CN205108609U - 一种可调节式雾化电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种可调节式雾化电路,其电路包括微控制器单元、可调升压单元和超声雾化单元,所述微控制器单元分别连接到可调升压单元和超声雾化单元,所述可调升压单元与所述超声雾化单元连接。微控制单元控制可调升压单元和超声雾化单元的工作状态,调节超声震动频率和幅度,从而实现对雾化速率的调整。本实用新型可以根据不同药物特性调节最佳雾化速率,使雾滴更加细小均匀,更有利于人体肺部吸收,也可以根据病人的年龄和身体状态,调节合适的雾化速率,提高雾化治疗的舒适度。本方案适用于药物雾化治疗领域。

Description

一种可调节式雾化电路
技术领域
本实用新型涉及医疗设备领域,尤其是涉及一种可调节式雾化电路。
背景技术
雾化吸入治疗可使药物直接作用于病变部位,与口服法相比,具有用药剂量小、见效快、副作用少、使用方便、疗效显著等优点;而且呼吸道局部药物浓度高,可避免或减少全身使用激素。因此,雾化吸入疗法是治疗呼吸系统疾病一种理想的给药途径,目前已经被广泛采用。
当然,雾化吸入治疗也需要注意控制一些细节,如果使用不当,也可导致不良后果。其中一项是应正确进行雾化量的控制。
但是,目前市场现有的医用雾化器都不具备雾化速率可调的功能,因此对于需要控制雾化量的病人,需要医护人员人工控制,操作非常不便,且风险很大。
中华人民共和国国家知识产权局于2005年08月10日公开了名称为“医用高压氧舱用药物雾化装置”的专利文献(公开号:CN2715776),其包括有药物雾化罐,药物雾化罐设置在医用高压氧舱的内部,药物雾化罐的下部盛有药液,提供雾化动力氧气的供氧管插入药物雾化罐内的药液中,药液通过吸管接至药物雾化罐上腔室内的雾化喷头,上腔室连通药物管路,药物管路与吸氧管路并接后接至吸氧面罩。此方案也并未公开能够调整雾化速率的相关方案。
发明内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的雾化速率不可调、操作不便、风险大等的技术问题,提供一种可以调整雾化速率、便于医护人员控制的可调节式雾化电路。
本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种可调节式雾化电路,包括微控制器单元、可调升压单元和超声雾化单元,所述微控制器单元分别连接到可调升压单元和超声雾化单元,所述可调升压单元与所述超声雾化单元连接。
微控制单元控制可调升压单元和超声雾化单元的工作状态,调节超声震动频率和幅度,从而实现对雾化速率的调整。
作为优选,所述超声雾化单元包括超声信号源发生电路和雾化晶片,所述超声信号源发生电路包括电阻R7、电阻R8、电容C2、电容C4、电感L2和MOS管Q1,所述电感L2的第一端连接电源+VP,第二端连接MOS管Q1的漏极,MOS管Q1的源极通过电阻R8接地,MOS管Q1的栅极通过电阻R7连接微控制器单元,电容C2和电容C4串联以后并联在电感L2的两端,雾化晶片与电感L2并联。
超声雾化单元把超声信号源的电能转换成雾化晶片机械谐振,使液体通过雾化晶片上的微孔网筛后形成喷雾滴。
作为优选,所述可调升压单元包括升压转换器U1、电容C1、电容C3、电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、MOS管Q2和MOS管Q3;所述升压转换器U1的4脚和5脚连接输入电源+VIN,2脚接地,电容C3的第一端连接升压转换器U1的5脚,另一端接地;二极管D1的正极连接升压转换器U1的1脚,负极通过电容C1接地;电阻R1的第一端连接二极管D1的负极,第二端连接升压转换器U1的3脚;电阻R2的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端接地;电阻R3的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端连接MOS管Q2的漏极;电阻R4的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端连接MOS管Q3的漏极;MOS管Q2的栅极通过电阻R5连接微控制器单元,源极接地;MOS管Q3的栅极通过电阻R6连接微控制器单元,源极接地;电感L1跨接在升压转换器U1的1脚和5脚之间;二极管D1的负极为电源+VP端;二极管D1为肖特基二极管。
U1是固定频率的升压转换器,通过反馈引脚3与内部基准电压比较调节输出电压,当输出反馈电压大于内部基准电压时,减小开关调制脉冲占空比,使输出电压变小,当反馈电压小于内部基准电压时,增大开关调制脉冲占空比,使输出电压变大,最终使输出稳压。当微控制器单元与电阻R5和R6连接的端口都输出低电平时,N沟道MOS管Q2和Q3都不导通,由于U1的反馈引脚3脚为误差放大器输入脚,有非常高的输入阻抗,输入电流可以忽略,因此流过R1和R2的电流I相等,I等于U1内部基准电压VREF除以R1,那么可以计算输出电压+VP=I×(R1+R2),I用VREF/R2代入化简可以得到:+VP=VREF×(1+R1/R2),当微控制单元与电阻R5连接的端口输出高电平时,N沟道MOS管Q2导通,此时R2变成与R3并联,阻值变小,从计算公式可以推出+VP变大,同理当微控制单元与电阻R6连接的端口也输出高电平时,R2变成与R3和R4并联,阻值进一步变小,从而+VP进一步变大,通过微控制单元与电阻R5和R6连接的端口的控制可以调节+VP输出电压为低、中、高三档。当微控制单元与电阻R7连接的端口输出高电平时,N沟道MOS管Q1导通,+VP流过电感L2的电流逐渐上升,电感蓄能,当微控制单元与电阻R7连接的端口输出低电平时,N沟道MOS管Q1截至,电感L2通过雾化片续流,电压施加到雾化器两端,驱动雾化片振动,L2能量通过雾化片释放,控制微控制单元与电阻R7连接的端口输出的PWM频率可以调节雾化片驱动信号频率,当驱动信号频率与雾化片的特性频率一致时,电流最大,雾化量也最大。同时通过控制微控制单元与电阻R5和R6连接的端口调节+VP输出电压,可以调节施加到雾化片两端的电压峰值,使流过雾化片的峰值电流变化,从而调节雾化片的振动幅度,改变雾化速率。
不同情况下需要有不同的雾化量和雾化方式。如幼儿喉部组织发育不完善,喉腔及鼻毛缓冲作用小,大量雾化吸入容易导致缺氧,因此幼儿进行雾化吸入治疗时雾化量不易过大。另外,对于慢性阻塞性肺气肿的病人,雾化时应采用渐进式调节雾化量的吸入方法,即从小雾量、低浓度开始,等气道适应后,再逐渐增加雾化量,且每次吸入时间不超过10分钟;因为这类病人多为老年人,呼吸道适应能力差,肺通气和换气功能障碍,若一开始雾化量就很大,大量冷空气进入气道,可能导致支气管痉挛,导致憋气,呼吸困难。还有,不同药物因其不同特点,也对雾化量的有不同的要求。
本实用新型带来的实质性效果是,可以进行雾化速率的分档精确调节,从而实现雾化量的精确调节;另外该电路也可配合软件系统,可对雾化速率进行编程控制,实现自动调节。医护人员可以根据病人和药物的实际要求,选择合适的雾化速率进行雾化资料,一方面能使病人得到更加适合、更加精准的治疗,减少风险;另一方面大大降低医护人员操作的复杂性,减少人工风险,提高效率和医护质量。
附图说明
图1是本实用新型的一种系统框图;
图2是本实用新型的一种电路图;
图中:1、微控制单元,2、可调升压单元,3、超声雾化单元。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:本实施例的一种可调节式雾化电路,如图1所示,包括微控制器单元1、可调升压单元2和超声雾化单元3,微控制器单元分别连接到可调升压单元和超声雾化单元,所述可调升压单元与所述超声雾化单元连接。
如图2所示,超声雾化单元包括超声信号源发生电路和雾化晶片,所述超声信号源发生电路包括电阻R7、电阻R8、电容C2、电容C4、电感L2和MOS管Q1,所述电感L2的第一端连接电源+VP,第二端连接MOS管Q1的漏极,MOS管Q1的源极通过电阻R8接地,MOS管Q1的栅极通过电阻R7连接微控制器单元,电容C2和电容C4串联以后并联在电感L2的两端,雾化晶片与电感L2并联。可调升压单元包括升压转换器U1、电容C1、电容C3、电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、MOS管Q2和MOS管Q3;所述升压转换器U1的4脚和5脚连接输入电源+VIN,2脚接地,电容C3的第一端连接升压转换器U1的5脚,另一端接地;二极管D1的正极连接升压转换器U1的1脚,负极通过电容C1接地;电阻R1的第一端连接二极管D1的负极,第二端连接升压转换器U1的3脚;电阻R2的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端接地;电阻R3的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端连接MOS管Q2的漏极;电阻R4的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端连接MOS管Q3的漏极;MOS管Q2的栅极通过电阻R5连接微控制器单元,源极接地;MOS管Q3的栅极通过电阻R6连接微控制器单元,源极接地;电感L1跨接在升压转换器U1的1脚和5脚之间;二极管D1的负极为电源+VP端;二极管D1为肖特基二极管。
U1是固定频率的升压转换器,通过反馈引脚3与内部基准电压比较调节输出电压,当输出反馈电压大于内部基准电压时,减小开关调制脉冲占空比,使输出电压变小,当反馈电压小于内部基准电压时,增大开关调制脉冲占空比,使输出电压变大,最终使输出稳压。当GPIO0和GPIO1都输出低电平时,N沟道MOS管Q2和Q3都不导通,由于U1的反馈引脚3脚为误差放大器输入脚,有非常高的输入阻抗,输入电流可以忽略,因此流过R1和R2的电流I相等,I等于U1内部基准电压VREF除以R1,那么可以计算输出电压+VP=I×(R1+R2),I用VREF/R2代入化简可以得到:+VP=VREF×(1+R1/R2),当GPIO0输出高电平时,N沟道MOS管Q2导通,此时R2变成与R3并联,阻值变小,从计算公式可以推出+VP变大,同理当GPIO1也输出高电平时,R2变成与R3和R4并联,阻值进一步变小,从而+VP进一步变大,通过GPIO0和GPIO1的控制可以调节+VP输出电压为低、中、高三档。当GPIO2输出高电平时,N沟道MOS管Q1导通,+VP流过电感L2的电流逐渐上升,电感蓄能,当GPIO2输出低电平时,N沟道MOS管Q1截至,电感L2通过雾化片续流,电压施加到雾化器两端,驱动雾化片振动,L2能量通过雾化片释放,控制GPIO2输出的PWM频率可以调节雾化片驱动信号频率,当驱动信号频率与雾化片的特性频率一致时,电流最大,雾化量也最大。同时通过控制GPIO0和GPIO1调节+VP输出电压,可以调节施加到雾化片两端的电压峰值,使流过雾化片的峰值电流变化,从而调节雾化片的振动幅度,改变雾化速率。
本实施例的一种可调节式雾化电路控制方法,包括以下步骤:
A、输入患者年龄;
B、输入患者病症;
C、微控制单元根据患者年龄和病症选择合适的雾化量和雾化方式。
步骤C具体为:
C1、判断患者年龄Y是否小于7周岁,如果是,则进入步骤C2,否则进入步骤C3;
C2、基准雾化量设置为Y×10%+30%,进入步骤C4;
C3、基准雾化量设置为100%,进入步骤C4;
C4、判断患者病症是否为慢性阻塞肺气肿,如果是,则进入步骤C5;否则进入步骤C7;
C5、采用渐进雾化方式,具体为:初始雾化量为10%,每隔20秒雾化量增大10%,直至雾化量达到基准雾化量,维持基准雾化量7分钟,停止雾化;
C6、间隔5-10分钟后重复步骤C5,直至药物雾化完毕;
C7、采用常规雾化方式,具体为:将雾化量直接调整至基准雾化量,直至药物雾化完毕。
本方案中,雾化量即为雾化速率,也即为雾化器最大雾化速率的比例数,例如当前雾化量为50%,即为当前雾化速率是最大雾化速率的50%。
雾化量和雾化方式也可以考虑药物特性,对于部分药物,控制方法中还需要在步骤C5中包括以下步骤:输入药物种类,微控制单元从数据库中选择匹配的雾化量、雾化方式和修正量,如果雾化量和雾化方式不为空,则按照匹配到的雾化量和雾化方式对药物进行雾化,放弃依据年龄和病症得到的雾化量和雾化方式;如果雾化量和雾化方式为空,则根据修正量修正基准雾化量、初始雾化量、单次雾化时间、雾化间隔、雾化量增速等参数;
步骤C6中还需要包括以下步骤:输入药物种类,微控制单元从数据库中选择匹配的雾化量、雾化方式和修正量,如果雾化量和雾化方式不为空,则按照匹配到的雾化量和雾化方式对药物进行雾化,放弃依据年龄和病症得到的雾化量和雾化方式;如果雾化量和雾化方式为空,则根据修正量修正基准雾化量。
本方案的雾化速率可调节电路使雾化器可以根据不同药物特性调节最佳雾化速率,使雾滴更加细小均匀,更有利于人体肺部吸收,也可以根据病人的年龄和身体状态,调节合适的雾化速率,提高雾化治疗的舒适度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了微控制单元、超声雾化单元、雾化量等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (3)

1.一种可调节式雾化电路,其特征在于,包括微控制器单元、可调升压单元和超声雾化单元,所述微控制器单元分别连接到可调升压单元和超声雾化单元,所述可调升压单元与所述超声雾化单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种可调节式雾化电路,其特征在于,所述超声雾化单元包括超声信号源发生电路和雾化晶片,所述超声信号源发生电路包括电阻R7、电阻R8、电容C2、电容C4、电感L2和MOS管Q1,所述电感L2的第一端连接电源+VP,第二端连接MOS管Q1的漏极,MOS管Q1的源极通过电阻R8接地,MOS管Q1的栅极通过电阻R7连接微控制器单元,电容C2和电容C4串联以后并联在电感L2的两端,雾化晶片与电感L2并联。
3.根据权利要求1或2所述的一种可调节式雾化电路,其特征在于,所述可调升压单元包括升压转换器U1、电容C1、电容C3、电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、MOS管Q2和MOS管Q3;所述升压转换器U1的4脚和5脚连接输入电源+VIN,2脚接地,电容C3的一端连接升压转换器U1的5脚,另一端接地;二极管D1的正极连接升压转换器U1的1脚,负极通过电容C1接地;电阻R1的第一端连接二极管D1的负极,第二端连接升压转换器U1的3脚;电阻R2的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端接地;电阻R3的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端连接MOS管Q2的漏极;电阻R4的第一端连接升压转换器U1的3脚,第二端连接MOS管Q3的漏极;MOS管Q2的栅极通过电阻R5连接微控制器单元,源极接地;MOS管Q3的栅极通过电阻R6连接微控制器单元,源极接地;电感L1跨接在升压转换器U1的1脚和5脚之间;二极管D1的负极为电源+VP端;二极管D1为肖特基二极管。
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