把家庭液体药“倒了多少”从目测变成瓶外称重证据

1 · 创新命题

中 面向县域家庭中需要照护者喂服口服液/混悬液的儿童与老人，用夹在原瓶底部的称重底座按“倒药前后质量差”显示本次取出量，并对未摇匀、回倒和连续误操作发出流程提示；相对带刻度量杯或一次性注射器，它不依赖视线读取且不接触药液。 EN A clip-under gravimetric aid for caregivers dosing liquid medicines at home, estimating each withdrawn dose from bottle mass change and flagging shake, pour-back, and sequence errors—without touching the medicine or relying on reading a cup meniscus.

2 · 背景与空白

儿童混悬液和老年口服液常由家庭照护者用量杯、滴管或注射器取量；光线、视力、气泡与读弯月面都会造成操作差异。现有 Hero/MedMinder 类产品偏固体药管理；商业智能瓶垫如 Pillsy 主要记录开盖；实验室重力法能精确测液体，但不是家庭工作流。空白在：一个不接液、不改变药瓶、能将一次取量误差和“未摇匀”流程分开记录的县域家庭工具。中国优势来自口服液/混悬液使用场景、家属照护和低价称重模组快速打样。最容易犯的致命错误：把质量差直接当毫升；不同液体密度不同，必须逐液体标定或只报告克数。

3 · 可检验假设

H1 对水和 ≥ 2 种食品级模拟液（不同黏度/密度），底座估计单次取出质量的绝对误差 ≤ 0.5 g，且在 5–20 g 目标量范围内，超过预设容差的误操作识别召回率与精确率均 ≥ 0.90。 H2（采纳）在低照度和戴模糊眼镜模拟条件下，≥ 12 名成年照护者使用底座时的剂量绝对误差中位数较量杯降低 ≥ 30%，完成时间增加不超过 20%；不据此推断真实患者安全结局。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建称重底座复现 OIML M1 级或可追溯标准砝码在 0–500 g 范围的 ≥ 20 个标定点，线性拟合残差 ≤ 0.2 g，重复性标准差 ≤ 0.1 g。此条不过，后续全部结论无效。
2. 每种模拟液、每个目标量 ≥ 20 次独立取量；真实参考由校验秤复称，报绝对误差中位数与四分位距。
3. 误操作事件为不平衡分类，报 PR-AUC、召回率、精确率，不报 accuracy；阈值只在训练操作者数据上确定，测试换人。
4. 随机化比较量杯、口服注射器和底座三种流程；操作者为区组，预先写死排除标准。
5. 只用食品级模拟液，不给受试者用药；用户界面明确“辅助取量，处方与剂量以医嘱为准”。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
称重	1 kg 单点式称重传感器、HX711、ESP32-C3、3D 打印瓶托；深圳/立创商城可购，价格需核实
标准	OIML M1 级砝码组或学校可追溯电子秤；证书与等级需核实
模拟液	水、甘油水溶液、淀粉增稠液；密度用容量瓶+校验秤自行测量
对照	带刻度量杯、符合规格的口服注射器；规格需核实
对照基准	NIST/药典公开的重力测量原则、Pillsy/MedMinder/Hero 产品说明——仅用于校验与对比，不计入本项目数据贡献

能力边界：单点称重传感器对偏心放置和桌面振动敏感；系统不能判断液体是否被患者吞服，也不能确认药物浓度。未摇匀只能通过动作序列提示，不能证明混悬均匀度。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：画家庭取液流程，确定不用真实药物与不提供剂量建议的边界。
2. 第 3 周：搭称重链，完成砝码方法学校验和偏心载荷扫描。
3. 第 4–5 周：三种模拟液标定，冻结滤波与稳定判据。
4. 第 6 周：设计回倒、漏倒、连续取量、未执行摇瓶等脚本并录制训练数据。
5. 第 7–8 周：换操作者盲测；按预注册指标计算 PR-AUC。
6. 第 9–10 周：完成无药人因交叉试验，记录时间、误差与可理解性。
7. 第 11–13 周：缩小外壳、做 BOM 与清洁测试；准备县域家庭桌面场景演示。

7 · 新颖性边界

不声称是医疗器械、自动配药器或疗效改善方案；不声称动作提示能证明混悬均匀。已有工作：口服注射器和刻度量杯是标准工具；Pillsy 记录开盖，Hero/MedMinder 做自动分配，实验室药剂学长期使用重力法。本项目不发明称重原理，贡献是“原瓶外夹 + 取前取后差分 + 县域照护错误脚本”的工作流证据。护城河为价格坍塌（A）和存量改造（C）；适配不同瓶底的机械库可积累，但容易被复制，须以真实错误分类数据而非专利想象来防御。

8 · go/no-go

第 5 周末：若任一种模拟液在 5 g 目标量上的中位绝对误差 > 0.5 g，具名降级为**“仅显示克数的回倒/漏倒记录底座 HC02-Log”**，取消毫升换算，主结论保留为过程审计。第 9 周末：若相对量杯误差未降低 ≥ 20%，则降级比较低照度/视力受限子场景，并以口服注射器为强基线；若仍无差异，项目结论应诚实为“底座无净收益”，不包装成产品。