一种妇科药物蒸熏装置

本发明属于医疗器械，具体而言，涉及一种妇科药物蒸熏装置。

背景技术：

1、妇科疾病是影响女性群体健康的常见病种之一,包括宫颈炎、输卵管炎、盆腔炎等多种疾病类型。传统的妇科疾病治疗通常以药物疗法为主,如口服药物、外用软膏等。在这些治疗方式中,药物雾化吸入疗法因其能够直接作用于病灶部位,从而提高治疗效果而备受青睐。

2、目前,已有多种雾化装置被应用于妇科疾病的治疗中。这类装置通常由加热雾化装置、给药腔室和吸入装置等组成,通过将药液加热雾化并引导进入患处,实现对宫颈或阴道等部位的直接给药。相比于其他给药方式,雾化给药具有给药量精准、作用快速等优势,在临床应用中得到了广泛认可。

3、然而,现有的妇科药物雾化装置在使用过程中仍存在一些问题。首先,这些装置通常只能提供单一的雾化剂量,难以根据患者的具体情况进行动态调节。而对于不同病情和体质的患者,所需要的药物浓度往往存在差异,如果无法灵活调控雾化浓度,则很难满足个体化的治疗需求。其次,现有装置鲜少考虑雾化药液在治疗区域内的浓度分布问题,往往只关注总体用量,导致局部用药集中或不均,影响疗效。再者,现有装置对治疗过程中的环境参数监测和智能控制也较为欠缺,很难确保整个治疗过程的稳定性和可重复性。

4、因此,开发一种能够精准控制雾化药液浓度分布、实现智能化环境调控的妇科药物蒸熏装置,成为迫切需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种妇科药物蒸熏装置，能够解决当前的妇科药物蒸熏装置，不能实现精准控制雾化药液浓度分布的技术问题。

2、本发明是这样实现的：

3、本发明的第一方面提供一种妇科药物蒸熏装置，其中，具有硬质材料制成的壳体，所述壳体的底部设置有用于盛放药液的药液腔，所述壳体中心内嵌有内壳体，所述内壳体为中空的缺顶圆锥形形成有内腔室，所述内壳体的底部设置有加热雾化器，所述加热雾化器的入液端与所述药液腔连通，所述加热雾化器的雾化出口设置在所述内壳体内，所述内壳体侧壁的底部开通有第一数量的通孔，所述内壳体侧壁的顶部开通有第二数量的通孔，所述内壳体的侧壁的中线处，均匀分布有2～3个微型气泵，所述微型气泵的出口设置在所述内腔室内，入口设置在所述内腔室外；所述壳体顶部设置有环形坐垫，所述内壳体的上边缘与所述环形坐垫的距离为1～2cm；所述环形坐垫的底端均匀分布有第三数量的亮度传感器，所述内腔室底部还固定设置有激光光源，所述壳体内还设置有控制芯片，所述控制芯片与每个亮度传感器、每个微型气泵电连接，所述控制芯片内设置有气泵调节模块，用于根据每个亮度传感器采集的亮度值，调整每个微型气泵的功率，进而调整整个内腔室内的雾化药液的浓度分布。

4、其中，所述气泵调节模块，具体执行以下步骤：

5、s10、根据预设的微型气泵初始功率对每个微型气泵进行控制；

6、s20、以每个微型气泵的功率为调节变量，根据流体动力学理论建立内腔室内的气流模型；

7、s30、实时获取多个亮度传感器的亮度值,通过光学-雾化浓度转换关系,计算所述环形坐垫处的雾化药液浓度分布,记为第一分布；

8、s40、根据所述第一分布，优化所述气流模型，记为雾化模型；

9、s50、基于所述雾化模型，计算出每个位置的雾化药液浓度,并与预期治疗浓度范围进行比较,得出需要调节的雾化药液浓度分布，记为第二分布；

10、s60、根据所述第二分布，计算得到每个微型气泵的优化功率，并发送给对应的微型气泵；

11、s70、每隔预设时间间隔执行s30-s60，实现蒸熏过程的微型气泵的连续调节。

12、所述预设的微型气泵初始功率为微型气泵中间档位对应的功率，或微型气泵额定功率的一半。

13、进一步的，所述气流模型采用的模型是基于纳维-斯托克斯方程的三维流场模型。

14、所述步骤s10具体包括：

15、预先设定每个微型气泵的初始功率值,并对每个微型气泵进行该初始功率的控制。所述初始功率值可以通过对装置的前期试运行数据进行分析得出。

16、所述步骤s20具体包括：

17、建立基于纳维-斯托克斯方程的三维流场模型,并结合有限元法等数值模拟手段,模拟内腔室内的气流分布情况。以每个微型气泵的功率为调节变量,建立内腔室内的气流模型。

18、进一步的，所述光学-雾化浓度转换关系预先通过实验的方法确定。

19、所述步骤s30具体包括：

20、实时采集多个亮度传感器的亮度值,通过预先确定的光学-雾化浓度转换关系,计算出环形坐垫处的雾化药液浓度分布,记为第一分布。所述光学-雾化浓度转换关系一般呈现线性关系,可以通过标定实验确定。

21、所述步骤s40具体包括：

22、将步骤s30得到的实测浓度分布与步骤s20建立的气流模型进行对比,并通过优化模型参数使二者更好地吻合,从而得到更加准确的雾化模型。

23、所述步骤s50具体包括：

24、根据所述雾化模型,计算出每个位置的雾化药液浓度,并与预期治疗浓度范围进行比较,得出需要调节的雾化药液浓度分布,记为第二分布。所述预期治疗浓度范围可以根据临床经验事先设定,例如20～40mg/m3。

25、进一步的，计算得到每个微型气泵的优化功率的算法为梯度下降算法。

26、所述步骤s60具体包括：

27、根据所述第二分布,采用梯度下降算法等数值优化方法计算得到每个微型气泵的优化功率,并发送给对应的微型气泵。目标是使得整个内腔室的浓度分布尽可能接近预期治疗浓度范围。

28、所述步骤s70具体包括：

29、每隔30秒的预设时间间隔,重复执行步骤s30至步骤s60,实现蒸熏过程的微型气泵的连续调节。

30、进一步的，所述预期治疗浓度范围为20～40mg/m3。

31、进一步的，所述预设时间间隔为15秒或30秒或1分钟。

32、其中，所述通孔的尺寸为3～5mm。

33、采用上述改进方案的有益效果为：水滴的尺寸约为6mm，设置通孔尺小于水滴，避免了已经凝结的液滴进入内壳体。

34、其中，所述第一数量小于第二数量，所述第一数量为4或8；所述第二数量为8～16个；所述第三数量为4～8个。

35、采用上述改进方案的有益效果为：通过在内壳体侧壁上设置通孔，可以在微型泵的吸力作用下，通过通孔从壳体内吸入已经循环出内壳体的雾化药液，使得雾化药液不仅仅通过微型泵吸入到内壳体内，提高了雾化药液的利用率。

36、其中，所述药液腔的顶壁为渗透层。

37、采用上述改进方案的有益效果为：凝结的药液液滴落到药液腔顶壁，通过渗透层进入到药液腔，提高了雾化药液的循环利用率。

38、与现有技术相比较，本发明提供的一种妇科药物蒸熏装置的有益效果是：

39、通过在内腔室内设置可调节的微型气泵,并结合实时检测雾化浓度分布、建立雾化模型、计算优化气泵功率等一系列闭环控制措施,实现了对蒸熏环境的精细化调控,确保了整个治疗过程中药液浓度的均匀性和稳定性。

40、具体来说,该装置首先利用多个亮度传感器实时监测环形坐垫处的雾化药液浓度分布,并根据预先建立的光学-雾化浓度转换关系,计算出实际的浓度分布情况。然后,该装置采用基于纳维-斯托克斯方程的三维流场模型,以微型气泵功率为调节变量,建立内腔室内的气流模型。通过优化该气流模型,使之与实测的浓度分布更好地吻合,从而得到更加精准的雾化模型。

41、接下来,该装置基于优化后的雾化模型,计算出内腔室中各个位置的药液浓度,并将其与预期的治疗浓度范围进行比较,得出需要调节的浓度分布。最后,采用梯度下降算法等数值优化方法,根据需要调节的浓度分布,计算出每个微型气泵的最优功率设定,实现内腔室雾化浓度的精准控制。

42、通过这样的闭环控制机制,该装置能够确保在整个蒸熏治疗过程中,内腔室内的药液浓度分布都能保持在最优状态,大幅提高了治疗的稳定性和可重复性。相比于现有的妇科药物雾化装置,本发明方案具有以下主要优点:

43、1.能够实时监测和动态调节内腔室中的雾化药液浓度分布,满足不同患者的个体化用药需求。

44、2.通过精细化控制内腔室的气流分布,确保药液在治疗区域内的浓度均匀,提高了给药的疗效。

45、3.采用智能化的环境参数监测和闭环调控技术,保证了整个治疗过程的可靠性和重复性。

46、综上所述，本发明的方案解决了当前的妇科药物蒸熏装置，不能实现精准控制雾化药液浓度分布的技术问题。