CN110049798B - 具有经过改进的放气装置的医用泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于腹腔镜的注气器,包含抽吸泵,其中所述抽吸泵借助独立的软管与患者连接并且实现可控的排气。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于腹腔镜的注气器,包含抽吸泵,其中所述抽吸泵借助独立的软管与患者连接并且实现可控的排气。
背景技术
腹腔镜为医疗干预,其中可以对腹腔和其中的器官进行视觉检查。为此,通常在腹壁上做出较小的皮肤切口(0.3至2厘米)并且通过这个皮肤切口引入套管针,此套管针又可以容置光学设备。借助专门的内窥镜(腹腔镜)可以看进腹部内部。在采用诊断性腹腔镜的情况下,仅在视觉上对腹部进行检查,在治疗性腹腔镜中也可以实施手术干预。
通常在腹腔镜检查开始时,首先对腹部充气,以形成气腹。为此,已应用不同的气体,例如空气、氮气或二氧化碳(CO2)。二氧化碳气体的应用被证明是特别有利的。
在手术结束后,必须将引入的气体重新移除(排气或放气)。目前,这一点以不受控的方式通过打开套管针接头来实施。其中,特别是会产生如下问题:
1)将患者体内的气体未经过滤地排放入手术室。因此,手术人员直接暴露于有毒的废气下。
2)由于排气不受控,存在有CO2遗留在患者体内的较大风险。由于需要通过身体吸收CO2,通常会产生术后疼痛(“肩痛”)。
3)由于不受控的排气,腹部过快地缩小。
现有技术中所描述的具有抽吸装置的注气装置(例如DE4219859 A1、WO 2004/009167 A1或WO 2011/041387 A1)出于安全考虑不适于进行排气。
本发明的目的在于实现可控且安全地为患者放气,并且防止出现上述缺点。
发明内容
本发明用以达成上述目的的解决方案为一种注气装置,其具有抽吸泵以及注气管线和独立的放气管线,其中在注气管线中以及在放气管线中均设有压力传感器和体积流量传感器,这样就能同时对这两个管线中的压力进行测量。
本发明用以达成上述目的的解决方案特别是为一种
应用于医疗技术的注气装置,包含
用于以气源供气的注气器、
调节单元、
注气管线和独立的放气管线,
其中所述放气管线与抽吸泵连接,
其中所述注气管线和放气管线各具一个压力传感器和一个体积流量传感器,
其中所述注气器具有用于可控地吸走患者体内的气体的装置,
其中所述调节单元根据压力传感器的压力测量来控制所述抽吸泵的功率,
其中所述调节单元包含激活锁,其防止抽吸泵在借助压力传感器在注气管线中测得的压力小于设定的阈值的情况下被激活,
其中所述激活锁还防止抽吸泵在借助压力传感器在注气管线中测得的压力与借助压力传感器在抽吸管线中测得的压力不一致的情况下被激活。
为了实现放气,借助两个软管将所述注气器与患者连接在一起。将第一软管用于注气。在手术过程中朝患者输送气体,以便在腹部形成压力。此外,通过这个管线实施腹部的压力测量。第二软管可以在实施手术期间便已经与患者连接在一起,以实现例如废气抽吸(图1)。
可以采用电子控制的泵作为抽吸泵,正如例如DE 102013016063或类似的公开案中的装置中所描述的抽吸泵那样。
作为替代方案,例如可以通过旁路阀来控制所述抽吸泵(图2)。为此,例如可以将所述泵设定至某个功率,该功率基本上为恒定的,并且在此情况下通过旁路阀来调节功率。
作为进一步的替代方案,同样可以将控制阀直接定位至所述抽吸管线中(图3)。甚至可以以这种方式应用外部的泵,例如手术中的壁式引流器。在此情况下,注气器的调节单元通过所示控制阀来调节抽吸管线。
在注气停止后,通过注气器使得使用者能够开始放气。在开始放气过程时,注气器首先对通过注气管线测得的腹部压力进行检查。在这个腹部压力小于可设定的阈值(<5mmHg,优选<3mmHg)的情况下,激活锁阻止放气开始。上述阈值可以由设备端预设。在本发明的特别实施方式中,可以设有选择开关或另一选择装置,其可以用来供操作人员在术前设定阈值。在测得的腹部压力高于设定的阈值的情况下,将通过注气管线测得的腹部压力与在抽吸管线上测得的压力进行对比。在这些值一致的情况下,就能推测出这两个软管均与患者连接。在这两个测得的压力值的差值小于2mmHg的情况下,将其视为一致的。
在满足这些前提的情况下,可以激活抽吸泵。出于安全考虑,抽吸率不应过高,但同样不应过低,以免不必要地延长治疗过程。1-5l/min,优选约3l/min的抽吸率较为合理。
进一步地通过注气管线来监控腹部的压力。在腹部的压力低于某个极限(例如5mmHg、4mmHg或3mmHg)的情况下,停止放气。(例如5mmHg、4mmHg或3mmHg的)压力极限可由设备端预设。通常设有选择开关或另一选择装置,其可以用来供操作人员在术前设定压力极限。
在放气期间,如果因闭塞(例如因套管针上的旋塞闭合)或因连接失败(例如过早地移除套管针)而无法再正确地测量腹部的压力,就会产生滞后地断开放气从而在患者体内形成负压的危险。
在Northgate的美国专利6,299,592中描述过如何识别注气管线中的闭塞的方法。但在采用这个方法时,持续地在注气管线中注气。在抽吸期间额外地输送气体会产生不良后果,因此,下文示出另一方法来确保安全性。
在本发明的装置的范围内,以一定间隔将放气中断。在断开抽吸泵后,总是等待一定的时间,直至压力平衡。这个压力平衡主要与流阻无关且视具体应用情形可变。为了一方面顺利地减小腹部的压力,另一方面,确保用于压力平衡的等待时间,优选应动态地等待。在抽吸侧上存在稳定的压力的情况下,等待时间结束。随后,检查注气管线上测得的腹部压力是否相当于放气管线中测得的压力。若二者不相符,则停止放气。否则便继续放气。
在放气开始时,抽吸的时间间隔例如为10秒至1秒,特别优选为5-3秒。一般情况下,测量间隔为5秒至0.5秒。
但在腹部区域内(例如因另一套管针而)发生较大的泄漏或有较小的体积存在于腹部中的情况下,还有在患者体内产生负压的危险。上述算法仅在固定的间隔内(例如每3秒)识别这两个压力传感器的同步性。这个间隔对这些用于可靠地识别负压的情形而言过长。间隔的缩短会导致抽吸率不达标。
出于这个原因,必须在主动抽吸期间实施似真性测试。在抽吸过程期间,若腹部压力相对吸走的体积而言下降得过慢(例如大于针对平均患者的0.3l/mmHg的预期值),则放气中断。借助现有的用于体积流量测量的传感器来测定这个体积。
在本发明的一种优选实施方式中,在对患者注气期间测定腹部的升压、建立与注入的体积的比例并且进行存储。以这种方式例如就能测定出,针对1mmHg的升压需要0.35l的气流。将这个值存储在调节单元中。针对同一患者的放气,预计每泵出0.35l的气体产生1mmHg的压降(预期值:0.35l/mmHg)。在放气期间,对每气体体积的压降进行监控。若大幅超过或低于预期值(例如幅度超过20%),则放气自动停止。
作为替代方案,可以借助压力传感器在抽吸侧上对腹部的压力进行持续检查。这个检查基于数学观察者模型(例如Luenberger观察者),基于调节对象的模型设计该观察者模型。现有技术(WO 2016/119773 A1)描述过这类模型,因而在此不再赘述。以这种方式就能在抽吸期间对这两个压力传感器的同步性进行监控,并且在出现偏差的情况下中止放气。
除注气管线中的闭塞外,还必须识别出抽吸管线中的闭塞,从而不引起任何组织损伤(例如吸入器官)。在抽吸侧上,在吸走的体积流量减小或负压过大的情况下识别到抽吸侧上的闭塞,并且同样中止放气。随后在上述情形中,检查注气管线上测得的腹部压力是否相当于放气管线中测得的压力。若二者不相符,则停止放气。否则便继续放气。
作为补充方案,可以借助专门的抽吸套管针进行抽吸。传统的套管针为具有浑圆开口的大体呈销状(圆柱形)的管道,在应用情形中,该开口定位在患者的腹部,以及为患者体外的各种连接方案。在放气过程中吸走气体时,存在吸入口吸住敏感的组织部分的危险。在如此地设计套管针,使得圆柱壁部在端部具有开口的情况下,这个危险降低。在一种优选实施方式中,套管针在开口的区域内包含通风槽(图4)。
附图说明
图1示出了本发明的注入器的实施方式;
图2示出本发明的装置;
图3示出本发明的装置的另一变体;及
图4示出抽吸套管针的实施方式。
具体实施方式
图1示出本发明的注入器的实施方式。所述注入器(1)连接例如形式为CO2贮气瓶的气源(2)。通过比例阀(3)、压力传感器(4)、体积流量传感器(5)和过滤器(F)输往注气套管针(6)。独立的放气套管针(9)通过软管与注气器连接,其中气流首先重新通过过滤器(F)、体积流量传感器(10)、压力传感器(11)通向抽吸泵(12)。抽吸泵的出口通向设备出口(13)。当然,设备出口(13)可以配设有附加的过滤器。将压力传感器(4,11)以及体积流量传感器(5,10)的测量数据传输至具有连接的存储器(8)的计算单元(7)。计算单元(7)对比例阀(3)以及抽吸泵(12)进行控制。正如本领域技术人员所了解的那样,压力传感器和体积流量传感的位置同样可以定位在别处:当然,这样就能使得注气流首先穿过体积流量传感器(5),再穿过压力传感器(4)。类似地,放气管线的体积流量传感器(10)可以沿流动方向刚好处于抽吸泵(12)下游。
图2示出本发明的装置,其中抽吸泵(12)持续地运转,并且通过旁路阀(14)来控制抽吸功率。同样通过计算单元(7)来控制旁路阀(14)(未在图2中示出)。
图3示出本发明的装置的另一变体。其中,作为设备内部的抽吸泵的替代,设有用于外部的泵的接头(16)。许多医院都配设有相应的泵,这些泵可以用于本发明的注气器的所设置的用途。在这个情形中,仅需控制阀(15)来调节(未示出的)外部的泵的抽吸率。
图4示出抽吸套管针的实施方式。图4中的a)部分示出具有相应的接头的传统的(圆柱形)套管针。图4中的b)部分示出本发明的不同抽吸套管针,其要么在圆柱壁部上具有开口(图左),要么在圆柱端部的区域内采用不规则设计(图中),要么既在圆柱壁部上具有开口,又具有不规则成型的末端件(图右)。重要之处在于,圆柱的末端无法紧贴在组织上并且无法吸住组织。通过所设置的开口来有效地防止这种吸附。
本发明的装置的单个组件大部分已经由先前的公开案揭示过,例如US 6299592、US5411474、W01996001132A1、WO 2011041387A1、US 5800381、DE 4219859B4、DE102015000845A1,但并未揭示过本发明的装置是如何通过权利要求被定义的相关内容。相应地编程的微型计算机连同附属的存储器以及输入与输出装置用作调节单元。体积流量传感器已经由其他医疗技术装置已知(例如在呼吸装置中),从而在此无需赘述。
本领域技术人员无需创造性便能实现该项创新的替代及/或补充型实施方式。
Claims (9)
1.一种应用于医疗技术的注气装置,包含
用于以气源供气的注气器,
调节单元,
注气管线和独立的放气管线,
其中所述放气管线与抽吸泵连接,
其中所述注气管线和放气管线各具一个压力传感器和一个体积流量传感器,
其中所述注气器具有用于可控地吸走患者体内的气体的装置,
其中所述调节单元根据所述压力传感器的压力测量来控制所述抽吸泵的功率,
其中所述调节单元包含激活锁,所述激活锁防止所述抽吸泵在借助所述压力传感器在所述注气管线中测得的压力小于设定的阈值的情况下被激活,
其中所述激活锁还防止所述抽吸泵在借助所述压力传感器在所述注气管线中测得的压力与借助所述压力传感器在所述放气管线中测得的压力不一致的情况下被激活。
2.根据权利要求1所述的应用于医疗技术的注气装置,其中所述阈值小于5mmHg。
3.根据权利要求1所述的应用于医疗技术的注气装置,其中所述阈值小于3mmHg。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的应用于医疗技术的注气装置,其中所述调节单元周期性地停止所述抽吸泵,且在抽吸间隔期间将两个压力传感器的压力值进行对比,其中只有在两个压力传感器的压力值一致的情况下才重新激活所述抽吸泵。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的应用于医疗技术的注气装置,其中所述调节单元建立吸走的体积与减小的腹部压力的比例,且其中所述调节单元在所述比例与预期值不符的情况下停止所述抽吸泵。
6.根据权利要求5所述的应用于医疗技术的注气装置,其中所述调节单元通过在注气阶段测量相对注气体积的腹部升压,来测定和存储在所述注气阶段抽吸的体积与减小的腹部压力的比例的预期值。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的应用于医疗技术的注气装置,其中所述调节单元持续地激活所述抽吸泵,并且通过所述放气管线的压力传感器借助数学观察者模型来估计腹部的压力并且与所述注气管线中的压力传感器的压力进行对比,其中只有在所述腹部的压力与所述注气管线中的压力传感器的压力的压力值一致的情况下,才保持激活所述抽吸泵。
8.根据权利要求7所述的应用于医疗技术的注气装置,其中所述数学观察者模型按照Luenberger观察者的形式设计。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的应用于医疗技术的注气装置,其中所述放气管线与圆柱形的套管针连接,其中所述圆柱形的套管针如此地设计,使其在圆柱壁部上具有开口。
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