本發(fā)明涉及一種利用氣體辨識(shí)而具肺炎感染與肺炎菌種疾病分析功能的呼吸器，尤其涉及一種具有即時(shí)且準(zhǔn)確地檢測(cè)氣體種類的具肺炎感染與肺炎菌種疾病分析功能的呼吸器。

背景技術(shù)：

呼吸器是供無法自主呼吸的病患使用并維持生命跡象，而常見于醫(yī)院的重癥病房及急診室。

如中國(guó)臺(tái)灣新型專利公告第M437177號(hào)，提出一種可顯示懸浮粒濃度準(zhǔn)位的呼吸器，包含有一機(jī)殼，以及一設(shè)于該機(jī)殼內(nèi)的過濾件，該機(jī)殼具有一入口及一出口，空氣是自該入口進(jìn)入該機(jī)殼并在受該過濾件濾除懸浮粒后自該出口排出；該可顯示懸浮粒濃度準(zhǔn)位的呼吸器的特征在于更包含有：一懸浮粒濃度感測(cè)器，是設(shè)于該機(jī)殼內(nèi)并位于該過濾件與該出口之間；以及一顯示單元，是與該懸浮粒濃度感測(cè)器電性連接，用以顯示該懸浮粒濃度感測(cè)器所感測(cè)到的懸浮粒濃度準(zhǔn)位；藉此，該顯示單元可讓使用者得知該呼吸器所提供的空氣的品質(zhì)，以于較適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)更換或清洗該呼吸器的過濾件。

于以上現(xiàn)有技術(shù)之中，僅單純提供重癥病患正常呼吸并維持生命，然而，在治療過程中的重癥病患抵抗力較差，因此呼吸道及肺部受到感染進(jìn)而引發(fā)并發(fā)癥的機(jī)率大幅提高，一但感染就必須通過漫長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間，例如照X光、抽血或抽痰并進(jìn)一步的化驗(yàn)才可得知病患是受何種細(xì)菌感染，而這漫長(zhǎng)的化驗(yàn)時(shí)間往往使病患的性命受到威脅。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的，在于解決現(xiàn)有現(xiàn)有呼吸器僅單純提供重癥病患正常呼吸并維持生命，而在治療過程中一但受到感染就必須通過漫長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間才可得知病患是受何種細(xì)菌感染而造成病患的性命受到威脅的問題。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種利用氣體辨識(shí)而具肺炎感染與肺炎菌種疾病分析功能的呼吸器，包含有一感測(cè)器陣列、一感測(cè)器電路、一隨機(jī)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片、一記憶體及一微控器，該感測(cè)器陣列包含有一基板、一設(shè)置于該基板上的加熱層、一設(shè)置于該加熱層上的絕緣層以及多個(gè)排列且設(shè)置于該絕緣層上的檢測(cè)單元，該檢測(cè)單元分別包括至少一檢測(cè)電極、一圍繞該檢測(cè)電極的阻隔部以及一反應(yīng)感測(cè)膜，該檢測(cè)電極包括一第一電極及一第二電極，該第一電極包括一第一條狀電極以及一自該第一條狀電極延伸的第一指狀電極，該第二電極包括一第二條狀電極以及一自該第二條狀電極延伸的第二指狀電極，該第一指狀電極和該第二指狀電極彼此交替排列，該反應(yīng)感測(cè)膜設(shè)置于該阻隔部?jī)?nèi)的一容置空間并和該檢測(cè)電極接觸，其中該反應(yīng)感測(cè)膜和多個(gè)待測(cè)氣體接觸而進(jìn)行一電化學(xué)反應(yīng)，使該檢測(cè)電極產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該待測(cè)氣體的多個(gè)識(shí)別信號(hào)；該感測(cè)器電路，是讀取并分析該識(shí)別信號(hào)，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該待測(cè)氣體的多個(gè)氣體圖案信號(hào)；該隨機(jī)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，是放大該氣體圖案信號(hào)之間的差異，并降低該氣體圖案信號(hào)的維度，以產(chǎn)生一分析結(jié)果；該記憶體，是儲(chǔ)存一氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)；該微控器，是接收該分析結(jié)果，并根據(jù)該分析結(jié)果執(zhí)行一混合氣體辨識(shí)演算法來辨識(shí)該多個(gè)待測(cè)氣體的種類，且將不存在于該氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一未知?dú)怏w分類，再根據(jù)該氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)產(chǎn)生一辨識(shí)結(jié)果。

由以上可知，本發(fā)明相較于現(xiàn)有技藝可達(dá)到的功效在于，利用本發(fā)明得到的具肺炎感染與肺炎菌種疾病分析功能的呼吸器，由于是利用氣體辨識(shí)而具備肺炎感染與肺炎菌種疾病分析功能，因此不僅可提供病患呼吸功能亦可提早檢測(cè)病人的呼吸道及肺部是因何種細(xì)菌感染而引發(fā)并發(fā)癥，并即時(shí)且準(zhǔn)確地針對(duì)病征來治療并且降低并發(fā)癥對(duì)病患的威脅性。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1，為本發(fā)明一實(shí)施例的呼吸器示意圖；

圖2，為本發(fā)明一實(shí)施例的方框示意圖；

圖3，為本發(fā)明一實(shí)施例中，感測(cè)器陣列的俯視示意圖；

圖4，為圖3的A-A方向剖面示意圖；

圖5，為本發(fā)明一實(shí)施例中，檢測(cè)電極的示意圖。

具體實(shí)施方式

涉及本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就配合附圖說明如下：

請(qǐng)搭配參閱圖1及圖2所示，分別為本發(fā)明一實(shí)施例的呼吸器示意圖及本發(fā)明一實(shí)施例的方框示意圖，本發(fā)明為一種利用氣體辨識(shí)而具肺炎感染與肺炎菌種疾病分析功能的呼吸器1，包含有一感測(cè)器陣列10、一感測(cè)器電路20、一隨機(jī)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片30、一記憶體40及一微控器50。請(qǐng)續(xù)搭配參閱圖3及圖4所示，分別為本發(fā)明一實(shí)施例的感測(cè)器陣列俯視示意圖及圖3的A-A方向剖面示意圖，該感測(cè)器陣列10包含有一基板11、一加熱層12、一絕緣層13及多個(gè)排列的檢測(cè)單元14，該加熱層12設(shè)置于該基板11上，該基板11的材料可為玻璃、銦錫氧化物或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，簡(jiǎn)稱PET)。該加熱層12的材料是選用可加熱至一高于室溫的溫度者，于本發(fā)明的一實(shí)施例中，該加熱層12的材料可為銦錫氧化物，且較佳地接受一電流而加熱至一介于30℃至70℃之間的溫度。該絕緣層13設(shè)置于該加熱層12上，其中該絕緣層13的材料可為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。

該檢測(cè)單元14設(shè)置于該絕緣層13上，且呈一陣列或一圖案排列，于本實(shí)施例中，該檢測(cè)單元14可采8×4的陣列排列，彼此間較佳地相距100μm。該檢測(cè)單元14包括至少一檢測(cè)電極141、一阻隔部142以及一反應(yīng)感測(cè)膜143，該反應(yīng)感測(cè)膜143的材料可為羧甲基纖維素銨(CMC-NH4)、聚苯乙烯(Polystyrene，簡(jiǎn)稱PS)、聚乙烯己二酸(Poly(ethylene adipate))、聚氧化乙烯(Poly(ethylene Oxide)，簡(jiǎn)稱PEO)、聚己內(nèi)酯(Polycaprolactone)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯芐基氯(Poly(vinylbenzyl chloride)，簡(jiǎn)稱PVBC)、甲基乙烯基醚-馬來酸交替型共聚物(Poly(methyl vinyl ether-alt-maleic acide))、乙烯基苯酚-甲基丙烯酸甲酯共聚物(Poly(4-vinylphenol-co-methyl methacrylate))、乙基纖維素(Ethyl cellulose，簡(jiǎn)稱EC)、偏氯乙烯-丙烯腈共聚物(Poly(vinylidene chloride-co-acrylonitrile)，簡(jiǎn)稱PVdcAN)、聚環(huán)氧氯丙烷(Polyepichlorohydrin，簡(jiǎn)稱PECH)、聚乙烯亞胺(Polyethyleneimine)、勝肽((Beta-Amyloid(1-40))、人體半乳糖凝集(Human galectin-1或Human albumin)、苯乙烯-烯丙醇共聚物(Styrene/Allyl alcohol copolymer，簡(jiǎn)稱SAA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Poly(ethylene-co-vinyl acetate))、聚異丁烯(Polyisobutylene，簡(jiǎn)稱PIB)、丙烯腈-丁二烯共聚物Poly(acrylonitrile-co-butadiene)、聚(4-乙烯嘧啶)(Poly(4-vinylpyridine)、羥丙甲纖維素(Hydroxypropyl methyl cellulose)、聚異戊二烯(Polyisoprene)、聚α甲基苯乙烯(Poly(alpha-methylstyrene))、3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷-氧化乙烯共聚物(Poly(epichlorohydrin-co-ethylene oxide))、聚乙烯縮丁醛(Poly(vinyl butyral-co-vinyl alcohol-vinyl acetate))、聚苯乙烯(Polystyrene，簡(jiǎn)稱PS)、木質(zhì)素磺酸鹽(Lignin)、脂肽(Acylpeptide)、聚丙酸(Poly(vinyl proplonate))、聚乙烯吡咯烷酮(Poly(vinylpyrrolidone)，簡(jiǎn)稱PVP)、二聚酸-烷基多胺共聚物(Poly(dimer acid-co-alkyl polyamine))、聚(4-乙基苯酚)(Poly(4-vinylphenol)、聚羥乙基丙烯酸甲酯(Poly(2-hydroxyethyl methacrylate))、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate))、三醋酸纖維素(Cellulose triacetate)、聚(乙烯硬脂酸酯)Poly(viny stearate)、聚雙酚A碳酸酯(Poly(bisphenol A carbonate)，簡(jiǎn)稱PC)、聚偏二氟乙烯(Poly(vinylidene fluoride)，簡(jiǎn)稱PVDF)或其組合。于本實(shí)施例中，該檢測(cè)電極141在每個(gè)該檢測(cè)單元14中的數(shù)量可為4個(gè)，彼此間較佳地相距30μm，如此一來，該檢測(cè)電極141的數(shù)量可達(dá)128個(gè)，但可配合使用需求會(huì)有不同的數(shù)量，不以本實(shí)施例的舉例為限。

請(qǐng)續(xù)搭配參閱圖5所示，該檢測(cè)電極141包括一第一電極1411及一第二電極1412，該第一電極1411包括一第一條狀電極1411a及一第一指狀電極1411b，該第二電極1412包括一第二條狀電極1412a及一第二指狀電極1412b，該第一條狀電極1411a與該第二條狀電極1412a沿一第一軸向延伸且平行設(shè)置，該第一指狀電極1411b沿一第二軸向自該第一條狀電極1411a朝該第二條狀電極1412a延伸，該第二指狀電極1412b沿該第二軸向自該第二條狀電極1412a朝該第一條狀電極1411a延伸，該第一指狀電極1411b與該第二指狀電極1412b呈平行且彼此交替排列設(shè)置。該第一軸向和該第二軸向相異，而于本實(shí)施例中，該第一軸向和該第二軸向彼此垂直。此外，其中該檢測(cè)電極141的材料可選自為銦錫氧化物、銅、鎳、鉻、鐵、鎢、磷、鈷或及銀或上述組合。 該阻隔部142包括多個(gè)遠(yuǎn)離該絕緣層13且向上延伸的阻隔壁1421，該阻隔壁1421圍繞該檢測(cè)電極141而形成一容置空間1422。該反應(yīng)感測(cè)膜143設(shè)置于該阻隔部142內(nèi)的該容置空間1422并和該檢測(cè)電極141接觸。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，該反應(yīng)感測(cè)膜143和多個(gè)待測(cè)氣體接觸而進(jìn)行一電化學(xué)反應(yīng)，使該檢測(cè)電極141產(chǎn)生多個(gè)對(duì)應(yīng)該待測(cè)氣體的識(shí)別信號(hào)。

該感測(cè)器電路20是讀取并分析該識(shí)別信號(hào)，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該待測(cè)氣體的多個(gè)氣體圖案信號(hào)201。其中，該感測(cè)器陣列10可藉由整個(gè)陣列對(duì)于混合氣體的集體反應(yīng)，并經(jīng)由該感測(cè)器電路20來產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該待測(cè)氣體的多個(gè)該氣體圖案信號(hào)201。該隨機(jī)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片30是放大多個(gè)該氣體圖案信號(hào)201之間的差異，并降低多個(gè)該氣體圖案信號(hào)201的維度，以產(chǎn)生一分析結(jié)果301。

另外，該隨機(jī)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片30可利用智能型演算法，擷取信號(hào)的主要特征，進(jìn)而提供一個(gè)比原始信號(hào)維度低的輸出，以減低后端系統(tǒng)的運(yùn)算量。該記憶體40是儲(chǔ)存一氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)401，該氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)401包含導(dǎo)致各種并發(fā)癥的各種細(xì)菌所產(chǎn)生的氣體數(shù)據(jù)及其它可能出現(xiàn)的氣體數(shù)據(jù)。該微控器50是接收該分析結(jié)果301，并根據(jù)該分析結(jié)果301執(zhí)行一混合氣體辨識(shí)演算法501來辨識(shí)該多個(gè)待測(cè)氣體的種類，且將不存在于該氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)401的一未知?dú)怏w分類，再根據(jù)該氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)401產(chǎn)生一辨識(shí)結(jié)果502。

進(jìn)一步來說，當(dāng)該微控制器50檢測(cè)到不存在于該氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)401的該未知?dú)怏w時(shí)，會(huì)自動(dòng)將該未知?dú)怏w分類，并且將對(duì)應(yīng)該未知?dú)怏w的一未知?dú)怏w數(shù)據(jù)傳送至該感測(cè)器電路20、該隨機(jī)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片30及該記憶體40。這樣一來，該感測(cè)器電路20則可根據(jù)該未知?dú)怏w數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)，該隨機(jī)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片30也可以根據(jù)該未知?dú)怏w數(shù)據(jù)重新訓(xùn)練，而該記憶體40亦可根據(jù)該未知?dú)怏w數(shù)據(jù)增加另一該氣體訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

由以上可知，本發(fā)明相較于現(xiàn)有技藝可達(dá)到的功效在于，利用本發(fā)明得到的該具備氣體辨識(shí)芯片的呼吸器，由于具備氣體辨識(shí)芯片，因此不僅可提供病患呼吸功能亦可提早檢測(cè)病人的呼吸道及肺部是否因感染而引發(fā)并發(fā)癥，并即時(shí)且準(zhǔn)確地針對(duì)病征來治療。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。