CN109077757A - 一种腔镜手术使用的气腹控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气腹控制系统，具体是一种腔镜手术使用的气腹控制装置及方法。本发明解决了传统的气腹控制系统气腹重建的响应速度慢、气腹重建的时间长的问题。一种腔镜手术使用的气腹控制装置，包括充气控制气路和吸引器；所述充气控制气路包括充气气源、第I充气管、电动减压阀、第II充气管、第III充气管、第IV充气管、充气压力传感器；所述吸引器包括第I吸引管、手动阀门、第II吸引管、负压机、第I吸引压力传感器、第II吸引压力传感器；其中，充气气源通过第I充气管与电动减压阀的阀体的进口端连通；电动减压阀的阀体的出口端依次通过第II充气管、第III充气管与第IV充气管的进口端连通。本发明适用于腔镜手术。
Description
技术领域
本发明涉及气腹控制系统，具体是一种腔镜手术使用的气腹控制装置及方法。
背景技术
腔镜手术因创伤小、术后恢复快得到迅速推广，已经广泛使用在普通外科和泌尿外科等专业分科。稳定的气腹压力是腔镜手术顺利进行的前提和重要保证。在腔镜手术过程中，为了清理创面出血和渗液，需要采用吸引器进行负压吸引，而在这一过程中吸引器会将气腹气体同时吸出，导致气腹压力降低，由此导致手术视野和操作空间变差。为了保证手术继续顺利进行，需要采用气腹控制系统进行气腹重建（重新充气建立气腹，使得气腹压力维持在一定范围）。然而实践表明，传统的气腹控制系统由于未考虑管路和设备对建立气腹造成的动态延迟影响，导致气腹重建的响应速度慢、气腹重建的时间长，由此容易造成手术时机延误、手术时间延长、手术风险增大。基于此，有必要发明一种全新的气腹控制系统，以解决传统的气腹控制系统气腹重建的响应速度慢、气腹重建的时间长的问题。
发明内容
本发明为了解决传统的气腹控制系统气腹重建的响应速度慢、气腹重建的时间长的问题，提供了一种腔镜手术使用的气腹控制装置及方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种腔镜手术使用的气腹控制装置，包括充气控制气路和吸引器；
所述充气控制气路包括充气气源、第I充气管、电动减压阀、第II充气管、第III充气管、第IV充气管、充气压力传感器；
所述吸引器包括第I吸引管、手动阀门、第II吸引管、负压机、第I吸引压力传感器、第II吸引压力传感器；
其中，充气气源通过第I充气管与电动减压阀的阀体的进口端连通；电动减压阀的阀体的出口端依次通过第II充气管、第III充气管与第IV充气管的进口端连通；第IV充气管贯穿腹腔的腔壁，且第IV充气管的出口端位于腹腔内；电动减压阀的阀体的信号输入端与电动减压阀的控制器的信号输出端连接；充气压力传感器安装于第II充气管上；充气压力传感器的信号输出端与电动减压阀的控制器的信号输入端连接；
第I吸引管贯穿腹腔的腔壁，且第I吸引管的进口端位于腹腔内；第I吸引管的出口端通过手动阀门与第II吸引管的进口端连通；第II吸引管的出口端与负压机连通；第I吸引压力传感器安装于第I吸引管上，且第I吸引压力传感器位于腹腔内；第I吸引压力传感器的信号输出端穿过腹腔的腔壁与电动减压阀的控制器的信号输入端连接；第II吸引压力传感器安装于第II吸引管上；第II吸引压力传感器的信号输出端与电动减压阀的控制器的信号输入端连接。
一种腔镜手术使用的气腹控制方法（该方法是基于本发明所述的一种腔镜手术使用的气腹控制装置实现的），该方法是采用如下步骤实现的：
步骤a：将设定的气腹压力信号输入至电动减压阀的控制器；
步骤b：在腔镜手术过程中，当吸引器尚未启动时，手动阀门处于关闭状态，电动减压阀的控制器在压力反馈控制模式下进行工作；此时，电动减压阀的控制器根据充气压力传感器采集到的压力信号控制电动减压阀的阀体的开度，由此控制充气流量，从而使得气腹压力维持在一定范围；具体控制公式如下：
q c1 =K p (P 0 -P B )；
上式中：q c1 为充气流量；K p 为压力增益；P 0 为设定的气腹压力信号值；P B 为充气压力传感器采集到的压力信号值；
步骤c：在腔镜手术过程中，当需要进行负压吸引时，打开手动阀门，吸引器启动，电动减压阀的控制器切换至流量前馈控制模式；此时，电动减压阀的控制器根据第I吸引压力传感器和第II吸引压力传感器采集到的压力信号控制电动减压阀的阀体的开度，由此控制充气流量，从而使得气腹压力维持在一定范围；具体控制公式如下：
q c2 =K A (P C -P D )1/2；
上式中：q c2 为充气流量；K A 为流量增益；P C 为第I吸引压力传感器采集到的压力信号值；P D 为第II吸引压力传感器采集到的压力信号值；
步骤d：在腔镜手术过程中，当负压吸引完成后，关闭手动阀门，吸引器关停，电动减压阀的控制器将充气压力传感器采集到的压力信号和设定的气腹压力信号进行比较；
若充气压力传感器采集到的压力信号值小于设定的气腹压力信号值，则电动减压阀的控制器继续在流量前馈控制模式下进行工作；
若充气压力传感器采集到的压力信号值达到设定的气腹压力信号值，则电动减压阀的控制器切换至压力反馈控制模式。
与传统的气腹控制系统相比，本发明所述的一种腔镜手术使用的气腹控制装置及方法通过结合压力反馈控制和流量前馈控制，实现了快速进行气腹重建，由此有效提高了气腹重建的响应速度、有效缩短了气腹重建的时间，从而有效避免了手术时机延误、有效缩短了手术时间、有效减小了手术风险。
本发明有效解决了传统的气腹控制系统气腹重建的响应速度慢、气腹重建的时间长的问题，适用于腔镜手术。
附图说明
图1是本发明所述的一种腔镜手术使用的气腹控制装置的结构示意图。
图2是本发明所述的一种腔镜手术使用的气腹控制方法的控制框图。
图中：101-充气气源，102-第I充气管，103-电动减压阀的阀体，104-电动减压阀的控制器，105-第II充气管，106-第III充气管，107-第IV充气管，108-充气压力传感器，201-第I吸引管，202-手动阀门，203-第II吸引管，204-第I吸引压力传感器，205-第II吸引压力传感器，3-腹腔。
具体实施方式
一种腔镜手术使用的气腹控制装置，包括充气控制气路和吸引器；
所述充气控制气路包括充气气源101、第I充气管102、电动减压阀、第II充气管105、第III充气管106、第IV充气管107、充气压力传感器108；
所述吸引器包括第I吸引管201、手动阀门202、第II吸引管203、负压机、第I吸引压力传感器204、第II吸引压力传感器205；
其中，充气气源101通过第I充气管102与电动减压阀的阀体103的进口端连通；电动减压阀的阀体103的出口端依次通过第II充气管105、第III充气管106与第IV充气管107的进口端连通；第IV充气管107贯穿腹腔3的腔壁，且第IV充气管107的出口端位于腹腔3内；电动减压阀的阀体103的信号输入端与电动减压阀的控制器104的信号输出端连接；充气压力传感器108安装于第II充气管105上；充气压力传感器108的信号输出端与电动减压阀的控制器104的信号输入端连接；
第I吸引管201贯穿腹腔3的腔壁，且第I吸引管201的进口端位于腹腔3内；第I吸引管201的出口端通过手动阀门202与第II吸引管203的进口端连通；第II吸引管203的出口端与负压机连通；第I吸引压力传感器204安装于第I吸引管201上，且第I吸引压力传感器204位于腹腔3内；第I吸引压力传感器204的信号输出端穿过腹腔3的腔壁与电动减压阀的控制器104的信号输入端连接；第II吸引压力传感器205安装于第II吸引管203上；第II吸引压力传感器205的信号输出端与电动减压阀的控制器104的信号输入端连接。
一种腔镜手术使用的气腹控制方法（该方法是基于本发明所述的一种腔镜手术使用的气腹控制装置实现的），该方法是采用如下步骤实现的：
步骤a：将设定的气腹压力信号输入至电动减压阀的控制器104；
步骤b：在腔镜手术过程中，当吸引器尚未启动时，手动阀门202处于关闭状态，电动减压阀的控制器104在压力反馈控制模式下进行工作；此时，电动减压阀的控制器104根据充气压力传感器108采集到的压力信号控制电动减压阀的阀体103的开度，由此控制充气流量，从而使得气腹压力维持在一定范围；具体控制公式如下：
q c1 =K p (P 0 -P B )；
上式中：q c1 为充气流量；K p 为压力增益；P 0 为设定的气腹压力信号值；P B 为充气压力传感器108采集到的压力信号值；
步骤c：在腔镜手术过程中，当需要进行负压吸引时，打开手动阀门202，吸引器启动，电动减压阀的控制器104切换至流量前馈控制模式；此时，电动减压阀的控制器104根据第I吸引压力传感器204和第II吸引压力传感器205采集到的压力信号控制电动减压阀的阀体103的开度，由此控制充气流量，从而使得气腹压力维持在一定范围；具体控制公式如下：
q c2 =K A (P C -P D )1/2；
上式中：q c2 为充气流量；K A 为流量增益；P C 为第I吸引压力传感器204采集到的压力信号值；P D 为第II吸引压力传感器205采集到的压力信号值；
步骤d：在腔镜手术过程中，当负压吸引完成后，关闭手动阀门202，吸引器关停，电动减压阀的控制器104将充气压力传感器108采集到的压力信号和设定的气腹压力信号进行比较；
若充气压力传感器108采集到的压力信号值小于设定的气腹压力信号值，则电动减压阀的控制器104继续在流量前馈控制模式下进行工作；
若充气压力传感器108采集到的压力信号值达到设定的气腹压力信号值，则电动减压阀的控制器104切换至压力反馈控制模式。
具体实施时，所述充气气源101采用二氧化碳气腹机；所述充气压力传感器108、第I吸引压力传感器204、第II吸引压力传感器205均采用膜式压力传感器。
Claims (3)
1.一种腔镜手术使用的气腹控制装置，其特征在于：包括充气控制气路和吸引器；
所述充气控制气路包括充气气源（101）、第I充气管（102）、电动减压阀、第II充气管（105）、第III充气管（106）、第IV充气管（107）、充气压力传感器（108）；
所述吸引器包括第I吸引管（201）、手动阀门（202）、第II吸引管（203）、负压机、第I吸引压力传感器（204）、第II吸引压力传感器（205）；
其中，充气气源（101）通过第I充气管（102）与电动减压阀的阀体（103）的进口端连通；电动减压阀的阀体（103）的出口端依次通过第II充气管（105）、第III充气管（106）与第IV充气管（107）的进口端连通；第IV充气管（107）贯穿腹腔（3）的腔壁，且第IV充气管（107）的出口端位于腹腔（3）内；电动减压阀的阀体（103）的信号输入端与电动减压阀的控制器（104）的信号输出端连接；充气压力传感器（108）安装于第II充气管（105）上；充气压力传感器（108）的信号输出端与电动减压阀的控制器（104）的信号输入端连接；
第I吸引管（201）贯穿腹腔（3）的腔壁，且第I吸引管（201）的进口端位于腹腔（3）内；第I吸引管（201）的出口端通过手动阀门（202）与第II吸引管（203）的进口端连通；第II吸引管（203）的出口端与负压机连通；第I吸引压力传感器（204）安装于第I吸引管（201）上，且第I吸引压力传感器（204）位于腹腔（3）内；第I吸引压力传感器（204）的信号输出端穿过腹腔（3）的腔壁与电动减压阀的控制器（104）的信号输入端连接；第II吸引压力传感器（205）安装于第II吸引管（203）上；第II吸引压力传感器（205）的信号输出端与电动减压阀的控制器（104）的信号输入端连接。
2.一种腔镜手术使用的气腹控制方法，该方法是基于如权利要求1所述的一种腔镜手术使用的气腹控制装置实现的，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
步骤a：将设定的气腹压力信号输入至电动减压阀的控制器（104）；
步骤b：在腔镜手术过程中，当吸引器尚未启动时，手动阀门（202）处于关闭状态，电动减压阀的控制器（104）在压力反馈控制模式下进行工作；此时，电动减压阀的控制器（104）根据充气压力传感器（108）采集到的压力信号控制电动减压阀的阀体（103）的开度，由此控制充气流量，从而使得气腹压力维持在一定范围；具体控制公式如下：
q c1 =K p (P 0 -P B )；
上式中：q c1 为充气流量；K p 为压力增益；P 0 为设定的气腹压力信号值；P B 为充气压力传感器（108）采集到的压力信号值；
步骤c：在腔镜手术过程中，当需要进行负压吸引时，打开手动阀门（202），吸引器启动，电动减压阀的控制器（104）切换至流量前馈控制模式；此时，电动减压阀的控制器（104）根据第I吸引压力传感器（204）和第II吸引压力传感器（205）采集到的压力信号控制电动减压阀的阀体（103）的开度，由此控制充气流量，从而使得气腹压力维持在一定范围；具体控制公式如下：
q c2 =K A (P C -P D )1/2；
上式中：q c2 为充气流量；K A 为流量增益；P C 为第I吸引压力传感器（204）采集到的压力信号值；P D 为第II吸引压力传感器（205）采集到的压力信号值；
步骤d：在腔镜手术过程中，当负压吸引完成后，关闭手动阀门（202），吸引器关停，电动减压阀的控制器（104）将充气压力传感器（108）采集到的压力信号和设定的气腹压力信号进行比较；
若充气压力传感器（108）采集到的压力信号值小于设定的气腹压力信号值，则电动减压阀的控制器（104）继续在流量前馈控制模式下进行工作；
若充气压力传感器（108）采集到的压力信号值达到设定的气腹压力信号值，则电动减压阀的控制器（104）切换至压力反馈控制模式。
3.根据权利要求1所述的一种腔镜手术使用的气腹控制装置，其特征在于：所述充气气源（101）采用二氧化碳气腹机；所述充气压力传感器（108）、第I吸引压力传感器（204）、第II吸引压力传感器（205）均采用膜式压力传感器。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20200714 |
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