CN106377823B - 雾化器给药喷嘴和智能自调式雾化器给药设备及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种雾化器给药喷嘴和智能自调式雾化器给药设备及使用方法,其特点是：喷嘴本体上设置一个在向喷嘴外单向打开的呼气检测阀门和一个向喷嘴内单向打开的吸气检测阀门，且在两个阀门的门体上分别设置第一磁铁和第二磁铁，靠近第一磁铁的喷嘴本体管壁上设置第一传感器，靠近第二磁铁的喷嘴本体管壁上设置第二传感器，第一传感器及第二传感器分别与雾化器控制系统连接，雾化器控制系统包括智能呼吸阀门状态检测模块，并根据所接收所述第一传感器及第二传感器发送的阀门开关状态检测信号控制雾化器工作状态。实时精确感知患者呼吸行为，雾化器喷嘴能实现智能化自调式，实现了雾化器即开即用，同时简化结构、降低制作成本，减少耗电。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，涉及一种雾化器治疗设备的改进，具体说是一种雾化器给药喷嘴和智能自调式雾化器给药设备及使用方法。
背景技术
随着全球气候变化及空气污染的日趋严重，喘息性疾病的发病率在逐年上升，且个体的发病频率呈现升高趋势。尤其是3至14 岁儿童，哮喘患病率高达3%。哮喘不仅影响着儿童的身体发育，更是危害儿童生命的隐形“杀手”，关于儿童哮喘的治疗引起了家长广泛关注。病毒感染是诱发儿童喘息、哮喘急性发作的重要因素。据了解，约有20%的婴儿在出生后第一年因病毒感染发生过喘息，如果患儿得不到及时、正确的治疗的话，将有16%的患儿以后会复发咳喘或发展为婴幼儿哮喘。如果宝宝在6月龄内曾感染病毒并伴有反复喘息，那么这种喘息性疾病常常持续至7～8岁，且部分患儿或可能发展为婴幼儿哮喘。此外，病毒感染后婴幼儿更易出现反复喘息，呼吸道病毒感染不仅可以引发哮喘，而且还可能引起哮喘复发和哮喘加重。一项病例对照研究显示，84例因哮喘加重而住院的患儿，其病毒感染率为44%。
针对喘息性疾病，雾化治疗是国际公认的治疗效果最好的方式之一。所谓雾化治疗是用雾化装置将药液分散成细小的雾滴经患儿鼻或口吸入，通过提高药物的局部浓度来达到治疗效果。雾化治疗总体来说具有作用直接、见效快、安全性高、使用方便等特点。
在欧美等发达国家，雾化器已经成为一种家庭必备的医疗器械，适用于各类呼吸道疾病，如感冒、发热、咳嗽、咽喉肿痛、鼻炎、慢性咽炎、扁桃体炎、哮喘、阻塞性（痉挛性）支气管炎、肺气肿、慢性支气管炎、支气管扩张、粘稠性阻塞症、囊性肺纤维化症，及需要湿化气道、稀释痰液的患者。从我国这两年的网络销售数据，也一再展现家庭雾化器市场异军突起. 随着家用雾化器的广泛使用，雾化器市场前景是非常广阔的。
虽然市场上常见的雾化器原理不同,但是都有一个共同的问题, 给药效率受患者呼吸模式影响明显。喷射雾化器雾化过程受患者呼吸模式影响较大, 超声和振动筛雾化器所受影响虽相对较小,但患者呼吸仍会导致一定的个体间及个体内差异。因此，理想的雾化器应该能根据患者呼吸状况适时调整雾化过程,实现药物的高效雾化和疾病的个体化治疗。为了解决上述问题,AAD(Adaptive Aerosol Delivery)技术, 又称自调式雾化器给药设备应运而生。如2002年上市的Prodose AAD, 以及结合了Omron振动筛技术的I-neb AAD(Philips Respironics) 也于2004年上市。
但是，现有的AAD技术仍然存在以下问题和不足：
1、实现技术复杂,价格昂贵。以I-neb AAD这种最新的AAD技术为例,它采用雾化器内置压力传感器连续监测空气压力波形,并根据连续压力上升并且增长大于预设给定值则认为吸气开始,并继续监测,当连续压力下降并且下降大于预设给定值则认为呼气开始。然后,通过监测患者前三次呼吸的气流峰值,确定雾化时间的间隔,随后每次呼吸后均重新计算并加以调整, 以适应整个治疗周期呼吸模式的变化。显而易见,这种实现对于传感器要求很高,同时采样和预测算法极大影响呼吸模式的判断精度,从而影响给药效率。
2、无法实现雾化器即开即用。呼吸模式的计算依赖于前若干次呼吸的气流峰值采样,这要求患者在使用雾化器开始时先测量呼吸模式,从而造成不便。
3、实现技术复杂必然导致耗电量增加,这对于电量有限的便携式设备其弊端尤其致命。
4、仍然缺乏对于药量使用的控制。AAD技术的采用可以大幅提高雾化器给药效率,这就对雾化药量的准确使用提出了要求.而现有AAD技术并没有解决这一重要问题。如何避免药物过量或者不足,实现节约合理用药仍然是一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的上述问题，提供一种雾化器给药喷嘴和智能自调式雾化器给药设备及使用方法，雾化器给药喷嘴便于实时精确感知患者呼吸行为，且呼吸行为检测装置结构简单、制作成本低，耗电省，并可解决现有AAD技术无法实现雾化器即开即用的问题;另外，可避免雾化药物过量或者不足；使雾化器给药设备实现智能化自调式。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种雾化器给药喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体为管状，所述喷嘴本体一端为进药口，另一端为喷药口，其特征在于，所述喷嘴本体的管壁上设置一个在对所述喷药口呼气时向喷嘴外单向打开的呼气检测阀门和一个在对所述喷药口吸气时向喷嘴内单向打开的吸气检测阀门，所述呼气检测阀门和吸气检测阀门的门体上分别设置第一磁铁和第二磁铁，靠近所述第一磁铁的所述喷嘴本体的管壁上设置用于检测所述呼气检测阀门开关状态的第一传感器，靠近所述第二磁铁的所述喷嘴本体的管壁上设置用于检测吸气检测阀门开关状态的第二传感器，所述第一传感器及第二传感器分别与雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统包括智能呼吸阀门状态检测模块，并根据所接收所述第一传感器及第二传感器发送的阀门开关状态检测信号控制雾化器工作状态。
对上述技术方案的改进：所述吸气检测阀门设置在所述喷嘴本体管壁的底部，在对喷药口吸气时吸气检测阀门的门体向上打开, 所述呼气检测阀门设置在所述喷嘴本体管壁的顶部，在对喷药口呼气时呼气检测阀门的门体向上打开。
对上述技术方案的进一步改进：所述第一传感器为第一干簧管，所述第二传感器为第二干簧管，在所述呼气检测阀门门体打开状态，所述第一干簧管的磁敏触点断开，在所述呼气检测阀门门体关闭状态，所述第一干簧管的磁敏触点导通；在所述吸气检测阀门门体打开状态，所述第二干簧管的磁敏触点断开，所述雾化器控制系统控制雾化器打开并释放雾化药物，在所述吸气检测阀门门体关闭状态，所述第二干簧管的磁敏触点导通，所述雾化器控制系统控制雾化器关闭。
对上述技术方案的进一步改进：所述第一传感器为第一霍尔开关，所述第二传感器为第二霍尔开关，所述雾化器控制系统内包含用于判断所述呼气检测阀门及吸气检测阀门的门体开启角度运算逻辑模块，所述雾化器控制系统根据检测到的第一霍尔开关的磁通量，判断所述呼气检测阀门门体的开闭状态或开启角度，在所述呼气检测阀门门体关闭状态，所述雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最大，在所述呼气检测阀门门体完全打开状态，所述雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最小；所述雾化器控制系统根据检测到的第二霍尔开关的磁通量，判断所述吸气检测阀门门体开闭状态或开启角度，在所述吸气检测阀门门体完全打开状态，所述雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最小，所述雾化器控制系统控制雾化器打开并释放雾化药物；在所述吸气检测阀门门体关闭状态，所述雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最大，所述雾化器控制系统控制雾化器关闭。
一种雾化器给药喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体为管状，所述喷嘴本体一端为进药口，另一端为喷药口，其特征在于，有一气溶胶药仓上设置入药口和气溶胶药仓阀门，所述气溶胶药仓阀门与所述喷嘴本体的进药口连接，所述气溶胶药仓阀门为电磁阀，所述气溶胶药仓内设置药物浓度传感器，所述药物浓度传感器及所述气溶胶药仓阀门分别与雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统包括智能呼吸阀门状态检测模块、门体开启角度运算逻辑模块、药仓药物浓度检测模块，在所述喷嘴本体的管壁顶部设置一呼气检测阀门，在对所述喷药口呼气时呼气检测阀门门体向上打开，有一吸气检测阀门安装在所述气溶胶药仓的底部，在对所述喷药口吸气时所述吸气检测阀门门体向上打开，所述呼气检测阀门和吸气检测阀门门体上分别设置第一磁铁和第二磁铁，靠近所述第一磁铁的喷嘴管壁上设置第一霍尔开关，靠近第二磁铁的气溶胶药仓底部上设置第二霍尔开关，所述第一霍尔开关及第二霍尔开关分别与所述雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统根据检测到的第一霍尔开关的磁通量，判断所述呼气检测阀门门体的开闭状态或开启角度，在所述呼气检测阀门门体关闭状态，雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最大，在所述呼气检测阀门门体完全打开状态，雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最小，雾化器控制系统根据检测到的第二霍尔开关的磁通量，判断所述吸气检测阀门门体开闭状态或开启角度，在所述吸气检测阀门门体完全打开状态，雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最小，雾化器控制系统控制雾化器打开并释放雾化药物；在所述吸气检测阀门门体关闭状态，雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最大，所述雾化器控制系统控制雾化器关闭。
对上述技术方案的改进：还包括电源模块、雾化器连接端口及自带/外接用户接口。
对上述技术方案的进一步改进：有一个内药仓上设置内药仓阀门和所述雾化器连接端口，所述内药仓阀门与所述气溶胶药仓的入药口连接，所述喷嘴本体上或内药仓上安装温度检测传感器和电加热器，所述温度检测传感器和电加热器分别与所述雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统包括药仓温度检测模块。
一种智能自调式雾化器给药设备，包括药液仓、喷嘴、雾化器及雾化器控制系统，其特征在于，所述喷嘴为上述雾化器给药喷嘴。
对上述技术方案的改进：所述智能自调式雾化器给药设备还包括与所述雾化器控制系统连接的报警器，所述雾化器控制系统检测到所述呼气检测阀门和吸气检测阀门同时打开状态，控制雾化器关闭，并开启报警器报警；所述雾化器控制系统包含声音识别装置、呼吸频率检测电路和语音提示电路，当声音识别装置检测到呼吸音变化超过设定阈值或呼吸频率超过设定值时, 控制语音提示电路发出提示语音。
一种上述智能自调式雾化器给药设备的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）雾化器控制系统检测到所述吸气检测阀门门体打开状态，吸气开始，根据吸气检测阀门门体打开角度判断气流量，当气流量达到预设范围时，雾化器控制系统控制雾化器进行药物雾化操作；
（2）在药物雾化过程中，根据药物类型（基于药物检测或者用户提前输入）、吸气量，控制药物雾化的相关参数，如，雾化出药量，浓度等；在药物雾化过程中，当检测到用户吸气量不符合预设参数值时（如，吸气量过大、过小、不恒定等, 或者呼吸频率过快或过慢），通过控制设备自带/外接用户接口提醒用户调整吸气量和呼吸频率。可选的，当用户吸气量/呼吸频率保持在合理区间时，通过自带/外接用户接口鼓励用户保持，甚至引入游戏或者竞赛提高用户的治疗依从度；
（3）当吸气气流量低于预设范围时，雾化器控制系统控制雾化器停止药物雾化操作，当一次雾化吸入操作完成后, 雾化器控制系统根据本次操作的时间和吸气量, 计算该次吸气容积并检查是否在设定的合理区间范围, 并通过控制设备自带/外接用户接口向用户提出反馈，例如: 吸气容积符合治疗要求则鼓励用户保持,若吸气容积不符合治疗要求,提示用户进行相应改进；
进一步, 雾化控制逻辑还测量用户一次雾化吸入操作和相应呼气操作时间得出呼吸比, 并检查是否在设定的合理区间范围,然后通过控制设备自带/外部连接的用户接口向用户提出反馈；
可选的，雾化控制逻辑在用户完成一次雾化吸入操作后,根据预先设定,通过用户接口建议用户屏气(5-10s),并通过雾化器控制系统监测用户是否按要求屏气, 若没有,提示用户改进；
（4）雾化过程中，雾化器控制系统持续监测用户呼吸频率,呼吸量,呼吸容积和呼吸比等数据。当用户呼吸保持浅快时(则意味着药物气溶胶吸入量低),适当增加雾化时间从而保证治疗效果。
进一步的，还包括不良反应检测和处理步骤：
（5）当用户雾化过程中呼吸频率过快达到预设阈值时，则认为是不良反应征兆，雾化器控制系统通过声音识别装置检测到呼吸音变化超过设定阈值停止当前雾化，提示用户用力呼气；
（6）比较当前测定的一秒钟用力呼气容积和雾化开始时自动采样比对，如果发生明显改变，则认为是出现不良反应；
（7）如果上述不良反应持续出现频率高于设定阈值，或者用户呼吸形式改变高于设定阈值，终止本次雾化，产生不良反应详细报告并提示用户联系医生。
再进一步的，还增加精确用药的步骤：
（8）雾化开始时，雾化器控制系统控制气溶胶药仓（内药仓）药物浓度由最小值逐渐向预设最大治疗浓度提升；
（9）在达到最大治疗浓度过程中，如果检测到不良反应，则雾化器控制系统控制停止浓度增加，并将目前浓度设定为用户最佳浓度。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明雾化器给药喷嘴引入一种独特的单向阀门和相应的检测电路及雾化器控制系统,实现对于患者呼吸行为的实时精确感知,从而实现根据患者呼吸行为精确调整雾化过程的目的。解决了现有AAD技术无法实现雾化器即开即用的问题，同时达到简化复杂度和降低制作成本的目的。并通过简化实现复杂度达到节电环保的目的。
2、本发明在精确检测呼吸行为的单向阀门基础上,引入新的呼吸量检测逻辑,进一步实现根据用户患者呼吸气流量精确调整雾化过程的目的。进一步的，本发明中基于上述用户呼吸行为以及呼吸量的检测，提出了一种雾化过程中不良反应的检测和处理技术和设备。
3、本发明在患者呼吸气流量精确调整雾化过程的基础上,引入根据雾化气溶胶浓度进一步调整雾化过程的技术。在进一步提高雾化治疗效率的同时, 实现雾化药量使用量的精确计算和控制。同时，本发明还提出了一种个性化雾化药物浓度控制的技术，在避免高浓度导致不良雾化反应的同时，最大可能提高治疗效果。
4、本发明可以有效避免由于温度或者药物浓度导致的不良气道反应，当仍有不良反应发生时，有药物不适导致的可能性则会较高。雾化器控制系统会据此记录并向用户提出告警。
5、本发明进一步引入智能自调式雾化器喷嘴,实现市场上存量雾化器的智能化和自适应雾化。
6、由于雾化产生气溶胶通常是冷的,容易导致反应性的气道痉挛。本发明在雾化器喷嘴处或药仓处安装温度检测传感器和电加热器，并由雾化控制逻辑控制。在雾化过程中, 雾化控制逻辑检测气溶胶的温度并实现自动调温从而保证雾化舒适度。
附图说明
图1是本发明一种雾化器给药喷嘴与药液仓的连接结构立体图；
图2是本发明一种雾化器给药喷嘴中吸气检测阀门打开状态的剖面示意图；
图3是本发明一种雾化器给药喷嘴中呼气检测阀门打开状态的剖面示意图；
图4是本发明一种雾化器给药喷嘴包含气溶胶药仓的连接结构示意图；
图5是本发明一种雾化器给药喷嘴包含气溶胶药仓及内药仓的连接结构示意图；
图6是本发明一种雾化器给药喷嘴中雾化器控制系统的逻辑框图。
图中，1-药液仓、2-喷嘴本体、2.1-喷药口、3-呼气检测阀门、3.1-第一传感器(第一干簧管或第一霍尔开关)、3.2-呼气检测阀门门体、3.3-第一磁铁、4-吸气检测阀门、4.1-第二传感器(第二干簧管或第二霍尔开关)、4.2-吸气检测阀门门体、4.3-第二磁铁、5-雾化器、6-气溶胶药仓、6.1-气溶胶药仓阀门、7-内药仓、7.1-内药仓阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参见图1-图3、图6，本发明一种雾化器给药喷嘴的具体实施方式，包括管状的喷嘴本体2，喷嘴本体2一端为进药口，另一端为喷药口2.1。在喷嘴本体2的管壁上设置一个在对喷药口2.1呼气时向喷嘴外单向打开的呼气检测阀门3和一个在对喷药口2.1吸气时向喷嘴内单向打开的吸气检测阀门4，所述呼气检测阀门门体3.2和吸气检测阀门门体4.2的上分别设置第一磁铁3.3和第二磁铁4.3，靠近第一磁铁3.3的喷嘴本体2的管壁上设置用于检测呼气检测阀门3开关状态的第一传感器3.1，靠近第二磁铁4.3的喷嘴本体2的管壁上设置用于检测吸气检测阀门4开关状态的第二传感器4.1，上述第一传感器3.1及第二传感器4.1分别与雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统包括智能呼吸阀门状态检测模块，并根据所接收第一传感器3.1及第二传感器4.1发送的阀门开关状态检测信号控制雾化器5的工作状态。
以下为本发明的具体实施例：
参见图1-图3、图6，本发明一种雾化器给药喷嘴的实施例1，包括管状的喷嘴本体2，喷嘴本体2一端为进药口，另一端为喷药口2.1。上述第一传感器3.1为第一干簧管，上述第二传感器4.1为第二干簧管，在喷嘴本体2的管壁上设置一个在对喷药口2.1呼气时向喷嘴外单向打开的呼气检测阀门3和一个在对喷药口2.1吸气时向喷嘴内单向打开的吸气检测阀门4，呼气检测阀门3和吸气检测阀门4均为单向阀。所述呼气检测阀门门体3.2和吸气检测阀门门体4.2的上分别设置第一磁铁3.3和第二磁铁4.3，靠近第一磁铁3.3的喷嘴本体2的管壁上设置用于检测呼气检测阀门3开关状态的第一干簧管3.1，靠近第二磁铁4.3的喷嘴本体2的管壁上设置用于检测吸气检测阀门4开关状态的第二干簧管4.1，上述第一干簧管3.1及第二干簧管4.1分别与雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统包含智能呼吸阀门状态检测模块，所述雾化器控制系统根据所接收第一簧管3.1及第二干簧管4.1发送的阀门开关状态检测信号控制雾化器5的工作状态。
具体而言：上述吸气检测阀门4设置在所述喷嘴本体2管壁的底部，在对喷嘴吸气时吸气检测阀门门体4.2向上打开,呼气检测阀门3设置在所述喷嘴本体2管壁的顶部，在对喷嘴呼气时呼气检测阀门门体3.2向上打开。雾化器5可以采用振动筛雾化器或网式超声雾化器, 网式超声雾化器震动的是超声网雾化片。
当呼气检测阀门门体3.2打开状态，所述第一干簧管3.1的磁敏触点断开，在所述呼气检测阀门门体3.2关闭状态，所述第一干簧管3.1的磁敏触点导通；当所述吸气检测阀门门体4.2打开状态，所述第二干簧管4.1的磁敏触点断开，所述雾化器控制系统控制雾化器5打开并释放雾化药物，在所述吸气检测阀门门体4.2关闭状态，第二干簧管4.1的磁敏触点导通，所述雾化器控制系统控制雾化器5关闭。
参见图1-图3、图6，本发明一种雾化器给药喷嘴实施例2，本实施例中喷嘴本体2的结构、呼气检测阀门3及吸气检测阀门4的结构及设置位置与实施例1基本相同，不同之处之一是：第一干簧管3.1替换为第一霍尔开关，第二干簧管4.1替换为第二霍尔开关，第一霍尔开关及第二霍尔开关分别与雾化器控制系统连接；不同之处之二是：在雾化器控制系统内不仅包含智能呼吸阀门状态检测模块，而且还包括用于检测呼气检测阀门3及吸气检测阀门体4的门体开启角度运算逻辑模块。雾化器控制系统根据检测到所述第一霍尔开关的磁通量，判断呼气检测阀门门体3.2的开闭状态或开启角度，在呼气检测阀门门体3.2关闭状态，雾化器控制系统检测到所述第一霍尔开关的磁通量最大，在呼气检测阀门门体3.2完全打开状态，雾化器控制系统检测到第一霍尔开关的磁通量最小；雾化器控制系统根据检测到第二霍尔开关的磁通量，判断吸气检测阀门门体4.2开闭状态或开启角度，在吸气检测阀门门体4.2完全打开状态，雾化器控制系统检测到第二霍尔开关的磁通量最小，雾化器控制系统控制雾化器5打开并释放雾化药物；在所述吸气检测阀门门体4.2关闭状态，雾化器控制系统检测到第二霍尔开关的磁通量最大，雾化器控制系统控制雾化器5关闭。
参见图4、图6，本发明一种雾化器给药喷嘴的实施例3，包括喷嘴本体2，喷嘴本体2为管状，喷嘴本体2一端为进药口，另一端为喷药口2.1。有一气溶胶药仓6上设置入药口和气溶胶药仓阀门6.1，气溶胶药仓阀门6.1与喷嘴本体2的进药口连接，所述气溶胶药仓阀门6.1为电磁阀，在气溶胶药仓6内设置药物浓度传感器6.2，药物浓度传感器6.2及气溶胶药仓阀门6.1分别与雾化器控制系统连接。所述雾化器控制系统包括智能呼吸阀门状态检测模块、门体开启角度运算逻辑模块、药仓药物浓度检测模块。在喷嘴本体2的管壁顶部设置一呼气检测阀门3，在对喷药口2.1呼气时呼气检测阀门门体3.2向上打开，有一吸气检测阀门4安装在气溶胶药仓6的底部，在对喷药口2.1吸气时吸气检测阀门门体4.2向上打开并进入气溶胶药仓6内，在呼气检测阀门门体3.2和吸气检测阀门门体4.2上分别设置第一磁铁和第二磁铁，靠近所述第一磁铁的喷嘴本体2的管壁上设置第一霍尔开关，靠近第二磁铁的气溶胶药仓6底部上设置第二霍尔开关，所述第一霍尔开关及第二霍尔开关分别与所述雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统根据检测到的第一霍尔开关的磁通量，判断所述呼气检测阀门门体3.2开闭状态或开启角度，在所述呼气检测阀门门体3.2关闭状态，雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最大，在所述呼气检测阀门门体3.2完全打开状态，雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最小。雾化器控制系统根据检测到的第二霍尔开关的磁通量，判断所述吸气检测阀门门体4.2开闭状态或开启角度，在吸气检测阀门门体4.2完全打开状态，雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最小，雾化器控制系统控制雾化器5打开并释放雾化药物；在吸气检测阀门门体4.2关闭状态，雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最大，所述雾化器控制系统控制雾化器5关闭。
雾化器控制系统中的智能呼吸阀门状态检测模块与门体开启角度运算逻辑模块通过第一霍尔开关或第二霍尔开关检测到的磁通量后,根据磁通量和阀门开关角度的影射关系实时计算出阀门开关角度。
作为一种实现方式, 呼气检测阀门门体3.2及吸气检测阀门门体4.2打开的角度和气流量的关系可以采用实际采样的方式获得,即建立一一影射关系并保存在雾化器控制系统内。雾化器控制系统检测到的呼气检测阀门门体3.2及吸气检测阀门门体4.2开启角度后,根据角度和气流量的影射关系实时计算出呼吸气流量并进一步应用到后续雾化过程控制中。
上述各实施例的雾化器给药喷嘴都可以包括电源模块、雾化器连接端口及自带/外接用户接口，电源模块可以给所述雾化器控制系统各个模块供电，这样的雾化器给药喷嘴就可以作为独立的单元使用。
本发明雾化器给药喷嘴的实施例3是一种智能自调式雾化器喷嘴,可以实现市场上存量雾化器的智能化和自适应雾化。
根据在药物浓度达到最佳值时，通过自带/外接用户接口提示用户吸气，打开气溶胶药仓阀门6.1，同时持续检测吸气量和气溶胶药仓6的药物浓度，直到药物浓度低于预设值（即：药物全部吸收值），提示用户结束。每次吸气结束后，雾化控制系统计算吸收的药物量，即，气溶胶药仓6容积乘以用户吸收的药物浓度 （用户吸收的药物浓等于用户开始吸气时的气溶胶药仓6药物浓度减去用户停止吸气时的气溶胶药仓6药物浓度），并累加，当达到一次治疗所需药量时，提示用户结束雾化。从而避免用户药物过量或者不足实现精准雾化治疗。同时提高用户雾化效率，减少雾化时间。
可选的，每次吸气开始前，雾化控制逻辑模块提示用户含住喷嘴喷药口2.1吐气，并检测用户吐气量是否达到规定值，当达到规定值时，才开启气溶胶药仓阀门6.1。从而保证用户可以达到足够的吸气量。
参见图5、图6，在雾化器给药喷嘴实施例3的基础上，还可增加一个内药仓7，在内药仓7上设置内药仓阀门7.1和雾化器连接端口，将内药仓阀门7.1与所述气溶胶药仓6的入药口连接。
同时，雾化器控制系统逻辑增强如下：
步骤一 药仓药物浓度检测模块气溶胶药仓6（内药仓7）药物浓度，当达到合适浓度时，雾化器控制系统首先关闭内药仓阀门7.1，确保气溶胶药仓6浓度最佳，同时提醒用户吸气。
步骤二 当吸气完成后，雾化器控制系统关闭气溶胶药仓阀门6.1，同时打开内药仓阀门7.1。然后重复步骤一操作。
由于雾化产生气溶胶通常是冷的,容易导致反应性的气道痉挛，本发明在喷嘴本体2上或内药仓7上还可安装温度检测传感器6.3和电加热器6.4，所述温度检测传感器6.3和电加热器6.4分别与所述雾化器控制系统连接, 所述雾化器控制系统包括温度检测模块。在雾化过程中, 雾化控制系统检测气溶胶的温度并实现自动调温从而保证雾化舒适度。
本发明一种智能自调式雾化器给药设备的实施例，包括药液仓1、喷嘴、雾化器5及雾化器控制系统，所述喷嘴采用上述实施例1-3任意一种的雾化器给药喷嘴。
智能自调式雾化器给药设备还包括与所述雾化器控制系统连接的报警器，所述雾化器控制系统检测到所述呼气检测阀门3和吸气检测阀门4同时打开状态，控制雾化器关闭，并开启报警器报警；所述雾化器控制系统包含声音识别装置、呼吸频率检测电路和语音提示电路，当声音识别装置检测到呼吸音变化超过设定阈值或呼吸频率超过设定值时, 控制语音提示电路发出提示语音。
与现有AAD(Adaptive Aerosol Delivery)技术(自调式雾化器给药设备)相比，本发明智能自调式雾化器给药设备更加智能化，是一种创新的智能雾化技术（IntelligentAerosol Delivery）,缩写为IAD技术。
本发明一种采用上述智能自调式雾化器给药设备的使用方法的实施例，包括如下步骤：
一种上述智能自调式雾化器给药设备的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）雾化器控制系统检测到所述吸气检测阀门门体3.2打开状态，吸气开始，根据吸气检测阀门门体4.2打开角度判断气流量，当气流量达到预设范围时，雾化器控制系统控制雾化器5进行药物雾化操作；
（2）在药物雾化过程中，根据药物类型（基于药物检测或者用户提前输入）、吸气量，控制药物雾化的相关参数，如，雾化出药量，浓度等；
在药物雾化过程中，当检测到用户吸气量不符合预设参数值时（如，吸气量过大、过小、不恒定等, 或者呼吸频率过快或过慢），通过控制设备自带/外接用户接口提醒用户调整吸气量和呼吸频率。可选的，当用户吸气量/呼吸频率保持在合理区间时，通过自带/外接用户接口鼓励用户保持，甚至引入游戏或者竞赛提高用户的治疗依从度。
（3）当吸气气流量低于预设范围时，雾化器控制系统控制雾化器5停止药物雾化操作，当一次雾化吸入操作完成后, 雾化器控制系统根据本次操作的时间和吸气量, 计算该次吸气容积并检查是否在设定的合理区间范围, 并通过控制设备自带/外接用户接口向用户提出反馈，例如: 吸气容积符合治疗要求则鼓励用户保持,若吸气容积不符合治疗要求,提示用户进行相应改进；
进一步, 雾化器控制系统还测量用户一次雾化吸入操作和相应呼气操作时间得出呼吸比, 并检查是否在设定的合理区间范围,然后通过控制设备自带/外部连接的用户接口向用户提出反馈。
可选的，雾化器控制系统在用户完成一次雾化吸入操作后,根据预先设定,通过用户接口建议用户屏气(5-10s),并通过雾化器控制系统监测用户是否按要求屏气, 若没有,提示用户改进。
（4）雾化过程中，雾化器控制系统持续监测用户呼吸频率,呼吸量,呼吸容积和呼吸比等数据。当用户呼吸保持浅快时(则意味着药物气溶胶吸入量低),适当增加雾化时间从而保证治疗效果。
进一步的，还包括不良反应检测和处理步骤：
（5）当用户雾化过程中呼吸频率过快达到预设阈值时，则认为是不良反应征兆，雾化器控制系统通过声音识别装置检测到呼吸音变化超过设定阈值停止当前雾化，提示用户用力呼气；
（6）比较当前测定的一秒钟用力呼气容积和雾化开始时自动采样比对，如果发生明显改变，则认为是出现不良反应；
（7）如果上述不良反应持续出现频率高于设定阈值，或者用户呼吸形式改变高于设定阈值，终止本次雾化，产生不良反应详细报告并提示用户联系医生。
再进一步的，还增加精确用药的步骤：
（8）雾化开始时，雾化器控制系统控制气溶胶药仓6（内药仓7）药物浓度由最小值逐渐向预设最大治疗浓度提升；
（9）在达到最大治疗浓度过程中，如果检测到不良反应，则雾化器控制系统控制停止浓度增加，并将目前浓度设定为用户最佳浓度。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1. 一种雾化器给药喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体为管状，所述喷嘴本体一端为进药口，另一端为喷药口，其特征在于，所述喷嘴本体的管壁上设置一个在对所述喷药口呼气时向喷嘴外单向打开的呼气检测阀门和一个在对所述喷药口吸气时向喷嘴内单向打开的吸气检测阀门，所述呼气检测阀门和吸气检测阀门的门体上分别设置第一磁铁和第二磁铁，靠近所述第一磁铁的所述喷嘴本体的管壁上设置用于检测所述呼气检测阀门开关状态的第一传感器，靠近所述第二磁铁的所述喷嘴本体的管壁上设置用于检测吸气检测阀门开关状态的第二传感器，所述第一传感器及第二传感器分别与雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统包括智能呼吸阀门状态检测模块，并根据所接收所述第一传感器及第二传感器发送的阀门开关状态检测信号控制雾化器工作状态；所述吸气检测阀门设置在所述喷嘴本体管壁的底部，在对所述喷药口吸气时吸气检测阀门的门体向上打开, 所述呼气检测阀门设置在所述喷嘴本体管壁的顶部，在对所述喷药口呼气时呼气检测阀门的门体向上打开。
2.按照权利要求1所述的雾化器给药喷嘴，其特征在于，所述第一传感器为第一干簧管，所述第二传感器为第二干簧管，在所述呼气检测阀门门体打开状态，所述第一干簧管的磁敏触点断开，在所述呼气检测阀门门体关闭状态，所述第一干簧管的磁敏触点导通；在所述吸气检测阀门门体打开状态，所述第二干簧管的磁敏触点断开，所述雾化器控制系统控制雾化器打开并释放雾化药物，在所述吸气检测阀门门体关闭状态，所述第二干簧管的磁敏触点导通，所述雾化器控制系统控制雾化器关闭。
3.按照权利要求1所述的雾化器给药喷嘴，其特征在于，所述第一传感器为第一霍尔开关，所述第二传感器为第二霍尔开关，所述雾化器控制系统内包含用于判断所述呼气检测阀门及吸气检测阀门的门体开启角度运算逻辑模块，所述雾化器控制系统根据检测到的第一霍尔开关的磁通量，判断所述呼气检测阀门门体的开闭状态或开启角度，在所述呼气检测阀门的门体关闭状态，所述雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最大，在所述呼气检测阀门门体完全打开状态，所述雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最小；所述雾化器控制系统根据检测到的第二霍尔开关的磁通量，判断所述吸气检测阀门门体开闭状态或开启角度，在所述吸气检测阀门门体完全打开状态，所述雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最小，所述雾化器控制系统控制雾化器打开并释放雾化药物；在所述吸气检测阀门门体关闭状态，所述雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最大，所述雾化器控制系统控制雾化器关闭。
4.一种雾化器给药喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体为管状，所述喷嘴本体一端为进药口，另一端为喷药口，其特征在于，有一气溶胶药仓上设置入药口和气溶胶药仓阀门，所述气溶胶药仓阀门与所述喷嘴本体的进药口连接，所述气溶胶药仓阀门为电磁阀，所述气溶胶药仓内设置药物浓度传感器，所述药物浓度传感器及所述气溶胶药仓阀门分别与雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统包括智能呼吸阀门状态检测模块、门体开启角度运算逻辑模块、药仓药物浓度检测模块，在所述喷嘴本体的管壁顶部设置一呼气检测阀门，在对所述喷药口呼气时呼气检测阀门门体向上打开，有一吸气检测阀门安装在所述气溶胶药仓的底部，在对所述喷药口吸气时所述吸气检测阀门门体向上打开，所述呼气检测阀门和吸气检测阀门门体上分别设置第一磁铁和第二磁铁，靠近所述第一磁铁的喷嘴管壁上设置第一霍尔开关，靠近第二磁铁的气溶胶药仓底部上设置第二霍尔开关，所述第一霍尔开关及第二霍尔开关分别与所述雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统根据检测到的第一霍尔开关的磁通量，判断所述呼气检测阀门门体的开闭状态或开启角度，在所述呼气检测阀门门体关闭状态，雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最大，在所述呼气检测阀门门体完全打开状态，雾化器控制系统检测到的第一霍尔开关的磁通量最小，雾化器控制系统根据检测到的第二霍尔开关的磁通量，判断所述吸气检测阀门门体开闭状态或开启角度，在所述吸气检测阀门门体完全打开状态，雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最小，雾化器控制系统控制雾化器打开并释放雾化药物；在所述吸气检测阀门门体关闭状态，雾化器控制系统检测到的第二霍尔开关的磁通量最大，所述雾化器控制系统控制雾化器关闭。
5.按照权利要求4所述的雾化器给药喷嘴，其特征在于，还包括电源模块、雾化器连接端口及自带/外接用户接口。
6.按照权利要求5所述的雾化器给药喷嘴，其特征在于，有一个内药仓上设置内药仓阀门和所述雾化器连接端口，所述内药仓阀门与所述气溶胶药仓的入药口连接，所述喷嘴本体上或内药仓上安装温度检测传感器和电加热器，所述温度检测传感器和电加热器分别与所述雾化器控制系统连接，所述雾化器控制系统包括药仓温度检测模块。
7.一种智能自调式雾化器给药设备，包括药液仓、喷嘴、雾化器及雾化器控制系统，其特征在于，所述喷嘴为权利要求3-6任一项所述的雾化器给药喷嘴。
8.按照权利要求7所述的智能自调式雾化器给药设备，其特征在于，所述智能自调式雾化器给药设备还包括与所述雾化器控制系统连接的报警器，所述雾化器控制系统检测到所述呼气检测阀门和吸气检测阀门同时打开状态，控制雾化器关闭，并开启报警器报警；所述雾化器控制系统包含声音识别装置、呼吸频率检测电路和语音提示电路，当声音识别装置检测到呼吸音变化超过设定阈值或呼吸频率超过设定值时, 控制语音提示电路发出提示语音。
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Denomination of invention: Atomizer dosing nozzle, intelligent self-adjusting atomizer dosing equipment and application method Effective date of registration: 20220428 Granted publication date: 20190226 Pledgee: Societe Generale Limited by Share Ltd. Qingdao branch Pledgor: QINGDAO FUTURE MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022370010055 |
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