CN116549749A - 智能控压灌注吸引系统及其自动控流方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能控压灌注吸引系统，至少包括主控单元、与灌注装置、吸引装置、导引鞘、套设于所述导引鞘的内窥镜、以及腔内测压装置，灌注装置包括第一电机和与内窥镜连接的灌注管路，第一电机和灌注管路连接；吸引装置包括第二电机和与导引鞘连接的吸引管路连接，第二电机和吸引管路连接；腔内测压装置为压力传感器，压力传感器设置在穿设于导引鞘的内窥镜上，用于实时监测灌注模式和吸引模式在水流作用下的肾盂腔内压力得到当前肾盂腔内压力值，通过所述主控单元控制对应电机的脉冲频率以控制流入腔内的灌注流量和对应电机的占空比以控制流出腔内的吸引流量，使得肾盂腔内压力达到动态平衡，使得灌注流入和吸引流出的循环水平衡。

Description

智能控压灌注吸引系统及其自动控流方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种智能控压灌注吸引系统及其自动控流方法。

背景技术

泌尿系结石是泌尿外科的常见病和多发病，包括肾结石、输尿管结石、膀胱结石和尿道结石。其一般会引起肾、输尿管、膀胱、尿道梗阻，严重的会导致肾功能损伤、衰竭。目前的治疗方法主要有体外冲击波碎石、经皮肾镜碎石、输尿管镜碎石等几类。

随着近年来外科手术发展的微创化趋势，经皮肾镜碎石和输尿管镜碎石等微创手术已经成为结石治疗的首选方式。但在实际应用中，特别是基层医院，容易产生肾脏损伤、肾周脏器损伤、出血，甚至脓毒血症等并发症。

在临床实践中，采用灌注泵灌注进行上述微创手术，因为无法判断腔内压力，往腔内灌注水流的时候比较保守，生怕过压，这样就会出现灌流不够，无法形成清晰的视野效果，形成有效的手术空间。因为如果出现灌流太多，造成腔内压力过大造成肾盂损伤或者逆流，影响患者安全。吸引过大就会造成器官被吸扁，没有手术空间，无法手术，要么就是吸引太小，造成肾盂压力过大，影响手术安全。

目前采用智能控压系统应用于腔镜手术中，通常包括灌注装置和吸引装置。其中灌注装置利用液体介质对患者内腔进行加压膨胀以形成可视区间，并可清洗腔内杂质，使医生的观察与手术视野清晰；吸引装置用于将患者内腔的废液吸出体外。但实际存在如下缺点：很难控制对腔内实际压力要保持在设定压力范围内对灌注和吸引流量的动态把握，很难进行动态追踪，因为数值太小，很难保持腔内实际压力的稳定，因为数值太小，稍微一点变化，都会超过设定值的压力变化，同时动态跟踪过程中流量波动会比较大。

综上所述，现有技术在设定压力范围内对灌注和吸引流量的自动控流效果不佳，导致腔内压力不稳定，影响手术安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能控压灌注吸引系统及其自动控流方法，能够调整使得肾盂腔内压力达到动态平衡，肾盂腔压的动态平衡间接使灌注流入和吸引流出的循环水平衡，维持腔内压力稳定，保障手术安全。

本发明提供了一种智能控压灌注吸引系统，至少包括主控单元、与所述主控单元连接的灌注装置、与所述主控单元连接的吸引装置、导引鞘、套设于所述导引鞘的内窥镜、以及与所述主控单元连接的腔内测压装置，所述灌注装置包括第一电机和与所述内窥镜连接的灌注管路，所述第一电机和所述灌注管路连接，用于控制启动灌注模式下向腔内流入的灌注流量；所述吸引装置包括第二电机和与所述导引鞘连接的吸引管路连接，所述第二电机和所述吸引管路连接，用于控制启动吸引模式下向腔外流出的吸引流量；

所述腔内测压装置为压力传感器，所述压力传感器设置在穿设于所述导引鞘的内窥镜上，用于实时监测灌注模式和吸引模式在水流作用下的肾盂腔内压力得到当前肾盂腔内压力值，将当前所述肾盂腔内压力值与预设的腔内压力值进行比较，得到对比后的压力差结果并基于所述对比后的压力差进行模糊算法运算，得到对应电机脉冲及占空比的运算结果并反馈至所述主控单元，通过所述主控单元控制对应电机的脉冲频率以控制流入腔内的灌注流量和对应电机的占空比以控制流出腔内的吸引流量，同时确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡，使得肾盂腔内压力达到动态平衡，使得灌注流入和吸引流出的循环水平衡。

作为优选地，所述导引鞘近端设有第一配接口，所述第一配接口部分穿设于所述吸引管路内，所述第一配接口与所述吸引管路连接处的外表面设有一个或多个调节部，用于通过施加外力方式调节所述吸引管路入口的大小，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。

作为优选地，所述导引鞘近端设有第二配接口，所述第二配接口的入镜端设有旋钮调节件，且所述旋钮调节件与所述第二配接口可拆卸连接，用于通过控制所述旋钮调节件的松紧来调节所述吸引管路入口的大小，并向所述吸引管路内进行空气补偿，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。

作为优选地，所述灌注装置上设有流量传感器，所述灌注管路夹设在所述流量传感器上，用于检测所述灌注管路内的流量大小，所述灌注管路的一端与输液装置连接，所述灌注管路的另一端与所述导引鞘连接，用于控制输入腔内的液体量；所述吸引管路的一端与所述导引鞘连接，所述吸引管路的另一端与废液容器连接，用于控制吸引至体外废液容器内的液体量；同时，所述流量传感器与所述主控单元连接，用于判断当前腔内的液体量是否在腔内预设安全参照范围内，其中，所述当前腔内的液体量＝输入腔内的液体总量-吸引至体外废液容器内的液体总量。

本发明还提供了一种智能控压灌注吸引系统的自动控流方法，应用于本发明实施例所述的智能控压灌注吸引系统，包括以下步骤：

在所述智能控压灌注吸引系统启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引；

通过腔内测压装置获取当前肾盂腔内压力值；

将当前所述肾盂腔内压力值与预设的肾盂腔内压力值进行对比，得到对比后的压力差结果；

基于所述压力差结果进行模糊算法运算，得到对应电机脉冲及占空比的运算结果并反馈至主控单元；

通过所述主控单元控制第一电机的脉冲频率以控制流入腔内的灌注流量和第二电机的占空比以控制流出腔内的吸引流量，同时确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡，使得肾盂腔内压力达到动态平衡，使得灌注流入和吸引流出的循环水平衡。

作为优选地，所述按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

通过调节吸引管路入口大小的方式对入镜端施加预紧力进行调节，从而对所述吸引管路的通道内进行空气补偿操作；或者，

通过调节吸引管路入口的大小的方式对所述吸引管路与导引鞘的连接处施加外力进行调节，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。

作为优选地，所述在所述智能控压灌注吸引系统启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

判断当前所述肾盂腔内压力值与所述预设的肾盂腔内压力值是否相同；

在当前所述肾盂腔内压力值大于所述预设的肾盂腔内压力值时，所述吸引管路在负压吸引作用下对所述第二电机的占空比进行相对应增加，从而对吸引肾盂腔内的液体介质流出的吸引流量进行增大，增加后的占空比控制对应吸引强度的相对应增加，从而控制从腔内流出对应的液体量增大，使得当前所述肾盂腔内压力值呈逐渐下降趋势以实现肾盂内腔压平衡；

在当前所述肾盂腔内压力值小于所述预设的肾盂腔内压力值时，所述吸引管路在负压吸引作用下对所述第二电机的占空比进行相对应减少，从而对吸引肾盂腔内的液体介质流出的吸引流量进行减少，减少后的占空比控制对应吸引强度进行相对应减少，从而控制从腔内流出对应的液体量减少，使得当前所述肾盂腔内压力值呈逐渐上升趋势以实现肾盂内腔压达到目标肾盂内腔内压力范围。

作为优选地，所述在所述智能控压灌注吸引系统启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

若当前所述肾盂腔内压力值大于所述预设的肾盂腔内压力值时，设置当前所述肾盂腔内压力值的目标压力阈值；

若配置当前所述肾盂腔内压力值小于目标压力阈值，则暂停灌注进程；

若配置当前所述肾盂腔内压力值大于目标压力阈值，则对灌注进程进行对应电机的反转泄压操作以下降至所述预设的肾盂腔内压力范围内；

若当前所述肾盂腔内压力值小于所述预设的肾盂腔内压力值时，继续执行灌注进程。

作为优选地，所述确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡进一步包括：

将预设的肾盂腔内压力值逐渐增大或逐渐减小；

将所述第二电机的占空比进行参数的相对应减小或增大调整，控制并降低吸引流量的变化波动，从而保持腔内压力稳定；和/或，

对所述第一电机进行无极调速控制脉冲频率的调节，控制灌注流量的减少和增加，与所述第二电机协同作用来控制腔内压力，以降低因液体流量大小变化而引起的腔内压力的波动。

作为优选地，所述将当前所述肾盂腔内压力值与预设的肾盂腔内压力值进行对比进一步包括：

在暂停灌注进程时，将所述第二电机的占空比在预设的占空比阈值范围内进行自动增加，使得吸引强度增强并使腔压呈下降趋势，并维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡；

在对灌注进程进行反转泄压时，将所述第二电机的占空比增加至占空比最大阈值，使得腔压快速下降维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡；

在继续执行灌注进程时，将所述第二电机的占空比在预设的占空比阈值范围内进行自动减少，使得吸引强度下降并使腔压逐渐上升维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1、本发明采用内窥镜上压力传感器，实时监测灌注模式和吸引模式在水流作用下的肾盂腔内压力得到当前肾盂腔内压力值，将当前所述肾盂腔内压力值与预设的腔内压力值进行比较，得到比较结果并基于所述比较结果进行模糊算法运算，得到对应电机脉冲及占空比的运算结果并反馈至所述主控单元，通过所述主控单元控制对应电机的脉冲频率以控制流入腔内的灌注流量和对应电机的占空比以控制流出腔内的吸引流量，同时确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡，使得肾盂腔内压力达到动态平衡，使得灌注流入和吸引流出的循环水平衡。

2、本发明中为了减小动态过程跟踪波动过大的影响，我们对吸引的算法进行改进，不再是一个具体的数值，而是对原来的数值进行逐渐增大或者逐渐减少的算法运行，就是对驱动负压吸引泵的占空比不断的减少，或者不断增加，这样就能最大限度的尽量减小吸引流量的变化波动，有利于腔内压力保持稳定。

3、在吸引管路的通道上面做了一点空气补偿来对吸引流量波动过大进行缓冲，对协调吸引流量的稳定性起到了一个比较好的作用。

4、在灌注的流量方面，不断的对流量控制实行无极调速，调节脉冲频率，减小流量的时候不断的减少，增加流量的时候不断的增加，这样就很大程度上增加了因为水流大小的变化引起的腔内压力的波动。

5、本发明增加了一个流量传感器，除了可以满足灌注流量的精准，同时满足输入流量的稳定性，一定程度上可以减小腔内压力的稳定性。同时通过计算可以输入的液体总量减去吸引体外到废液容器中的液体总量，就大致可以判断腔内的液体量，这也是一个腔内是否安全的一个参数。

6、本发明在碎石模式下，智能算法保证腔压在灌注和吸引中维持动态平衡；保证肾盂腔压的安全。吸引和灌注下产生的循环生理盐水可以带走浑浊的小颗粒，有利于摄像头视野清晰，同时也能带走激光碎石产生的高温，保证肾盂温度不超温。

7、本发明在在清石模式下，智能算法保证腔压在灌注和吸引中维持动态平衡；保证肾盂腔压的安全。吸引和灌注下产生的循环生理盐水可以带走浑浊的小颗粒，有利于摄像头视野清晰，同时也能灌注的大流量使得颗粒结石旁产生大水流，有利于定位结石及吸引；增强的吸引占空比比产生更大的负压吸引，有利于吸取结石。

附图说明

图1为本发明实施例中智能控压灌注吸引系统功能模块示意图；

图2为本发明实施例中智能控压灌注吸引系统示意图；

图3为本发明实施例中空气补充示例图；

图4为本发明实施例中智能控压灌注吸引系统的自动控流方法的步骤示意图；

图5为本发明实施例中实际腔压大时压力与流量关系图；

图6为本发明实施例中实际腔压小时压力与流量关系图；

图7为本发明实施例中实际腔压大于设定腔道压力时压力与流量关系图；

图8为本发明实施例中实际腔压小于设定腔道压力时压力与流量关系图；

图9为本发明实施例中智能控压灌注吸引系统的自动控流方法中碎石模式下流程示意图；

图10本发明实施例中智能控压灌注吸引系统的自动控流方法中清石模式下流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1-2所示，本发明提供了一种智能控压灌注吸引系统8，至少包括主控单元1、与所述主控单元1连接的灌注装置2、与所述主控单元1连接的吸引装置3、导引鞘4、套设于所述导引鞘4的内窥镜6以及与所述主控单元1连接的腔内测压装置5，所述灌注装置2包括第一电机21和与所述内窥镜6连接的灌注管路22，所述第一电机21和所述灌注管路22连接，用于控制启动灌注模式下向腔内流入的灌注流量；所述吸引装置包括第二电机31和与所述导引鞘4连接的吸引管路32连接，所述第二电机31和所述吸引管路32连接，用于控制启动吸引模式下向腔外流出的吸引流量；

所述腔内测压装置5为压力传感器，所述压力传感器设置在穿设于所述导引鞘4的内窥镜6上，用于实时监测灌注模式和吸引模式在水流作用下的肾盂腔内压力得到当前肾盂腔内压力值，将当前所述肾盂腔内压力值与预设的腔内压力值进行比较，得到对比后的压力差结果并基于所述压力差结果进行模糊算法运算，得到对应电机脉冲及占空比的运算结果并反馈至所述主控单元1，通过所述主控单元1控制对应电机的脉冲频率以控制流入腔内的灌注流量和对应电机的占空比以控制流出腔内的吸引流量，同时确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡，使得肾盂腔内压力达到动态平衡，使得灌注流入和吸引流出的循环水平衡。

本发明所提供的智能控压灌注吸引系统8的关键点在于内窥镜6带有压力传感器，会实时检测肾盂腔内压力与设置值比较，进行智能运算，将运算结果反馈到控制程序，调整使得肾盂腔内压力达到动态平衡，肾盂腔压的动态平衡间接使灌注流入和吸引流出的循环水平衡。智能控制的实现：内窥镜6上压力传感器实时测量肾盂腔内压力，将实际压力与设置压力比较，并智能模糊算法获取脉冲占空比数据。本实施例中所述的当前肾盂腔内压力值即为实际压力值，即预设的腔内压力值为压力设定值。本实施例中第一电机21可以采用灌注方式用伺服电机，步进电机，无刷电机。本实施例中第二电机31可以采用吸引方式用直流电机。

参照图3所示，所述导引鞘4近端设有第一配接口41，所述第一配接口部分穿设于所述吸引管路32内，所述第一配接口41与所述吸引管路32连接处的外表面设有调节部9，所述调节部9呈凹槽状，用于通过施加外力方式调节所述吸引管路32入口的大小，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。本实施例中，在第一配接口41尾部设置2个或3个或其他数量的凹槽，通过医生手动挤压上述凹槽来调节吸引流量大小。其中，凹槽方式的调节部9可以还可以是其他凸起或其他形状。

另一种实施例中，所述导引鞘4近端设有第二配接口411，所述第二配接口411的入镜端设有旋钮调节件412，且所述旋钮调节件412与所述第二配接口411可拆卸连接，用于通过控制所述旋钮调节件412的松紧来调节所述吸引管路32入口的大小，并向所述吸引管路32内进行空气补偿，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。旋钮调节件412是可以调节的旋钮开启调节吸引管路32入口的大小，可以理解为在吸引管路32的通道上面做了一点空气补偿来对吸引流量波动过大进行缓冲，对协调吸引流量的稳定性起到了一个比较好的作用。一种实施例中，所述灌注装置2上设有流量传感器7，所述灌注管路22夹设在所述流量传感器7上，用于检测所述灌注管路22内的流量大小，所述灌注管路22的一端与输液装置10连接，所述灌注管路22的另一端与所述导引鞘4连接，用于控制输入腔内的液体量；所述吸引管路32的一端与所述导引鞘4连接，所述吸引管路32的另一端与废液容器连接，用于控制吸引至体外废液容器内的液体量；同时，所述流量传感器7与所述主控单元1连接，用于判断当前腔内的液体量是否在腔内预设安全参照范围内，其中，所述当前腔内的液体量＝输入腔内的液体总量-吸引至体外废液容器内的液体总量。本实施灌注管路22通过智能控压冲吸系统驱动，且通过智能控压冲吸系统接收输液装置10中的生理盐水。采用的流量传感器被主控单元1控制，除了可以满足灌注流量的精准，同时满足输入流量的稳定性，一定程度上可以减小腔内压力的稳定性。同时通过计算可以输入的液体总量减去吸引体外到废液容器中的液体总量，就大致可以判断腔内的液体量，这也是一个腔内是否安全的一个参数。

原来基本使用灌注泵灌注，因为无法判断腔内压力，往腔内灌注水流的时候比较保守，生怕过压，这样就会出现灌流不够，无法形成清晰的视野效果，形成有效的手术空间。因为如果出现灌流太多，造成腔内压力过大造成肾盂损伤或者逆流，影响患者安全。吸引过大就会造成器官被吸扁，没有手术空间，无法手术，要么就是吸引太小，造成肾盂压力过大，影响手术安全。

本实施采用流量传感器，通过主控单元1精准控制灌注流量的流出，形成有效的手术空间，保障手术安全。

如图4所示，本发明还提供了一种智能控压灌注吸引系统8的自动控流方法，应用于本发明实施例所述的智能控压灌注吸引系统8，包括以下步骤：

S1：在所述智能控压灌注吸引系统8启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引；

S2：通过腔内测压装置5获取当前肾盂腔内压力值；

S3：将当前所述肾盂腔内压力值与预设的肾盂腔内压力值进行对比，得到对比后的压力差结果；

S4：基于所述压力差结果进行模糊算法运算，得到对应电机脉冲及占空比的运算结果并反馈至主控单元1；

S5：通过所述主控单元1控制第一电机21的脉冲频率以控制流入腔内的灌注流量和第二电机31的占空比以控制流出腔内的吸引流量，同时确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡，使得肾盂腔内压力达到动态平衡，使得灌注流入和吸引流出的循环水平衡。

一种实施例中，所述步骤S1中在所述智能控压灌注吸引系统8启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

S110：判断当前所述肾盂腔内压力值与所述预设的肾盂腔内压力值是否相同；

S111：在当前所述肾盂腔内压力值大于所述预设的肾盂腔内压力值时，所述吸引管路32在负压吸引作用下对所述第二电机31的占空比进行相对应增加，从而对吸引肾盂腔内的液体介质流出的吸引流量进行增大，增加后的占空比控制对应吸引强度的相对应增加，从而控制从腔内流出对应的液体量增大，使得当前所述肾盂腔内压力值呈逐渐下降趋势以实现肾盂内腔压平衡；参见图5所示实际腔压大时的流量与压力关系图。

S112：在当前所述肾盂腔内压力值小于所述预设的肾盂腔内压力值时，所述吸引管路32在负压吸引作用下对所述第二电机31的占空比进行相对应减少，从而对吸引肾盂腔内的液体介质流出的吸引流量进行减少，，减少后的占空比控制对应吸引强度的相对应减少，从而控制从腔内流出对应的液体量减少，使得当前所述肾盂腔内压力值呈逐渐上升趋势以实现肾盂内腔压达到目标盂内腔压范围，参见图6所示实际腔压大时的流量与压力关系图。

本领域技术人员可以理解，在当前所述肾盂腔内压力值即检测肾盂实际腔压比预设的肾盂腔内压力值即设置值高时，负压吸引会增加占空比来增加吸引强度，吸走肾盂的生理盐水加大，迫使肾盂的实际腔压就逐渐下降；当实际腔压比设置高的越多，负压吸引的占空比也增加越大，吸引强度也越大，吸走的水也越多，迫使肾盂内腔压更快速下降，实现肾盂内腔压平衡。

本发明的多种实施例中，所述步骤S1中在所述智能控压灌注吸引系统8启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

S120：若当前所述肾盂腔内压力值大于所述预设的肾盂腔内压力值时，设置当前所述肾盂腔内压力值的目标压力阈值；本实施中目标压力阈值设置为5mmHg或其他腔压范围内数值。

S121：配置当前所述肾盂腔内压力值在目标压力阈值以内，则暂停灌注进程；可以理解为当实际腔压大于设置值参见图7所示，同时实际腔压超设置5mmHg以下，灌注暂停。

S122：配置当前所述肾盂腔内压力值在目标压力阈值以上，则对灌注进程进行对应电机的反转泄压操作以下降至所述预设的肾盂腔内压力范围内；可以理解为当实际腔压大于设置值，同时当实际腔压大于设置5mmHg以上时，灌注会反转来泄压，该功能是更快地下降到或接近设置值，当实际腔压小于等于设置值时，灌注会自动恢复运转。

S123：若当前所述肾盂腔内压力值小于所述预设的肾盂腔内压力值时参见图8所示，继续执行灌注进程。当检测肾盂实际腔压比设置值低时，负压吸引会减少占空比来减小吸引强度，吸走肾盂的生理盐水变小，迫使肾盂的实际腔压就逐渐上升。实现肾盂内腔压达到理论值范围。

比方说设定值是一根水平的直线，而实际的腔内压力值是随着这根水平线的上下波动的曲线，灌注的流量在腔内压力符合设定的压力范围内时也是一条水平的直线，与设定的流量线重合。当腔内压力超过设定压力范围时，流量是一条逐渐下降到停止的线，直到减到没有流量，停下来为止。具体就是控制驱动电极转速的脉冲频率不断的减少，减到没有驱动信号输出，电机停下来，就不再有灌流输出了。

当腔内压力大于设定压力5mmHg以上时，灌注的流量线就变成了负线，在X轴的下面了，表示反转泄压了。这个时候就是由停止到反转的过程，直到腔内的压力又恢复到安全值范围内。

吸引的流量在随着腔内压力的实际值变化的一条曲线，随着腔内压力的变化上下波动。

当腔内压力比较低时，吸引的流量也比较小，随着腔内压力逐渐接近设计压力值时，吸引逐渐增加，当腔内压力从到达到逐渐超过的时候，吸引的流量也逐渐增加，当腔内压力减小时，也会逐渐减小。直到停止为止。

可以理解为本领域技术人员可以理解，参见图9-10所示，该系统还具备碎石模式和清石模式下的灌注反转泄压、灌注暂停和灌注继续等功能，在碎石模式下，智能算法保证腔压在灌注和吸引中维持动态平衡；保证肾盂腔压的安全。吸引和灌注下产生的循环生理盐水可以带走浑浊的小颗粒，有利于摄像头视野清晰，同时也能带走激光碎石产生的高温，保证肾盂温度不超温。在清石模式下，智能算法保证腔压在灌注和吸引中维持动态平衡；保证肾盂腔压的安全。吸引和灌注下产生的循环生理盐水可以带走浑浊的小颗粒，有利于摄像头视野清晰，同时也能灌注的大流量使得颗粒结石旁产生大水流，有利于定位结石及吸引；增强的吸引占空比比产生更大的负压吸引，有利于吸取结石。

进一步地，所述步骤S3中将当前所述肾盂腔内压力值与预设的肾盂腔内压力值进行对比进一步包括：

S310：在暂停灌注进程时，将所述第二电机的占空比在预设的占空比阈值范围内进行自动增加，使得吸引强度增强并使腔压逐渐下降维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡；在碎石模式下，灌注暂停后，吸引占空比在15-50％自动增加，使得吸引增强，迫使腔压逐渐下降，维持在设定值左右，动态平衡。在清石模式下，灌注暂停后，吸引占空比在30-90％自动增加，使得吸引增强，迫使腔压逐渐下降，维持在设定值左右，动态平衡。

S311：在对灌注进程进行反转泄压时，将所述第二电机31的占空比增加至占空比最大阈值，使得腔压快速下降维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡；在碎石模式下，灌注反转泄压后，吸引占空比增加到最大50％，迫使腔压快速下降，维持在设定值左右，动态平衡。在清石模式下，灌注反转泄压后，吸引占空比增加到最大90％，迫使腔压快速下降，维持在设定值左右，动态平衡。

S312：在继续执行灌注进程时，将所述第二电机31的占空比在预设的占空比阈值范围内进行自动减少，使得吸引下降并使腔压逐渐上升维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡。在碎石模式下，灌注继续后，吸引占空比在50-15％自动减少，使得吸引下降，迫使腔压逐渐上升，维持在设定值左右，动态平衡。在清石模式下，灌注继续后，吸引占空比在90-30％自动减少，使得吸引下降，迫使腔压逐渐上升，维持在设定值左右，动态平衡。

本发明实施例采用的智能控压灌注吸引系统，难点是保证腔内实际压力要保持在设定压力范围内对灌注和吸引流量的动态把握。只有在灌注流量和吸引流量相等的情况下，才能保证腔内实际压力的基本稳定。灌注与吸引流量的动态跟踪。动态跟踪的难点是设定压力，腔内压力，灌注流量和吸引流量的对比后的算法，比较复杂，调试很难，很难保持腔内实际压力的稳定，因为数值太小，一般都是20mmHg以内，稍微一点变化，都会超过5mmHg以上的压力变化。我们在做算法的时候尽量的保证灌注流量和吸引流量的稳定性，动态跟踪过程中波动会比较大。

为了减小动态过程跟踪波动过大的影响，所述步骤S5中确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡进一步包括：

将预设的肾盂腔内压力值逐渐增大或逐渐减小；

将所述第二电机的占空比进行参数的相对应减小或增大调整，控制并降低吸引流量的变化波动，从而保持腔内压力稳定。

本领域技术人员可以理解，对吸引的算法进行改进，不再是一个具体的数值，而是对原来的数值进行逐渐增大或者逐渐减小，就是对驱动负压吸引泵的占空比不断的减小，或者不断增大，这样就能最大限度的尽量减小吸引流量的变化波动，有利于腔内压力保持稳定。

同时我们在吸引管路32的通道上面做了一点空气补偿，所述按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

通过调节吸引管路42入口大小的方式对入镜端施加预紧力进行调节，从而对所述吸引管路32的通道内进行空气补偿操作；或者，

通过调节吸引管路32入口的大小的方式对所述吸引管路32与导引鞘4的连接处施加外力进行调节，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。入镜端即为吸引管路32的入口处，施加的预紧力可以是调节旋钮调节件412产生的力。

本领域技术人员可以理解，在吸引管路32的进境端做了一个可以调节的旋钮开调节管路入口的大小，来对吸引流量波动过大进行缓冲，对协调吸引流量的稳定性起到了一个比较好的作用。

进一步地，所述步骤S5中确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡进一步包括：

对所述第一电机21进行无极调速控制脉冲频率的调节，控制灌注流量的减少和增加，与所述第二电机协同作用来控制腔内压力，以降低因液体流量大小变化而引起的腔内压力的波动。

在灌注的流量方面，在算法上面，具体的技术做法就是不断的对流量控制实行无极调速，调节脉冲频率，减小流量的时候不断的减小，增加流量的时候不断的增大，这样就很大程度上增加了因为水流大小的变化引起的腔内压力的波动，为了让波动更小，我们增加了一个流量传感器，除了可以满足灌注流量的精准，同时满足输入流量的稳定性，一定程度上可以减小腔内压力的稳定性。同时通过计算可以输入的液体总量减去吸引体外到废液容器中的液体总量，就大致可以判断腔内的液体量，这也是一个腔内是否安全的一个参数。

原来基本使用灌注泵灌注，因为无法判断腔内压力，往腔内灌注水流的时候比较保守，生怕过压，这样就会出现灌流不够，无法形成清晰的视野效果，形成有效的手术空间。因为如果出现灌流太多，造成腔内压力过大造成肾盂损伤或者逆流，影响患者安全。吸引过大就会造成器官被吸扁，没有手术空间，无法手术，要么就是吸引太小，造成肾盂压力过大，影响手术安全。而采用本实施中智能控压灌注吸引系统能控制肾盂压力稳定，能够形成清晰的视野效果，形成有效的手术空间，保证手术安全。

本发明在碎石模式下的工作原理如下：激光碎石手术时，激光高能量冲击结石后，产生的小颗粒粉末会浑浊摄像头视野，不利于手术观察患处；而且碎石过程中的激光能量会使肾盂温度逐渐升高，一旦温度过高会对肾盂造成严重损伤；还需控制肾盂腔内压力，超压也会对肾盂造成损伤。为解决此问题，我们设计了碎石工作模式。

碎石模式下，灌注常规流量设置为50mL/min,可以根据实际情况修改灌注流量。吸引流量通常根据档位设置。可以根据实际情况控制档位修改吸引流量。腔压设置通常为20mmHg,可以根据实际情况修改压力值。

激光碎石时，启动灌注和吸引后，机器按设置流量灌注，将生理盐水注入肾盂，此时流入生理盐水冲刷浑浊的颗粒粉末，负压吸引能将浑浊颗粒水吸出，这样使得摄像头视野变得清晰；同时灌注的进水和负压吸引的出水的循环，从而能将激光碎石产生的高能量带走，保护肾盂处在安全温度。

本实施例采用的内窥镜带有压力传感器，主控单元会根据实际检测的腔压与设置的腔压比较，进行智能运算：

当实际腔压过高时，灌注暂停，负压吸引会根据压力差自动调整增加强度，当实际腔压过压时，压差大抽吸的力度会变大，压差小抽吸的力度会变小，压差大小决定了从肾盂中抽吸的生理盐水多少，迫使肾盂压力将逐步降低，一旦实际腔压下降到设置值时，灌注恢复，这样肾盂腔压实现动态平衡。当实际腔压超过设定值5mmHg以上，负压吸引强度会变得更大，同时灌注会反转泄压，迫使压力快速下降，使得实际腔压与设置腔压达到动态平衡。

当实际腔压过低时，负压吸引会根据压力差自动调整减少强度，这样从肾盂中抽走的生理盐水变少，而灌注仍旧按设置流量运行，肾盂腔压又会逐步上升，使得实际腔压与设置腔压达到动态平衡。

负压吸引力脉冲式间歇性吸引，是通过实际腔压与设置腔压之间压差智能模糊算法，自动调整：

当实际腔压小于设置腔压，负压吸引占空比自动减小，最小占空比为15％，这个最小吸引也能保证负压抽吸力度，让肾盂灌入与流出的生理盐水循环起来。

当实际腔压大于设置腔压，负压吸引占空比自动增加最大占空比为50％，增大的占空比会使负压抽吸力度更大，使得肾盂腔压快速下降，控制实际腔压在设置值范围。

通过以上设计，灌注注入与吸引流出的循环水解决摄像头模糊；同时循环水带走碎石产生热量，降低肾盂温度；智能控压维持了肾盂腔压的安全；灌注流入和吸引流出生理盐水的平衡。

本发明在清石模式下的工作原理如下：激光碎石后，肾盂内聚集了小碎石颗粒，要将这些碎石清理出体外，常规的设备没有带压力传感器检测，清石过程中，要么使得肾盂过压，要么欠压，很容易对患者造成损伤；清石中定位结石也比较困难；同时兼顾灌注与抽吸的循环水动态平衡。为此设计了清石模式。清石模式下，灌注常规流量设置为80mL/min，可以根据实际情况修改灌注流量，吸引流量通常根据档位设置，可以根据实际情况根据档位修改吸引流量。腔压设置通常为20mmHg，可以根据实际情况修改腔压设置值。当启动灌注和吸引，机器按设置的灌注流量将生理盐水注入肾盂，比碎石更大的灌注的水流会在结石颗粒旁形成涡流，该涡流可以定位结石不被水流冲走，此时更大负压吸引力度将吸附结石颗粒，这样保证了将碎石颗粒吸出体外，完成清石功能。本实施例采用的内窥镜带有压力传感器，主控单元会根据实际检测的腔压与设置的腔压比较，进行智能运算：

当实际腔压过高时，灌注暂停，负压吸引会根据压力差自动调整增加强度，当实际腔压过压时，压差大抽吸的力度会变大，压差小抽吸的力度会变小，压差大小决定了从肾盂中抽吸的生理盐水多少，迫使肾盂压力将逐步降低，一旦实际腔压下降到设置值时，灌注恢复，这样肾盂腔压实现动态平衡。当实际腔压超过设定值5mmHg以上，负压吸引强度会变得更大，同时灌注会反转泄压，迫使压力快速下降，使得实际腔压与设置腔压达到动态平衡。

当实际腔压过低时，负压吸引会根据压力差自动调整减少强度，这样从肾盂中抽走的生理盐水变少，而灌注仍旧按设置流量运行，肾盂腔压又会逐步上升，使得实际腔压与设置腔压达到动态平衡。

清石的过程中，灌注的流量会大于入镜模式和碎石模式，合适的灌注流量可以在结石旁形成涡流，防止被水流冲走，更利于结石吸引取出体外。

负压吸引力脉冲式间歇性吸引，是通过实际腔压与设置腔压之间压差智能算法，自动调整：

当实际腔压小于设置腔压，负压吸引占空比自动减小，最小占空比为30％，这个最小吸引也能保证负压抽吸力度，吸住结石颗粒，取出体外。

当实际腔压大于设置腔压，负压吸引占空比自动增加，最大占空比为90％，增大的占空比会使负压抽吸力度更大，使得肾盂腔压快速下降，控制实际腔压在设置值范围。

通过以上设计，较大的灌注流量在结石旁形成涡流，利于吸取结石；较大的负压吸引利于吸取结石；智能控压维持了肾盂腔压的安全；灌注流入和吸引流出生理盐水的平衡。基于相同的发明构思，本发明提供一种计算机设备，包括：存储器，所述存储器用于存储处理程序；处理器，所述处理器执行所述处理程序时实现所述的智能控压灌注吸引系统的自动控流方法。

基于相同的发明构思，本发明提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有处理程序，所述处理程序被处理器执行时实现所述的智能控压灌注吸引系统的自动控流方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明做出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种智能控压灌注吸引系统，其特征在于，至少包括主控单元、与所述主控单元连接的灌注装置、与所述主控单元连接的吸引装置、导引鞘、套设于所述导引鞘的内窥镜、以及与所述主控单元连接的腔内测压装置，所述灌注装置包括第一电机和与所述内窥镜连接的灌注管路，所述第一电机和所述灌注管路连接，用于控制启动灌注模式下向腔内流入的灌注流量；所述吸引装置包括第二电机和与所述导引鞘连接的吸引管路连接，所述第二电机和所述吸引管路连接，用于控制启动吸引模式下向腔外流出的吸引流量；

所述腔内测压装置为压力传感器，所述压力传感器设置在穿设于所述导引鞘的内窥镜上，用于实时监测灌注模式和吸引模式在水流作用下的肾盂腔内压力得到当前肾盂腔内压力值，将当前所述肾盂腔内压力值与预设的腔内压力值进行比较，得到对比后的压力差结果并基于所述压力差结果进行模糊算法运算，得到对应电机脉冲及占空比的运算结果并反馈至所述主控单元，通过所述主控单元控制对应电机的脉冲频率以控制流入腔内的灌注流量和对应电机的占空比以控制流出腔内的吸引流量，同时确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡，使得肾盂腔内压力达到动态平衡，使得灌注流入和吸引流出的循环水平衡。

2.根据权利要求1所述的智能控压灌注吸引系统，其特征在于，所述导引鞘近端设有第一配接口，所述第一配接口部分穿设于所述吸引管路内，所述第一配接口与所述吸引管路连接处的外表面设有一个或多个调节部，用于通过施加外力方式调节所述吸引管路入口的大小，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。

3.根据权利要求1所述的智能控压灌注吸引系统，其特征在于，所述导引鞘近端设有第二配接口，所述第二配接口的入镜端设有旋钮调节件，且所述旋钮调节件与所述第二配接口可拆卸连接，用于通过控制所述旋钮调节件的松紧来调节所述吸引管路入口的大小，并向所述吸引管路内进行空气补偿，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。

4.根据权利要求1所述的智能控压灌注吸引系统，其特征在于，所述灌注装置上设有流量传感器，所述灌注管路夹设在所述流量传感器上，用于检测所述灌注管路内的流量大小，所述灌注管路的一端与输液装置连接，所述灌注管路的另一端与所述导引鞘连接，用于控制输入腔内的液体量；所述吸引管路的一端与所述导引鞘连接，所述吸引管路的另一端与废液容器连接，用于控制吸引至体外废液容器内的液体量；同时，所述流量传感器与所述主控单元连接，用于判断当前腔内的液体量是否在腔内预设安全参照范围内，其中，所述当前腔内的液体量＝输入腔内的液体总量-吸引至体外废液容器内的液体总量。

5.一种智能控压灌注吸引系统的自动控流方法，其特征在于，应用于权利要求1至4中任意一项所述的智能控压灌注吸引系统，包括以下步骤：

在所述智能控压灌注吸引系统启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引；

通过腔内测压装置获取当前肾盂腔内压力值；

将当前所述肾盂腔内压力值与预设的肾盂腔内压力值进行对比，得到对比后的压力差结果；

基于所述压力差结果进行模糊算法运算，得到对应电机脉冲及占空比的运算结果并反馈至主控单元；

通过所述主控单元控制第一电机的脉冲频率以控制流入腔内的灌注流量和第二电机的占空比以控制流出腔内的吸引流量，同时确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡，使得肾盂腔内压力达到动态平衡，使得灌注流入和吸引流出的循环水平衡。

6.根据权利要求5所述的智能控压灌注吸引系统的自动控流方法，其特征在于，所述按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

通过调节吸引管路入口大小的方式对入镜端施加预紧力进行调节，从而对所述吸引管路的通道内进行空气补偿操作；或者，

通过调节吸引管路入口的大小的方式对所述吸引管路与导引鞘的连接处施加外力进行调节，从而缓冲吸引流量产生的波动并协调吸引流量的稳定性。

7.根据权利要求5所述的智能控压灌注吸引系统的自动控流方法，其特征在于，所述在所述智能控压灌注吸引系统启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

判断当前所述肾盂腔内压力值与所述预设的肾盂腔内压力值是否相同；

在当前所述肾盂腔内压力值大于所述预设的肾盂腔内压力值时，所述吸引管路在负压吸引作用下对所述第二电机的占空比进行相对应增加，从而对吸引肾盂腔内的液体介质流出的吸引流量进行增大，增加后的占空比控制对应吸引强度的相对应增加，从而控制从腔内流出对应的液体量增大，使得当前所述肾盂腔内压力值呈逐渐下降趋势以实现肾盂内腔压平衡；

在当前所述肾盂腔内压力值小于所述预设的肾盂腔内压力值时，所述吸引管路在负压吸引作用下对所述第二电机的占空比进行相对应减少，从而对吸引肾盂腔内的液体介质流出的吸引流量进行减少，减少后的占空比控制对应吸引强度的相对应减少，从而控制从腔内流出对应的液体量减少，使得当前所述肾盂腔内压力值呈逐渐上升趋势以实现肾盂内腔压达到目标肾盂腔内压力范围。

8.根据权利要求5所述的智能控压灌注吸引系统的自动控流方法，其特征在于，所述在所述智能控压灌注吸引系统启动过程中，按照预设的灌注流量进行灌注并按照预设的吸引流量进行吸引进一步包括：

若当前所述肾盂腔内压力值大于所述预设的肾盂腔内压力值时，设置当前所述肾盂腔内压力值的目标压力阈值；若配置当前所述肾盂腔内压力值小于目标压力阈值，则暂停灌注进程；

若配置当前所述肾盂腔内压力值大于目标压力阈值，则对灌注进程进行对应电机的反转泄压操作以下降至所述预设的肾盂腔内压力范围内；

若当前所述肾盂腔内压力值小于所述预设的肾盂腔内压力值时，继续执行灌注进程。

9.根据权利要求5所述的智能控压灌注吸引系统的自动控流方法，其特征在于，所述确保流入腔内的灌注流量和流出腔内的吸引流量之间的流量平衡进一步包括：

将预设的肾盂腔内压力值逐渐增大或逐渐减小；

将所述第二电机的占空比进行参数的相对应减小或增大调整，控制并降低吸引流量的变化波动，从而保持腔内压力稳定；和/或，

对所述第一电机进行无极调速控制脉冲频率的调节，控制灌注流量的减少和增加，与所述第二电机协同作用来控制腔内压力，以降低因液体流量大小变化而引起的腔内压力的波动。

10.根据权利要求8所述的智能控压灌注吸引系统的自动控流方法，其特征在于，所述将当前所述肾盂腔内压力值与预设的肾盂腔内压力值进行对比进一步包括：

在暂停灌注进程时，将所述第二电机的占空比在预设的占空比阈值范围内进行自动增加，使得吸引强度增强并使腔压呈下降趋势，并维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡；

在对灌注进程进行反转泄压时，将所述第二电机的占空比增加至占空比最大阈值，使得腔压快速下降维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡；

在继续执行灌注进程时，将所述第二电机的占空比在预设的占空比阈值范围内进行自动减少，使得吸引强度下降并使腔压逐渐上升维持在预设的肾盂腔内压力范围内以保证肾盂腔内压力动态平衡。