CN116250982A - 压力控制系统、方法、可读存储介质以及超声乳化仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力控制系统、方法、可读存储介质以及超声乳化仪，灌注流道被配置为能够向目标对象施加灌注压强，抽吸流道被配置为能够向目标对象施加抽吸压强，压强获取单元被配置为用于获取灌注流道中至少一个位置的灌注压强数据，或者获取抽吸流道中至少一个位置的抽吸压强数据，控制单元与压强获取单元连接，控制单元被配置为用于根据灌注压强数据和抽吸压强数据中的至少一种数据生成调节数据，并根据调节数据控制灌注流道和抽吸流道中的至少一者运行。压强获取单元可直接获取灌注压强数据和抽吸压强数据具有及时性和直接性，可以简化运算规则，提高运算效率，及时对灌注源和抽吸源进行调控，有效地保证眼内压的稳定。

Description

压力控制系统、方法、可读存储介质以及超声乳化仪

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及压力控制系统、方法、可读存储介质以及超声乳化仪。

背景技术

晶状体是人眼屈光系统的重要组成部分。晶状体的作用是将进入眼内的光线折射并聚焦至视网膜上，从而产生清晰的视觉效果。白内障是指晶状体的透明度降低或颜色改变，衰老、疾病或外伤等因素均会使晶状体浑浊，影响人的视觉质量。手术治疗是针对白内障的主要治疗手段，手术方法是将晶状体摘除后植入人工晶状体。

目前最常见和受推荐的摘除晶状体的方式为超声乳化白内障吸除手术。医生需要使用白内障超声乳化仪和辅助手术工具来进行手术，典型的白内障超声乳化仪能够提供灌注、抽吸和超声功能。手术时可以通过持握手柄作用到人眼，持握手柄的头端常见形式为中空的针形部件，持握手柄的尾端可以接灌注流道和抽吸流道。当使用超声功能时，持握手柄的头端可以通过振动传递超声能量。

手术过程中通常先在眼睛外部组织上切口，再把持握手柄的头端插入眼睛的前房中，医生用持握手柄的头端接触浑浊的晶状体，并用脚踏控制抽吸和超声的强度，达到可以将晶状体变成碎块的效果。同时，灌注流道可以补充眼内液体，并给持握手柄的头端降温，保护眼部组织不被热量灼伤，灌注需要保持前房充盈，提供足够的眼内空间供医生操作。

传统的超声乳化仪通常采用重力灌注系统，重力灌注系统的原理为利用液位高度差带来的压强提供灌注压强。重力灌注系统具有类似于静脉注射杆的部件，可用于悬挂灌注液袋。很多重力灌注系统的悬挂杆具有升降功能，因此也常被称为重力升降杆。在重力灌注系统中，灌注液袋悬挂位置相对于手术高度越高，则灌注压强就越大；灌注液袋悬挂位置相对于手术高度越低，则灌注压强就越小。

超声乳化仪的抽吸通常采用抽吸泵实现。例如在不同的产品中，可以采用文丘里泵、蠕动泵和真空泵等产生抽吸压强，或者也可以采用双泵结合的方式产生抽吸压强。在抽吸系统中，抽吸泵产生的负压会传递至抽吸流道中，最终在持握手柄的头端形成负压，辅助医生抓取晶状体，抽走晶状体碎块。在超声乳化白内障吸除手术中，维持眼睛前房的稳定非常重要。一是因为手术的成功进行需要持续保持手术操作的内部空间，二是因为眼内压过高或过低会引发术中或术后并发症。除此之外，如果手术操作过程中眼内压不稳定，前房突然变浅，会大大增加医生误操作(如持握手柄的头端误伤晶状体后囊膜)的可能性。晶状体囊膜为包绕晶状体上皮及晶状体核的基底膜。如果后囊膜误伤破裂，会为后房型人工晶状体的植入和固定带来困难，而且可能引起玻璃体脱出、晶状核或碎片掉入玻璃体腔中等严重的术中并发症，视网膜脱离、黄斑囊样水肿、人工晶状体偏心、脱位的术后并发症的发生率也将增高。而如何提高超声乳化抽吸质量以确保眼压稳定，减少术中风险，是丞待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对白内障超声乳化手术中眼内压不稳定的问题，提供一种压力控制系统、方法、可读存储介质以及超声乳化仪。

本发明提供了一种用于眼科手术的压力控制系统，所述用于眼科手术的压力控制系统包括：

灌注流道，所述灌注流道被配置为能够向目标对象施加灌注压强；

抽吸流道，所述抽吸流道被配置为能够向目标对象施加抽吸压强；

压强获取单元，所述压强获取单元被配置为用于获取所述灌注流道中至少一个位置的灌注压强数据，和/或，所述压强获取单元被配置为用于获取所述抽吸流道中至少一个位置的抽吸压强数据；

控制单元，所述控制单元与所述压强获取单元连接，所述控制单元被配置为用于根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成调节数据，并根据所述调节数据控制所述灌注流道和所述抽吸流道中的至少一者运行。

在其中一个实施例中，所述用于眼科手术的压力控制系统还包括：

存储单元，所述存储单元被配置为用于存储系统预存数据，所述控制单元与所述存储单元连接，用于利用所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据与所述系统预存数据协同生成所述调节数据，并根据所述调节数据控制所述灌注流道和所述抽吸流道中的至少一者运行。

在其中一个实施例中，所述控制单元被配置为用于根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成实时计算数据，进而根据所述实时计算数据与所述系统预存数据生成所述调节数据。

在其中一个实施例中，所述用于眼科手术的压力控制系统包括：

交互单元，所示交互单元用于接收用户输送的交互数据，所述控制单元与所述交互单元连接，用于获取所述交互数据。

在其中一个实施例中，所述交互单元用于根据所述交互数据更改所述系统预存数据，所述控制单元被配置为用于根据所述实时计算数据与更改后的系统预存数据生成所述调节数据。

在其中一个实施例中，所述系统预存数据包括：

灌注流道堵塞数据、灌注流道非堵塞数据、灌注流道涌动数据、灌注流道非涌动数据、灌注流道尺寸数据、灌注流道阻力数据、灌注流道压差数据、灌注流道流量率数据、抽吸流道堵塞数据、抽吸流道非堵塞数据、抽吸流道涌动数据、抽吸流道非涌动数据、抽吸流道尺寸数据、灌注源运行数据、抽吸源运行数据、抽吸流道阻力数据、抽吸流道压差数据、抽吸流道流量率数据、手术高度数据、灌注流道与抽吸流道的压差比数据中的任意一种或任意组合。

在其中一个实施例中，所述压强获取单元包括：

至少一个灌注压强传感器，每个所述灌注压强传感器被配置为用于获取所述灌注流道中一个位置的灌注压强数据；和/或，

至少一个抽吸压强传感器，每个所述抽吸压强传感器被配置为用于获取所述抽吸流道中一个位置的抽吸压强数据。

在其中一个实施例中，所述用于眼科手术的压力控制系统包括：

持握手柄，所述持握手柄内具有灌注流路和抽吸流路；

灌注管路，所述灌注管路与所述灌注流路的近端连通；

抽吸管路，所述抽吸管路与所述抽吸流路的近端连通；

灌注源，所述灌注源与所述灌注管路的近端连通；

抽吸源，所述抽吸源与所述抽吸管路的近端连通；

所述灌注管路、所述灌注流路、所述灌注源构成所述灌注流道；

所述抽吸管路、所述抽吸流路、所述抽吸源构成所述抽吸流道。

本发明还提供了一种超声乳化仪，包括所述压力控制系统。

本发明还提供了一种压力控制方法，所述压力控制方法包括如下步骤：

获取灌注流道中至少一个位置的灌注压强数据和/或抽吸流道中至少一个位置的抽吸压强数据；

根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成调节数据，或者，利用所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据与系统预存数据协同生成调节数据，或者，根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成实时计算数据，进而根据所述实时计算数据与所述系统预存数据生成所述调节数据；

根据所述调节数据控制灌注流道和抽吸流道中的至少一者运行。

在其中一个实施例中，设定稳定数据范围，判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化量是否处于所述稳定数据范围内，当所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化量处于所述稳定数据范围以外时，生成所述调节数据。

在其中一个实施例中，所述调节数据包括：

堵塞调节数据，所述堵塞调节数据在所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值发生单向变化时生成，其中，所述单向变化为数值仅增大或数值仅减小；和/或，

涌动调节数据，所述涌动调节数据在所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值发生双向变化时生成，其中，所述双向变化为数值增大后又减小或数值减小后又增大。

在其中一个实施例中，判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值是否发生单向变化，如果发生单向变化则生成所述堵塞调节数据，如果未发生单向变化则生成所述涌动调节数据；和/或，

判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化情况，如果发生单向变化则生成所述堵塞调节数据，如果发生双向变化则生成所述涌动调节数据。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述压力控制方法的步骤。

上述压力控制系统、可读存储介质以及超声乳化仪中，压强获取单元对灌注压强数据和抽吸压强数据的获取方式是直接在灌注流道或抽吸流道的内部空间进行获取的，数据的获取具有及时性和直接性，而且调节数据的生成也是直接依据灌注压强数据和抽吸压强数据得到的，因此调节数据也具有及时性和直接性，这样可以简化运算规则，提高运算效率，及时对灌注压强和抽吸压强进行调控，有效地保证眼内压的稳定。

上述压力控制方法中，可以直接将灌注流道或抽吸流道作为检测对象，在灌注流道或抽吸流道的内部空间获取灌注压强数据和抽吸压强数据，数据的获取具有及时性和直接性，而且调节数据的生成也是直接依据灌注压强数据和抽吸压强数据得到的，使调节数据也具有及时性和直接性，这样可以简化运算规则，提高运算效率，及时对灌注压强和抽吸压强进行调控，有效地保证眼内压的稳定。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的压力控制系统的连接示意。

附图标号：

100、灌注流道；200、抽吸流道；300、压强获取单元；400、控制单元；500、交互单元；

110、灌注源；210、抽吸源。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，电连接为通讯连接，可以实现数据的传输，通讯连接可以是有线连接或无线连接，而且在通讯连接的基础上也可以同时具备供电功能，保证各单元的供电；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1所示，本发明一实施例提供了一种用于眼科手术的压力控制系统，所述用于眼科手术的压力控制系统包括灌注流道100、抽吸流道200、压强获取单元300和控制单元400，所述灌注流道100被配置为能够向目标对象施加灌注压强，灌注压强的施加可以使灌注液被施加到目标对象上，所述抽吸流道200被配置为能够向目标对象施加抽吸压强，抽吸压强表现为负压，可以使灌注液以及其他物质从目标对象上被抽离，所述压强获取单元300被配置为用于获取所述灌注流道100中至少一个位置的灌注压强数据，所述压强获取单元300被配置为用于获取所述抽吸流道200中至少一个位置的抽吸压强数据，其中灌注压强数据和抽吸压强数据可以同时获取，也可以单独获取任意一种，所述控制单元400与所述压强获取单元300连接，所述控制单元400被配置为用于根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成调节数据，并根据所述调节数据控制所述灌注流道100和所述抽吸流道200中的至少一者运行。

需要说明的是，所述灌注流道100和所述抽吸流道200应做广义的理解，不仅限于供灌注液以及其他物质流动的管路结构，也包含用于在管路结构中施加灌注压强或抽吸压强的灌注源110或抽吸源210等，灌注流道100的内部空间可以被分为大量的单元空间，单元空间的体积可以根据控制精度预先设定，当单元空间的体积越小，则灌注流道100中单元空间的数量越多、控制精度越高，当单元空间的体积越大，则灌注流道100中单元空间的数量相应越少、控制精度相应越低，单元空间可以作为灌注流道100中的一个位置，灌注压强数据可以在一个或多个单元空间内采集。同理，抽吸流道200的内部空间可以被分为大量的单元空间，单元空间的体积可以根据控制精度预先设定，当单元空间的体积越小，则抽吸流道200中单元空间的数量越多、控制精度越高，当单元空间的体积越大，则抽吸流道200中单元空间的数量相应越少、控制精度相应越低，单元空间可以作为抽吸流道200中的一个位置，抽吸压强数据可以在一个或多个单元空间内采集。

在上述技术方案中，采用压强获取单元300可以对灌注流道100内的合适位置进行压强数据采集，具体采集的数据为灌注压强数据，控制单元400基于采集的灌注压强数据可以通过预定的运算规则生成调节数据，调节数据可以作为控制灌注压强的依据，进而通过该调节数据控制灌注压强，以加大或减小对灌注液的灌注量，维持眼内压稳定。预定的运算规则例如是，压强获取单元300可以对灌注流道100内的一个或多个位置的灌注压强数据进行实时采集，当灌注压强数据小范围内波动时，如灌注压强数据的数值变化量波动处于预设的稳定数据范围内，可以判断为正常状态，当灌注压强数据瞬间波动较大时，如灌注压强数据的数值变化量波动处于预设的稳定数据范围以外，则可以判定为异常状态，因此可以生成调节数据控制灌注压强，抵抗灌注压强数据的较大波动，直至灌注压强数据回归平稳，以这种方式来维持眼内压稳定，除此之外，本领域技术人员也可以根据其他运算规则生成调节数据，在此不做限定。

同理，采用压强获取单元300也可以对抽吸流道200内的合适位置进行压强数据采集，具体采集的数据为抽吸压强数据，控制单元400基于采集的抽吸压强数据可以通过预定的运算规则生成调节数据，调节数据可以作为控制抽吸压强的依据，进而通过该调节数据控制抽吸压强，以加大或减小抽吸压强的施加，维持眼内压稳定。预定的运算规则例如是，压强获取单元300可以对抽吸流道200内的一个或多个位置的抽吸压强数据进行实时采集，当抽吸压强数据小范围内波动时，如抽吸压强数据的数值变化量波动处于预设的稳定数据范围内，可以判断为正常状态，当抽吸压强数据瞬间波动较大时，如抽吸压强数据的数值变化量波动处于预设的稳定数据范围以外，则可以判定为异常状态，因此可以生成调节数据控制抽吸压强的抽吸量，抵抗抽吸压强数据的较大波动，直至抽吸压强数据回归平稳，以这种方式来维持眼内压稳定，除此之外，本领域技术人员也可以根据其他运算规则生成调节数据，在此不做限定。

由于压强获取单元300具备对灌注压强数据和抽吸压强数据获取的能力，因此控制单元400同样可以基于对灌注压强数据和抽吸压强数据的综合数据处理生成调节数据，压强获取单元300对灌注压强数据和抽吸压强数据的获取方式是直接在灌注流道100或抽吸流道200的内部空间进行获取的，数据的获取具有及时性和直接性，而且调节数据的生成也是直接依据灌注压强数据和抽吸压强数据得到的，因此调节数据也具有及时性和直接性，这样可以简化运算规则，提高运算效率，及时对灌注压强和抽吸压强进行调控，有效地保证眼内压的稳定。

除了仅采用灌注压强数据或抽吸压强数据生成调节数据，为了实现对灌注压强和抽吸压强形成更加精准的控制，还可以采用其他数据参与运算，辅助生成调节数据，在其中一个实施例中，所述用于眼科手术的压力控制系统包括存储单元，所述存储单元被配置为用于存储系统预存数据，所述控制单元400与所述存储单元连接，用于利用所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据与所述系统预存数据协同生成所述调节数据，并根据所述调节数据控制所述灌注流道100和所述抽吸流道200中的至少一者运行，因此在调节数据的生成运算过程中可以任意选取所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据作为运算基础，与系统预存数据配合运算，提供了多样化的运算方式。

利用所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据参与运算时，可以直接将所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据与系统预存数据进行运算，也可以利用所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据经过预定的运算规则得到相应的结果后，在将得到的结果与系统预存数据配合运算，在其中一个实施例中，所述控制单元400被配置为可以根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成实时计算数据，进而根据所述实时计算数据与所述系统预存数据生成所述调节数据，多样化的运算方式可以预先推断各类故障情况，例如堵塞情况、涌动情况等，然后根据各类故障情况生成相应的调节数据，控制灌注压强或抽吸压强来克服各类故障情况，使眼内压维持稳定。

需要说明的是，系统预存数据可以通过预先处理大量实验数据获得，可以基于灌注流道100或抽吸流道200的特征提供补偿因数，可以由前期用户输入转化而来，也可以是针头、衬套等设备的尺寸数据，如手术高度等，获得的各类型数据可以用来进行相应的数据处理或作为人工智能算法的训练数据集，处理方式可以包括回归分析、趋势识别等，从而形成系统预存数据，预存在系统中。实时计算数据与系统预存数据的关系类似于同一个方程组中的同一组变量，在不同条件下，方程组中其他变量数值不一样，会导致这组变量数值不一样，系统预存数据可用于优化计算所需变量，或者用于人工智能算法的训练集，通过同时使用实时计算数据组、系统预存数据组以及某些已知量，可以推算其他变量，从而推算出堵塞情况、涌动情况等各类型的故障情况。

因此，所述系统预存数据包括但不限于灌注流道堵塞数据、灌注流道非堵塞数据、灌注流道涌动数据、灌注流道非涌动数据、灌注流道尺寸数据、灌注流道阻力数据、灌注流道压差数据、灌注流道流量率数据、抽吸流道堵塞数据、抽吸流道非堵塞数据、抽吸流道涌动数据、抽吸流道非涌动数据、抽吸流道尺寸数据、灌注源运行数据和抽吸源运行数据、抽吸流道阻力数据、抽吸流道压差数据、抽吸流道流量率数据、手术高度数据、灌注流道与抽吸流道的压差比数据中的任意一种或任意组合，除此之外，本领域技术人员还可以根据需求增加其他合理的数据参与运算，生成调节数据，以使调节数据的结果更适于通过控制灌注压强和抽吸压强来维持眼内压，在此不做限定。

基于上述部分或全部数据，在一个实施例中可以识别灌注流道100或抽吸流道200的堵塞情况，然后基于堵塞情况生成控制灌注压强或抽吸压强的调节数据。

例如，系统预存数据A＝P1/P2，其中P1和P2为灌注流道100内任意两个位置的灌注压强数据，P1更靠近上游，也就是更靠近灌注源110，P2更靠近下游，也就是更靠近灌注流道100的头端(另一个系统预存数据可以为B＝(P1-P2)/P1)。

在前期实验中，可收集大量系统预存数据A(或B)，记录其变化规律和可能趋势，在实际运行过程中，可将获得的实时计算数据的A’(或B’)与系统预存数据A(或B)做对比，从而推断出堵塞情况。

比如，在堵塞的瞬间，灌注流道100内的灌注压强数据会突然升高，而灌注源110的灌注压强数据不变，所以实时计算数据的A’(或B’)会突然升高，堵塞程度不同，实时计算数据的A’(或B’)的值也不一样，通过比较实时计算数据的A’(或B’)与系统预存数据A(或B)即可判断是否存在堵塞情况。

又例如，在灌注流道100内非堵塞情况下，系统预存数据A＝P1/P2，其中P1和P2为灌注流道100内任意两个位置的灌注压强数据，P1在P2上游，P2在IOL(眼内压)上游，如果排除高度差带来的压差影响，那么一般P1>P2>IOL(眼内压)，而由于眼内压一般在20mmHg-50mmHg范围内，最大灌注压强一般不会超过100mHg，因此系统预存数据A一般在1.0-5.0的范围内波动，此时如果系统预存数据A在2.4上下波动，例如2.35<A<2.45，则液流稳定，属于非堵塞情况，如果系统预存数据A的值突然升高至5.0以上，甚至更高，此时则可以判断为堵塞情况。

在另一个识别灌注流道100或抽吸流道200堵塞情况的实施例中，比如系统预存数据C＝devASP/IOL，其中IOL为设定的目标眼内压数据，devASP为抽吸流道200内一个位置的抽吸压强数据(P3)与目标抽吸压强数据(ASP)的比值，devASP＝P3-ASP。目标抽吸压强数据(ASP)可以是用户的脚踏信号(footpedalSIGNAL)的函数，即ASP＝fn(footpedalSIGNAL)，因此，系统预存数据C＝(P3-ASP)/IOL＝(P3-fn(footpedalSIGNAL))/IOL。

在前期实验中，可收集大量系统预存数据C，记录其变化规律和可能趋势，比如，可以计算在不同手术模式下，非堵塞情况时系统预存数据C的平均值，并存储在存储单元中。在手术过程中，通过实时计算数据与存储单元中的非堵塞情况时系统预存数据C的平均值做对比，来判断是否堵塞。比如，在一个实施例中，可以将ASP与footpedalSIGNAL的关系定义为线性，比如ASP＝k*footpedalSIGNAL+b，其中k和b为线性参数。在前期实验中，可以将IOL设定为25mmHg，此时ASP在脚踏控制下，在0mmHg-300mmHg范围内线性变化。抽吸压强数据P3也同时随脚踏变化，在5mmHg-150mmHg之间接近线性变化。

系统预存数据C在某一个脚踏深度时，会在一个值上下轻微波动，比如在某一个脚踏控制的负压大小下，ASP＝-100mmHg，P3＝-50mmHg，因此系统预存数据C＝(-50+100)/25＝2.0。在该情况下，如果突然有堵塞的情况发生，那么ASP和P3的值会突然变得更加接近，系统预存数据C会突然变小，所以通过对系统预存数据C的监测，就可以实现对堵塞情况的识别。

基于上述部分或全部数据，在一个实施例中可以识别灌注流道100或抽吸流道200的涌动情况，然后基于涌动情况生成控制灌注压强或抽吸压强的调节数据。

例如，可以通过识别堵塞情况所用的类似算法进行涌动情况的识别，堵塞情况和涌动情况的识别可相互独立，也可增加互相之间的判断条件，因为在实际情况中涌动情况往往是堵塞情况后可能发生的危险情况，因此系统可以预先设定在识别到堵塞情况后识别涌动情况。涌动情况时，灌注压强数据A(或B)将突然下降，因此对灌注压强数据A(或B)的分析可作为判断涌动情况的依据。

例如在前述的类似实施例中，系统预存数据A＝P1/P2，其中P1和P2为灌注流道100内任意两个位置的灌注压强数据，P1更靠近上游，也就是更靠近灌注源110，P2更靠近下游，也就是更靠近灌注流道100的头端(另一个系统预存数据可以为B＝(P1-P2)/P1)。在液流稳定的情况下，系统预存数据A一般在1.0-5.0的范围内波动，此时如果系统预存数据A在2.4上下波动，例如2.35<A<2.45，则液流稳定，属于非堵塞情况，如果系统预存数据A的值突然升高至5.0以上，甚至更高，此时则可以判断为堵塞情况。在堵塞情况发生后，可以进行涌动情况的识别，在涌动情况发生时，系统预存数据A会下降，例如可以将系统预存数据A回到3.0以下作为涌动情况发生的判定条件。

在一个实施例中，还可以通过逻辑回归算法识别堵塞情况和涌动情况，通过各类回归算法，可以得到相应的回归参数，并做出预测。例如，可以使用监督学习和训练数据集建立模型，然后再在实际使用中，用实时计算数据和模型来判断或预测堵塞情况和涌动情况。

在前期实验中，可以收集包括先不限于相关用户设定的数据，如目标眼内压数据或抽吸流量率等，可用脚踏实时控制的目标抽吸压强数据，灌注压强数据或抽吸压强数据，以及判断值，包括“是否堵塞”、“是否发生涌动”等数据的集合，并作为训练数据集进行训练，其中判断值可以作为监督学习中的奖励/惩罚标准。对于每个需要判断的值，可训练一个逻辑回归模型的分类器，比如，可以将以上数据作为输出数据，得到相应的回归参数和函数后，在手术过程中用于预测“是否堵塞”，或者预测某一瞬间堵塞情况发生的概率大小，同样的方法可用于识别“是否发生涌动”，或是预测涌动情况发生的概率。通过量化堵塞情况和涌动情况程度，还可使用其他人工智能算法，对堵塞情况和涌动情况的发生做出量化的预测和归类。

在一个实施例中，还可以利用adaboost算法识别堵塞后涌动的情况，例如，可以采用adaboost算法把训练数据集分为不同的子数据集，并构建许多不同的弱学习器分别进行训练，在这个过程中调整不同弱学习器的权重，就可得到判断准确的强学习器，并应用到实际工作中。

同样地，在前期实验中，需要收集大量数据作为调整的依据或人工智能算法所需的训练集，包括但不限于相关用户设定的数据，如目标眼内压数据或抽吸流量率等，可用脚踏实时控制的目标抽吸压强数据，灌注压强数据或抽吸压强数据，以及判断值，包括“是否堵塞”、“是否发生涌动”等数据的集合，并作为训练数据集进行训练。其中判断值可以用于判断学习误差，并矫正弱学习器的权重和参数。

基于上述部分或全部数据，在一个实施例中可以对实时眼内压进行计算和预测，例如在手术中可能会出现不同的液流情况，液流情况包括但不限于平稳灌注、无抽吸的液流情况，平稳灌注抽吸、无堵塞或涌动的液流情况，平稳灌注、抽吸随脚踏信号变化、无堵塞或涌动的液流情况，堵塞后无明显涌动的液流情况，堵塞后有涌动的液流情况。在不同的液流情况下，眼内压的变化趋势会不同，因此用于计算眼内压或预测眼内压变化的算法也不同。在一些方案中，算法应先对液流情况进行分类，再针对不同的液流情况使用不同的眼内压计算或预测算法，这样才能更准确地计算或预测眼内压。

例如，在平稳灌注、无抽吸的液流情况下计算眼内压时，可以采用系统预存数据D(D1，D2，D3，…)和系统预存数据E(E1，E2，E3，…)对眼内压进行计算，由于在雷诺数(Reynold’s number)小于2000的情况下，灌注流道100或抽吸流道200上的压强差与流量率之间的关系为线性关系，所以在同样的流量率下，灌注流道100或抽吸流道200上不同的灌注压强数据或抽吸压强数据之间的关系也可以用线性方程表示，比如P1＝D*P_eye+E，其中，P1可为灌注流道100上一个位置的灌注压强数据，P_eye为灌注流道100的头端，也就是插入眼睛的位置所测到的灌注压强数据，在这个位置测到的灌注压强数据非常接近真实的眼内压。

在前期实验中，可收集大量P1和P_eye的值，当手术为平稳灌注、无抽吸的液流情况时，可记录P1和P_eye的值，并找出二者的关系，例如P1＝D1*P_eye+E1，P1＝D2*P_eye+E2，P1＝D3*P_eye+E3，…。存储单元可以存储系统预存数据D(D1，D2，D3，…)和系统预存数据E(E1，E2，E3，…)，用于实时计算眼内压IOP_instant＝(P1-E)/D。除此之外，还可以通过增加其他数据优化计算准确性，比如IOP_instant＝(α*P1-β*E)/D，在此不做限定。

在灌注动作和抽吸动作同时进行时，对于平稳灌注抽吸、无堵塞或涌动的液流情况，以及平稳灌注、抽吸随脚踏信号变化、无堵塞或涌动的液流情况，可以使用多个灌注压强传感器或抽吸压强传感器获得的灌注压强数据或抽吸压强数据计算眼内压，由于在雷诺数(Reynold’s number)小于2000的情况下，灌注流道100或抽吸流道200上的压强差与流量率之间的关系为线性关系，所以在同样的流量率下，灌注流道100或抽吸流道200上不同的灌注压强数据或抽吸压强数据之间的关系也有一些线性的成分，由于抽吸信号可能随脚踏信号变化而变化，所以实际情况更为复杂，需要更多的参数来准确计算眼内压。

线性回归分析是一种可用于寻找多个变量之间线性关系的方法，因此可以使用线性回归分析的方式寻找实验数据P_eye与大量灌注压强数据或抽吸压强数据(P1，P2，P3，…)之间的关系。其中P_eye为灌注流道100的头端，也就是插入眼睛的位置所测到的灌注压强数据，在这个位置测到的灌注压强数据非常接近真实眼内压，而灌注压强数据或抽吸压强数据(P1，P2，P3，…)为灌注流道100或抽吸流道200内不同位置的数据。在一个实施例中，可以构建多变量线性回归模型P_eye＝α0+α1*P1+α2*P2+α3*P3+…+ε，其中(P1，P2，P3，…)为数据组(P1_1，P1_2，P1_3，…)(P2_1，P2_2，P2_3，…)和(P3_1，P3_2，P3_3，…)等，用实验数据集可求解方程，并得到一系列参数，在手术过程中，可以利用灌注压强传感器或抽吸压强传感器获得的灌注压强数据或抽吸压强数据(P1，P2，P3，…)和线性回归方程及已知参数，求出实时眼内压IOP_instant。

在一个实施例中，可以利用马尔科夫链预测堵塞后涌动发生时实时眼内压过低的情况，马尔可夫链假设某一时刻状态转移的概率只依赖于它的前一个状态，假设某一时刻涌动发生的概率只依赖于前一刻的状态，进而建立马尔科夫链模型。在前期实验中，可将实验数据P_eye与大量灌注压强数据或抽吸压强数据(P1，P2，P3，…)收集并储存起来。其中P_eye为灌注流道100的头端，也就是插入眼睛的位置所测到的灌注压强数据，在这个位置测到的灌注压强数据非常接近真实眼内压，而灌注压强数据或抽吸压强数据(P1，P2，P3，…)为灌注流道100或抽吸流道200内不同位置的数据。通过使用马尔科夫链，可基于某一时刻的一系列参数，预测下一个时刻眼压过低的可能性，这可以帮助预测眼压过低的情况，优化眼压控制的效果。

此外，通过多种不同的方法均可计算出准确的实时眼内压数据IOP_instant，通过对比实时眼内压数据IOP_instant与设定的目标眼内压数据IOP，可以生成不同的调节数据，进而控制灌注源110和抽吸源210动作。比如，用户设定的目标眼内压数据IOP为40mmHg，在某一时刻，实时眼内压数据IOP_instant为20mmHg，那么就要升高灌注源110的压强，灌注补偿参数可以为F＝(IOP-IOP_instant)/IOP_instant＝1.0，灌注源110的压强为参数F的函数fn(F)。

在其中一个实施例中，所述用于眼科手术的压力控制系统包括交互单元500，所示交互单元500用于接收用户输送的交互数据，所述控制单元400与所述交互单元500连接，用于获取所述交互数据，交互数据可以包括用户输入的任意可被交互单元500识别的数据，用户可以通过交互数据与交互单元进行交互，使压力控制系统按照用户的意愿运转，其中，交互单元可以为易于操作的用户交互界面，并可以通过手机、平板、计算机等作为载体，供用户和压力控制系统之间进行交互和信息交换，使得用户能够方便有效率地去操作压力控制系统以达成双向交互，完成所希望借助压力控制系统完成的工作。

所述交互单元500用于根据所述交互数据更改所述系统预存数据，所述控制单元400被配置为用于根据所述实时计算数据与更改后的系统预存数据生成所述调节数据。用户可通过交互单元500输入目标眼内压数据，将该目标眼内压数据作为系统预存数据的一部分，在一个例子中，实时计算数据可以包含实时眼内压数据，因此控制单元400便可以对比实时眼内压数据和目标眼内压数据，生成相应的调节数据，用来调整灌注源110或抽吸源210的动作，让实时眼内压数据接近目标眼内压数据，得到眼内压稳定的效果。

交互单元500可以具有方便用户操作的交互界面来修改系统预存数据，交互界面可以采用显示器、脚踏板，甚至采用键盘、鼠标和遥控器等，例如显示器可以向用户提供可视化信息，可带有触屏功能，用户可通过点选显示器上的按钮和窗口等实现对系统预存数据的修改或输入。

在其中一个实施例中，所述压强获取单元300包括至少一个灌注压强传感器和至少一个抽吸压强传感器，每个所述灌注压强传感器被配置为用于获取所述灌注流道100中一个位置的灌注压强数据，每个所述抽吸压强传感器被配置为用于获取所述抽吸流道200中一个位置的抽吸压强数据。其中，一个灌注压强传感器可以检测灌注流道100中一个位置的灌注压强数据，可以设置多个灌注压强传感器分别检测灌注流道100中多个位置的灌注压强数据，同时，一个抽吸压强传感器可以检测抽吸流道200中一个位置的抽吸压强数据，可以设置多个抽吸压强传感器分别检测抽吸流道200中多个位置的抽吸压强数据。灌注压强传感器或抽吸压强传感器均可以采用测量气体或液体压强的传感器，例如可以采用压电式压强传感器、电容式压强传感器、电感式压强传感器等压强传感器。

在其中一个实施例中，所述用于眼科手术的压力控制系统包括持握手柄、灌注管路、抽吸管路、灌注源110和抽吸源210，所述持握手柄内具有灌注流路和抽吸流路，所述灌注管路与所述灌注流路的近端连通，所述灌注管路、所述灌注流路、所述灌注源110构成所述灌注流道100，所述抽吸管路与所述抽吸流路的近端连通，所述抽吸管路、所述抽吸流路、所述抽吸源210构成所述抽吸流道200，所述灌注源110与所述抽吸管路的近端连通，所述抽吸源210与所述抽吸管路的近端连通。

因此，所述压强获取单元可以被配置为用于获取所述灌注管路、所述灌注流路和所述灌注源110中至少一者内的灌注压强数据，例如仅获取所述灌注管路中至少一个位置的灌注压强数据，仅获取所述灌注流路中至少一个位置的灌注压强数据，或者仅获取所述灌注源110中至少一个位置的灌注压强数据，当然压强获取单元也还可以获取上述三者中任意两者或全部三者内的灌注压强数据。同时，所述压强获取单元可以被配置为用于获取所述抽吸管路、所述抽吸流路、所述抽吸源中至少一者内的抽吸压强数据，例如仅获取所述抽吸管路中至少一个位置的抽吸压强数据，仅获取所述抽吸流路中至少一个位置的抽吸压强数据，或者仅获取所述抽吸源210中至少一个位置的抽吸压强数据，当然压强获取单元也还可以获取上述三者中任意两者或全部三者内的抽吸压强数据。

本发明还提供了一种超声乳化仪，包括所述压力控制系统，由于所述压力控制系统的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述，任何有关于所述压力控制系统的技术内容均可参考前文的记载。

本发明还提供了一种压力控制方法，所述压力控制方法包括如下步骤：

获取灌注流道100中至少一个位置的灌注压强数据和/或抽吸流道200中至少一个位置的抽吸压强数据；

根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成调节数据，或者，利用所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据与系统预存数据协同生成调节数据，或者，根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成实时计算数据，进而根据所述实时计算数据与所述系统预存数据生成所述调节数据；

根据所述调节数据控制灌注流道100和抽吸流道200中的至少一者运行。

该压力控制方法可以直接将灌注流道100或抽吸流道200作为检测对象，在灌注流道100或抽吸流道200的内部空间获取灌注压强数据和抽吸压强数据，数据的获取具有及时性和直接性，而且调节数据的生成也是直接依据灌注压强数据和抽吸压强数据得到的，使调节数据也具有及时性和直接性，这样可以简化运算规则，提高运算效率，及时对灌注压强和抽吸压强进行调控，有效地保证眼内压的稳定。

需要说明的是，调节数据是在压力(如眼内压)发生异常时进行的补偿操作或调节操作，因此当压力(如眼内压)正常情况下是不需要调节压力的，在判断压力是否异常，是否需要生成调节数据进行调节时，可以设定稳定数据范围，该稳定数据范围可以根据经验、大数据计算等方式设定，在此不做限定，此时可以判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化量是否处于所述稳定数据范围内，当所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化量处于所述稳定数据范围内时，证明此时压力正常，不需要调节，当所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化量处于所述稳定数据范围以外时，证明此时压力异常，可以生成所述调节数据进行压力调节。

根据不同的异常情况，调节数据的种类也不同，不同种类的调节数据可以针对性的解决不同的异常问题，例如针对堵塞问题和涌动问题，所述调节数据可以包括堵塞调节数据和涌动调节数据。所述堵塞调节数据在所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值发生单向变化时生成，其中，所述单向变化为数值仅增大或数值仅减小。所述涌动调节数据在所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值发生双向变化时生成，其中，所述双向变化为数值增大后又减小或数值减小后又增大。除此之外，调节数据也可以根据其他情况形成其他类型的调节数据，进而通过调节数据类型的预先划分，在遇到不同异常问题时快速选择数据类型，提高异常问题的解决效率。

在一个实施例中，可以首先判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值是否发生单向变化，如果发生单向变化则生成所述堵塞调节数据，如果未发生单向变化则证明数值的变化情况为双向变化，进而立即生成所述涌动调节数据。或者，也可以直接判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化情况，即直接判断数值变化是单向变化还是双向变化，如果发生单向变化则生成所述堵塞调节数据，如果发生双向变化则生成所述涌动调节数据。以上方式既可以单独进行，也可以同步进行。

除此之外，对于压力控制方法的内容也可以参考前文的相应记载。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的压力控制方法的步骤。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种用于眼科手术的压力控制系统，其特征在于，所述用于眼科手术的压力控制系统包括：

灌注流道，所述灌注流道被配置为能够向目标对象施加灌注压强；

抽吸流道，所述抽吸流道被配置为能够向目标对象施加抽吸压强；

压强获取单元，所述压强获取单元被配置为用于获取所述灌注流道中至少一个位置的灌注压强数据，和/或，所述压强获取单元被配置为用于获取所述抽吸流道中至少一个位置的抽吸压强数据；

控制单元，所述控制单元与所述压强获取单元连接，所述控制单元被配置为用于根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成调节数据，并根据所述调节数据控制所述灌注流道和所述抽吸流道中的至少一者运行。

2.根据权利要求1所述的用于眼科手术的压力控制系统，其特征在于，所述用于眼科手术的压力控制系统还包括：

存储单元，所述存储单元被配置为用于存储系统预存数据，所述控制单元与所述存储单元连接，用于利用所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据与所述系统预存数据协同生成所述调节数据，并根据所述调节数据控制所述灌注流道和所述抽吸流道中的至少一者运行。

3.根据权利要求2所述的用于眼科手术的压力控制系统，其特征在于，所述控制单元被配置为用于根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成实时计算数据，进而根据所述实时计算数据与所述系统预存数据生成所述调节数据。

4.根据权利要求3所述的用于眼科手术的压力控制系统，其特征在于，所述用于眼科手术的压力控制系统包括：

交互单元，所示交互单元用于接收用户输送的交互数据，所述控制单元与所述交互单元连接，用于获取所述交互数据。

5.根据权利要求4所述的用于眼科手术的压力控制系统，其特征在于，所述交互单元用于根据所述交互数据更改所述系统预存数据，所述控制单元被配置为用于根据所述实时计算数据与更改后的系统预存数据生成所述调节数据。

6.根据权利要求2所述的用于眼科手术的压力控制系统，其特征在于，所述系统预存数据包括：

灌注流道堵塞数据、灌注流道非堵塞数据、灌注流道涌动数据、灌注流道非涌动数据、灌注流道尺寸数据、灌注流道阻力数据、灌注流道压差数据、灌注流道流量率数据、抽吸流道堵塞数据、抽吸流道非堵塞数据、抽吸流道涌动数据、抽吸流道非涌动数据、抽吸流道尺寸数据、灌注源运行数据、抽吸源运行数据、抽吸流道阻力数据、抽吸流道压差数据、抽吸流道流量率数据、手术高度数据、灌注流道与抽吸流道的压差比数据中的任意一种或任意组合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于眼科手术的压力控制系统，其特征在于，所述压强获取单元包括：

至少一个灌注压强传感器，每个所述灌注压强传感器被配置为用于获取所述灌注流道中一个位置的灌注压强数据；和/或，

至少一个抽吸压强传感器，每个所述抽吸压强传感器被配置为用于获取所述抽吸流道中一个位置的抽吸压强数据。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的用于眼科手术的压力控制系统，其特征在于，所述用于眼科手术的压力控制系统包括：

持握手柄，所述持握手柄内具有灌注流路和抽吸流路；

灌注管路，所述灌注管路与所述灌注流路的近端连通；

抽吸管路，所述抽吸管路与所述抽吸流路的近端连通；

灌注源，所述灌注源与所述灌注管路的近端连通；

抽吸源，所述抽吸源与所述抽吸管路的近端连通；

所述灌注管路、所述灌注流路、所述灌注源构成所述灌注流道；

所述抽吸管路、所述抽吸流路、所述抽吸源构成所述抽吸流道。

9.一种超声乳化仪，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的压力控制系统。

10.一种压力控制方法，其特征在于，所述压力控制方法包括如下步骤：

获取灌注流道中至少一个位置的灌注压强数据和/或抽吸流道中至少一个位置的抽吸压强数据；

根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成调节数据，或者，利用所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据与系统预存数据协同生成调节数据，或者，根据所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据生成实时计算数据，进而根据所述实时计算数据与所述系统预存数据生成所述调节数据；

根据所述调节数据控制灌注流道和抽吸流道中的至少一者运行。

11.根据权利要求10所述的压力控制方法，其特征在于，设定稳定数据范围，判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化量是否处于所述稳定数据范围内，当所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化量处于所述稳定数据范围以外时，生成所述调节数据。

12.根据权利要求11所述的压力控制方法，其特征在于，所述调节数据包括：

堵塞调节数据，所述堵塞调节数据在所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值发生单向变化时生成，其中，所述单向变化为数值仅增大或数值仅减小；和/或，

涌动调节数据，所述涌动调节数据在所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值发生双向变化时生成，其中，所述双向变化为数值增大后又减小或数值减小后又增大。

13.根据权利要求12所述的压力控制方法，其特征在于，判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值是否发生单向变化，如果发生单向变化则生成所述堵塞调节数据，如果未发生单向变化则生成所述涌动调节数据；和/或，

判断所述灌注压强数据和所述抽吸压强数据中的至少一种数据的数值变化情况，如果发生单向变化则生成所述堵塞调节数据，如果发生双向变化则生成所述涌动调节数据。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求10-13中任一项所述的压力控制方法的步骤。

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