近距離通信ネットワークによる24時間体制の服薬サポートシステムの開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K01576
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 星 憲司 東北医科薬科大学, 薬学部, 講師 (20405913)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 服薬コンプライアンス / 服薬アドヒアランス / BLE / Bluetooth Low Energy / IoT / 医療情報 / 服薬支援

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、研究代表者らが開発した分散型服薬モニタリングシステムを改良して、24時間体制の服薬サポートシステムを実現して評価することである。このシステムを構築するためには、患者の服薬行動を確実に検出できる医薬品パッケージの開封センサーが必要になる。
まず従来利用していた銀ナノ粒子を使用したインキに代えて、樹脂の保護層と持つアルミニウム蒸着箔を利用した開封センサーを開発し、保護層を維持したままでセンサーの断線を電気的に検出する手法を開発した。
その後、新しく開発した開封センサーを、国内での医薬品の交付時に広く利用されている分包紙等の医薬品のパッケージに圧着して、電気的性質と物理的性質を測定した。その結果、開封を検出する機能は優れているものの、物理的な曲げに弱く、扱い方によっては意図せず破断してしまうという問題が明らかになった。本研究で開発中の機器は、患者が携帯して利用することを想定しているため、高い安定性が求められる。そこで、アルミニウム蒸着箔を利用した開封センサーの圧着条件を変更することにより、破断を防ぐ改良を進めている。
また、その後の研究によって、カーボンを含む導電性インキを医薬品のパッケージにシルクスクリーン印刷することで開封センサーを作成する手法も有力であることが明らかになった。そこで、両方の方式で作成したセンサーの特性を比較し、本研究の目的にどちらがより適しているかを比較する実験を行っている。
上記の開封センサーの開発と並行して、システムを構成するソフトウェアの開発を行った。現在、患者が携帯するデバイスからの服薬情報を受信して、服薬状況を医療機関サーバに通知するパーソナルサーバと、パーソナルサーバからの情報を集約し、データベースへの記録/服薬状況の可視化/患者へのフィードバックを行う医療機関側のサーバの開発を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画では、本年度は服薬サポートシステムを構成するソフトウェアの開発を行う予定であった。開発するソフトウェアは (1) 開封センサーを駆動して患者の服薬行動を検出し、近距離無線通信ネットワークを通して通知するデバイスのファームウェア (2) デバイスからの服薬情報を受信して、服薬状況を医療機関サーバに通知するパーソナルサーバ、(3) パーソナルサーバからの情報を集約し、データベースへの記録/服薬状況の可視化/患者へのフィードバックを行う医療機関側のサーバ の3種類が連携して動作する。
(1)は初年度に作成したが、上記の開封センサーの改良に伴い、単純な通電の有無だけでなく、パルスを発生して静電容量の変化を検出する機能、A/D 変換を用いて抵抗値の変化を検出する機能の追加が必要になったため、修正を行った。(2)と(3)は従来の研究で利用していたJAVA, PHP 言語を用いたソフトウェアを修正する方法で現在開発中である。これらに加えて、若干の機能の追加を予定しているため、まだ完了してはいないが、おおむね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

今年度はハードウェアとソフトウェアの両方の開発を完了させ、24時間体制の服薬サポートシステムを実装する。また実装したシステムを用いて、研究協力者と共同で医療機関での実証試験を行う。
ハードウェアの面では、アルミニウム蒸着箔を利用する方法と、カーボンを含む導電性インキを利用する方法で作成した開封センサーの特性を比較し、今回の実証実験により適していると判定された方式で患者の服薬行動を検出する機構を実装する。
ソフトウェアの面では、ファームウェア、パーソナルサーバ、医療機関側のサーバの3種類のソフトウェアを連携させて、患者の服薬状況を記録・可視化する。
開発したシステムを使用して、学内での動作検証を行う。その後、宮城県内の薬局と連携して、定期的な服薬が必要な患者に対する服薬モニタリング実験を実施し、開発したシステムの評価を行う予定である。

Causes of Carryover

開封センサーの作成に関して、カーボンを含む導電性インキを医薬品のパッケージにシルクスクリーン印刷して開封センサーを作成する手法も有力であることが明らかになったため、センサーの作成と選定を次年度に行うこととした。また、ソフトウェアに機能を追加して、次年度も継続して開発することとした。
当該助成金は、センサーの開発に必要な材料の購入、ソフトウェアの開発に必要な人件費として使用する計画である。