本發明涉及一種醫用器材，特別是一種用于治療哮喘等呼吸疾病的智能輔助吸入器。

背景技術：

霧化吸入器是呼吸道病人（如哮喘病人）常用的治療設備，它與瓶裝或罐裝的氣霧劑或粉劑，如萬托林等藥品，配合使用，緩解哮喘或慢性阻塞性肺部疾患（可逆性氣道阻塞疾病）患者的支氣管痙攣，及急性預防運動誘發的哮喘，或其他過敏原誘發的支氣管痙攣，起到急救的。

此類瓶裝氣動藥瓶頂部設置有藥粉出口，而且能保證每次按壓出的藥量為一個定值。但是正確的使用方法應當使藥粉在深吸氣的情況下，直接進入氣管和支氣管內，停留在口腔內的藥粉對支氣管痙攣起不到足夠的療效。病人往往根據自我感覺，如果感覺不舒服甚至多次使用更大計量的藥粉，藥粉被食道吞咽或停留在口腔內，也對身體不好。

通常，萬托林等藥品的說明書上會解釋使用方法，但是病人在使用過程中，特別是新手使用時，往往不能做到正確的操作方式，影響藥粉療效。

針對這種情況，國外的一些大型醫療器械廠家如美國的新澤西軸的微量技術公司，申報了專利CN200410085926.1“用于從容器輸送粉狀藥物的空氣吸入裝置”，它是一種用于從容器輸送粉狀藥物的空氣吸入裝置，所述空氣吸入裝置包括：一聲頻控制器，所述聲頻控制器包括一聲頻麥克風元件，聲頻麥克風元件用于檢測所述聲頻麥克風元件附近的氣流聲音并產生表示所述氣流的信號；以及用于響應所述信號振動所述容器的高頻振動器，所述振動器因而可運行以誘導所述藥物進入所述氣流中。

該產品已經考慮到，只有吸氣量達到一個合適的值以后，氣管和支氣管充分張開，此時吸入藥粉才是較為合適的時機，但是它沒有嚴格的匹配吸入的合適氣流量以及藥粉的吸入有效持續時間，使用者會造成吸入的總氣流量不足而導致藥粉未能充分進入病灶處，仍然存在一些不足。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種智能吸入器，更比現有技術更加準確的指導使呼吸道患者正確地使用氣霧劑或粉劑，有效控制藥劑用量。

為了解決上面所述的技術問題，本發明采用以下技術方案：一種智能吸入器，它包括藥罐安裝座和一個氣流混合通道，藥罐倒置安裝在藥罐安裝座內，通過卡扣或螺紋或緊配合固定，氣流混合通道的出口為吸嘴，藥罐安裝座內設置有藥粉導入管，藥粉導入管和氣流混合通道相通，其特征在于：藥罐安裝座的底部設置有接觸開關，氣流混合通道的進氣孔上設置有音簧，當氣流通道內通過的氣流量大于特定值后，音簧發出特定頻率的聲音及足夠的音量；所述智能吸入器內安裝有電路板、供電元件和顯示屏，其中麥克風以及接觸開關的采樣信號傳輸至電路板的處理器中，通過對比聲音信號的起止持續時間和接觸開關的按下持續時間關系，判斷用戶使用是否正確，并將判斷結果通過顯示屏顯示出來。

所述智能吸入器設置有喇叭，喇叭與電路板的處理器連接，并將判斷結果進行語音提示。

所述智能吸入器設置有信號傳輸器，信號傳輸器包括藍牙模塊或WIFI模塊，將判斷結果發送到手機或其他信息采集器中保存。

所述藥罐安裝座內設置有復位彈簧，復位彈簧和藥罐的頂部接觸。

所述音簧、麥克風，與藥罐的藥物出口之間設置有過濾網。

所述智能吸入器為自動式智能吸入器，所述藥罐安裝座內設置有觸發機構，觸發機構的控制端與電路板上的處理器電路連接，觸發機構的觸發端與藥罐緊配合連接，觸發機構的觸發行程大于觸發藥罐噴口噴霧的最小距離。

所述智能吸入器對用戶使用是否正確的判斷方法，包含以下步驟：

步驟1：采集并記錄發音的起始時刻t1和t2，并采集并記錄接觸開關被觸發的時間ta和接觸開關被松開的時間tb。

步驟2：比較t1和ta的較大值，比較出t2和tb的較小值，并計算二者差值持續的時間△t。

步驟3：處理器判斷△t是否大于預設值△T，并將結果通過顯示屏顯示或通過喇叭提示。

與現有技術相比，本發明所述的智能吸入器，能夠更加進精確的判斷使用者對藥物的吸收情況。它包含手動智能吸入器和自動智能吸入器兩種，并且手動智能吸入器還可以作為訓練器使用。

它能通過氣流通道的吸入口的空氣流量觸發音簧發音，進而用麥克風拾音后，用處理器判斷用戶的吸氣流量的大小，并等用戶的吸氣流量達到預設值以后，在氣管和肺部足夠張開的性情況，提醒使用者吸入適量的藥物，并且自動記錄吸入的有效時間和藥罐的按壓時間，并自動判斷吸藥的操作是否合格，它既能保證藥物被呼吸道充分吸收，又能保證藥量合適，避免使用者一次性吸入過量的藥物，從而產生副作用。

進一步的，它還設置了信號傳輸器，通過藍牙模塊或WIFI模塊，將使用者的用藥時間，用藥情況等信息收到手機的APP或者其他專用信息采集器中保存并顯示，自動記錄使用者的用藥情況，進而提醒用戶及時用藥和正確用藥。

而且，在自動智能吸入器中，只有用戶吸入的氣流量達到預設值，氣管和肺部充分張開時，觸發藥罐自動噴藥，并確保噴藥的藥量合適。使用方便，操作簡單。

附圖說明

圖1為手動智能吸入器結構示意圖。

圖2為自動智能吸入器結構示意圖。

圖3為氣流量和噴藥的時間圖（狀態a）。

圖4為氣流量和噴藥的時間圖（狀態b）。

圖5為氣流量和噴藥的時間圖（狀態c）。

圖6為氣流量和噴藥的時間圖（狀態d）。

其中，1為藥罐安裝座，2為藥罐，3 為吸嘴，4為電路板，5為進氣孔，6為音簧，7為麥克風，8為過濾網，9為接觸開關，10為顯示屏，11為復位彈簧，12為信號傳輸器，13為發聲元件，14為觸發機構，21為藥罐的藥物出口。

具體實施方式

一種智能吸入器，配合治療呼吸道疾病的按壓式藥罐使用，能對使用者對藥物的使用情況進行監視，并提醒用戶正確的使用藥物。

如圖1所示，手動智能吸入器由藥罐安裝座、氣流混合通道和監控部分組成，藥罐2倒插入藥罐安裝座1內，并且保證藥罐的藥物出口21伸入到氣流混合通道內。

氣流混合通道起于進氣孔5，終止與吸嘴3，為一個管狀通道，它被過濾網8分割成兩個部分，靠近進氣孔的部分設置有音簧6和麥克風7，靠近吸嘴的一側為藥物混合區。過濾網能保證藥粉不會如音簧部分，避免音簧發音失真或麥克風拾音故障。

在藥罐安裝座上朝著使用者的一面，設置有顯示屏10和發聲元件13，發聲元件為小喇叭、喇叭或者蜂鳴器。在氣流混合通道和藥罐安裝座之間設置有電路板4，電路板上有電池和處理器，在氣流混合通道的外側，設置有信號傳輸器12。

當使用者含著吸嘴吸氣，進氣孔的氣流量大于某一預設值后，使用者的氣管和肺部充分張開，同時音簧發出特殊頻率的聲音，麥克風接受到該聲音后傳遞至電路板的處理器，處理器負責記錄下聲音開始發出的時刻t1，并持續計時，直到使用者的吸氣飽和，吸氣量不足觸發音簧發聲，該聲音消失，處理器再次記錄下聲音終止的時刻t2。

t2和t1的時間差，代表了用戶的氣流量達到某一個度量C的持續時間，一般而言，使用者的吸氣氣流量超過度量C，即能保證吸入的藥粉能夠到達氣管和肺部的病灶區。

如圖1所示，藥罐座底部設置有復位彈簧11和接觸開關9，當藥罐被使用者壓下后，接觸開關被藥罐的頂部（此刻藥罐倒置）所頂住，藥罐內的藥物將開始噴出，此時接觸開關將傳遞一個信號至電路板的處理器，處理器負責記錄下接觸開關被觸碰開始時刻ta，當用戶松開藥罐，復位彈簧帶動藥罐向上運動，藥罐內的藥物將停止噴出，此刻接觸開關失去接觸，處理器再次記錄下時刻tb。時刻tb和ta之間時間差，即為藥物持續噴出的時間。

通常治療呼吸道的藥物，藥罐有兩種噴射方式，一種是壓動式結構，按壓一次，噴射一個固定藥量，另一種是內壓式，所噴出的藥量和按壓的持續時間成正比。對于前一種藥罐，只需要控制好吸入藥物的時機即可，確保藥物直達病灶。對于后一種藥罐，計量藥物噴出的持續時間，就很有必要了。而且藥物的持續噴出時間，應該在使用者的氣管和肺部充分張開的情形下，才有效。本發明所指的智能吸入器，可以同時滿足上述兩種噴射方式的藥罐。

對于手動式智能吸入器，正確的操作是，用戶是聽到了吸氣時產生的聲音后再按下藥罐，將藥粉噴出，經過氣流混合通道混合后從吸嘴吸入至呼吸道內，并且在藥粉吸入的過程中，應持續保持一定的氣流量（音簧應持續發音）方才有效。

圖3至圖6是用戶吸氣和噴藥的時間和藥量的關系圖，其中橫軸為時間，縱軸為吸氣量。其中度量D為吸氣量達到峰值，度量C為吸氣量足夠將藥粉帶入呼吸道的一個標準吸氣量。度量C也是音簧恰好發出聲音的一個最低氣流量。

通常，使用者的吸氣過程，會從0開始，逐漸加大，在某一個時刻ta開始達到吸氣量達到度量C，吸氣量逐漸加大，直到接近一個峰值D，然后較為平緩和保持一段時間，當肺部完全張開后，不能再吸入更多的空氣，吸氣量迅速降低。

由于用戶按壓藥罐的時機和聽到音簧發出的時機往往不能一致，如圖3所示，用戶先按下了藥罐，再開始吸氣。即ta時刻按下了藥罐的噴射開關，直到t1時刻藥粉才能有效吸入到呼吸道內，用戶又在tb時刻松開了藥罐，有效吸氣時間持續到t2。

從上述分析可以看到，用戶在ta到t1的過程中，雖然藥粉被噴出，但是吸氣量明顯不夠，少量的吸氣，會將藥粉僅僅送入口腔，而不會更深的到達呼吸道的病灶處，因而ta到t1階段內的噴出的藥粉，是無效且浪費的。t1到tb階段，噴出的藥粉是能夠深入到呼吸道內的，是有效藥劑量。而tb之后到t2階段，雖然用戶仍然在努力吸氣，但是藥粉已經沒有噴出了，此時刻段的吸氣，也是無效的。此種做法，會導致藥粉過量，而且并沒有被呼吸道很好的吸收。

圖4是用戶的常見另外一種情形，用戶先吸氣，聽到音簧發出的聲音后再按下藥罐，即t1早于ta時刻，而使用者在吸氣量不夠以后，仍然繼續按著藥罐，持續噴藥，直到tb結束。此刻會出現兩種方面的不足，一是t2和ta之間的時間若過短，大量噴出的藥粉不足以被患者吸入到呼吸道內，藥劑量不足，二是大量噴出的藥粉，由于吸氣的氣流量不足，僅僅是被吸入到口腔內，造成浪費而且會讓患者誤以為呼吸道已經有足夠的劑量，甚至會延誤病情控制。

圖5是手動智能吸入器的一種較為正確的使用方法的時序圖，使用者先深吸氣，聽到音簧發音后，迅速按下藥罐，藥粉噴出，藥粉噴出時間足夠，聽到智能吸入器的提示音或顯示屏有顯示后，松開藥罐，停止噴藥后，再徐徐減少吸氣量。

此時，藥物的有效噴出時間為tb-ta，而且這段時間均處于吸氣量足夠的區間內，藥物能直達呼吸道的病灶處。

本發明還包括自動式智能吸入器，如圖2所示，它與手動式的區別在于，在藥罐安裝座上增加了一套藥罐安裝座內設置有觸發機構，觸發機構的控制端與電路板上的處理器電路連接，觸發機構的觸發端與藥罐固定連接，觸發機構的觸發行程大于觸發藥罐噴口噴霧的最小距離。

因此，使用者無需手動按壓藥罐，只需要吸氣氣流量超過度量C，使音簧發出合適的聲音，觸發麥克風，處理器就自動啟動觸發機構，將藥罐下拉，噴出藥物，并且它自動計算噴出時間，達到預設時間后向用戶發出聲音或/和顯示提示，患者即可停止吸氣，以此確保藥粉計量足夠。若患者沒達到所需的吸氣時間，智能吸入器也會給出錯誤警告和繼續吸氣的提示。

上述一種是噴射固定藥量的壓動式結構藥罐，相應的噴射的時間較為固定，可做為一個定值來參考，即只需要考慮t1和t2之間的時間差是否能涵蓋藥罐的噴射時間即可，其時序圖與圖6相同。

綜上所述，本發明中判斷藥物的噴出是否達標可以按照以下方法進行，其中△T為藥罐確保藥劑足量的最低噴射持續時間。

所述智能吸入器采用手動操作時，用戶使用是否正確的判斷方法，包含以下步驟：

步驟1：采集并記錄發音的起始時刻t1和t2，并采集并記錄接觸開關被觸發的時間ta和接觸開關被松開的時間tb。

步驟2：比較t1和ta的較大值，比較出t2和tb的較小值，并計算二者差值持續的時間△t。

步驟3：處理器判斷△t是否大于預設值△T，并將結果通過顯示屏顯示或通過喇叭提示。△t大于或等于預設值△T即視為合格，△t小于預設值△T即視為不合格。

所述智能吸入器采用自動操作時，當吸氣量達到預設值C時，音簧發音，自動記錄發音的起始時刻t1時，設備自動噴藥。當使用者吸氣量達到飽和，吸氣量低于預設值C時，會自動記錄結束時刻t2。處理器判斷t2和t1的時間差是否大于預設值△T，并將結果通過顯示屏顯示或通過喇叭提示。t2和t1的時間差大于或等于預設值△T即視為合格， t小于預設值△T即視為不合格。

作為智能吸入器，它的藥罐安裝座內設置有觸發機構14，觸發機構的控制端與電路板上的處理器電路連接，觸發機構的觸發端與藥罐緊配合連接，當吸氣量達到預設值C的時候，觸發機構自動啟動，向下拉動藥罐的罐身，觸發藥罐的噴頭噴藥。所述觸發機構的觸發行程大于觸發藥罐噴口噴霧的最小距離。

本發明所述的智能吸入器，包括手工智能吸入器和自動式智能吸入器，均能夠對使用者的正確和錯誤吸入藥粉的情況給出合格和失敗的判斷，并加以記錄，做到自動定時提醒，甚至通過聯網，取得醫師的定向幫助，能幫助呼吸道患者更加有效地治療疾病，減輕痛苦。而且它可以更換藥罐，反復使用，節約使用成本。