CN107622512A - 一种智能雾化管理设备及其工作原理 - Google Patents

一种智能雾化管理设备及其工作原理 Download PDF

Info

Publication number
CN107622512A
CN107622512A CN201711008470.2A CN201711008470A CN107622512A CN 107622512 A CN107622512 A CN 107622512A CN 201711008470 A CN201711008470 A CN 201711008470A CN 107622512 A CN107622512 A CN 107622512A
Authority
CN
China
Prior art keywords
atomization
optical sensor
measuring cylinder
atomizer
drop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711008470.2A
Other languages
English (en)
Inventor
雷磊
王祥君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Grand White Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Grand White Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Grand White Technology Co Ltd filed Critical Wuhan Grand White Technology Co Ltd
Priority to CN201711008470.2A priority Critical patent/CN107622512A/zh
Publication of CN107622512A publication Critical patent/CN107622512A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种智能雾化管理设备及其工作原理，包括主机身，进气口，出气口，光学传感器，微型光源，微型光学探测器，液晶显示屏，开关按钮以及测量与通讯功能组件。进气口设计在光学传感器的一端，与雾化器出口对接。出气口设计在另一端，与喷嘴对接。光学传感器在测量筒内。光源与光学探测器镶嵌于光学传感器内部。液晶屏与开关安装在外侧。测量与通讯组件包括主控制器，电源，时钟与通信器。发明通过光学传感器对雾化液滴的尺寸，浓度及其进行实时监测。并通过蓝牙等技术访问数据库，根据药物和病人的数据库对本次雾化表现进行评估，提示用户优化雾化器工作参数并将信息记录于电子病历。为使用雾化进行精准治疗提供了可靠的工具。

Description

一种智能雾化管理设备及其工作原理
技术领域
本发明涉及针对雾化机治疗的一种智能雾化管理设备及其工作原理。
背景技术
医用雾化器是用于治疗上呼吸道疾病的一种设备。主要用于治疗各种上下呼吸***疾病，如感冒、发热、咳嗽、哮喘、咽喉肿痛、咽炎、鼻炎、支气管炎、尘肺等气管、支气管、肺泡、胸腔内所发生的疾病。雾化吸入治疗是呼吸***疾病治疗方法中一种重要和有效的治疗方法，采用雾化吸入器将药液雾化成微小颗粒，药物通过呼吸吸入的方式进入呼吸道和肺部沉积，从而达到无痛、迅速有效治疗的目的。
雾化吸入时雾滴的大小决定了它在呼吸道中的沉降部位。雾滴直径1～5μm，沉积部位在细支气管及肺泡；直径5～20μm，沉积在支气管；20～40μm，沉积在鼻、咽、喉及上部气管。故临床上，根据所治疗呼吸道疾病的不同，选用不同的雾化器。一般临床所需雾滴直径以1～5μm为宜。在实际的雾化过程中，很多参数会直接影响雾化液滴的尺寸。以气体压缩式雾化器为例，温度，药物粘度，密度和气压等因素都会影响液滴尺寸。在不同工作环境中，或者工作时间较长的情况下，即便同一套设备的表现也会有显著的差异。尤其针对当前雾化机市场，产品品类多，质量参差不齐等现状。有效的雾化过程管理***对于使用该方法进行的治疗效果。
米氏散射理论被广泛应用于颗粒尺寸的测量。利用该理论，基于激光衍射的方法可以对至少尺寸范围在0.1～20μm的颗粒进行准确的尺寸测量。国际标准ISO 13320:2009提供了利用分析散射信号从而对颗粒尺寸分布设备化标准化指导。该方法对于测量雾化器产生的液滴颗粒具有很强的实用性。
发明内容
本发明的目的：提供一种雾化针对雾化机治疗的一种智能雾化管理设备及其工作原理。通过基于激光衍射的光学传感器对雾化机产生的液滴尺寸分布和浓度等参数进行记录与分析并依据数据对此次雾化治疗效果进行评估以及用户提示。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种智能雾化管理设备及其工作原理，包括雾化测量筒，其特征在于：所述雾化测量筒包含一个光学传感器。光学传感器镶嵌于测量筒内，一端与测量筒进气口连接，另一端与测量筒出气口连接。光学传感器内包含一个微型光源和一个微型光学探测器。根据米氏散射(Mie Scattering)原理，雾化颗粒的尺寸可以通过其光学散射信号分布推导出来。雾化器产生的液滴可以通过测量筒进气口进入雾化测量筒并通过测量图出气口进入一次性喷嘴和病人的口腔。光学传感器将会记录液滴的尺寸分布，浓度等参数以及其对应时间的动态变化。并通过蓝牙，WIFI，GPRS等无线通信技术访问数据库，根据药物和病人的原有数据对本次雾化表现进行评估，对用户进行提示，优化雾化器工作参数并将相关信息记录于电子病历等。***开关按钮将用于控制设备的开启与关闭。置于其下方的液晶显示屏将为用户显示***提示信息。
上述的光学传感器利用微型光学***实现对微米量级液滴米氏散射信号的实时检测。利用镶嵌式微处理器根据散射信号对颗粒浓度以及尺寸分布进行推算。由于不同尺寸液滴在激光照射下会产生不同的散射信号。利用包含光学成像***在内的光学探测器可以接受该散射信号并依据米氏散射信号原理以及国际标准ISO 13320:2009所提供的检测方案指南，液滴的尺寸分布以及颗粒浓度等信息可以进行准确推导。
上述光学传感器采用的米氏散射理论是麦克斯韦方程对处在均匀介质中的均匀颗粒在平面单色波照射下的严格数学解。由Mie散射知道,距离散射体r处p点的散射光强为：
式中:λ为光波波长；I0为入射光强；Isca为散射光强；θ为散射角；为偏振光的偏振角
式中:S1(θ)和S2(θ)是振幅函数；an和bn是与贝塞尔函数和汉克尔函数有关的函数；πn和τn是连带勒让得函数的函数,仅与散射角θ有关
式中:和分别是贝塞尔函数和第一类汉克尔函数；和是:和的导数；是无因次直径；m是相对介质的折射率。
基于该理论的递推算法可以很方便的通过计算机程序求解。探测区域的液滴形成叠加的散射信号。通过该信号的分析，可以得出液滴的数量与尺寸分布。
上述的雾化测量筒通过进气口易于连接普通雾化器，出气口易于连接口腔的筒状设计，同时光学传感器的结构设计保证了其能够方便的镶嵌如雾化测量筒，使该设备能够配合市面通行的大部分雾化器进行雾化测试。上述雾化测量设备的测量流程方法至少包含如下步骤：
步骤1：数据初始化，包含用户ID，药物信息等等。
步骤2：雾化起始点确认，并在无法确认雾化起始的情况下对用户进行设备检查提示。等待雾化机重新设置并开启雾化后确认起始时间。
步骤3：对雾化液滴尺寸，浓度以及随时间的动态变化做出实时测量。
步骤4：数据交互，测量信号通过通信模块与用户数据库进行比较与评估。对本次雾化治疗参数是否正常进行及时的提示。
步骤5：若工作参数出现不正常的现象，***提示后等待用户对设备或者药物参数进行调整。等待重新设置并达到正常指标后继续雾化并持续测量。
步骤6：本次雾化结束后进行数据汇总。包含本次治疗的总时间，雾化液滴总尺寸分布，用药总量，用户ID，药物名称等等。并将信息自动记录于电子病历。
附图说明
图1是本发明一种智能雾化管理设备的结构示意图
图2是本发明一种智能雾化管理设备光学传感器工作原理
图3是本发明智能雾化管理设备的工作流程图
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施方式。
请参考附图1所示，一种智能雾化管理设备及其工作原理，包括雾化测量筒(1)，其特征在于：所述雾化测量筒(1)包含一个光学传感器(2)。光学传感器(2)镶嵌于测量筒内，一端与测量筒进气口(3)连接，另一端与测量筒出气口(4)连接。光学传感器(2)内包含一个微型光源(5)和一个微型光学探测器(6)。根据米氏散射(Mie Scattering)原理，雾化颗粒的尺寸可以通过其光学散射信号分布推导出来。雾化器产生的液滴可以通过测量筒进气口(3)进入雾化测量筒(1)并通过测量图出气口(4)进入一次性喷嘴和病人的口腔。光学传感器(2)将会记录液滴的尺寸分布，浓度等参数以及其对应时间的动态变化。并通过蓝牙，WIFI，GPRS等无线通信技术访问数据库，根据药物和病人的原有数据对本次雾化表现进行评估，对用户进行提示，优化雾化器工作参数并将相关信息记录于电子病历等。***开关按钮(7)将用于控制设备的开启与关闭。置于其下方的液晶显示屏(8)将为用户显示***提示信息。
上述的光学传感器利用微型光学***实现对微米量级液滴米氏散射信号的实时检测。利用镶嵌式微处理器根据散射信号对颗粒浓度以及尺寸分布进行推算。由于不同尺寸液滴在激光照射下会产生不同的散射信号。利用包含光学成像***在内的光学探测器可以接受该散射信号并依据米氏散射信号原理以及国际标准ISO 13320:2009所提供的检测方案指南，液滴的尺寸分布以及颗粒浓度等信息可以进行准确推导。
如图2所示，依据上述光学传感器采用的米氏散射理论。在激光(9)照射的区间，尺寸较大(10)与较小(11)的液滴的散射光将产生不同的分布角度。并在本光学设计中最终聚焦于不同的位置(12，13)并被光学检测器(14)捕获。液滴将在探测区间向同一个方位移动(15)，其总体散射信号通过透镜(16)投射于光学探测器上。
上述光学传感器采用的米氏散射理论是麦克斯韦方程对处在均匀介质中的均匀颗粒在平面单色波照射下的严格数学解。由Mie散射知道,距离散射体r处p点的散射光强为：
式中:λ为光波波长；I0为入射光强；Isca为散射光强；θ为散射角；为偏振光的偏振角
式中:S1(θ)和S2(θ)是振幅函数；an和bn是与贝塞尔函数和汉克尔函数有关的函数；πn和τn是连带勒让得函数的函数,仅与散射角θ有关
式中:和分别是贝塞尔函数和第一类汉克尔函数；和是:和的导数；是无因次直径；m是相对介质的折射率。
基于该理论的递推算法可以很方便的通过计算机程序求解。探测区域的液滴形成叠加的散射信号。通过该信号的分析，可以得出液滴的数量与尺寸分布。
上述的雾化测量筒(1)通过进气口(3)易于连接普通雾化器，出气口(4)易于连接口腔的筒状设计，同时光学传感器(2)的结构设计保证了其能够方便的镶嵌如雾化测量筒，使该设备能够配合市面通行的大部分雾化器进行雾化测试。
如图3所示，上述雾化测量设备的测量流程方法至少包含如下步骤：
步骤1：数据初始化，包含用户ID，药物信息等等。
步骤2：雾化起始点确认，并在无法确认雾化起始的情况下对用户进行设备检查提示。等待雾化机重新设置并开启雾化后确认起始时间。
步骤3：对雾化液滴尺寸，浓度以及随时间的动态变化做出实时测量。
步骤4：数据交互，测量信号通过通信模块与用户数据库进行比较与评估。对本次雾化治疗参数是否正常进行及时的提示。
步骤5：若工作参数出现不正常的现象，***提示后等待用户对设备或者药物参数进行调整。等待重新设置并达到正常指标后继续雾化并持续测量。
步骤6：本次雾化结束后进行数据汇总。包含本次治疗的总时间，雾化液滴总尺寸分布，用药总量，用户ID，药物名称等等。并将信息自动记录于电子病历。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围。凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种智能雾化管理设备及其工作原理，包括雾化测量筒(1)，其特征在于：所述雾化测量筒(1)包含一个光学传感器(2)。光学传感器(2)镶嵌于测量筒内，一端与测量筒进气口(3)连接，另一端与测量筒出气口(4)连接。光学传感器(2)内包含一个微型光源(5)和一个微型光学探测器(6)。根据米氏散射(Mie Scattering)原理，雾化颗粒的尺寸可以通过其光学散射信号分布推导出来。雾化器产生的液滴可以通过测量筒进气口(3)进入雾化测量筒(1)并通过测量图出气口(4)进入一次性喷嘴和病人的口腔。光学传感器(2)将会记录液滴的尺寸分布，浓度等参数以及其对应时间的动态变化。并通过蓝牙，WIFI，GPRS等无线通信技术访问数据库，根据药物和病人的原有数据对本次雾化表现进行评估，对用户进行提示，优化雾化器工作参数并将相关信息记录于电子病历等。***开关按钮(7)将用于控制设备的开启与关闭。置于其下方的液晶显示屏(8)将为用户显示***提示信息。
2.根据权利要求1所述的光学传感器(2)。其特征在于：利用微型光学***实现对微米量级液滴米氏散射信号的实时检测。利用镶嵌式微处理器根据散射信号对颗粒浓度以及尺寸分布进行推算。
3.根据权利要求1所述的雾化测量筒(1)结构。其特征在于：通过进气口易于连接普通雾化器，出气口易于连接口腔的筒状设计，使该设备能够配合市面通行的大部分雾化器进行雾化测试。
4.根据权利要求1到3所述的测量流程。其特征在于：该方法至少包含如下关键步骤：
关键步骤1：数据初始化，包含用户ID，药物信息等等
关键步骤2：雾化起始点确认，并在无法确认雾化起始的情况下对用户进行设备检查提示。等待设备重新设置并雾化开启后确认雾化起始时间。
关键步骤3：数据交互，测量信号通过通信模块与用户数据库进行比较与评估。对本次雾化治疗参数是否正常进行及时的提示。
关键步骤4：数据汇总。包含本次治疗的总时间，雾化液滴总尺寸分布，用药总量，用户ID，药物名称等等。并自动记录于电子病历。
CN201711008470.2A 2017-10-25 2017-10-25 一种智能雾化管理设备及其工作原理 Pending CN107622512A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711008470.2A CN107622512A (zh) 2017-10-25 2017-10-25 一种智能雾化管理设备及其工作原理

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711008470.2A CN107622512A (zh) 2017-10-25 2017-10-25 一种智能雾化管理设备及其工作原理

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107622512A true CN107622512A (zh) 2018-01-23

Family

ID=61092823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711008470.2A Pending CN107622512A (zh) 2017-10-25 2017-10-25 一种智能雾化管理设备及其工作原理

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107622512A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108514895A (zh) * 2018-03-01 2018-09-11 北京天健惠康生物科技有限公司 一种微液滴生成及监测装置
CN111650134A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 深圳市康泓威科技有限公司 电子雾化设备溶质剂量消耗的检测与控制方法及其电子雾化设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090118646A1 (en) * 2005-04-18 2009-05-07 Sune Svanberg Human Cavity Gas Measurement Device And Method
CN102778243A (zh) * 2011-05-09 2012-11-14 霍尼韦尔国际公司 包括可移除感测模块的模块化传感器组件
CN103250351A (zh) * 2010-10-15 2013-08-14 约翰逊父子公司 具备动态检测***的专用集成电路
CN104833621A (zh) * 2015-04-27 2015-08-12 江苏大学 一种医用雾化器盐雾浓度检测传感器及检测方法
CN105999485A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 王未来 一种智能雾化器***及其监控使用方法
CN106563196A (zh) * 2016-05-20 2017-04-19 孟庆军 一种儿科医用紧急雾化器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090118646A1 (en) * 2005-04-18 2009-05-07 Sune Svanberg Human Cavity Gas Measurement Device And Method
CN103250351A (zh) * 2010-10-15 2013-08-14 约翰逊父子公司 具备动态检测***的专用集成电路
CN102778243A (zh) * 2011-05-09 2012-11-14 霍尼韦尔国际公司 包括可移除感测模块的模块化传感器组件
CN104833621A (zh) * 2015-04-27 2015-08-12 江苏大学 一种医用雾化器盐雾浓度检测传感器及检测方法
CN106563196A (zh) * 2016-05-20 2017-04-19 孟庆军 一种儿科医用紧急雾化器
CN105999485A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 王未来 一种智能雾化器***及其监控使用方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108514895A (zh) * 2018-03-01 2018-09-11 北京天健惠康生物科技有限公司 一种微液滴生成及监测装置
CN111650134A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 深圳市康泓威科技有限公司 电子雾化设备溶质剂量消耗的检测与控制方法及其电子雾化设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2017259982B2 (en) Systems and methods for pulmonary health management
US20230122109A1 (en) Smart nebulizer
US7414720B2 (en) Measuring particle size distribution in pharmaceutical aerosols
US6158431A (en) Portable systems and methods for delivery of therapeutic material to the pulmonary system
US20150273165A1 (en) Systems and methods for administering pulmonary medications
CN107622512A (zh) 一种智能雾化管理设备及其工作原理
CN102460137A (zh) 用于使用导纳谱法鉴定医用流体中的化合物的***和方法
CN206792769U (zh) 一种可以提升治疗效果且带液位检测功能的雾化杯
CN107626019A (zh) 手持式喷雾器
CN111653335A (zh) 剩余药品剂量用时识别***
EP3818354B1 (en) Device and method for determining an aerosol delivery
Dai et al. Numerical study of effects of device design on drug delivery efficiency for an active dry powder inhaler
CN113030604A (zh) 一种雾化器防干烧识别应用及其电路
CN109141261A (zh) 一种气雾剂吸入驱动器的喷孔光学批量检测设备及方法
Vahaji et al. Optimising aerosol delivery for maxillary sinus deposition in a post-FESS sinonasal cavities
CN111610261A (zh) 一种筛选适用于β2受体激动剂的雾化装置的方法
Copley Improving inhaled product testing: methods for obtaining better in vitro-in vivo relationships
CN207708289U (zh) 一种具有气体流量及压力监测功能的雾化器
JPS58165008A (ja) 微小粒子の粒径分布測定方法
CN204815215U (zh) 一种医用雾化支架
CN207407826U (zh) 一种气雾剂吸入驱动器的喷孔光学批量检测设备
Doub et al. Laboratory Performance Testing of Aqueous Nasal Inhalation Products for Droplet/Particle Size Distribution: an Assessment from the International Pharmaceutical Aerosol Consortium on Regulation and Science (IPAC-RS)
CN109045424A (zh) 一种基于机器人的智能雾化***
US20050142665A1 (en) Laser diffraction method for particle size distribution measurements in pharmaceutical aerosols
Kippax Solving Complex Formulation and Delivery Challenges for Intranasal Drugs

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180123

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication