CN105457136A - 一种智能呼吸机雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能呼吸机雾化装置，容量杯的上端螺旋安装有雾化器，雾化器的顶部安装有上端盖，上端盖上设置有单向活瓣，上端盖外套装有连接管；容量杯的侧壁上安装有出料口，出料口内安装有橡皮塞，容量杯的下端安装有进气端口；进气端口外套装有连接端口，连接端口通过导管与气体流量控制器相连接，气体流量控制器通过分流接口与呼吸机接口相连接。该智能呼吸机雾化装置所使用的气流动力来源于呼吸机，流速稳定，流量相对于现有技术更精确，对治疗时呼吸机的氧浓度和潮气量无干扰，保证患者安全的同时又可确保医疗和护理工作的顺利进行；加药时，通过容量杯外侧的出料口，不需要打开雾化器上盖，可保证通气不间断。

Description

一种智能呼吸机雾化装置

技术领域

本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种智能呼吸机雾化装置。

背景技术

ICU患者经常因为各种原因需要接受雾化治疗，特别是对于有许多带有人工气道进行机械通气的病人因为哮喘、痰液粘稠、喉头水肿时，需要雾化以帮助病人解除气道痉挛缓解哮喘、抗炎减轻粘膜水肿达到防治感染、使痰液粘稠稀释便于清除达到畅通呼吸道等目的。

目前对于是否带有人工气道的患者，以及带有人工气道是否进行机械通气的患者进行雾化治疗需要配置不同的雾化装置，使用呼吸机的病人需要雾化目前必须购买厂家的专用模块才得以实现，而配置一个雾化模块需要3-6万元不等，价格昂贵，一般医院都选择放弃，这给临床病人的雾化治疗带来了极大的不便，而且配置不同的雾化装置以适应疾病不同阶段的患者，病人及科室都要额外增加支出费用，这样既增加了科室的成本，也加重了病人的负担。

危重病患者的气道管理是目前医护人员工作的一个重点，尤其是需要机械通气的危重病患者；雾化吸入治疗是气道管理非常重要的一项治疗内容，对于不需要机械通气的危重病患者来说，超声雾化、氧气雾化等治疗措施实施比较简单、方便，但对于需要机械通气的患者来说，雾化治疗实施起来比较困难；目前临床上使用的呼吸机雾化装置主要以气动和电动为主，其缺点是：对治疗时呼吸机的氧浓度和潮气量有干扰，以及由于在呼吸时雾化仍在进行，对呼出阀造成一定的损害，导致其使用寿命缩短，并且增加医护人员的工作量及科室的经济成本。

现有的难点在于呼吸机在“呼”和“吸”之间的转换，即在管道内，“吸”的时候提供的是氧气，而“呼”的时候则是呼吸机排出二氧化碳的过程，而外配的雾化器是由外接的氧气实现的雾化，外接氧气的送气量为10L/min，而外配的氧气很难和呼吸机的呼吸频率相配合，这样雾化的药液有一部分就会浪费掉，例如在“呼”的过程中，雾化的药液会随着呼出的气流从呼吸机排出，甚至进入到呼吸机内腐蚀昂贵的呼吸机，例如呼吸机中昂贵的传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能呼吸机雾化装置，旨在解决目前临床上使用的呼吸机雾化装置在“呼”和“吸”之间的转换时外配的氧气很难和呼吸机的呼吸频率相配合，在“呼”的过程中，雾化的药液会随着呼出的气流从呼吸机排出，甚至进入到呼吸机内腐蚀昂贵的呼吸机的问题。

本发明是这样实现的，该智能呼吸机雾化装置包括雾化器、上端盖、连接管、容量杯、进气端口、连接端口、导管、气体流量控制器、分流接口、呼吸机接口；

容量杯的上端螺旋安装有雾化器，雾化器的顶部安装有上端盖，上端盖上设置有单向活瓣，上端盖外套装有连接管；容量杯的侧壁上安装有出料口，出料口内安装有橡皮塞，容量杯的下端安装有进气端口；进气端口外套装有连接端口，连接端口通过导管与气体流量控制器相连接，气体流量控制器通过分流接口与呼吸机接口相连接。

本发明还采取如下技术措施：

所述的连接管包括：下连接口、连接体和后连接口；

连接管的下连接口套装在上端盖上，下连接口的上端安装有连接体，连接体的前端安装有后连接口。

所述的导管包括：圆管状的塑料管，和位于塑料管内套叠在一起的圆管状的编织网和弹簧网。

所述气体流量控制器采用M3090A控制器，手动设置与外部电脑连接进行设定气体流量参数。

所述的雾化器包括：超声波发生器、振荡膜和水槽本体，水槽本体一侧的侧壁上设有用于给水槽本体供水的给水瓶，水槽本体与给水瓶通过弯管连接，给水瓶瓶口处的弯管上设有调节水量的控制阀。

所述的容量杯包括：杯体、液体容器体积调节装置、珠环控制进口装置和气液流动管装置；

杯体包括外壳和杯柄；

液体容器体积调节装置由盒体、外筒、内筒、顶盘、内螺旋转盘和外螺纹管组成，方形盒连接在外筒侧面上，盒体与外筒相通，内筒一端***外筒内，设置于内筒另一端的顶盘连接一根伸出杯体的外螺纹管，内螺旋转盘设置在伸出杯体的外螺纹管上；盒体下部设置有斜面；

珠环控制进口装置包括设置在盒体下部斜面的进液孔、进液孔的两侧设有铁珠运行板，板上悬挂一颗锥形铁球；

气液流动管装置，包括液体出口、空气进口、出水管道、进气管道、浮标、电磁铁、浮标栏板，液体出口和空气进口设置在电磁铁上，电磁铁构成盒体的顶面，浮标栏杆设置在电磁铁下方，带有铁片的浮标设置在浮标栏板内。

所述的气体流量控制器包括阀体、阀座、先导电磁阀和调节组件；

阀体两端内部设有输入腔室和输出腔室，中部内设调节腔室；阀座固定在阀体上并与先导电磁阀连通；阀座内设有输入孔腔、输出孔腔、控制腔室、先导孔道；输入孔腔与输入腔室连通，输出孔腔与调节腔室连通，先导孔道与先导电磁阀的先导孔连通；调节组件与阀体连接并与调节腔室连通，以控制调节腔室的截面积。

所述气体流量控制器的进气端设置有气体流量计；

所述气体流量计依次串联的第一压力计、参考室、比对室以及分流线路、校准室；所述分流线路至少包括两条并联的分路：第一分路和第二分路，每条分路上都具有容积室和连通或断开该分路的阀门，第二分路的容积室后连接有一段小口径连通管，所述小口径连通管的口径小于其所在分路上其它位置处的连接管的口径；所述气体流量计还包括：变容室，通过具有第一截止阀的管路与所述比对室连接，所述变容室容积可变，并且具有可以调节容积室容积的活动结构；

定容室，通过具有第二截止阀的管路连接在所述比对室和分流线路之间；

参考室和比对室之间连接有第三截止阀；差压压力计，连接所述参考室和所述比对室。

进一步，所述分流线路包括并联的三条分路：第一分路、第二分路和第三分路；

第一分路包括依次串联第一阀门、第一容积室、针阀和第二阀门；

第二分路包括依次串联的第三阀门、第二容积室、第一小口径连通管和第四阀门；

第三分路包括依次串联的第五阀门、第三容积室、第二小口径连通管和第六阀门；

还包括供气装置，所述参考室与供气装置连通；和/或所述分流线路中的每个所述分路均与校准室连通；

所述气体流量计还具有抽气***，连通于所述参考室前；

所述变容室为波纹管结构，所述活动结构为所述波纹管的管壁；

所述第一容积室为连通所述第一阀门和所述针阀的管路；

所述第二容积室为连通所述第三阀门和所述第一小口径连通管的管路；

所述第三容积室为连通所述第五阀门和所述第二小口径连通管的管路；

所述小口径连通管的孔径为5-10微米。

本发明的另一目的在于提供一种智能呼吸机雾化装置的气体流量计的数据检测方法，所述气体流量计的数据检测方法将气体流量在管道中的状态分为水平平稳状态和跳变状态，提取气体流量计采集的数据，以N+1个数据为一组，设D_i为i时刻气体流量计采集的数据，并且D_i为当前时刻正在处理的数据，D_i+N为i+N时刻气体流量计采集的数据，X_i为当前时刻处理完后输出的数据，预设气体流量变化阈值ξ，预设水平平稳状态的累加次数q＝0，预设跳变状态数据个数j＝0，预设水平平稳状态的累加最大值Q，预设参数k，且k＜N；初始默认气体流量在管道中的状态为水平平稳状态。

进一步，水平平稳状态下的数据处理包括：

如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率小于等于气体流量变化阈值ξ，即则将当前时刻正在处理的数据D_i进行累加平均，累加次数q＝q+1；

如果累加次数q＜Q，则处理完后输出的数据为：

如果q＝Q，采用先进后出，队尾进一个数据，队首丢弃一个数据，数据做Q次累加平均得到处理完后输出的数据，即：

如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即并且之后的N个数据中没有大于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判定当前时刻正在处理的数据D_i为一个异常数据，将该正在处理的数据D_i舍弃，而当前时刻处理完后输出的数据用前一个处理完后输出的数据X_i-1替代，即：X_i＝X_i-1，同时，将水平平稳状态的累加次数清零，q＝0；

如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即并且之后的N个数据中有大于或等于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，且变化方向一致，则判断气体流量在管道中的状态发生改变，即气体流量在管道中的状态进入跳变状态，此时，当前时刻处理完后输出的数据为：

X_i＝(1-a)*X_i-1+a*D_i，其中，a为预设的第一加权系数，0＜a＜1。

进一步，跳变状态下的数据处理包括：

将当前时刻正在处理的数据D_i前面所有处于跳变状态下的r-1个处理完后输出的数据和最后一个水平平稳状态下处理完后输出的数据，一共r个数据做最小二乘法一阶曲线拟合，得到函数f(X_i-1，X_i-2，...，X_i-r)＝A*i+B，根据f(X_i-1，X_i-2，...，X_i-r)＝A*i+B对i时刻气体流量计采集的数据做出预测，得出预测值X_测；

若当前时刻正在处理的数据与预测值X_测之间的相对变化率小于等于气体流量变化阈值ξ，即则将跳变状态数据个数加1，即j＝j+1，而当前时刻处理完后输出的数据为：

X_i＝(1-b)*X_测+b*D_i，其中，b为预设的第二加权系数，第二加权系数b为一个动态的跳变值，0＜b≤1，且b＝b+w，而w为预设的步进加权系数，0＜w＜1；

若当前时刻正在处理的数据与预测值X_测之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即如果之后的N个数据中没有大于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判定当前时刻正在处理的数据D_i为一个异常数据，将该正在处理的数据D_i舍弃，而当前时刻处理完后输出的数据用当前时刻的预测值X_测替代，即：X_i＝X_测；如果之后的N-1个数据有大于或等于k个数据与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判断气体流量在管道中的状态发生改变，即气体流量在管道中的状态进入水平平稳状态，此时，当前时刻处理完后输出的数据为X_i＝D_i。

1)所使用的气流动力来源于呼吸机，流速稳定，流量相对于现有技术更精确，对治疗时呼吸机的氧浓度和潮气量无干扰，保证患者安全的同时又可确保医疗和护理工作的顺利进行；气体流量控制器M3090A为先进气体流量监控设备，能准确测量气体流量数值并通过显示仪显示，能手动设置或与外部电脑连接进行设定气体流量参数，气体流量控制器M3090A具有自动补偿措施，对设定的与病人所需供氧量相匹配的参数，进行自动调节；呼吸机在“呼”和“吸”之间的转换时，在管道内，“吸”的时候提供的是氧气，而“呼”的时候则是呼吸机排出二氧化碳；当外接氧气的送气量为10L/min时，这时外配的氧气很难和呼吸机的呼吸频率相配合，这样雾化的药液有一部分就会浪费掉，在“呼”的过程中，雾化的药液会随着呼出的气流从呼吸机排出，甚至进入到呼吸机内腐蚀昂贵的呼吸机传感器，通过设置气体流量控制器M3090A根据病人需要设定适宜参数，很好解决了外配的氧气和呼吸机的呼吸频率一致性；

2)、在雾化过程中启动单向活瓣，雾化随吸气进行，呼气时停止，防止对呼出阀的损耗，同时防止呼吸管路冷凝水对雾化液的污染；

3)、在雾化过程中处于封闭状态，不干扰呼吸机正常的通气。

4)、能持续进行雾化湿化的治疗，加药时，通过容量杯外侧的出料口，不需要打开雾化器上盖，可保证通气不间断，同时可节省医护人员的工作量。

本发明提供的智能呼吸机雾化装置气体流量控制器M3090A优点：

1)气体流量控制器M3090A是一个可以手动设定或与电脑连接自动控制的气体稳流装置，能在较宽的量程范围内快速而精确地控制气体流量。即使***压力有波动或环境温度有轻微的变化，也不会影响其正常的工作。原则上不需要温度和压力补偿。

2)气体流量的测量和控制不因温度或压力的波动而失准。对于多数气体流量测控***而言，很难避免***的压力波动及环境和介质的温度变化。对于普通的测量仪器，压力及温度的波动将导致较大的误差；对于气体质量流量控制器，则一般可以忽略不计。

3)气体测量控制的自动化气体质量流量控制器可以将气体流量测量值以输出标准电信号输出。这样很容易实现对流量的数字显示、累计流量自动计量、数据自动记录、电脑管理等，还可以实现流量的自动控制。气体流量控制器M3090A的电予讯号控制方式为模拟式的(Analogtype)，输入输出信号为0～+5V或4～20mA。

4)气体流量控制器M3090A可精确地定量控制流量，气体质量流量控制器可以精确地控制气体的给定量，这对很多工艺过程的流量控制、对于不同气体的比例控制等特别管用。

5)气体流量控制器M3090A适用范围广泛，有很宽的工作压力范围，产品可以从真空直到10MP；本产品可以使用多种气体介质(包括一些腐蚀性气体，如三氯化硼、氟化氢等等)；有很宽的流量范围，产品最小流量范围可达0～10sccm，最大流量范围可达0～30slpm，流量控制范围是满量程的2～100％(量程比为50∶1)，特别适宜医药领域。

6)气体流量控制器M3090A的输出信号是模拟的(0-5Vdc或4-20mA)，不可以与电脑直接相连，一般在电脑上配A/D、D/A转换板，就能连接，也能通过流量显示仪和MFC相连。将模拟/数字转换用于接收流量测量值，数字/模拟转换用于给出0-5Vdc或4-20mA流量设定信号，这种转换板在工业控制产品市场上很容易买到。

7)分流线路包括至少两条并联的分路，并且本发明的气体流量计各个零件之间设置有截止阀，因此分流线路和截止阀可以将不同的零件组合，使本发明的气体流量计可以采用多种测量方式检测气体流量。

8)能有效识别气体流量计采集的数据中出现的异常数据，当气体流量计采集的数据变化时，本发明的方法能及时跟进并做平滑处理，当气体流量计采集的数据在一个固定的点上下振荡时，本发明的方法能使数据趋于平稳，使经过处理的输出数据稳定性好，灵敏度高，误差小。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能呼吸机雾化装置吸气状态结构示意图。

图2是本发明实施例提供的智能呼吸机雾化装置呼气单向活瓣状态结构示意图。

图3是本发明实施例提供的雾化器的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的容量杯的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的气体流量控制器的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的气体流量计结构示意图。

图中：1、雾化器；1-1、水槽本体；1-2、振荡膜；1-3、给水瓶；1-4、控制阀；1-5、弯管；2、上端盖；3、连接管；3-1、下连接口；3-2、连接体；3-3、后连接口；4、容量杯；4-1、电磁铁；4-2、进液孔；4-3、外筒；4-4、内筒；4-5、顶盘；4-6、内螺旋转盘；4-7、外螺纹管；4-8、杯柄；5、进气端口；6、连接端口；7、导管；8、气体流量控制器；8-1、阀体；8-2、阀座；8-3、先导电磁阀；8-4、调节组件；9、分流接口；10、呼吸机接口；11、出料口；12、橡皮塞；13、单向活瓣。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1至图5所示：该智能呼吸机雾化装置包括雾化器1、上端盖2、连接管3、容量杯4、进气端口5、连接端口6、导管7、气体流量控制器8、分流接口9、呼吸机接口10；

容量杯4的上端螺旋安装有雾化器1，雾化器1的顶部安装有上端盖2，上端盖2上设置有单向活瓣13，上端盖2外套装有连接管3；容量杯4的侧壁上安装有出料口11，出料口11内安装有橡皮塞12，容量杯4的下端安装有进气端口5；进气端口5外套装有连接端口6，连接端口6通过导管7与气体流量控制器8相连接，气体流量控制器8通过分流接口9与呼吸机接口10相连接。

所述的连接管3包括：下连接口3-1、连接体3-2和后连接口3-3；

连接管3的下连接口3-1套装在上端盖2上，下连接口3-1的上端安装有连接体3-2，连接体3-2的前端安装有后连接口3-3。

所述的导管7包括：圆管状的塑料管，和位于塑料管内套叠在一起的圆管状的编织网和弹簧网。

所述气体流量控制器8采用M3090A控制器，手动设置与外部电脑连接进行设定气体流量参数。

所述的雾化器1包括：超声波发生器、振荡膜1-2和水槽本体1-1，水槽本体1-1一侧的侧壁上设有用于给水槽本体1-1供水的给水瓶1-3，水槽本体1-1与给水瓶1-3通过弯管1-5连接，给水瓶1-3瓶口处的弯管1-5上设有调节水量的控制阀1-4。

通过给水瓶1-3供水后，水槽内的水得到了有效的控制，整个雾化过程中，可使水量一直保持在300ml的安全位置，水槽中的水不会进入风道口，进而进入控制电路装置，对雾化器1的控制电路造成损坏。给水瓶1-3与水槽本体1-1一体成型；在外观上使雾化器1更简洁，移动时更方便，还可节约材料。

所述的容量杯4包括：杯体、液体容器体积调节装置、珠环控制进口装置和气液流动管装置；

杯体包括外壳和杯柄4-8；

液体容器体积调节装置由盒体、外筒4-3、内筒4-4、顶盘4-5、内螺旋转盘4-6和外螺纹管4-7组成，方形盒连接在外筒4-3侧面上，盒体与外筒4-3相通，内筒4-4一端***外筒4-3内，设置于内筒4-4另一端的顶盘4-5连接一根伸出杯体的外螺纹管4-7，内螺旋转盘4-6设置在伸出杯体的外螺纹管4-7上；盒体下部设置有斜面；

珠环控制进口装置包括设置在盒体下部斜面的进液孔4-2、进液孔4-2的两侧设有铁珠运行板，板上悬挂一颗锥形铁球；

气液流动管装置，包括液体出口、空气进口、出水管道、进气管道、浮标、电磁铁4-1、浮标栏板，液体出口和空气进口设置在电磁铁4-1上，电磁铁4-1构成盒体的顶面，浮标栏杆设置在电磁铁4-1下方，带有铁片的浮标设置在浮标栏板内。

容量杯4能够快速、方便的自动量取设定体积的液体，通过杯体外表面的刻度可确定杯体内的液体总量

所述的气体流量控制器8包括阀体8-1、阀座8-2、先导电磁阀8-3和调节组件8-4；

阀体8-1两端内部设有输入腔室和输出腔室，中部内设调节腔室；阀座8-2固定在阀体8-1上并与先导电磁阀8-3连通；阀座8-2内设有输入孔腔、输出孔腔、控制腔室、先导孔道；输入孔腔与输入腔室连通，输出孔腔与调节腔室连通，先导孔道与先导电磁阀8-3的先导孔连通；调节组件8-4与阀体8-1连接并与调节腔室连通，以控制调节腔室的截面积。

气体流量调节控制器具有结构紧凑、调节精确、寿命长、体积小的特点，并具有截止、节流和精确调节流量的作用，其与气体减压器配合使用更能满足特殊工艺要求。

如图6所示，气体流量计包括第一压力计2、参考室4、比对室23、分流线路、变容室8、定容室9、差压压力计24、截止阀和校准室29。第一压力计2、参考室4、比对室23、分流线路和校准室29依次串联，变容室的容积可变，并且变容室具有可以改变容积室容积的活动结构，该变容室连通于比对室，当然变容室是通过具有第一截止阀6的管路连接到比对室的。定容室9连通于比对室和分流线路之间，定容室通过具有第二截止阀22的管路连接到对比室和分流线路之间的，不过，第二截止阀开启或关闭，并不影响比对室和分流线路之间的连通或断开，其只影响定容室是否连通于对比室和分流线路之间的线路。进一步分流线路至少包括两条并联的分路，称之为第一分路和第二分路，每条分路上都具有容积室和连通或断开该分路的阀门，第二分路的容积室后连接有一段小口径连通管，所述小口径连通管的口径小于其所在分路上其它位置处的连接管的口径。在参考室和比对室之间还设置第三截止阀5。

本实施例提供了一种气体流量计的数据检测方法，该方法将气体流量在管道中的状态分为水平平稳状态和跳变状态，提取气体流量计采集的数据，以N+i个数据为一组，设D_i为i时刻气体流量计采集的数据，并且D_i为当前时刻正在处理的数据，D_i+N为i+N时刻气体流量计采集的数据，X_i为当前时刻处理完后输出的数据；

预设气体流量变化阈值ξ，预设水平平稳状态的累加次数q＝0，预设跳变状态数据个数j＝0，预设水平平稳状态的累加最大值Q，预设参数k，且k＜N；初始默认气体流量在管道中的状态为水平平稳状态；

本实施例中，气体流量计的数据检测方法主要分成两个部分，第一部分为：水平平稳状态下的数据处理，该部分主要完成在水平平稳状态下的气体流量计采集的数据做滑动累加平均使数据趋于稳定，判别与处理出现的异常数据以及识别流量状态从水平平稳状态到跳变状态的切换；第二部分为跳变状态下的数据处理，该部分主要完成：及时跟进数据的变化；判别与处理在跳变状态中出现的异常数据以及流量状态从跳变状态到水平平稳状态的切换；

其中第一部分的水平平稳状态下的数据处理包括：

(1-1)、如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率小于等于气体流量变化阈值ξ，即则将当前时刻正在处理的数据D_i进行累加平均，累加次数q＝q+1，

如果累加次数q＜Q，则处理完后输出的数据为：

如果q＝Q，采用先进后出，队尾进一个数据，队首丢弃一个数据，数据做Q次累加平均得到处理完后输出的数据，即

在首次处理时，首先需要气体流量计采集至少N+1个数据，然后才会启动本发明的方法进行数据检测和处理，此时，X_i-1＝D_i-1，D_i+N则为当前时刻气体流量计采集的数据；而为了使检测输出的数据更加准确，在启动本发明的方法之前，往往会需要多采集一些数据，在正在处理的数据D_i之前的数据，直接采用累加平均的方法得到X_i-1、X_i-2、X_i-3......

(1-2)、如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即并且之后的N个数据中没有大于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判定当前时刻正在处理的数据D_i为一个异常数据，将该正在处理的数据D_i舍弃，而当前时刻处理完后输出的数据用前一个处理完后输出的数据X_i-1替代，即：X_i＝X_i-1，同时，将水平平稳状态的累加次数清零，q＝0；

(1-3)、如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即并且之后的N个数据中有大于或等于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，且变化方向一致，则判断气体流量在管道中的状态发生改变，即气体流量在管道中的状态进入跳变状态，此时，当前时刻处理完后输出的数据为：

X_i＝(1-a)*X_i-1+a*D_i，其中，a为预设的第一加权系数，0＜a＜1；

其中，第二部分的跳变状态下的数据处理包括：

(2-1)、将当前时刻正在处理的数据D_i前面所有处于跳变状态下的r-1个处理完后输出的数据和最后一个水平平稳状态下处理完后输出的数据，一共r个数据做最小二乘法一阶曲线拟合，得到函数f(X_i-1，X_i-2，...，X_i-r)＝A*i+B，根据f(X_i-1，X_i-2，...，X_i-r)＝A*i+B对i时刻气体流量计采集的数据做出预测，得出预测值X_测，这里r值为一个变量，随着跳变状态数据的增加，r值可以增加，第一个跳变状态下处理完后输出的数值为X_i＝(1-a)*X_i-1+a*D_i，在求取第二个跳变状态下处理完后输出的数值时，r为2，在求取第三个跳变状态下处理完后输出的数值时，r为3，......；

(2-2)、若当前时刻正在处理的数据与预测值X_测之间的相对变化率小于等于气体流量变化阈值ξ，即则将跳变状态数据个数加1，即j＝j+1，而当前时刻处理完后输出的数据为：

X_i＝(1-b)*X_测+b*D_i，其中，b为预设的第二加权系数，第二加权系数b为一个动态的跳变值，0＜b￡1，且b＝b+w，即每次处理后，而b值会增加w，w为预设的步进加权系数，0＜w＜1；

(2-3)、若当前时刻正在处理的数据与预测值X_测之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即如果之后的N个数据中没有大于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判定当前时刻正在处理的数据D_i为一个异常数据，将该正在处理的数据D_i舍弃，而当前时刻处理完后输出的数据用当前时刻的预测值X_测替代，即：X_i＝X_测；如果之后的N-1个数据有大于或等于k个数据与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判断气体流量在管道中的状态发生改变，即气体流量在管道中的状态进入水平平稳状态，此时，当前时刻处理完后输出的数据为X_i＝D_i。

本发明的工作原理：

使用时将雾化器1通过上端盖2与“T”形呼吸机接口10的下端接口连接，“T”形呼吸机接口10的连接体3-2和后连接口3-3分别连接呼吸机进气管与气管插管，进气端口5通过导管7与气体流量控制器8连接，气体流量控制器8和呼吸机接口10一端的分流接口9连接，呼吸机接口10的另一端分别和呼吸机进气端、进气管路连接，通过容量杯4外侧的出料口11注入雾化液，注入后用橡皮塞12封闭出料口11，吸气时，气流通过分流接口9、气体流量控制器8和导管7进入雾化器1，弹开上端盖2上的单向活瓣13进入管道，雾化液随气流进入患者气道内，起到雾化作用，同时单向活瓣13在呼气时封闭，可预防呼吸机管路冷凝水进入雾化器1，防止雾化液被污染，此外雾化在吸气时进行，呼气时终止，可减少对呼出阀的损耗。

当呼吸机在“呼”和“吸”之间的转换时在管道内，“吸”的时候提供的是氧气，而“呼”的时候则是呼吸机排出二氧化碳，当外接氧气的送气量为10L/min时，而外配的氧气很难和呼吸机的呼吸频率相配合，这样雾化的药液有一部分就会浪费掉，在“呼”的过程中，雾化的药液会随着呼出的气流从呼吸机排出，甚至进入到呼吸机内有可能腐蚀昂贵的呼吸机传感器，通过设置气体流量控制器8M3090A根据病人需要设定适宜参数，很好解决了外配的氧气和呼吸机的呼吸频率一致性。

本发明所使用的气流动力来源于呼吸机，流速稳定，流量相对于现有技术更精确，对治疗时呼吸机的氧浓度和潮气量无干扰，保证患者安全的同时又可确保医疗和护理工作的顺利进行；气体流量控制器8M3090A为先进气体流量监控设备，能准确测量气体流量数值并通过显示仪显示，能手动设置或与外部电脑连接进行设定气体流量参数，气体流量控制器8M3090A具有自动补偿措施，对设定的与病人所需供氧量相匹配的参数，进行自动调节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能呼吸机雾化装置，其特征在于，该智能呼吸机雾化装置包括：雾化器、上端盖、连接管、容量杯、进气端口、连接端口、导管、气体流量控制器、分流接口、呼吸机接口；

容量杯的上端螺旋安装有雾化器，雾化器的顶部安装有上端盖，上端盖上设置有单向活瓣，上端盖外套装有连接管；容量杯的侧壁上安装有出料口，出料口内安装有橡皮塞，容量杯的下端安装有进气端口；进气端口外套装有连接端口，连接端口通过导管与气体流量控制器相连接，气体流量控制器通过分流接口与呼吸机接口相连接；

所述的连接管包括：下连接口、连接体和后连接口；

连接管的下连接口套装在上端盖上，下连接口的上端安装有连接体，连接体的前端安装有后连接口；

所述的导管包括：圆管状的塑料管，和位于塑料管内套叠在一起的圆管状的编织网和弹簧网；

所述气体流量控制器采用M3090A控制器，手动设置与外部电脑连接进行设定气体流量参数；

所述的雾化器包括：超声波发生器、振荡膜和水槽本体，水槽本体一侧的侧壁上设有用于给水槽本体供水的给水瓶，水槽本体与给水瓶通过弯管连接，给水瓶瓶口处的弯管上设有调节水量的控制阀；

所述的容量杯包括：杯体、液体容器体积调节装置、珠环控制进口装置和气液流动管装置；

杯体包括外壳和杯柄；

液体容器体积调节装置由盒体、外筒、内筒、顶盘、内螺旋转盘和外螺纹管组成，方形盒连接在外筒侧面上，盒体与外筒相通，内筒一端***外筒内，设置于内筒另一端的顶盘连接一根伸出杯体的外螺纹管，内螺旋转盘设置在伸出杯体的外螺纹管上；盒体下部设置有斜面；

珠环控制进口装置包括设置在盒体下部斜面的进液孔、进液孔的两侧设有铁珠运行板，板上悬挂一颗锥形铁球；

气液流动管装置，包括液体出口、空气进口、出水管道、进气管道、浮标、电磁铁、浮标栏板，液体出口和空气进口设置在电磁铁上，电磁铁构成盒体的顶面，浮标栏杆设置在电磁铁下方，带有铁片的浮标设置在浮标栏板内；

所述的气体流量控制器包括阀体、阀座、先导电磁阀和调节组件；

阀体两端内部设有输入腔室和输出腔室，中部内设调节腔室；阀座固定在阀体上并与先导电磁阀连通；阀座内设有输入孔腔、输出孔腔、控制腔室、先导孔道；输入孔腔与输入腔室连通，输出孔腔与调节腔室连通，先导孔道与先导电磁阀的先导孔连通；调节组件与阀体连接并与调节腔室连通，以控制调节腔室的截面积。

2.如权利要求1所述的智能呼吸机雾化装置，其特征在于，所述气体流量控制器的进气端设置有气体流量计；

所述气体流量计依次串联的第一压力计、参考室、比对室以及分流线路、校准室；所述分流线路至少包括两条并联的分路：第一分路和第二分路，每条分路上都具有容积室和连通或断开该分路的阀门，第二分路的容积室后连接有一段小口径连通管，所述小口径连通管的口径小于其所在分路上其它位置处的连接管的口径；所述气体流量计还包括：变容室，通过具有第一截止阀的管路与所述比对室连接，所述变容室容积可变，并且具有调节容积室容积的活动结构；

定容室，通过具有第二截止阀的管路连接在所述比对室和分流线路之间；

参考室和比对室之间连接有第三截止阀；差压压力计，连接所述参考室和所述比对室。

3.如权利要求2所述的智能呼吸机雾化装置，其特征在于，所述分流线路包括并联的三条分路：第一分路、第二分路和第三分路；

第一分路包括依次串联第一阀门、第一容积室、针阀和第二阀门；

第二分路包括依次串联的第三阀门、第二容积室、第一小口径连通管和第四阀门；

第三分路包括依次串联的第五阀门、第三容积室、第二小口径连通管和第六阀门；

还包括供气装置，所述参考室与供气装置连通；和/或所述分流线路中的每个所述分路均与校准室连通；

所述气体流量计还具有抽气***，连通于所述参考室前；

所述变容室为波纹管结构，所述活动结构为所述波纹管的管壁；

所述第一容积室为连通所述第一阀门和所述针阀的管路；

所述第二容积室为连通所述第三阀门和所述第一小口径连通管的管路；

所述第三容积室为连通所述第五阀门和所述第二小口径连通管的管路；

所述小口径连通管的孔径为5-10微米。

4.一种智能呼吸机雾化装置的气体流量计的数据检测方法，其特征在于，所述气体流量计的数据检测方法将气体流量在管道中的状态分为水平平稳状态和跳变状态，提取气体流量计采集的数据，以N+1个数据为一组，设D_i为i时刻气体流量计采集的数据，并且D_i为当前时刻正在处理的数据，D_i+N为i+N时刻气体流量计采集的数据，X_i为当前时刻处理完后输出的数据，预设气体流量变化阈值ξ，预设水平平稳状态的累加次数q＝0，预设跳变状态数据个数j＝0，预设水平平稳状态的累加最大值Q，预设参数k，且k＜N；初始默认气体流量在管道中的状态为水平平稳状态。

5.如权利要求4所述的智能呼吸机雾化装置的气体流量计的数据检测方法，其特征在于，水平平稳状态下的数据处理包括：

如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率小于等于气体流量变化阈值ξ，即则将当前时刻正在处理的数据D_i进行累加平均，累加次数q＝q+1；

如果累加次数q＜Q，则处理完后输出的数据为：

如果q＝Q，采用先进后出，队尾进一个数据，队首丢弃一个数据，数据做Q次累加平均得到处理完后输出的数据，即：

如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即并且之后的N个数据中没有大于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判定当前时刻正在处理的数据D_i为一个异常数据，将该正在处理的数据D_i舍弃，而当前时刻处理完后输出的数据用前一个处理完后输出的数据X_i-1替代，即：X_i＝X_i-1，同时，将水平平稳状态的累加次数清零，q＝0；

如果当前时刻正在处理的数据D_i与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即并且之后的N个数据中有大于或等于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，且变化方向一致，则判断气体流量在管道中的状态发生改变，即气体流量在管道中的状态进入跳变状态，此时，当前时刻处理完后输出的数据为：

X_i＝(1-a)*X_i-1+a*D_i，其中，a为预设的第一加权系数，0＜a＜1。

6.如权利要求4所述的智能呼吸机雾化装置的气体流量计的数据检测方法，其特征在于，跳变状态下的数据处理包括：

将当前时刻正在处理的数据D_i前面所有处于跳变状态下的r-1个处理完后输出的数据和最后一个水平平稳状态下处理完后输出的数据，一共r个数据做最小二乘法一阶曲线拟合，得到函数f(X_i-1，X_i-2，...，X_i-r)＝A*i+B，根据f(X_i-1，X_i-2，...，X_i-r)＝A*i+B对i时刻气体流量计采集的数据做出预测，得出预测值X_测；

若当前时刻正在处理的数据与预测值X_测之间的相对变化率小于等于气体流量变化阈值ξ，即则将跳变状态数据个数加1，即j＝j+1，而当前时刻处理完后输出的数据为：

X_i＝(1-b)*X_测+b*D_i，其中，b为预设的第二加权系数，第二加权系数b为一个动态的跳变值，0＜b≤1，且b＝b+w，而w为预设的步进加权系数，0＜w＜1；

若当前时刻正在处理的数据与预测值X_测之间的相对变化率大于气体流量变化阈值ξ，即如果之后的N个数据中没有大于k个正在处理的数据与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判定当前时刻正在处理的数据D_i为一个异常数据，将该正在处理的数据D_i舍弃，而当前时刻处理完后输出的数据用当前时刻的预测值X_测替代，即：X_i＝X_测；如果之后的N-1个数据有大于或等于k个数据与上次处理完后输出的数据X_i-1之间的相对变化率均大于气体流量变化阈值ξ，则判断气体流量在管道中的状态发生改变，即气体流量在管道中的状态进入水平平稳状态，此时，当前时刻处理完后输出的数据为X_i＝D_i。