CN106512158A - 基于呼吸回路的智能雾化给药系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于呼吸回路的智能雾化给药系统，它包括主机壳体、雾化装置、给药装置、供气装置和呼吸装置，雾化装置设于主机壳体上，给药装置设于雾化装置上，给药装置进气口与供气装置供气端口连接，给药装置出气口与三通接头的第一端口连接，供气装置回气端口与三通接头的第二端口连接，呼吸装置通过呼吸导管与三通接头的第三端口连接，组成一个完整的基于呼吸回路的雾化给药系统；主机壳体上设有主控板，主控板包括处理器、雾化驱动模块，供气装置的供气端口设有光电探测器，处理器根据光电探测器反馈的供气端口是否有气体输出的检测信号，对雾化装置雾化工作的开关状态进行控制，以实现雾化装置的雾化工作与供气装置的输气保持同步。

Description

基于呼吸回路的智能雾化给药系统

技术领域

本发明涉及一种雾化给药系统，具体来说，涉及一种用于病人围术期的基于呼吸回路的智能雾化给药系统。

背景技术

雾化给药是治疗肺部并发症的有效方法，雾化吸入疗法是指使用专门的雾化装置将药物溶液雾化成微小的颗粒，雾化后的药物小颗粒通过吸入的方法进入呼吸道及肺内并附着和弥散，在肺内局部发生治疗作用，再经人体对药物的吸收进一步发挥作用，达到迅速有效和无创的治疗作用。但当前的雾化给药吸入疗法的技术和方法仅适用于病人在病房术后的清醒状态下使用，不适用于处在围术期全身麻醉或者重症监护室内无法自主呼吸的病人。此外，现有的雾化给药系统还存在以下技术问题：1)在雾化给药治疗过程中，不能够建立有效检测患者呼吸状态的方法，无法在病人呼气时自动关闭雾化功能，吸气时自动开启雾化雾化功能，导致药物利用率低下而造成严重浪费；2)现有的雾化给药系统的雾化强度不能根据患者所需雾化治疗的药物浓度进行自动调整，以造成雾化给药系统内气体中的雾化药物浓度过低或者过高，影响药物疗效或者对病人造成不良反应甚至损害；3)现有的雾化给药系统基本靠人工操作完成，不能实现智能自动化，不仅操作繁杂，还增加了医护人员的劳动强度。

发明内容

针对以上的不足，本发明提供了一种基于呼吸回路的智能雾化给药系统，它包括主机壳体、雾化装置、给药装置、供气装置和呼吸装置，所述雾化装置设置在主机壳体的内腔，所述给药装置设置在雾化装置上，所述给药装置设有进气口和出气口，所述供气装置设有供气端口和回气端口，所述进气口通过第一进气管与供气端口连接，所述出气口通过第二进气管与三通接头的第一端口连接，所述回气端口通过回气管与三通接头的第二端口连接，所述呼吸装置通过呼吸导管与三通接头的第三端口连接，组成一个完整的基于呼吸回路的雾化给药系统；所述主机壳体上设有用于进行中央控制处理的主控板，所述主控板包括用于数据处理、信号接收和控制命令发送的处理器，以及用于驱动控制雾化装置的雾化驱动模块，所述供气装置的供气端口设有用于检测供气装置是否有气体输出的光电探测器，所述光电探测器与处理器电气连接以将检测信号反馈给处理器，所述雾化驱动模块电气连接在雾化装置与处理器之间，所述处理器根据光电探测器反馈的供气端口是否有气体输出的检测信号，对雾化驱动模块发送控制命令，所述雾化驱动模块执行处理器发送的控制命令，对雾化装置雾化工作的开关状态进行控制，以实现在供气装置的供气端口有气体输出时雾化装置保持正常雾化工作状态，在供气装置的供气端口没有气体输出时雾化装置停止雾化工作，使得雾化装置的雾化工作与供气装置的供气工作保持同步进行。

为了进一步实现本发明，所述雾化装置包括雾化缸，所述给药装置设置在雾化缸内，所述雾化缸用于储存可将雾化装置产生的超声波信号稳定地传播递送至给药装置，以使得雾化装置的超声波信号将给药装置内的液态药物进行雾化的液体耦合剂。

为了进一步实现本发明，所述雾化缸设有进液口，所述进液口处设有进液阀，所述雾化缸内设有用于监测雾化缸内液体耦合剂液位的液位传感器，所述液位传感器与所述处理器电气连接以将检测结果反馈给所述处理器，所述主控板还包括用于控制雾化缸内液体耦合剂液位的液位控制模块，所述液位控制模块电气连接在处理器和进液阀之间，所述处理器根据所述液位传感器反馈的检测结果对液位控制模块发送相对应的工作指令，所述液位控制模块执行处理器发送的控制命令，对进液阀的开闭状态进行控制，以实现在雾化缸内液体耦合剂的液位未达到雾化治疗所需的液位要求时，进液阀自动打开并向雾化缸内补充液体耦合剂，直到雾化缸内液体耦合剂液位达到雾化治疗所需的液位要求时，进液阀自动关闭而停止向雾化缸内补充液体耦合剂。

为了进一步实现本发明，所述雾化缸还设有排液口，所述排液口处设有排液阀，所述液位控制模块电气连接在处理器和排液阀之间，在雾化给药系统结束雾化治疗时，处理器通过对液位控制模块发送排液控制信号，液位控制模块控制排液口的排液阀开启，以将雾化缸内的液体耦合剂排出雾化缸进行回收，直到雾化缸内的液体耦合剂全部排放回收完毕，处理器命令液位控制模块控制排液口的排液阀关闭。

为了进一步实现本发明，所述呼吸装置内设有用于监测呼吸装置与人体呼吸道相连通的呼吸通道内气体中药物浓度的浓度探测器，所述雾化强度控制模块电气连接在雾化装置和处理器之间，所述主控板还包括用于控制调节雾化装置雾化功率或者雾化频率的雾化强度控制模块，所述浓度探测器与处理器电气连接以将雾化药物浓度监测信号反馈给处理器，所述处理器根据浓度探测器反馈的浓度信息进行分析处理，并对雾化强度控制模块发送控制命令，所述雾化强度控制模块执行处理器发送的控制命令，对所述雾化装置的雾化功率或者雾化频率进行控制和调节，使得雾化装置以合适的雾化强度对给药装置内的药物进行雾化。

为了进一步实现本发明，所述主机壳体上设置有操作面板和通讯接口，所述主控板还包括用于解析通过操作面板输入的控制命令以供处理器控制其它组件动作的输入模块、用于存储病人雾化治疗相关数据的程序存储器、以及用于驱动通讯接口与外部智能终端设备之间进行数据交换的通讯模块，所述输入模块电气连接在处理器与操作面板之间，所述通讯模块电气连接在通讯接口和处理器之间。

为了进一步实现本发明，所述主机壳体上还设有警示器，所述主控板还包括用于控制驱动警示器发出各种警示信号的警示驱动模块，所述警示驱动模块电气连接在警示器和处理器之间，所述处理器根据雾化给药系统在雾化给药治疗过程中处于不同的警示工作状态，以对警示驱动模块发送相对应的工作指令，警示驱动模块驱动并控制警示器发出相应的警告或者提示信号。

为了进一步实现本发明，所述呼吸装置内还设有用于监测呼吸装置与人体呼吸道相连通的呼吸通道内的气体流量大小的流量传感器，所述流量传感器与处理器电气连接以将检测结果反馈给处理器，所述主控板还包括输气功能检测模块，所述输气功能检测模块电气连接在流量传感器与处理器之间，所述流量传感器将监测的气体流量大小的信号发送给输气功能检测模块，输气功能监测模块并将病人呼吸功能参数反馈给处理器，以供处理器判断病人的呼吸功能是否保持正常，处理器根据病人的呼吸功能是否保持正常，处理器根据病人的呼吸功能是否保持正常，对雾化驱动模块和警示驱动模块发送相对应的工作指令，即在病人的呼吸功能处于正常状态时，处理器控制雾化驱动模块驱动雾化装置保持正常雾化工作状态，而在病人呼吸功能处于非正常情况下，处理器控制雾化驱动模块控制雾化装置停止雾化工作，同时，处理器对警示驱动模块发送病人呼吸功能不正常的控制命令，所述警示驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制警示器发出病人呼吸功能处于非正常状态的警示信号，以及时提醒医护人员作出适当处理。

为了进一步实现本发明，所述给药装置包括储药囊体，所述储药囊体设置在雾化装置上，所述雾化装置在对应于储药囊体的位置还设有用于检测储药囊体内药量的药量探测器，所述药量探测器与处理器电气连接以将检测结果反馈给处理器，所述处理器根据药量探测器反馈的检测信号分别对警示驱动模块和雾化驱动模块发送相对应的工作指令，当药量探测器探测到储药囊体内的药物被雾化完时，警示驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制所述警示器发出药物已被雾化完的警示信号，提醒工作人员及时添加或者更换药物，雾化驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制雾化装置停止雾化工作。

为了进一步实现本发明，所述主机壳体上还设有显示器，所述主控板还包括时钟模块，所述时钟模块包括用于统计雾化装置的雾化治疗时间的计时器，以及用于定时控制雾化装置的雾化治疗时间的定时器，所述时钟模块电气连接在处理器与显示器之间，所述时钟模块驱动计时器将雾化治疗的累计时间显示在显示器上，所述时钟模块驱动定时器将雾化治疗的剩余时间显示在显示器上，所述处理器根据时钟模块的定时器所设定的治疗时间已到的反馈信号，对所述警示驱动模块和雾化驱动模块同时发送相对应的工作指令，警示驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制警示器发出雾化治疗定时时间已结束的警示信号，同时雾化驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制雾化装置停止雾化工作。

本发明的有益效果：

1、本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，通过光电探测器33监测供气装置3的供气端口31是否有气体输出，并将供气装置3的供气端口31是否有气体输出的检测信号反馈给处理器601，以供处理器601判断雾化给药系统通道是否有气体通过，并对雾化装置2的雾化工作的开关状态进行控制，从而可以根据病人的呼吸状态配合雾化治疗的开关状态，以实现在供气端口31有气体输出，即病人处于吸气状态时雾化装置2保持正常雾化工作状态，而在供气端口31没有气体输出，即病人处于呼气状态时雾化装置2停止工作，以使得雾化装置2的雾化工作与供气装置3的输气供气工作保持同步，减少了雾化装置2的无效雾化工作时间，而有效降低产品的功耗，以及进一步提高了药物的利用率，有效减少了药品的浪费。

2、本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，在接受雾化给药治疗过程中的病人处于吸气状态时，通过呼吸装置5中的浓度探测器51实时监测呼吸装置5与人体呼吸道相连通的呼吸通道内气体中的药物浓度，利用处理器601对所监测的浓度数据进行分析处理，处理器601根据处理结果控制雾化装置2的雾化强度调节器，使得雾化装置2的超声信号发生器发生功率和(或者)频率的改变，以合适的雾化强度对给药装置4的储药囊体41内的药物进行雾化，即在病人处于吸气的状态中，在病人处于不同症状和不同气流状态下进行雾化强度的自适应调节，以使得药物雾化强度与给药系统内气体中所需要达到的药物浓度相匹配，保证呼吸装置5与人体呼吸道相连通的呼吸通道内气体中的药物浓度，始终处于已设定好的最适宜病人给药治疗的药物浓度范围内，可以将雾化药物浓度控制在合适的浓度而改善患者在进行雾化给药时的有效性，以防止给药系统内气体中的雾化药物浓度过低或者过高，影响药物疗效或者对病人造成不良反应甚至身体机能的损害。

3、本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，在雾化给药治疗过程中，主控板6在光电探测器33、药量探测器23、时钟控制模块609、液位传感器22、流量传感器52的配合下，实现只有在供气装置3处于输气的工作状态、储药囊体41内的药量未用尽、雾化给药治疗的定时时间未结束、雾化缸21内的液位可达到指定液位范围以及病人呼吸功能处于正常状态的五个条件同时满足的情况下，雾化装置2才会进行正常雾化工作，否则，雾化装置2暂时停止雾化工作，极大地减少了雾化装置2的超声信号发生器的无效雾化工作时间，有效降低了产品的功耗。

4、本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，在雾化给药治疗过程中，雾化装置2的雾化缸21内耦合剂的液位，通过液位传感器22进行实时监测，液位传感器22并将检测结果反馈给处理器601，处理器601根据液位传感器22的液位监测信息，自动控制泵和雾化缸21进液口处的进液阀开启和关闭，及时对雾化缸21内进行补充液体，达到指定要求的液位范围(耦合剂量充足)，智能化程度高，减少了医护人员频繁向雾化缸21内添加液体耦合剂的劳动强度。

5、本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，在雾化给药治疗过程中，在给药装置4的储药囊体41内的药物被雾化完的时候，药量探测器23可将药物已用完的信息反馈给处理器601，处理器601立即触发警示器向工作人员发出给药装置4的储药囊体41内药物已用完的警告信号或者提示信息，以方便医护人员及时获悉并补充、更换药物或者帮病人结束雾化给药治疗；雾化给药治疗时间可通过时钟模块609进行定时，雾化给药治疗时不需要人工全程监视，当时钟模块609的定时器已设置的雾化给药治疗时间结束时，处理器601立即触发警示器向工作人员发出雾化给药治疗定时时间结束的警告信号或者提示信息，以方便医护人员及时获悉并帮病人结束雾化给药治疗或者增加雾化给药治疗时间；当储液罐里的液体耦合剂全部用完，无法继续向雾化缸21内补充液体时，液位传感器22将无法补充耦合剂的信息反馈给处理器601，处理器601立即触发警示器向工作人员发出储液罐里的耦合剂全部用完的警告信号或者提示信息，以方便医护人员及时获悉并向储液罐补充液体耦合剂；当在病人呼吸功能处于非正常状态情况下，处理器601控制雾化装置2停止雾化工作，并触发警示器发出病人呼吸功能处于非正常状态的警示信号，以及时提醒医护人员作出适当处理，实现了雾化给药系统的智能化，更加适用于未来的智能化的全自动医疗设备的发展方向。

6、本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，在给病人进行雾化治疗时，可方便医护人员通过控制面板7输入雾化给药系统所设置的各项参数，如雾化治疗的定时时间、雾化强度等级、药物浓度等，各项参数并通过显示器8显示，操作简单，使用方便，非常便于医护人员操作以及及时了解雾化给药系统的工作状态。

7、本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，在给药装置4的储药囊体41内对应于进气口411和出气口412的位置还分别设置有单向阀门，以使得储药囊体41内的气体和雾化药物颗粒在给药装置4的通道内仅沿着从进气口411到出气口412的方向流动，形成雾化药物颗粒的单向输送通道，这样可以防止药物发生逆向(从出气口412到进气口411的方向)流动而对供气装置3造成不良影响。

附图说明

图1为本发明的基于呼吸回路的雾化给药系统的结构示意图；

图2为本发明的主机壳体与雾化装置的立体结构示意图；

图3为本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步阐述，其中，本发明的方向以图1为标准。

实施例一：

如图1至图3所示，本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统包括主机壳体1、雾化装置2、供气装置3、给药装置4、呼吸装置5、主控板6、操作面板7、显示器8、通讯接口和警示器，其中，

主机壳体1设置成长方体，主机壳体1内形成有内腔，主机壳体1的上表面靠右的位置开设有缺口。

雾化装置2用于将药物雾化成能够被呼吸道或者肺泡直接吸收的微小颗粒，本实施例的雾化装置2优选为超声雾化装置，其包括超声信号发生器、雾化缸21、液位传感器22和药量探测器23，超声信号发生器安装在主机壳体1的内腔中，超声信号发生器包括超声波雾化产生电路和雾化强度调节器，超声波雾化产生电路包括网电源、驱动电路、电源控制电路、变压电路、振荡电路和换能器等。其中，交流220V的网电源通过电源开关和具有过流保护功能的电源控制电路后进入变压电路，转化成低压直流电源，驱动振荡电路和换能器(压电陶瓷片)能够正常工作，产生频率与强度可调节的超声波信号，并可通过设置在主机壳体1上的雾化强度调节器调节，同时压电陶瓷片的超声波信号的产生受通气控制电路与液位控制电路控制；超声信号发生器选择信号频率为1.7～2.4MHz范围内的超声波对药物进行雾化，以满足呼吸道甚至肺泡直接吸收的要求；雾化缸21呈开口向上通过主机壳体1上表面的缺口安装在主机壳体1的内腔中对应于超声信号发生器的位置，且雾化缸21的下半部分容置在主机壳体1的内腔，雾化缸21的上半部分延伸到主机壳体1的内腔外部，在雾化缸21对应于缸底位置的缸壁上开设有进液口和排液口，进液口和排液口以便于补充、排放或者更换雾化缸21内的液体，且进液口设有进液阀，排液口处设有排液阀；雾化缸21内装有可有效传播超声波信号的液体耦合剂(该液体可选择水)，雾化缸21内设有用于监测雾化缸内液位变化的液位传感器22和药量探测器23。

供气装置3为医用呼吸机或者麻醉机中的呼吸供气装置，用于为呼吸回路系统提供输送可供病人呼吸的气体，其采用现有技术结构实现，供气装置3设有供气端口31和回气端口32，供气装置3的供气端口31处设有用于检测供气装置3是否有气体输出的光电探测器33，只有当供气装置3输气时，输气管道内的气体会产生气压增大的变化，引起光电探测器33内部的滑板产生位移，致使光路工作状态发生改变而产生变化的电信号；否则，光电探测器33内部的滑板不会产生位移而不能产生变化的电信号。

给药装置4用于组成单向密闭的气体和雾化药物颗粒的输送通道，给药装置4包括储药囊体41、第一进气管42、第二进气管43、回气管44和三通接头45，储药囊体41容置于雾化装置2的雾化缸21内，雾化缸21内的药量探测器23设置在对应于储药囊体41的位置，用于检测储放在储药囊体41内的药物是否被雾化完，储药囊体41采用医用聚乙烯等高分子材料制成，储药囊体41的底部设置为椭圆体或者半球体，以便于将储药囊体41置入雾化装置2的雾化缸21内；储药囊体41上还设有进气口411、出气口412和注药口413，储药囊体41的第一进气管42和回气管44均为可伸缩的聚乙烯材料制成的波纹管，第二进气管43内壁光滑，以减少药物在管道内粘附；第一进气管42的一端与储药囊体41的进气口411连接，第一进气管42的另一端与供气装置3的供气端口31连接，第二进气管43的一端与储药囊体41的出气口412连接，第二进气管43的另一端与三通接头45的第一端口连接，三通接头45的第二端口与呼吸装置5通过呼吸导管连接，三通接头45的第三端口与回气管44的一端连接，该回气管44的另一端与供气装置3的回气端口32连接，组成了一个完整的呼吸回路给药系统。

在储药囊体41上对应于注药口413的位置设有与注药口413适配的密封帽414，密封帽414与注药口413的配合，以使得储药囊体41为一个密闭的容器，在储药囊体41内对应于进气口411和出气口412的位置还分别设置有单向阀门，以使得储药囊体41内的气体和雾化药物颗粒在给药装置4内仅沿着从进气口411到出气口412的方向流动，形成雾化药物颗粒的单向输送通道，这样可以防止药物发生逆向(从出气口412到进气口411的方向)流动而对供气装置3造成不良影响。

呼吸装置5用于辅助病人呼吸给药，呼吸装置5可以是戴在人体面部的呼吸面罩等医用呼吸器材，也可以是直接与人体呼吸道相连通的医用呼吸导管，呼吸装置5内设有用于监测呼吸装置5与人体呼吸道相连通的呼吸通道内气体中药物浓度的浓度探测器51、以及用于监测呼吸装置5与人体呼吸道相连通的呼吸通道内气体流量大小的流量传感器52。

主控板6用于解析各组件输入的信号，以及向各组件与工作模块发送各种控制命令；主控板6包括处理器601、程序存储器602、液位监测模块603、液位控制模块604、雾化驱动模块605、输气功能监测模块606、雾化强度控制模块607、显示驱动模块608、时钟模块609、警示驱动模块610、输入模块611和通讯模块612。

处理器601作为主控板6的核心处理模块，采用中央处理器CPU或者微处理器MCU，本发明实施例采用具有微控制单元的单片机。

程序存储器602与处理器601之间电气连接，用以存储呼吸回路给药系统雾化治疗的相关数据。

液位监测模块603电气连接在处理器601与液位传感器22之间，通过液位传感器22监测测雾化缸21内的液体耦合剂量是否充足；液位控制模块604电气连接在处理器601与雾化缸21进液口的进液阀之间、以及处理器601与雾化缸21排液口的排液阀之间；在雾化治疗过程中，只要液位传感器22检测到雾化缸21内的液体液位未达到指定要求的警戒线(耦合剂量不足)，液位传感器22将监测到的液位信号发送到液位监测模块603，液位监测模块603将液体耦合剂量不充足的信号反馈给处理器601，由处理器601根据液位监测模块603反馈的液位信号对液位控制模块604发出开始补充液体耦合剂的控制命令，液位控制模块604控制泵和进液阀均由关闭转为开启，开始向雾化缸21内补充液体耦合剂；直到液位传感器22监测到雾化缸21内的液体液位达到指定要求的液位线(耦合剂量充足)，液位传感器22将监测到的液位信号发送到液位监测模块603，液位监测模块603将液体耦合剂量充足的信号反馈给处理器601，由处理器601根据液位监测模块603反馈的液位信号对液位控制模块604发出停止补充液体耦合剂的控制命令，液位控制模块604控制泵和进液阀均由开启转为关闭，停止向雾化缸21内补充液体耦合剂。

雾化驱动模块605电气连接在处理器601与超声信号发生器之间；光电探测器33通过探测识别供气装置3的供气端口31处是否有气流输出而产生气压增大的变化，检测给药系统通道是否有气体通过；只有在供气端口31处有气体输出时，光电探测器33才会产生变化的光电信号，将供气装置3有气体输出的信号反馈给处理器601，由处理器601根据光电探测器33反馈的给药系统通道有气体通过的信号，对雾化驱动模块605发出开始正常雾化工作的控制命令，雾化驱动模块605驱动超声信号发生器对给药装置4的储药囊体41内的药物进行雾化；当供气端口31处没有气体输出时，光电探测器33就不会产生变化的光电信号，并将将供气装置3没有气体输出的信号反馈给处理器601，由处理器601根据光电探测器33反馈的给药系统通道没有气体输出的信号，对雾化驱动模块605发出结束雾化工作的控制命令，雾化驱动模块605控制超声信号发生器停止对给药装置4的储药囊体41内的药物进行雾化，以实现雾化装置2的雾化工作与供气装置3的输气工作同步。

输气功能监测模块606电气连接在处理器601与流量传感器52之间，流量传感器52与处理器电气连接以将检测结果反馈给处理器，流量传感器52通过监测呼吸装置5与人体呼吸道相连通的呼吸通道内的气体流量大小，并将监测的气体流量大小信号发送给输气功能检测模块606，输气功能监测模块606并将病人呼吸功能参数反馈给处理器601，以供处理器601判断病人的呼吸功能是否保持正常，处理器601根据病人的呼吸功能是否保持正常，对雾化驱动模块605和警示驱动模块611发送不同的工作指令，即在病人的呼吸功能处于正常状态时，处理器601控制雾化驱动模块605驱动雾化装置2保持正常雾化工作，而在病人呼吸功能处于非正常状态情况下，处理器601控制雾化驱动模块605控制雾化装置2停止雾化工作，同时，处理器对警示驱动模块610发送病人呼吸功能不正常的控制命令，所述警示驱动模块610执行处理器601发送的控制命令，控制所述警示器发出病人呼吸功能不正常的警示信号，以及时提醒医护人员作出适当处理。

雾化强度控制模块607电气连接在处理器601与雾化强度调节器之间，呼吸装置5中的浓度探测器51在病人处于吸气状态时，实时监测呼吸装置5与人体呼吸道相连通的呼吸通道内气体中的药物浓度，并将实时监测的浓度数据反馈给处理器601，处理器601对浓度数据进行分析处理，并根据处理结果控制雾化装置2的雾化强度调节器，使得雾化装置2的超声信号发生器改变功率和(或者)频率，以合适的雾化强度对给药装置4的储药囊体41内的药物进行雾化。

显示驱动模块608电气连接在处理器601与显示器8之间，显示驱动单元608根据处理器601的控制命令驱动显示器8显示各种数据，显示器8可以显示工作状态、相关参数、设置界面等。

时钟模块609电气连接在处理器601与显示器8之间，时钟单元609作为整个系统的计时器和定时器，用于累计给药系统的雾化工作时间以及定时控制雾化发生器的雾化工作时间。

警示驱动模块610电气连接在处理器601与警示器之间，警示驱动模块610根据处理器601的控制命令驱动警示器发出各种警示信号，或者发出与操作人员互动的语音信息。警示器用于以声音、文字或者光信号的方式，对呼吸回路给药系统的工作状态向用户进行相关提示或发出警告，警示器可以是报警信号灯、蜂鸣器或者语音提示扬声器等。处理器601可根据雾化给药系统在雾化给药治疗过程中处于不同的警示工作状态，以对警示驱动模块610发送相对应的工作指令，警示驱动模块610驱动并控制警示器发出相应的警告或者提示信号。

输入模块611电气连接在处理器601与操作面板7之间，使用者利用操作面板7输入各种控制命令，输入模块611对由操作面板7输入的控制命令进行解析，并最终由处理器601控制其它模块或者组件执行相应的工作命令。

通讯模块612电气连接在处理器601和通讯接口之间，通讯接口安装在主机壳体1的背面，通讯模块612通讯接口以有线或无线通讯的方式与外部智能终端设备之间进行数据交换，并将雾化给药系统相关数据存储在对应的程序存储器602中。

操作面板7用于输入、解析各种控制命令，操作面板7安装主机壳体1的正面，操作面板7电气连接在处理器601和各系统组件之间；操作面板7可以是按键形式的电子电路板，包括有数字小键盘、定时参数按钮、雾化调节按钮、控制开关和指示灯，控制开关为一组开关，包括“电源”开关、“启动”开关、“确认”和“调节”开关，在操作面板7的上方覆盖了一层用于防水和电气绝缘的印制塑料薄膜。操作面板7也可以采用触摸屏形式的显示器8，显示器8用于系统运行状态提示，显示器8安装在主机壳体1的正面，用于显示给药系统的工作状态、工作参数和工作模式；使用者可以根据操作面板7输入开关控制、选择工作模式、选择时间、设置时间、设置雾化药物浓度和选择雾化强度等各种控制命令或者相关参数。

本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统的工作原理与工作方法，具体如下：

1)给本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统接通电源，用呼吸管道将呼吸装置5与处于围术期病人的呼吸道相连通，开启雾化装置2和供气装置3，供气装置3输出的气体通过供气端口31经由第一进气管42进入给药装置4的储药囊体41，储药囊体41内的药物雾化颗粒随供气装置3输出的气体一起，依次经由第二进气管43、三通接头45、呼吸装置5的呼吸导管，最终通过呼吸装置5实现正压供气，进而进入病人的呼吸系统，实现基于呼吸回路的吸入式雾化给药治疗。当病人呼气时，停止输气工作，病人呼出的气体依次经由呼吸装置5的呼吸导管、三通接头45、回气管44，通过供气装置3的回气端口32排出；当病人吸气时，供气装置3又在驱动控制电路控制下驱动开始输气工作，对病人进行正压供气，如此循环往复，从而形成基于呼吸回路的智能雾化给药系统的雾化给药循环通路。

2)在开始给病人进行雾化治疗时，通过控制面板7输入雾化给药系统所设置的各项参数，如雾化治疗的定时时间、雾化强度等级、气体中药物浓度以及输气功能正常的流量数值范围等，各项参数并通过显示器8显示，便于医护人员操作和了解雾化给药系统的工作状态。

3)在雾化给药治疗过程中，雾化装置2的正常雾化工作状态受供气装置3的是否处于输气的工作状态、储药囊体41内的药量是否用尽、雾化给药治疗的定时时间是否已结束、雾化缸21内的液位能否达到指定范围以及病人的呼吸功能是否处于正常状态这五种因素共同控制：

a、在雾化给药治疗过程中，通过光电探测器33监测的供气装置3的供气端口31是否有气体输出，并将供气装置3的供气端口31是否有气体输出的检测信号反馈给处理器601，处理器601对所述雾化装置2的雾化工作的开关状态进行控制，以实现在供气装置3的供气端口31有气体输出时雾化装置2保持正常工作，而在供气装置3的供气端口31没有气体输出时雾化装置2暂时停止工作，以使得雾化装置2的雾化工作与供气装置3的输气供气工作保持同步。

b、当雾化缸21内的药量探测器23检测到储药囊体41内的药物已用完的的检测信息，并将检测信息反馈给处理器601，处理器601控制雾化装置2立即停止雾化工作，并触发警示器向工作人员发出储药囊体41内药物已用完的警告信号或者提示信息，以方便医护人员及时获悉并补充、更换药物或者帮病人结束雾化给药治疗。

c、在雾化给药治疗过程中，当时钟模块609定时器设置的雾化给药治疗时间结束时，处理器601控制雾化装置2立即停止雾化工作，并触发警示器向工作人员发出雾化给药治疗时间结束的警告信号或者提示信息，以方便医护人员及时获悉并结束雾化给药治疗或者增加雾化给药治疗时间。

d、在雾化给药治疗过程中，雾化装置2的雾化缸21内的液位传感器22，只要在检测到雾化缸21内的液体液位未达到指定要求的警戒线(耦合剂量不足)，液位传感器22将监测到的液体耦合剂量不充足的信号反馈给处理器601，由处理器601控制泵和进液阀开启，开始向雾化缸21内补充液体耦合剂，直到液位传感器22监测到雾化缸21内的液体液位达到指定要求的液位线(耦合剂量充足)，处理器601根据液位监测模块603反馈的液位充足的信号，控制泵和进液阀关闭，停止向雾化缸21内补充液体耦合剂，如此循环往复，实现自适应地向雾化缸21内补充液体耦合剂的智能动作程序。当储液罐里的液体耦合剂用完，无法继续向雾化缸21内补充液体时，而使雾化缸21内的液位达不到指定要求的液位线(耦合剂量充足)，液位传感器22将无法补充耦合剂的信息反馈给处理器601，处理器601立即控制雾化装置2暂时停止雾化工作，并触发警示器向工作人员发出储液罐里的耦合剂用完的警告信号或者提示信息，以方便医护人员及时获悉并向储液罐补充液体耦合剂。

e、在雾化给药治疗过程中，流量传感器52通过监测呼吸装置5与人体呼吸道相连通的呼吸通道内的气体流量大小，以供处理器601评价病人呼吸功能的强弱，并判断病人的呼吸功能是否保持正常，当病人呼吸功能处于非正常状态情况下，处理器601控制雾化装置2停止雾化工作，并触发警示器发出病人呼吸功能不正常的警示信号，以及时提醒医护人员作出适当处理。

只有在供气装置3处于输气的工作状态、储药囊体41内的药量未用尽、雾化给药治疗的定时时间未结束、雾化缸21内的液位可达到指定范围以及病人的呼吸功能处于正常状态下的五个条件同时满足的情况下，雾化装置2才能进行正常雾化工作，五者缺一不可。否则，雾化装置2暂时停止雾化工作。

4)在雾化给药治疗过程中，且在雾化装置2保持正常雾化工作状态时，呼吸装置5中的浓度探测器51，在病人处于吸气状态时，实时监测呼吸装置5与人体呼吸道相连通的呼吸通道内气体中的药物浓度，并将实时监测的浓度数据反馈给处理器601，处理器601对浓度数据进行分析处理，并根据处理结果控制雾化装置2的雾化强度调节器，使得雾化装置2的超声信号发生器改变功率和(或者)频率，以合适的雾化强度对给药装置4内的药物进行雾化。

5)当雾化给药治疗结束时，处理器601分别控制雾化装置2停止雾化工作，病人结束治疗，同时处理器601控制雾化装置2的雾化缸21的排液口的排液阀打开，将雾化缸21内的耦合剂排放到储液罐中进行回收，此时处理器601控制程序存储器602根据不同病人接受雾化治疗时对应的病号、对应的雾化治疗药物浓度、对应的气体流量数据、对应的雾化治疗时间以及对应的雾化治疗所用的药量等信息和数据进行存储，直到液位传感器22检测到雾化缸21内的液位为零(耦合剂排尽)，以及信息存储完毕时，处理器601触发警示器向医护人员发出雾化给药治疗已结束的警告信号或者提示信息，提醒医护人员关闭本发明的基于呼吸回路的智能雾化给药系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种基于呼吸回路的智能雾化给药系统，它包括主机壳体、雾化装置、给药装置、供气装置和呼吸装置，其特征在于：所述雾化装置设置在主机壳体的内腔，所述给药装置设置在雾化装置上，所述给药装置设有进气口和出气口，所述供气装置设有供气端口和回气端口，所述进气口通过第一进气管与供气端口连接，所述出气口通过第二进气管与三通接头的第一端口连接，所述回气端口通过回气管与三通接头的第二端口连接，所述呼吸装置通过呼吸导管与三通接头的第三端口连接，组成一个完整的基于呼吸回路的雾化给药系统；所述主机壳体上设有用于进行中央控制处理的主控板，所述主控板包括用于数据处理、信号接收和控制命令发送的处理器，以及用于驱动控制雾化装置的雾化驱动模块，所述供气装置的供气端口设有用于检测供气装置是否有气体输出的光电探测器，所述光电探测器与处理器电气连接以将检测信号反馈给处理器，所述雾化驱动模块电气连接在雾化装置与处理器之间，所述处理器根据光电探测器反馈的供气端口是否有气体输出的检测信号，对雾化驱动模块发送控制命令，所述雾化驱动模块执行处理器发送的控制命令，对雾化装置雾化工作的开关状态进行控制，以实现在供气装置的供气端口有气体输出时雾化装置保持正常雾化工作状态，在供气装置的供气端口没有气体输出时雾化装置停止雾化工作，使得雾化装置的雾化工作与供气装置的供气工作保持同步进行。

2.根据权利要求1所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述雾化装置包括雾化缸，所述给药装置设置在雾化缸内，所述雾化缸用于储存可将雾化装置产生的超声波信号稳定地传播递送至给药装置，以使得雾化装置的超声波信号将给药装置内的液态药物进行雾化的液体耦合剂。

3.根据权利要求1和2所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述雾化缸设有进液口，所述进液口处设有进液阀，所述雾化缸内设有用于监测雾化缸内液体耦合剂液位的液位传感器，所述液位传感器与所述处理器电气连接以将检测结果反馈给所述处理器，所述主控板还包括用于控制雾化缸内液体耦合剂液位的液位控制模块，所述液位控制模块电气连接在处理器和进液阀之间，所述处理器根据所述液位传感器反馈的检测结果对液位控制模块发送相对应的工作指令，所述液位控制模块执行处理器发送的控制命令，对进液阀的开闭状态进行控制，以实现在雾化缸内液体耦合剂的液位未达到雾化治疗所需的液位要求时，进液阀自动打开并向雾化缸内补充液体耦合剂，直到雾化缸内液体耦合剂液位达到雾化治疗所需的液位要求时，进液阀自动关闭而停止向雾化缸内补充液体耦合剂。

4.根据权利要求3所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述雾化缸还设有排液口，所述排液口处设有排液阀，所述液位控制模块电气连接在处理器和排液阀之间，在雾化给药系统结束雾化治疗时，处理器通过对液位控制模块发送排液控制信号，液位控制模块控制排液口的排液阀开启，以将雾化缸内的液体耦合剂排出雾化缸进行回收，直到雾化缸内的液体耦合剂全部排放回收完毕，处理器命令液位控制模块控制排液口的排液阀关闭。

5.根据权利要求1所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述呼吸装置内设有用于监测呼吸装置与人体呼吸道相连通的呼吸通道内气体中药物浓度的浓度探测器，所述雾化强度控制模块电气连接在雾化装置和处理器之间，所述主控板还包括用于控制调节雾化装置雾化功率或者雾化频率的雾化强度控制模块，所述浓度探测器与处理器电气连接以将雾化药物浓度监测信号反馈给处理器，所述处理器根据浓度探测器反馈的浓度信息进行分析处理，并对雾化强度控制模块发送控制命令，所述雾化强度控制模块执行处理器发送的控制命令，对所述雾化装置的雾化功率或者雾化频率进行控制和调节，使得雾化装置以合适的雾化强度对给药装置内的药物进行雾化。

6.根据权利要求1所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述主机壳体上设置有操作面板和通讯接口，所述主控板还包括用于解析通过操作面板输入的控制命令以供处理器控制其它组件动作的输入模块、用于存储病人雾化治疗相关数据的程序存储器、以及用于驱动通讯接口与外部智能终端设备之间进行数据交换的通讯模块，所述输入模块电气连接在处理器与操作面板之间，所述通讯模块电气连接在通讯接口和处理器之间。

7.根据权利要求1所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述主机壳体上还设有警示器，所述主控板还包括用于控制驱动警示器发出各种警示信号的警示驱动模块，所述警示驱动模块电气连接在警示器和处理器之间，所述处理器根据雾化给药系统在雾化给药治疗过程中处于不同的警示工作状态，以对警示驱动模块发送相对应的工作指令，警示驱动模块驱动并控制警示器发出相应的警告或者提示信号。

8.根据权利要求1和7所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述呼吸装置内还设有用于监测呼吸装置与人体呼吸道相连通的呼吸通道内的气体流量大小的流量传感器，所述流量传感器与处理器电气连接以将检测结果反馈给处理器，所述主控板还包括输气功能检测模块，所述输气功能检测模块电气连接在流量传感器与处理器之间，所述流量传感器将监测的气体流量大小的信号发送给输气功能检测模块，输气功能监测模块并将病人呼吸功能参数反馈给处理器，以供处理器判断病人的呼吸功能是否保持正常，处理器根据病人的呼吸功能是否保持正常，处理器根据病人的呼吸功能是否保持正常，对雾化驱动模块和警示驱动模块发送相对应的工作指令，即在病人的呼吸功能处于正常状态时，处理器控制雾化驱动模块驱动雾化装置保持正常雾化工作状态，而在病人呼吸功能处于非正常情况下，处理器控制雾化驱动模块控制雾化装置停止雾化工作，同时，处理器对警示驱动模块发送病人呼吸功能不正常的控制命令，所述警示驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制警示器发出病人呼吸功能处于非正常状态的警示信号，以及时提醒医护人员作出适当处理。

9.根据权利要求1和7所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述给药装置包括储药囊体，所述储药囊体设置在雾化装置上，所述雾化装置在对应于储药囊体的位置还设有用于检测储药囊体内药量的药量探测器，所述药量探测器与处理器电气连接以将检测结果反馈给处理器，所述处理器根据药量探测器反馈的检测信号分别对警示驱动模块和雾化驱动模块发送相对应的工作指令，当药量探测器探测到储药囊体内的药物被雾化完时，警示驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制所述警示器发出药物已被雾化完的警示信号，提醒工作人员及时添加或者更换药物，雾化驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制雾化装置停止雾化工作。

10.根据权利要求1和7所述的基于呼吸回路的智能雾化给药系统，其特征在于：所述主机壳体上还设有显示器，所述主控板还包括时钟模块，所述时钟模块包括用于累计雾化装置的雾化治疗时间的计时器，以及用于定时控制雾化装置的雾化治疗时间的定时器，所述时钟模块电气连接在处理器与显示器之间，所述时钟模块驱动计时器将雾化治疗的累计时间显示在显示器上，所述时钟模块驱动定时器将雾化治疗的剩余时间显示在显示器上，所述处理器根据时钟模块的定时器所设定的治疗时间已到的反馈信号，对所述警示驱动模块和雾化驱动模块同时发送相对应的工作指令，警示驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制警示器发出雾化治疗定时时间已结束的警示信号，同时雾化驱动模块执行处理器发送的控制命令，控制雾化装置停止雾化工作。