CN110237372B - 小儿智能雾化器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于儿科医疗器械领域装置，特别涉及一种可以较好管理小儿情绪，使小儿配合治疗的小儿智能雾化器。本发明包括框架系统、运算系统和通信接口，框架系统通过通信接口连接运算系统，其中的框架系统包括外壳、溶液腔、基座和面罩，外壳上设置有输出管，所述的外壳的侧面设置有溶液加注孔，所述的溶液腔安装在外壳的正下方，溶液腔的内壁上安装有温度调控组件，溶液腔的圆心处设置有雾化组件，雾化组件的底下连接有滑盘，所述滑盘直接与所述动力组件的轴固定连接，所述的动力组件固定安装在基座上，所述的基座上还设置有管理组件。

Description

小儿智能雾化器
技术领域
本发明属于儿科医疗器械领域装置，特别涉及一种可以较好管理小儿情绪，使小儿配合治疗的小儿智能雾化器。
背景技术
目前市场上雾化器有3种：超声波雾化器、压缩式雾化器和微网雾化器。他们的差别主要在雾化颗粒尺寸上。1、超声波雾化器：雾化量大，但雾化颗粒也比较大，一般MMD(中值粒径)在9微米左右。无法进入下呼吸道，所以一般适用于上呼吸道治疗。2、压缩式雾化器：雾化颗粒小，一般MMD在5微米以内，可以沉积于下呼吸道，一般适用于下呼吸道治疗。3、微网雾化器：雾化颗粒更小，一般MMD在3微米以内，可以沉积于下呼吸道，末梢支气管以及肺泡。由于儿童年幼，不管采用何种雾化器儿童都不能很好的配合治疗，导致小儿疾病得不到较好的控制，造成疾病蔓延，损害小儿身心，市场上亟需一种智能雾化器，可以管理儿童情绪，使儿童主动配合治疗。
发明内容
为了克服现有的技术存在的不足,本发明提供一种可以反馈儿童情绪的小儿智能雾化器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括框架系统、运算系统和通信接口，框架系统通过通信接口连接运算系统，其中的框架系统包括外壳、溶液腔、基座和面罩,所述外壳上设置有输出管，所述的外壳的侧面设置有溶液加注孔，所述的溶液腔安装在外壳的正下方，溶液腔的内壁上安装有温度调控组件，溶液腔的圆心处设置有雾化组件，雾化组件的底下连接有滑盘，所述滑盘直接与所述动力组件的轴固定连接，所述的动力组件固定安装在基座上，所述的基座上还设置有管理组件；所述面罩中部设置喷口，环绕喷口在面罩上还设置若干视频采集传感器，所述的输出管通过管道连通面罩的喷口，还包括视频处理模块和电源模块。
进一步，所述的温度调控组件、雾化组件、动力组件都与管理组件电性连接，视频处理模块、电源模块都与管理组件电性连接，视频处理模块和视频采集传感器电性连接，温度调控组件、雾化组件、动力组件和视频处理模块都与电源模块电性连接。
进一步，雾化组件具体是超声波换能器，动力组件具体是电机机组，管理组件具体是单片机，温度调控组件包括温度传感器和电热丝，视频处理模块包括模数转换电路，电源模块包括电源接头、变压电路和交直转换电路，视频采集传感器包括摄像头。
进一步，其特征在于所述的输出管上设置多级控流阀。
进一步，所述的多级控流阀包括若干单元控流阀，若干单元控流阀分上级单元控流阀和下级单元控流阀，每个单元控流阀包括一个外排气管、一个内排气管和一个总排管，所述的外排气管或内排气管的横截面均为矩形，所述的总排管的横截面为多边形，每个单元控流阀的一个外排气管、一个内排气管紧邻设置并在边界处固定一个总排管以使得总排管的管内气体可以分流到外排气管和内排气管，每一个上级单元控流阀的内排气管连通一个下级单元控流阀的总排管。
进一步，所述的运算系统包括依次连接的第一过滤单元、数据类型拟合单元、训练程序构建单元、训练单元和情绪判断单元；所述第一过滤单元用于接收全脸视频数据，进行全脸视频数据的过滤；所述数据类型拟合单元用于构建情绪识别数据类型结构库以方便数据的拟合；所述训练程序构建单元用于将过滤后的全脸视频数据输入数据类型结构库，确定每类情绪的聚类中心，并对每类情绪数据划分子集；所述训练单元用于根据划分出的子集，以通过不断迭代训练优化数据类型结构库；所述情绪判断单元用于接收待识别全脸数据，根据优化后的数据类型结构库进行全脸情绪识别。
进一步，所述的运算系统包括处理器、存储器和总线，所述的通信接口连接上述总线和管理组件，所述的通信接口包括USB接口。
本发明的有益效果是：
因为设置的运算系统和通信接口以及管理组件便于智能化的控制，具体是可以通过运算系统的强大数据处理能力来指导管理组件进而智能化控制雾化的过程，并且雾化过程中可以控制雾化的浓度、雾化度、温度，还可以通过视频采集传感器采集雾化中病患的全脸情绪要调整雾化环境；可以营造最适合病患的雾化环境，改变雾化病患的情绪，最大化提高雾化效果；
采用多级控流阀可以直接手动调整雾化浓度，并且通过多级调控可以实现精准控制；实施中通过类卷积神经网络模型的算法实现对采集全脸视频数据的训练、迭代训练以及识别判断，可以极为准确的识别雾化理疗过程中病患的情绪状态，然后反馈给管理组件，由管理组件对应精准调控，以避免雾化理疗过程中病患出现较长时间的负面情绪而导致理疗中断的情况。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的实施例的框架图。
图2是本发明的实施例框架系统的结构示意图。
图3是本发明的实施例框架系统的多级控流阀结构图。
图4是本发明的实施例框架系统的多级控流阀的单元控流阀结构图。
图5是本发明的实施例框架系统的多级控流阀的单元控流阀结构图。
图6是本发明的实施例运算系统的框架图。
具体实施
如图1-2所示，本发明小儿智能雾化器包括框架系统、运算系统和通信接口11，框架系统通过通信接口11连接运算系统，其中的框架系统包括外壳1、溶液腔2、基座10和面罩13,所述外壳1上设置有输出管3，所述的外壳1的侧面设置有溶液加注孔4，所述的溶液腔2安装在外壳1的正下方，溶液腔2的内壁上安装有温度调控组件5，溶液腔2的圆心处设置有雾化组件6，雾化组件6的底下连接有滑盘7，所述滑盘7直接与所述动力组件8的轴固定连接，所述的动力组件8固定安装在基座10上，所述的基座10上还设置有管理组件9；所述面罩13中部设置喷口16，环绕喷口16在面罩13上还设置若干视频采集传感器15，所述的输出管3通过管道连通面罩13的喷口16，还包括视频处理模块14和电源模块；实施中通过溶液加注孔4将药液加入到溶液腔2并且通过雾化组件6将电能转换为机械能改变溶液分子的张力将其雾化后通过输出管3输出，并通过敷在病患面部的面罩13输出雾化的药物颗粒，具体是通过喷口16输出；因为设置的运算系统和通信接口11以及管理组件9便于智能化的控制，具体是可以通过运算系统的强大数据处理能力来指导管理组件9进而智能化控制雾化的过程，并且雾化过程中可以控制雾化的浓度、雾化度、温度，还可以通过视频采集传感器15采集雾化中病患的全脸情绪要调整雾化环境；可以营造最适合病患的雾化环境，改变雾化病患的情绪，最大化提高雾化效果。
所述的温度调控组件5、雾化组件6、动力组件8都与管理组件9电性连接，视频处理模块14、电源模块都与管理组件9电性连接，视频处理模块14和视频采集传感器15电性连接，温度调控组件5、雾化组件6、动力组件8和视频处理模块14都与电源模块电性连接。雾化组件6具体是超声波换能器，动力组件8具体是电机机组，管理组件9具体是单片机，温度调控组件5包括温度传感器和电热丝，视频处理模块14包括模数转换电路，电源模块包括电源接头、变压电路和交直转换电路，视频采集传感器15包括摄像头；实施中采用上述电路结构或电元件，可以减少电路组建的成本，同时也可以获得较好的实施效果，其中的超声波换能器技术成熟且成本低效果好，其中的电机机组具体实施中与滑盘7配合，电机的输出轴联接并带动滑盘7转动进而也可以带动雾化组件6旋转，以提高雾化的均匀度，其中的温度传感器可以直接采集温度信息，电热丝在受控后可以调整发热的功率大小以方便调整实时的温度。
如图2，所述的输出管3上设置多级控流阀12；采用多级控流阀可以直接手动调整雾化浓度，并且通过多级调控可以实现精准控制。
如图3-5，所述的多级控流阀12包括若干单元控流阀，若干单元控流阀分上级单元控流阀12a和下级单元控流阀12b，每个单元控流阀包括一个外排气管121、一个内排气管122和一个总排管123，所述的外排气管121或内排气管122的横截面均为矩形，所述的总排管123的横截面为多边形，每个单元控流阀的一个外排气管121、一个内排气管122紧邻设置并在边界处固定一个总排管123以使得总排管123的管内气体可以分流到外排气管121和内排气管122，每一个上级单元控流阀12a的内排气管122连通一个下级单元控流阀12b的总排管123；实施中可以通过手动旋转一个外排气管121和一个内排气管122紧邻边界处固定的总排管123，进而可以调整总排管123与外排气管121或内排气管122的横截面重合面积，可以理解的是该重合面积直接决定了总排管123与外排气管121或内排气管122的流通量；通过这种方式流经总排管123然后再由总排管123排到外排气管121或内排气管122的雾化气流就很容易被调控。
如图6，所述的运算系统包括依次连接的第一过滤单元、数据类型拟合单元、训练程序构建单元、训练单元和情绪判断单元；所述第一过滤单元用于接收全脸视频数据，进行全脸视频数据的过滤；所述数据类型拟合单元用于构建情绪识别数据类型结构库以方便数据的拟合；所述训练程序构建单元用于将过滤后的全脸视频数据输入数据类型结构库，确定每类情绪的聚类中心，并对每类情绪数据划分子集；所述训练单元用于根据划分出的子集，以通过不断迭代训练优化数据类型结构库；所述情绪判断单元用于接收待识别全脸数据，根据优化后的数据类型结构库进行全脸情绪识别；实施流程：采集全脸视频数据，第一过滤单元进行全脸视频数据的过滤；数据类型拟合单元提前构建数据类型结构库；将过滤后的全脸视频数据输入数据类型结构库，确定每类情绪的聚类中心，并对每类情绪数据划分子集；根据划分出的子集，不断迭代训练优化数据类型结构库；然后接收待识别全脸数据，根据优化后的数据类型结构库进行全脸情绪识别。所述全脸视频数据为摄像头采集的全脸样本视频帧，对全脸样本视频帧进行所述数据的过滤包括对每幅全脸视频帧进行归一化并且还包括对全脸视频帧中的每个像素进行归一化。所述数据类型结构库包括一种类卷积神经网络模型，如依次连接的特征提取层、用于将经过训练得到的特征进行一维化池化层、包括若干神经元并用于构造特征向量的全连接层、包括若干神经元并用于数据分类的分类层；所述确定每类情绪的聚类中心方法可以选取一种成熟的方式：计算每类情绪中每个样本的正态特征分布或欧式距离矩阵；根据正态特征分布或欧式距离矩阵，计算每类情绪中每个样本的局部密度值；利用密度数值做参考选择聚类中心。实施中至少需要一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行前述运算系统实现的程序。实施中通过类卷积神经网络模型的算法实现对采集全脸视频数据的训练、迭代训练以及识别判断，可以极为准确的识别雾化理疗过程中病患的情绪状态，然后反馈给管理组件9，由管理组件9对应精准调控，以避免雾化理疗过程中病患出现较长时间的负面情绪而导致理疗中断的情况。
所述的运算系统包括处理器、存储器和总线，所述的通信接口11连接上述总线和管理组件9，所述的通信接口11包括USB接口；运算系统采用比较成熟的计算机框架可以减少开发的成本，利用USB接口通信可以减少开发难度，增加通用性，当然可以理解的是实施中管理组件9至少包括一种支持USB通信的单片机或至少包括一组支持该通信协议的控制模块。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例运算系统是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等等。
由技术常识知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (4)

1.一种小儿智能雾化器，其特征在于，包括框架系统、运算系统和通信接口，框架系统通过通信接口连接运算系统，其中的框架系统包括外壳、溶液腔、基座和面罩,所述外壳上设置有输出管，所述的外壳的侧面设置有溶液加注孔，所述的溶液腔安装在外壳的正下方，溶液腔的内壁上安装有温度调控组件，溶液腔的圆心处设置有雾化组件，雾化组件的底下连接有滑盘，所述滑盘直接与动力组件的轴固定连接，所述的动力组件固定安装在基座上，所述的基座上还设置有管理组件；所述面罩中部设置喷口，环绕喷口在面罩上还设置若干视频采集传感器，所述的输出管通过管道连通面罩的喷口，还包括视频处理模块和电源模块；
所述的输出管上设置多级控流阀，所述的多级控流阀包括若干单元控流阀，若干单元控流阀分上级单元控流阀和下级单元控流阀，每个单元控流阀包括一个外排气管、一个内排气管和一个总排管，所述的外排气管或内排气管的横截面均为矩形，所述的总排管的横截面为多边形，每个单元控流阀的一个外排气管、一个内排气管紧邻设置并在边界处固定一个总排管以使得总排管的管内气体可以分流到外排气管和内排气管，每一个上级单元控流阀的内排气管连通一个下级单元控流阀的总排管；
所述的运算系统包括依次连接的第一过滤单元、数据类型拟合单元、训练程序构建单元、训练单元和情绪判断单元；所述第一过滤单元用于接收全脸视频数据，进行全脸视频数据的过滤；所述数据类型拟合单元用于构建情绪识别数据类型结构库以方便数据的拟合；所述训练程序构建单元用于将过滤后的全脸视频数据输入数据类型结构库，确定每类情绪的聚类中心，并对每类情绪数据划分子集；所述训练单元用于根据划分出的子集，以通过不断迭代训练优化数据类型结构库；所述情绪判断单元用于接收待识别全脸数据，根据优化后的数据类型结构库进行全脸情绪识别。
2.根据权利要求1所述的小儿智能雾化器，其特征在于，所述的温度调控组件、雾化组件、动力组件都与管理组件电性连接，视频处理模块、电源模块都与管理组件电性连接，视频处理模块和视频采集传感器电性连接，温度调控组件、雾化组件、动力组件和视频处理模块都与电源模块电性连接。
3.根据权利要求1所述的小儿智能雾化器，其特征在于，雾化组件具体是超声波换能器，动力组件具体是电机机组，管理组件具体是单片机，温度调控组件包括温度传感器和电热丝，视频处理模块包括模数转换电路，电源模块包括电源接头、变压电路和交直转换电路，视频采集传感器包括摄像头。
4.根据权利要求1所述的小儿智能雾化器，其特征在于，所述的运算系统包括处理器、存储器和总线，所述的通信接口连接上述总线和管理组件，所述的通信接口包括USB接口。
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