CN113491807B - 一种气溶胶产生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气溶胶产生装置，其包括雾化组件及电池组件。所述雾化组件与所述电池组件连接，进而使得所述电池组件为所述雾化组件进行供电。所述雾化组件包括：储液腔，用于储存干扰素溶液；雾化片，与所述储液腔连接，用于将所述储液腔中储存的所述干扰素溶液进行雾化，以形成气溶胶颗粒，其中，形成的干扰素溶液的所述气溶胶颗粒中大于65％气溶胶颗粒的尺寸小于5微米。所述电池组件包括：驱动电路，连接所述雾化片，用于驱动所述雾化片，以使得所述雾化片将干扰素溶液进行雾化。其能够将干扰素溶液雾化成小颗粒气溶胶，进而达到雾化治疗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及雾化技术领域，特别是涉及一种气溶胶产生装置。
背景技术
雾化吸入治疗是呼吸系统疾病治疗方法中一种重要和有效的治疗方法。该方法采用例如雾化器的气溶胶产生装置将药液雾化成微小颗粒，这些微小颗粒与空气或其他气体介质形成气溶胶，患者通过呼吸将含有药物颗粒的气溶胶吸入呼吸道和肺部沉积，从而达到无痛、迅速、有效治疗的目的。
常用的吸入药物雾化技术有高压雾化技术和超声雾化(超声/超声筛网)技术。然而，高压雾化和超声雾化会使得雾化器存在体积大的缺点，不便于携带，且雾化颗粒度较大，难以实现小颗粒尺寸的雾化。
发明内容
本发明提供一种气溶胶产生装置，其能够将干扰素溶液雾化成小颗粒气溶胶，进而达到雾化治疗的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案为：提供一种气溶胶产生装置，包括：雾化组件及电池组件，所述雾化组件与所述电池组件连接，进而使得所述电池组件为所述雾化组件进行供电；其中，所述雾化组件包括：储液腔，用于储存干扰素溶液；雾化片，与所述储液腔连接，用于将所述储液腔中储存的所述干扰素溶液进行雾化，以形成气溶胶颗粒，其中，形成的所述干扰素溶液的所述气溶胶颗粒中大于65％气溶胶颗粒的尺寸小于5微米；所述电池组件包括：驱动电路，连接所述雾化片，用于使所述雾化片振动，以使得所述雾化片将干扰素溶液进行雾化。
可选的，所述电池组件还包括：微控制单元，用于控制所述驱动电路；所述雾化组件还包括：温度传感器，连接所述微控制单元，用于检测所述储液腔中的干扰素溶液的温度，并在所述温度达到预设温度时，向所述微控制单元发送第一反馈信号，以使得所述微控制单元控制所述驱动电路停止对所述雾化片输出驱动信号。
可选的，所述电池组件还包括：咪头，连接所述微控制单元，用于检测是否对所述气溶胶产生装置施加吸气动作，若检测到吸气动作时，所述微控制单元控制所述驱动电路对所述雾化片输出驱动信号，若未检测到吸气动作时，所述微控制单元控制所述驱动电路停止对所述雾化片输出驱动信号；和/或按键，连接所述微控制单元，在检测到所述按键被触发时，所述微控制单元控制所述驱动电路对所述雾化片输出驱动信号或停止输出驱动信号。
可选的，所述电池组件还包括：输入模块，连接所述微控制单元，用于获取所述气溶胶产生装置的使用时间和所述干扰素溶液的使用剂量中的至少一个，并输入至所述微控制单元；及提醒模块，连接所述微控制单元，在到达所述气溶胶产生装置的使用时间时，所述微控制单元控制所述提醒模块对用户进行提醒。
可选的，所述电池组件还包括：剂量控制模块，连接所述微控制单元，用于根据所述干扰素溶液的使用剂量检测已进行雾化的干扰素溶液的剂量，在检测到已进行雾化的干扰素溶液的剂量达到所述干扰素溶液的使用剂量时，向所述微控制单元反馈第二反馈信号，以使得所述微控制单元控制所述驱动电路停止对所述雾化片输出驱动信号。
可选的，在所述温度传感器检测到所述温度达到第一预设温度时，进一步通过所述剂量控制模块检测已进行雾化的干扰素溶液的剂量是否达到所述干扰素溶液的使用剂量，若是，则控制所述驱动电路停止对所述雾化片输出驱动信号；若否，则控制所述雾化片的温度增长速率，以使得在所述储液腔中的干扰素溶液的温度小于等于第二预设温度时，已进行雾化的干扰素溶液的剂量达到所述干扰素溶液的使用剂量。
可选的，所述雾化片为微孔雾化片，所述雾化片上的孔的平均直径为3至4微米。
可选的，所述雾化片上的孔的直径为3.5微米。
可选的，所述雾化片振动后形成的所述气溶胶颗粒中大于50％气溶胶颗粒的尺寸在2～5微米。
可选的，所述干扰素溶液为干扰素溶液溶解于无菌水中的水溶液。
可选的，所述雾化组件与所述电池组件可拆卸连接。
本发明的有益效果：区别于现有技术，本发明提供的气溶胶产生装置包括雾化组件及电池组件，电池组件与雾化组件连接，进而使得电池组件为雾化组件进行供电；雾化组件包括储液腔及与储液腔连接的雾化片，储液腔用于存储干扰素溶液，雾化片用于将所述储液腔中储存的所述干扰素溶液进行雾化，以形成气溶胶颗粒，其中，形成的干扰素溶液的所述气溶胶颗粒中大于65％气溶胶颗粒的尺寸小于5微米。以此能够将干扰素溶液雾化成小颗粒气溶胶，进而达到雾化治疗的目的。
附图说明
图1为本发明气溶胶产生装置的第一实施例的结构示意图；
图2为本发明气溶胶产生装置的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参见图1，为本发明气溶胶产生装置的第一实施例的结构示意图。具体的，气溶胶产生装置包括雾化组件12及电池组件11，雾化组件12与电池组件11连接，进而使得电池组件11为雾化组件12进行供电。在一实施例中，电池组件11与雾化组件12可拆卸连接，或者在另一实施例中，电池组件11及雾化组件12不可拆卸连接。电池组件11为雾化组件12供电，以使雾化组件12对存储的液体进行雾化。
在一实施例中，若电池组件11及雾化组件12可拆卸连接时，电池组件11上可以设置弹性电极，而雾化组件12上设置导电垫，在将电池组件11与雾化组件12进行装配时，使得导电垫与弹性电极接触，进而实现电池组件11对雾化组件12进行供电。
在一实施例中，在将电池组件11与雾化组件12进行装配后，可以通过触发设置在电池组件11上的开关按钮控制电池组件11开始工作以为雾化组件12进行供电。在另一实施例中，电池组件11和雾化组件12还可以通过螺纹的配合进行连接，在需要供电时，将电池组件11与雾化组件12通过匹配的螺纹旋紧，以使导电垫与弹性电极接触；在不需要供电时，将电池组件11与雾化组件12通过匹配的螺纹松卸，以使导电垫与弹性电极分离。
若电池组件11及雾化组件12不可拆卸连接时，电池组件11与雾化组件12之间可以通过导电端子或导线连接，在需要供电时，通过设置在电池组件11或雾化组件12上的开关按钮进行控制。
雾化组件12包括储液腔121及雾化片122，储液腔121用于存储雾化介质。例如，在一实施例中，储液腔121用于存储干扰素溶液，雾化片122与储液腔121连接，用于将储液腔121中储存的干扰素溶液进行雾化，以形成气溶胶颗粒。具体的，雾化片122覆盖在储液腔121的一表面，其可以如图1所示，雾化片122覆盖于储液腔121远离电池组件11的一表面。为了在电池组件11进行供电时使得雾化片122振动对干扰素溶液进行雾化以形成气溶胶颗粒，雾化片122为微孔雾化片，其上设置有规则排布或者不规则排布的若干孔。雾化片122上的孔的大小在一定程度上影响气溶胶颗粒的大小。在一实施例中，为了能够使得气溶胶产生装置对干扰素溶液进行雾化后实现雾化吸入治疗的目的，设置雾化片122上的孔的平均直径为3至4微米。优选地，雾化片122上的孔的平均直径可为3.5微米。该气溶胶产生装置的雾化片122进行振动后形成的干扰素溶液的气溶胶颗粒中部分尺寸小于预设尺寸。优选地，雾化片122振动后形成的干扰素溶液的气溶胶颗粒中大于65％气溶胶颗粒的尺寸小于5微米，在一具体实施例中，雾化片122振动后形成的干扰素溶液的气溶胶颗粒中大于50％气溶胶颗粒的尺寸在2～5微米。
请参见图2，在一实施例中，电池组件11还包括微控制单元(MCU)21、咪头和/或按键22、驱动电路23、剂量控制模块24、提醒模块25以及输入模块26。雾化组件12还包括温度传感器27。其中，驱动电路23、输入模块26、提醒模块25、剂量控制模块24、咪头和/或按键22以及温度传感器27均连接微控制单元21。
在提醒模块25检测到达到气溶胶产生装置的使用时间时，向微控制单元21进行反馈，微控制单元21控制提醒模块25对用户进行提醒。具体的，提醒模块25可以设置闪光灯，微控制单元21通过点亮闪光灯或闪烁闪光灯以提醒用户；或者，提醒模块25可以设置振动装置，微控制单元21通过控制振动装置进行振动以提醒用户；或者，提醒模块25还可以设置声音播放器，微控制单元21控制声音播放器产生声音以提醒用户。当然，提醒模块25还可以设置其他装置，只要能够在微控制单元21的控制下起到提醒用户的作用即可。
在微处理单元21检测到咪头和/或按键22被触发时，控制气溶胶产生装置开始工作。具体的，咪头和/或按键22可以仅只具有咪头，或者只具有按键，还可以咪头和按键同时具备。
在一实施例中，若气溶胶产生装置仅具有咪头时，通过咪头检测用户是否对气溶胶产生装置施加吸力，若是，则微控制单元21通过驱动电路23向雾化片122输出驱动信号以使雾化片122振动，从而雾化储液腔121中的干扰素溶液；若未检测到对气溶胶产生装置施加吸力时，则微控制单元21通过所述驱动电路23停止向雾化片122输出驱动信号以使雾化片122停止振动。具体的，在检测到对气溶胶产生装置的吸力时，气溶胶产生装置开始工作，若咪头在预定时间段内(例如5s，10s等)未检测到对气溶胶产生装置的吸力时，为了降低损耗，微控制单元21通过所述驱动电路23停止对所述雾化片122输出驱动信号。也就是说，通过设置咪头，可以实现当患者吸气时，咪头检测到气流变化从而发送启动信号至微控制单元21，微控制单元21控制雾化片122振动以对干扰素溶液进行雾化，从而使患者可以吸入雾化的干扰素溶液形成得气溶胶颗粒。当患者停止吸气时，咪头也能检测气流变化从而发送停止信号至微控制单元21，微控制单元21控制雾化片122停止振动，以停止雾化干扰素溶液。
在一实施例中，若气溶胶产生装置仅具有按键时，若检测到按键被触发时，微控制单元21通过驱动电路23控制雾化片122开时振动以进行雾化或停止振动以停止雾化。具体的，若当前气溶胶产生装置未开始工作时，检测到按键被触发，微控制单元21通过驱动电路23驱动雾化片122开时振动，进而对干扰素溶液进行雾化；若当前气溶胶产生装置已开始工作时，检测到按键被触发，微控制单元21通过驱动电路23去驱动雾化片122停止振动。在另一实施例中，还可以通过预设时间内，按键被触发的次数，选择是否控制雾化片122振动。例如，若在预设时间段内，按键仅被触发一次，微控制单元21通过驱动电路23驱动雾化片122开时振动，进而对干扰素溶液进行雾化，在预设时间段内，按键被连续触发多次，微控制单元21通过驱动电路23控制雾化片122停止振动。当然，在另一实施例中，若同时具备咪头和按键时，两者其中一个被触发，微控制单元21均可通过驱动电路23控制雾化片122是否开时振动，即是否对干扰素溶液进行雾化，在此不作限定。
在气溶胶产生装置使用时，还可以通过输入模块26获取气溶胶产生装置的使用时间和干扰素溶液的使用剂量中的至少一个。
在一个实施例中，在检测出到达气溶胶产生装置的使用时间时，提醒模块26提醒用户。其中，气溶胶产生装置的使用时间可以根据干扰素溶液的使用时间进行确定，例如，干扰素溶液要求每天使用两次，使用时间分别为上午X点和下午Y点，则气溶胶产生装置可以在上午X点和下午Y点时，通过提醒模块26提醒用户。
在一个实施例中，在气溶胶产生装置使用过程中，可以通过剂量控制模块24实现干扰素溶液的剂量控制。例如，在一实施例中，若剂量控制模块24检测到已进行雾化的干扰素溶液的剂量达到干扰素溶液的预定使用剂量时，向微控制单元21反馈第二反馈信号，以使得微控制单元21通过所述驱动电路23控制所述雾化片122停止振动来实现剂量控制。在另一实施例中，剂量控制模块24还可以根据干扰素溶液的使用剂量，以及雾化片122的雾化速率得到雾化时间，在剂量控制模块24检测到进行雾化的时间达到雾化时间时，向微控制单元21反馈第二反馈信号，以使得微控制单元21通过所述驱动电路23控制雾化片122停止振动来实现剂量控制。可以理解的是，在实际使用中，也可以直接采用带有预定剂量的干扰素溶液的储液腔121来实现剂量控制，在储液腔121中存储的干扰素溶液被雾化片122雾化完之后，微控制单元21通过驱动电路23控制雾化片122停止振动。
由于干扰素溶液中的蛋白质在40摄氏度有变性趋势，在60摄氏度时会开始变性，在气溶胶产生装置的使用过程中需要保证储液腔121中的温度不大于60摄氏度。因此，温度传感器27设置于储液腔121内，实时监测储液腔121中的干扰素溶液的温度，并将其反馈给微控制单元21。
在一实施例中，温度传感器27在检测到干扰素溶液的温度大于第二预设温度例如55摄氏度时，向微控制单元21发送第一反馈信号，以使得微控制单元21通过驱动电路23控制雾化片122停止振动。也就是说，在实际使用过程中，当干扰素溶液的温度超过预定温度例如55摄氏度时，为防止干扰素溶液的药液性质发生变化，则停止雾化操作。其中，在干扰素溶液停止雾化使得温度逐步下降，且下降后的温度低于另一预定温度例如45摄氏度后，重新启动雾化操作。
在另一实施例中，为了不影响用户使用气溶胶产生装置对干扰素溶液进行雾化治疗的治疗效果，可以设置第一预设温度例如为45摄氏度，在温度传感器27检测到干扰素溶液的温度大于或等于45摄氏度时，进一步通过剂量控制模块24检测已进行雾化的干扰素溶液的剂量是否达到输入模块26获取的干扰素溶液的使用剂量，若已达到输入模块26获取的干扰素溶液的使用剂量，微控制单元21通过驱动电路23控制雾化片122停止振动。若未达到输入模块26获取的干扰素溶液的使用剂量，微控制单元21通过驱动电路23降低雾化片122的振动幅度和/或振动频率，以降低雾化片122的发热温度的增长速率，并继续对干扰素溶液进行雾化，并通过温度传感器27持续监测储液腔121中的干扰素溶液的温度，以使得在所述储液腔121中的干扰素溶液的温度在小于或等于第二预设温度例如55摄氏度时，已进行雾化的干扰素溶液的剂量达到所述干扰素溶液的使用剂量，微控制单元21通过驱动电路23控制对雾化片122停止振动，停止雾化。也就是说，在实际使用过程中，当干扰素溶液的温度超过第一预定温度，例如45摄氏度时，此时降低雾化片122的振动幅度和/或振动频率，以降低发热温度的增长速率，以在储液腔121中的干扰素溶液的温度在小于或等于第二预定温度，例如55摄氏度时，达到干扰素溶液的使用剂量，从而在保证雾化温度的同时实现预定使用剂量的干扰素溶液的雾化。
在一实施例中，雾化片122采用恒功率进行工作，在启动温度保护功能以防止干扰素溶液变性时，可通过调节驱动电路23输出的驱动信号的驱动电压来调节雾化片的振动幅度和/或输出驱动信号的驱动频率来调节雾化片的振动频率，从而降低雾化片122的温度的增长速率，从而保证气溶胶产生装置能够安全完成治疗疗程。可以理解的，雾化片122的振动频率越大，雾化片122产生的热量越多，雾化片122的振动频率越小，雾化片122产生的热量越少。雾化片122的振动幅度越大，雾化片122产生的热量越多，雾化片122的振动幅度越小，雾化片122产生的热量越小。因此在启动温度保护功能后，可以通过降低雾化片122的振动频率和/或振动幅度，以使得雾化片122产生的热量减少。
在另一实施例中，还可以通过在储液腔121中设置降温装置，以在温度传感器27检测到干扰素溶液的温度达到预设温度时，启动该降温装置以对储液腔121中的干扰素溶液进行降温处理。具体的，在实际使用过程中，当干扰素溶液的温度超过第一预定温度例如45摄氏度时，开启降温装置，对储液腔121中存储的干扰素溶液进行降温，此时雾化片122可以采用之前的振动幅度和/或振动频率，还可以降低雾化片122的振动幅度和/或振动频率，以降低发热温度的增长速率。以在储液腔121中的干扰素溶液的温度在小于或等于第二预定温度时，例如55摄氏度时，达到干扰素溶液的使用剂量，从而在保证雾化温度的同时实现预定使用剂量的干扰素溶液的雾化。
具体的，降低雾化片122的振动频率，以减少雾化片122产生的热量，可以通过降低驱动电路23的功率，或者改变雾化片233的阻值，具体不做限定。
在一实施例中，气溶胶产生装置对干扰素溶液雾化后产生的气溶胶颗粒的尺寸计算如下：
其中，d为气溶胶颗粒直径；k为修正因子；v为雾滴从微孔喷出时的速度；D为雾化片孔径；f为驱动频率。k与液体的物理性质如表面张力、黏度等有关；v由声压、振幅等决定，即受驱动电压影响。由于k对于干扰素溶液为定值，由此可知，气溶胶颗粒的尺寸由雾化片122的网孔尺寸的大小、雾化片122的驱动频率和雾滴从网孔喷出时的速度决定。在一具体实施例中，为了保证干扰素溶液雾化后大于65％气溶胶颗粒的尺寸小于5微米，可以设置雾化片的网孔的平均直径为3～4微米；在另一实施例中，还可使得大于50％气溶胶颗粒的尺寸在2～5微米，在此条件下，可以设置雾化片的网孔尺寸的平均尺寸为3.5微米。为了保证雾化后干扰素溶液能被用户吸入，可以设置雾滴从微孔喷出时的速度v为1～1.2m/s；还可以根据雾化片122的参数确定驱动频率。
在实际应用中，干扰素溶液为干扰素溶液溶解于无菌水中的水溶液。为实现干扰素溶液的雾化，每Kg体重按10～15×106IU/日加注射用的无菌水进行配比，一共5ml进行雾化，干扰素溶液2-8℃避光，冷藏保存。
在一实施例中，还可以根据干扰素溶液的浓度及密度通过控制雾化片122的振动幅度和/或振动频率，控制干扰素溶液每次通过雾化片122的剂量，以使得每次进行雾化的干扰素溶液的剂量相同，进而提高用户治疗效果。
本发明提供的气溶胶产生装置能够用于治疗一些病毒性疾病，例如新冠肺炎、急性或慢性病毒性肝炎、带状疱疹、尖锐湿疣等。其在治疗病毒性疾病中具有显著效果，且由于其经过雾化后产生的气溶胶颗粒较小，易于吸收，避免了呼吸道堵塞的情况，在雾化吸入治疗领域具有较好的效果。
本发明的气溶胶产生装置只描述了部分结构，其余部分可与现有的气溶胶产生装置的结构相同，在此不再赘述。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种气溶胶产生装置，其特征在于，包括：雾化组件及电池组件，所述雾化组件与所述电池组件连接，进而使得所述电池组件为所述雾化组件进行供电；
其中，所述雾化组件包括：
储液腔，用于储存干扰素溶液；
雾化片，与所述储液腔连接，用于将所述储液腔中储存的所述干扰素溶液进行雾化，以形成气溶胶颗粒，其中，形成的所述干扰素溶液的所述气溶胶颗粒中大于65％气溶胶颗粒的尺寸小于5微米；
所述电池组件包括：
驱动电路，连接所述雾化片，用于使所述雾化片振动，以使得所述雾化片将干扰素溶液进行雾化；
微控制单元，用于控制所述驱动电路；
所述雾化组件还包括：温度传感器，连接所述微控制单元，用于检测所述储液腔中的干扰素溶液的温度，并在所述温度达到预设温度时，向所述微控制单元发送第一反馈信号，以使得所述微控制单元控制所述驱动电路停止对所述雾化片输出驱动信号；
所述电池组件还包括：剂量控制模块，连接所述微控制单元，用于根据所述干扰素溶液的使用剂量检测已进行雾化的干扰素溶液的剂量，在检测到已进行雾化的干扰素溶液的剂量达到所述干扰素溶液的使用剂量时，向所述微控制单元反馈第二反馈信号，以使得所述微控制单元控制所述驱动电路停止对所述雾化片输出驱动信号。
2.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述电池组件还包括：
咪头，连接所述微控制单元，用于检测是否对所述气溶胶产生装置施加吸气动作，若检测到吸气动作时，所述微控制单元控制所述驱动电路对所述雾化片输出驱动信号，若未检测到吸气动作时，所述微控制单元控制所述驱动电路停止对所述雾化片输出驱动信号；和/或
按键，连接所述微控制单元，在检测到所述按键被触发时，所述微控制单元控制所述驱动电路对所述雾化片输出驱动信号或停止输出驱动信号。
3.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述电池组件还包括：
输入模块，连接所述微控制单元，用于获取所述气溶胶产生装置的使用时间和所述干扰素溶液的使用剂量中的至少一个，并输入至所述微控制单元；及
提醒模块，连接所述微控制单元，在到达所述气溶胶产生装置的使用时间时，所述微控制单元控制所述提醒模块对用户进行提醒。
4.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，在所述温度传感器检测到所述温度达到第一预设温度时，进一步通过所述剂量控制模块检测已进行雾化的干扰素溶液的剂量是否达到所述干扰素溶液的使用剂量，若是，则控制所述驱动电路停止对所述雾化片输出驱动信号；若否，则控制所述雾化片的温度增长速率，以使得在所述储液腔中的干扰素溶液的温度小于等于第二预设温度时，已进行雾化的干扰素溶液的剂量达到所述干扰素溶液的使用剂量。
5.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述雾化片为微孔雾化片，所述雾化片上的孔的平均直径为3至4微米。
6.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述雾化片上的孔的平均直径为3.5微米。
7.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述雾化片振动后形成的所述气溶胶颗粒中大于50％气溶胶颗粒的尺寸在2~5微米。
8.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述干扰素溶液为干扰素溶液溶解于无菌水中的水溶液。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述雾化组件与所述电池组件可拆卸连接。
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