleuchtung, ohne dass der Patient durch eine zusätzliche Lichtquelle irritiert wird, wohingegen Licht aus sich ändernden Frequenzbereichen die Pillendose bzw. zumindest den Deckel oder den Medikamententräger der Pillendose derart beleuchtet, dass dies als optischer Indikator für die Entnahme bzw. Nichtentnahme von Medikamenten dient.
Ausführungsbeispiele zeigen einen Medikamentenaufbewahrungsbehälter, der eine Speichereinheit aufweist, die ausgebildet ist, einen Änderungszeitpunkt des Bildes des Medikamententrägers zu speichern. Ferner kann die Recheneinheit ausgebildet sein, eine Verbindung mit dem Internet oder ein Mobilfunknetz herzustellen. Ausführungsbeispiele zeigen, dass die Recheneinheit ausgebildet ist, eine Benachrichtigung per E-Mail, Push-Nachricht oder eine SMS zu verschicken. Dies ist vorteilhaft, da eine Änderung des Füllstands des Medikamententrägers direkt an eine den Patienten überwachende Person übermittelt werden kann. Dies ist eine enorme Erleichterung für die den Patienten überwachende Person, da diese nicht aktiv, z. B. über eine von dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter entferne Benutzerschnittstelle bzw. ein Webinterface, den Status der Medikamentenentnahme überprüfen braucht.
Ausführungsbeispiele zeigen den Medikamentenaufbewahrungsbehälter mit dem Medikamententräger, der zumindest zwei Bereiche aufweist, in denen jeweils zumindest ein Medikament aufgenommen werden kann. Ausführungsbeispiele zeigen ferner, dass die Recheneinheit ausgebildet ist, einen Bildverarbeitungsalgorithmus auf das Bild der Kamera anzuwenden, der den Füllstand der zumindest zwei Bereiche bestimmt. Der Bildverarbeitungsalgorithmus kann eine Support Vector Machine (dt.: Stützvektormaschine, SVM), ein neurales Netz oder eine Entscheidungsform sein. Die zumindest zwei Bereiche können beispielsweise sieben Bereiche sein, die jeweils einen Wochentag repräsentieren. Der Bildverarbeitungsalgorithmus ermöglicht die automatische Detektion von befüllten, teilbefüllten und leeren Bereichen und somit beispielsweise die automatische Benachrichtigung der den Patienten betreuenden Person.
Ausführungsbeispiele zeigen ferner ein System zur Überwachung der Entnahme eines Medikaments mit einem Medikamentenaufbewahrungsbehälter, der ausgebildet ist, an einem vorbestimmten Ort positioniert zu sein, um die Entnahme durch einen Patienten zu ermöglichen. Ferner umfasst das System eine Überwachungsvorrichtung, die von dem vorbestimmten Ort entfernt angeordnet ist und mit dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter für eine Kommunikation in Verbindung steht, wobei die Überwachungsvorrichtung ausgebildet ist, um eine Benutzerschnittstelle anzuzeigen, welche Infos über die Entnahme des Medikaments aus dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter anzeigt.
Ausführungsbeispiele zeigen das System, wobei die Benutzerschnittstelle das Bild von der Kamera anzeigt und basierend auf der Information eines Bildverarbeitungsalgorithmus einen befüllten oder einen leeren Bereich des Medikamententrägers bestimmt. Ferner kann die Benutzerschnittstelle einen aktuellen Entnahmezeitpunkt des Medikaments sowie zumindest einen zurückliegenden Entnahmezeitpunkt des Medikaments anzeigen.
Ausführungsbeispiele zeigen ferner ein Verfahren zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten mit einem Medikamentenaufbewahrungsbehälter.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen schematische Darstellung eines Medikamentenaufbewahrungsbehälters zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten mit einem Medikamententräger, einer Kamera und einer Recheneinheit;
2 eine schematische Darstellung eines Bildes des Medikamententrägers von der Kamera;
3 das bereits in 2 gezeigte schematische Bild der Kamera, ergänzt um die Klassifikation der Bereiche, wobei die Klassifikation das Resultat der automatischen Füllstandserfassung anzeigt;
4a eine schematische Darstellung des Medikamentenaufbewahrungsbehälters mit einer entsprechenden Beleuchtung der Pillendose bzw. des Medikamententrägers;
4b eine schematische Darstellung des Medikamentenaufbewahrungsbehälters mit einer entsprechenden, sich von 4a unterscheidenden, Beleuchtung der Pillendose bzw. des Medikamententrägers;
5 eine schematische Darstellung einer Benutzerschnittstelle (z. B. eines Web-Interfaces), das Teil eines Systems zur Überwachung der Entnahme eines Medikaments ist;
6 eine schematische Darstellung des Systems zur Überwachung der Entnahme eines Medikaments;
7 eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels des Medikamentenaufbewahrungsbehälters; und
8 ein schematisches Blockdiagramm eines Verfahrens zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten mit einem Medikamentenaufbewahrungsbehälter.
In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass deren Beschreibung in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen untereinander austauschbar ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Medikamentenaufbewahrungsbehälters 5 zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten mit einem Medikamententräger 10, einer Kamera 15 und einer Recheneinheit 20. Der Medikamententräger 10 ist ausgebildet, zumindest ein Medikament aufzunehmen. Ferner kann die Kamera 15 ein Bild des Medikamententrägers erfassen, wobei die Recheneinheit 20 das Bild von der Kamera verarbeitet. Gemäß dieser Anordnung ist die Überwachung des Füllstands einer Pillendose bzw. des Medikamententrägers 10 und somit die Überwachung der Einnahme von Medikamenten mittels der Kamera 15 gewährleistet. Die Recheneinheit 20 kann demnach ausgebildet sein, basierend auf einem Bildverarbeitungsalgorithmus, eine Änderung des Füllstands des Medikamententrägers 10 zu erfassen. Optional kann der Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5 eine Beleuchtungseinheit 70 sowie eine Speichereinheit 75 aufweisen, die im Folgenden näher beschrieben werden.
Ferner ist eine Anbringung der Kamera 15 gezeigt, die es unbeeinflusst von der Handhabung des Patienten ermöglicht, zu jeder Zeit Aufnahmen der Pillendose 10 zu machen. Um dies zu erreichen, kann die Kamera in einer Box verbaut werden, die sich unterhalb der eigentlichen Pillendose befindet. Demnach kann der Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5 einen Boden 25 und eine verschließbare Entnahmeöffnung 30 aufweisen, wobei die Kamera 15 zwischen dem Medikamententräger 10 und dem Boden 25 angeordnet ist. Dabei kann sowohl ein Boden der Pillendose 10 als auch eine Oberseite 33 einer unteren Box 35 transparent ausgeführt sein. Die Oberseite 33 der unteren Box 35 kann ferner eine Auflagefläche für den Medikamententräger 10 darstellen, um die in der unteren Box 35 angeordnete Kamera 15 sowie die Recheneinheit 20 gegen unbefugten Zugriff und Umwelteinflüsse zu schützen. Eine Anordnung des Medikamententrägers 10 über der Kamera 15 ohne dass die unteren Box 35 eine Oberseite, d. h. eine dem Medikamententräger 10 zugewandte Seite, aufweist, ist ebenfalls denkbar. In diesem Fall kann der Medikamententräger 10 fest mit der unteren Box 35 verbunden sein und somit einen unbefugten Zugriff verhindern und einen Schutz vor Umwelteinflüssen bieten. Diese Positionierung, das heißt die Anordnung der Unterseite Pillendose 10 über der Kamera 15, ist vorteilhaft für die Bilderfassung, da auf diese Weise der Bereich zwischen Kamera 15 und Pillendose 10 immer frei und ungestört ist.
Ausführungsbeispiele zeigen eine der Kamera 15 zugewandte Seite des Medikamententrägers 10, die eine für Infrarotstrahlen durchlässige Folie oder einen halbdurchlässigen Spiegel aufweist. Somit kann das technische Innenleben, beispielsweise die Kamera 15, die Beleuchtungseinheit 70 und/oder die Speichereinheit 75 im Inneren des Medikamentenaufbewahrungsbehälters 5 verborgen bzw. von außen unsichtbar angeordnet werden.
Um die gesamte Pillendose 10 zu erfassen und gleichzeitig den Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5 in einer handhabbaren Größe herstellen zu können, ist es vorteilhaft, ein spezielles Weitwinkelobjektiv, zum Beispiel ein Fischaugenobjektiv 40, an der Kamera 15 zu nutzen. Das Fischaugenobjektiv 40 ermöglicht der Kamera 15, Aufnahmen in einem großen Weitwinkelbereich aufzunehmen. Es ist auch möglich, alternativ mehrere Kameras einzusetzen oder mittels einem oder mehrerer Spiegel den Weg zwischen Kamera und Pillendose 10 optisch zu verlängern.
Um die Informationen der Kamera 15 den betreuenden Personen, z. B. Angehörigen oder einem Pflegedienst, verfügbar zu machen, ist die Kamera 15 an eine Recheneinheit 20 angeschlossen, welche mit dem Internet bzw. alternativ oder ergänzend mit einem Mobilfunknetz verbunden ist. Die Verbindung mit dem Internet kann beispielsweise über WLAN hergestellt werden. Die Verbindung mit dem Mobilfunknetz ermöglicht das Versenden von SMS.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Bildes 45 des Medikamententrägers 10 von der Kamera 15. Das Bild 45 zeigt den Medikamententräger 10, der sieben Bereiche bzw. Boxen 50 aufweist, in denen jeweils zumindest ein Medikament aufgenommen werden kann. In 2 sind in den ersten Bereichen bzw. Boxen 50 jeweils drei unterschiedliche Medikamente 55 dargestellt, wohingegen in der letzten Box 50 keine Medikamente 55 vorliegen. Das Bild 45 kann beispielsweise über das Internet an eine betreuende Person übermittelt werden. Allein das Bild der Kamera (vgl. 2) erlaubt es, den betreuenden Personen jederzeit den aktuellen Füllstand zu überprüfen. Um den betreuenden Personen diesen nicht unerheblichen Aufwand zu reduzieren, täglich daran zu denken, den Füllstand zu überprüfen, geht das hier beschriebene System einen Schritt weiter. Es wird über einen Bildverarbeitungsalgorithmus automatisch bestimmt, ob ein Fach gefüllt oder leer ist. Dazu wird z. B. eine Support Vector Machine (SVM), ein neurales Netzwerk, ein Entscheidungsbaum oder ein anderer Bildverarbeitungsalgorithmus eingesetzt. Der Bildverarbeitungsalgorithmus wird mit Beispielen, sogenannten Trainingssets, gefüllter und leerer Fächer der Pillendosen bzw. Medikamententräger 10 trainiert.
3 zeigt das bereits in 2 gezeigte schematische Bild 45 der Kamera 15, ergänzt um die Klassifikation der Bereiche 50, wobei die Klassifikation das Resultat der automatischen Füllstandserfassung ausgibt. Die Klassifikation erfolgt mit dem bereits beschriebenen Bildverarbeitungsalgorithmus. Die als gefüllt erkannten Fächer bzw. Bereiche 50 sind mit einem Rahmen 60a umrandet bzw. markiert, der z. B. grün ausgeführt ist. Fächer, die als leer erkannt werden, sind mit einem Rahmen 60b, der sich von dem Rahmen 60a unterscheidet und z. B. straffiert oder in Rot ausgeführt ist, umrandet. Ferner kann der Bildverarbeitungsalgorithmus den Bereichen 50 einzelne Funktionen bzw. Eigenschaften zuweisen und so beispielsweise einen Wochentag 65 einem Bereich 45 des Medikamententrägers 10 zuordnen.
Gemäß Ausführungsbeispielen ist ein weiterer Aspekt des Systems die integrierte Beleuchtung. Hierfür ist innerhalb des Medikamentenaufbewahrungsbehälters 5 eine Beleuchtungseinheit 70 (vgl. 1) angeordnet. Um den Inhalt der Pillendose zu erfassen, ist es vorteilhaft eine für die Aufnahme der Kamera 15 ausreichende Helligkeit im Medikamentenaufbewahrungsbehälter sicherzustellen. Je nach Umgebung und Tageszeit ist dies ohne separate Beleuchtungseinheit nicht immer gewährleistet. Daher ist eine aktive Beleuchtung für eine zuverlässige Erfassung sinnvoll. Jedoch kann ein Leuchten oder auch periodisches Aufleuchten der Pillendose 10 als störend empfunden werden. Ein Lösungsansatz besteht in der Beleuchtung mit Licht aus dem Infrarotspektrum, welches für das menschliche Auge nicht sichtbar und daher nicht störend ist. Ein weiterer Lösungsansatz beinhaltet das Nutzen des Lichts im sichtbaren Spektrum zur Beleuchtung zumindest eines Teils des Medikamentenaufbewahrungsbehälters 5 als Rückmeldung an den Patienten, ob er am aktuellen Tag die Tabletten schon eingenommen hat oder nicht. Da dem System diese Information über die oben beschriebene Erfassung bekannt ist, braucht die Pillendose lediglich entsprechend beleuchtet werden.
4a und 4b zeigen jeweils eine schematische Darstellung des Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5 mit einer entsprechenden Beleuchtung der Pillendose bzw. des Medikamententrägers 10. Hierfür kann die Beleuchtungseinheit 70 eine Lichtquelle aufweisen, die zumindest einen Teil (einen Deckel oder den Medikamententräger 10) des Medikamentenaufbewahrungsbehälters 5 mittels Licht aus sich ändernden Frequenzbereichen beleuchtet. Hierfür können z. B. RGB-LED-Leuchten zum Einsatz kommen, die dem Patienten ein intuitives Feedback geben. So kann der in 4a gezeigte Medikamententräger 10 z. B. in Rot leuchten, wenn die Medikamente für diesen Tag noch nicht eingenommen wurden. Alternativ kann der Medikamententräger in 4b in Grün leuchten, wenn die Medikamente für diesen Tag bereits eingenommen wurden. Die sich unterscheidende Farbdarstellung ist in 4a und 4b schematisch dargestellt. Ergänzend kann die farbige Beleuchtung auch eine ausreichende Beleuchtung des Medikamententrägers herstellen, sodass in dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter ständig eine ausreichende Beleuchtung für die Aufnahme der Bilder mit der Kamera vorherrscht. Die verschiedenfarbige Beleuchtung verursacht bei der automatischen Auswertung des Bildes 45 der Kamera 15 keine Probleme, da das Bild vor dieser Analyse in Graustufen gewandelt wird, so dass ein rot beleuchtetes und ein grün beleuchtetes Bild sich nicht nennenswert voneinander unterscheiden.
Die RGB-LED-Leuchten können, beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel einer infrarotstrahlendurchlässigen Folie am Boden des Medikamententrägers, zusätzlich zu einer Beleuchtung mittels Licht aus dem Infrarotspektrum eingesetzt werden. Das Licht aus dem Infrarotspektrum kann im Bereich der Kamera 15, also beispielsweise unterhalb des Bodens des Medikamententrägers angeordnet sein, um die Medikamente auf dem Medikamententräger für die Aufnahme mittels der Kamera 15 zu beleuchten. Die RGB-LED-Leuchten sind dann oberhalb des Bodens des Medikamententrägers angeordnet, um dem Patienten eine optische Rückmeldung über die Einnahme seiner Medikamente geben zu können.
Durch die automatische Füllstandserkennung und die Verbindung zum Internet kann das System bzw. die Recheneinheit 20 Angehörigen oder einem Pflegedienst mitteilen (automatische E-Mail, Push-Nachricht auf ein Mobilgerät etc.), wenn die Tabletten an einem Tag zu einer definierten Uhrzeit noch nicht eingenommen wurden. Dies erlaubt es den zuständigen Personen rechtzeitig über die Einnahme ohne eigenen Aufwand informiert zu werden. Neben der automatischen Alarmierung von Kontaktpersonen können die gewonnenen Informationen zusätzlich genutzt werden, um eine Statistik über die Tabletteneinnahme aufzubauen. Hierzu kann der Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5 eine Speichereinheit 75 (vgl. 1) aufweisen, die ausgebildet ist, zumindest einen Änderungszeitpunkt des Bildes 45 des Medikamententrägers 10 zu speichern. Neben der automatischen Alarmierung von Kontaktpersonen können die gewonnenen Informationen zusätzlich genutzt werden, um eine Statistik über die Tabletteneinnahme aufzubauen. Darüber kann beispielsweise die übliche Einnahmezeit automatisch ermittelt werden. Zum einen erlaubt dies eine flexiblere Alarmierung als die durch Abweichung von einer festen Uhrzeit, zum anderen erlaubt die Abweichung von üblichen Mustern Rückschlüsse auf den Zustand des Patienten. Diese Informationen sowie der aktuelle Füllstand können über ein Web-Interface 80 (dt.: internetbasierte Benutzerschnittstelle) den zuständigen Personen zugänglich gemacht werden (vgl. 5).
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Benutzerschnittstelle 80 (z. B. eines Web-Interfaces), das Teil eines Systems zur Überwachung der Entnahme eines Medikaments ist. Die Überwachungsvorrichtung 80 zeigt den aktuellen Status der Medikamenteneinnahme beispielsweise in einer Wochendarstellung als Blockdarstellung 85 an. Die ersten beiden Blöcke (Montag und Dienstag) sind nicht markiert dargestellt, das heißt, der Patient hat an diesem Tag seine Medikamente eingenommen. Der dritte Block (Mittwoch) zeigt den aktuellen Tag an, an dem zum jetzigen Zeitpunkt die Medikamente noch nicht eingenommen wurden. Der vierte bis siebte Block (Donnerstag bis Sonntag) zeigt die kommenden Tage an, für die noch Medikamente in dem Medikamententräger 10 vorliegen.
Ferner zeigt die Überwachungsvorrichtung 80 den Entnahmezeitverlauf der Entnahmezeit über dem Datum in einem Verlaufsdiagramm 90 an. Exemplarisch ist wiederum eine Wochenansicht gewählt, die mit Ausnahme des vorletzten Tages eine kontinuierliche Entnahme der Medikamente zwischen 8.00 und 10.00 Uhr zeigt.
Ferner zeigt die Überwachungsvorrichtung 80 ein Netzdiagramm 95, das eine Entnahmehäufigkeit der Medikamente aus dem Medikamententräger einer Uhrzeit im Tagesverlauf zuordnet.
6 zeigt eine schematische Darstellung des Systems 105 zur Überwachung der Entnahme eines Medikaments 55. Das System 105 einen Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5, der an einem vorbestimmten Ort positioniert ist, um die Entnahme durch einen Patienten zu ermöglichen, sowie die Überwachungsvorrichtung 110, die von dem vorbestimmten Ort entfernt angeordnet ist und mit dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5 für eine Kommunikation in Verbindung steht, wobei die Überwachungsvorrichtung 110 ausgebildet ist, um eine Benutzerschnittstelle 80 anzuzeigen, welche Infos über die Entnahme des Medikaments 55 aus dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5 anzeigt.
Die Benutzerschnittstelle kann das Bild von der Kamera 15 anzeigen und basierend auf der Information eines Bildverarbeitungsalgorithmus einen gefüllten oder einen leeren Bereich 50 des Medikamententrägers 10 bestimmen (vgl. 3). Ferner kann die Benutzerschnittstelle 80 einen aktuellen Entnahmezeitpunkt des Medikaments 55 sowie zumindest einen zurückliegenden Entnahmezeitpunkt des Medikaments anzeigen (vgl. 5).
Die Vorrichtung bzw. das System besitzen gegenüber bisherigen Ansätzen mehrere Vorteile, die bezüglich des Einsatzes einer Kamera und der Anbindung an das Internet beschrieben werden.
Der Einsatz einer Kamera:

– erlaubt die manuelle Kontrolle des Füllstands
– erlaubt die manuelle Kontrolle der Art der Befüllung (richtige Tabletten und Anzahl)
– erlaubt die automatische Kontrolle des Füllstandes
– erlaubt die automatische Kontrolle der Art der Befüllung
– erlaubt eine Kontrolle bei Neubefüllung

Die Anbindung an das Internet:

– erlaubt die Kontrolle der Einnahme aus beliebig großer Entfernung
– erlaubt die Kontrolle der Befüllung (Art und Anzahl der Tabletten) aus beliebig großer Entfernung
– erlaubt die automatische Benachrichtigung bei Nichteinnahme

7 zeigt eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels des Medikamentenaufbewahrungsbehälters 5. Die Kamera 15 wird über zwei Spiegel 100 auf den Medikamententräger bzw. die Pillendose 10 ausgerichtet, so dass der optische Weg bzw. der Strahlengang verlängert wird. Somit kann auch ohne Einsatz eines Fischaugenobjektivs eine vergleichsweise kleine Bauform des Medikamentenaufbewahrungsbehälters 5 realisiert werden. Statt des Fischaugenobjektivs oder dem Einsatz von Spiegeln, der nicht auf die hier gezeigten zwei Spiegel beschränkt ist, ist es auch möglich, den Medikamententräger 10 parallel mit mehreren Kameras 15 zu beobachten.
Ausführungsbeispiele zeigen ferner ein Verfahren 700 zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten 55 mit einem Medikamentenaufbewahrungsbehälter 5 mit einem Schritt 705 „Aufnehmen zumindest eines Medikaments durch einen Medikamententräger”, einem Schritt 710 „Erfassen eines Bildes des Medikamententrägers mit einer Kamera” und einem Schritt 715 „Verarbeiten des Bildes von der Kamera mit einer Recheneinheit”. Das Verfahren 700 ist in 8 gezeigt.
Die hier vorgestellte „intelligente” Pillendose ist vor allem aber nicht ausschließlich für Demenzkranke geeignet. Neben der Hilfe für die Kranken selbst durch das visuelle Feedback (rotes/grünes Leuchten) bietet das System vor allem Angehörigen einen Nutzen. Diese werden automatisch informiert, wenn die Tabletten zu einem bestimmten Zeitpunkt des Tages noch nicht eingenommen sind. Darüber hinaus wird bei Einnahme eine automatische Statistik erstellt, zu welchem Zeitpunkt die Tabletten eingenommen wurden, was weitere Rückschlüsse auf die aktuelle Verfassung des Kranken erlaubt. Durch den direkten Zugriff auf das Bild der Tabletten (vgl. 2 bzw. 3) ist es möglich, den Füllstand zu überprüfen und vor allem die korrekte Füllung zu kontrollieren. Neben Angehörigen ist die vom System bereitgestellte Funktionalität auch für Pflegedienste von Interesse, die zurzeit nur durch tägliche Hausbesuche die korrekte Einnahme überwachen können. Diese Besuche auf die Tage zu beschränken, an denen die Tabletten noch nicht eingenommen wurden, reduziert die Kosten erheblich. Die bisherigen Ansätze zeigen einen Bedarf an Erinnerungsmechanismen, die durch das hier beschriebene System deutlich erweitert werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray-Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmier-baren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinen-lesbaren Träger gespeichert ist. Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Quellen

[1] An Electronic Pillbox for Continuous Monitoring of Medication Adherence, Hayes, T. L.; Hunt, J. M.; Adami, A.; Kaye, J. A., Engineering in Medicine and Biology Society, 2006. EMBS '06. 28th Annual International Conference of the IEEE
[2] US 5020037A , Alarm pill box, Malcolm R. Raven

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5020037 A [0003]

Claims

Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten mit folgenden Merkmalen: einem Medikamententräger (10), der ausgebildet ist, zumindest ein Medikament aufzunehmen; einer Kamera (15), die ausgebildet ist, um ein Bild (45) des Medikamententrägers (10) zu erfassen; und einer Recheneinheit (20), die das Bild (45) von der Kamera (15) verarbeitet.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß Anspruch 1, wobei die Recheneinheit (20) ausgebildet ist, basierend auf einem Bildverarbeitungsalgorithmus, eine Änderung des Füllstands des Medikamententrägers (10) zu erfassen.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche mit einem Boden und einer verschließbaren Entnahmeöffnung (30), wobei die Kamera zwischen dem Medikamententräger (10) und dem Boden (25) angeordnet ist.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine der Kamera (15) zugewandte Seite des Medikamententrägers (10) lichtdurchlässig ausgeführt ist.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine der Kamera (15) zugewandte Seite des Medikamententrägers (10) eine für Infrarotstrahlen durchlässige Folie oder einen halbdurchlässigen Spiegel aufweist.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kamera ein Fischaugenobjektiv (40) aufweist.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kamera (15) das Bild (45) des Medikamententrägers (10) über einen Spiegel (100) erfasst.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Beleuchtungseinheit (70), die innerhalb des Medikamentenaufbewahrungsbehälters (5) angeordnet ist.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß Anspruch 8, wobei die Beleuchtungseinheit (70) eine Infrarotquelle umfasst, die angeordnet ist, den Medikamententräger (10) zu beleuchten.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Beleuchtungseinheit (70) eine Lichtquelle aufweist, die angeordnet ist, zumindest einen Teil, z. B. einen Deckel oder den Medikamententräger (10) des Medikamentenaufbewahrungsbehälters (5) mittels Licht aus sich ändernden Frequenzbereichen zu beleuchten.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) eine Speichereinheit (75) aufweist, die ausgebildet ist, einen Änderungszeitpunkt des Bildes (45) des Medikamententrägers (10) zu speichern.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Recheneinheit (20) ausgebildet ist, eine Verbindung mit dem Internet oder einem Mobilfunknetz herzustellen.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Recheneinheit (20) ausgebildet ist, eine Benachrichtigung per E-Mail, Push-Nachricht oder eine SMS zu verschicken.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Medikamententräger zumindest zwei Bereiche (50) aufweist, in denen jeweils zumindest ein Medikament (55) aufgenommen werden kann.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß Anspruch 14, wobei die Recheneinheit (20) ausgebildet ist, einen Bildverarbeitungsalgorithmus auf das Bild der Kamera (15) anzuwenden, der den Füllstand der zumindest zwei Bereiche (50) bestimmt.
Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß Anspruch 15, wobei der Bildverarbeitungsalgorithmus eine Stützvektormaschine (engl. Support Vector Machine, SVM), ein neuronales Netz oder ein Entscheidungsbaum ist.
System (105) zur Überwachung der Entnahme eines Medikaments, mit: einem Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) gemäß einem der Ansprüche 1–15, wobei der Behälter an einem vorbestimmten Ort positioniert ist, um die Entnahme durch einen Patienten zu ermöglichen; einer Überwachungsvorrichtung (110), die von dem vorbestimmten Ort entfernt angeordnet ist und mit dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) für eine Kommunikation in Verbindung steht; wobei die Überwachungsvorrichtung (110) ausgebildet ist, um eine Benutzerschnittstelle (80) anzuzeigen, welche Infos über die Entnahme des Medikaments (55) aus dem Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) anzeigt.
System gemäß Anspruch 17, wobei die Benutzerschnittstelle (80) das Bild (45) von der Kamera anzeigt und basierend auf der Information eines Bildverarbeitungsalgorithmus einen befüllten oder einen leeren Bereich (50) des Medikamententrägers (10) bestimmt.
System gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei die Benutzerschnittstelle (80) einen aktuellen Entnahmezeitpunkt des Medikaments (55) sowie zumindest einen zurückliegenden Entnahmezeitpunkt des Medikaments (55) anzeigt.
Verfahren (700) zur automatischen Füllstandsüberwachung von Medikamenten (55) mit einem Medikamentenaufbewahrungsbehälter (5) mit folgenden Schritten: Aufnehmen zumindest einen Medikamentes (55) durch einen Medikamententräger (10); Erfassen eines Bildes (45) des Medikamententrägers (10) mit einer Kamera (15); und Verarbeiten des Bildes (45) von der Kamera (15) mit einer Recheneinheit (20).