CN117750901A - 生物组织中的流体压力的远程监测 - Google Patents

Abstract

一种用于控制肾脏内的压力的系统包括：配置有压力传感器的冲洗通道，该冲洗通道的远端与肾脏的内部流体连通；与引流物储存器流体连通的抽吸通道，该抽吸通道的远端与肾脏的内部流体连通；以及控制器，该控制器被配置为：确定冲洗通道内的冲洗流体的流体流量并从传感器接收压力测量值，至少部分地基于所确定的流体流量和压力测量计算肾脏的内部内的压力，将计算出的肾脏压力与目标肾脏压力值进行比较，并且基于该比较控制冲洗通道中的冲洗流体的流体流量和抽吸通道中的冲洗流体的流体流量中的至少一者。

Description

生物组织中的流体压力的远程监测

相关申请

本申请要求于2021年7月19日提交的标题为“REMOTE MONITORING OF FLUIDPRESSURE IN BIOLOGICAL TISSUE(生物组织中的流体压力的远程监测)”的序列号为63/223,251的美国临时申请和于2021年8月2日提交的标题为“REMOTE MONITORING OF FLUIDPRESSURE IN BIOLOGICAL TISSUE(生物组织中的流体压力的远程监测)”的第63/228,216号的美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用整体并入本文中。

技术领域

本技术领域通常涉及输尿管镜检查，更具体地涉及在这些规程中用于压力监测的系统和方法。

背景技术

在输尿管镜检查规程中，由于该规程的性质，肾脏内的压力会增加。通过使用激光能量从肾脏中破碎和去除结石需要高的流体流量。液体通过输尿管镜的工作通道被输送到肾脏的内部。该液体通过输尿管镜的外表面与患者的解剖结构(输尿管和尿道内径(ID))之间的间隙或输尿管镜与入路鞘的内表面之间的间隙从肾脏排出。在这两种情况下，间隙都很小，如果肾脏中的压力不升高，液体流出就会非常缓慢。这需要一定的压力来增加流量，并且压力越高，流量就越快。

肾脏能够承受有限的压力。正常生理性肾脏内压约为10mm Hg(13cm H₂O)。已经表明，虽然大约30-40mm Hg(40-55cm H₂O)的压力是可以安全地耐受的，但是更高的压力有可能伤害患者。一种常见的做法是使用悬挂在患者上方约40cm处的流体袋以进行冲洗。需要注意的是，只有当肾脏的流出完全停止时，肾脏内部的压力才会达到最大水平。然后，肾脏内部压力变为等于袋压力(40cm H₂O)，这被认为是安全的。通常情况下，当液体充满肾脏时，压力会增加并且扩张解剖结构，从而打开窥镜的外表面与输尿管和尿道的内表面之间的间隙。这会导致流出，从而降低肾脏内部的压力。因此，如果液体从患者中流出，则表明肾脏内部的压力低于袋压力。

还表明，从患者上方40cm处的袋(并且在输尿管镜的工作通道内没有工具)通过肾脏的流量通常在30-40mL/min的范围内。如果激光纤维、导丝、篮子或任何其他工具在工作通道内，则由于所引起的冲洗流体的流动受到限制，流量将降低至10-20mL/min。肾脏结石的激光治疗过程中的流量影响结石碎片清除的速度和效果。流量越高，规程时间越短，清除碎片的效率就越高。据信，高达80-100mL/min的流量对于有效的结石激光和碎片去除是可取的。只有通过提高进入的压力才能达到这样的流量，如果肾脏内部的压力得到实时控制，就可以做到这一点。然而，虽然在规程期间可以在肾脏内放置压力传感器，但这也是非常困难和昂贵的。因此，需要远程监测和控制肾脏内部的压力，即，从患者身体外部监测和控制肾脏内部的压力的能力。

发明内容

各方面和实施例涉及一种用于控制肾脏内的压力的方法和系统。

根据示例性实施例，提供了一种用于控制肾脏内的压力的系统，包括：冲洗通道，所述冲洗通道具有近端和远端并且配置有压力传感器，所述压力传感器被配置为测量所述冲洗通道内的压力，所述冲洗通道的所述远端与肾脏的内部流体连通，以便将冲洗流体输送到所述肾脏的所述内部；具有近端和远端的抽吸通道，所述抽吸通道与引流物储存器流体连通，所述抽吸通道的所述远端与所述肾脏的内部流体连通，以便从所述肾脏的内部移除冲洗流体；和控制器，所述控制器与所述压力传感器通信并且被配置为：确定所述冲洗通道内的冲洗流体的流体流量，从所述压力传感器接收压力测量值，至少部分地基于所确定的流体流量和压力测量来计算所述肾脏的内部内的压力，将计算出的肾脏压力与目标肾脏压力值进行比较，以及基于所述比较来控制所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量和所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量中的至少一者。

在一个示例中，所述冲洗通道没有内部结构或阻塞物。在另一个示例中，所述冲洗通道没有激光纤维、导丝和结石回收篮。

在一个示例中，该系统还包括柔性鞘，所述柔性鞘具有用于接收所述抽吸通道和冲洗通道的至少一部分的中央通路并且被配置为插入到输尿管中，所述柔性鞘被配置为使得冲洗流体能够经由所述柔性鞘和所述输尿管之间的引流流动路径被排放到所述引流物储存器中。在另一个示例中，所述柔性鞘具有近端和远端，所述柔性鞘的所述远端与所述肾脏的内部流体连通，并且所述压力传感器定位在所述柔性鞘的所述近端的上游。

在一个示例中，当所述计算出的肾脏压力大于所述目标肾脏压力值时，所述控制器被配置为：增加所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量，降低所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量，或者增加所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量并且减小所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量。在另一个示例中，该系统还包括抽吸泵，所述抽吸泵与所述抽吸通道流体连通并且被配置为将冲洗流体从所述抽吸通道的所述远端向所述抽吸通道的所述近端泵送，并且所述控制器被配置为控制所述抽吸泵，以便增加所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量，以及冲洗泵或冲洗流体流量控制阀中的一个，其中每一个都：与冲洗流体源流体连通，与所述控制器通信，并且可操作以控制所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量，并且所述控制器被配置为控制所述冲洗泵和所述冲洗流体流量控制阀中的至少一个，以减小所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量。在另一个示例中，所述抽吸泵被配置为可变速度泵，并且所述控制器通过接通所述可变速度泵的电源或增加所述可变速度泵的速度来控制所述抽吸泵，所述冲洗泵被配置为可变速度泵，并且所述控制器通过断开所述可变速度泵的电源或降低所述可变速度泵的速度来控制所述冲洗泵，并且所述控制器通过限制或关闭所述冲洗流体流量控制阀来控制所述冲洗流体流量控制阀。在另一个示例中，该系统还包括引流通道，所述引流通道被配置为在所述冲洗通道和所述引流物储存器之间提供流体连通，所述引流通道配置有安全阀，所述安全阀能够操作以控制从所述冲洗通道到所述引流物储存器的冲洗流体的流动。所述控制器被配置为通过打开所述安全阀从而允许所述冲洗通道和所述引流物储存器之间的流体连通来控制所述安全阀。

在一个示例中，当所述计算出的肾脏压力小于所述目标肾脏压力值时，所述控制器被配置为：降低所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量，增加所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量，或者降低所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量并且增加所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量。

在一个示例中，所述系统还包括流体流量传感器，所述流体流量传感器被配置为测量所述冲洗通道内的冲洗流体流量，并且所述控制器还被配置为从所述流体流量传感器接收流体流量测量值，并且至少部分地基于所述流体流量测量来计算所述肾脏的内部内的压力。

在一个示例中，所述目标肾脏压力值在10-40mm Hg(包括端值)的范围内。

根据另一个示例性实施例，提供了一种用于控制肾脏内的压力的方法，所述方法包括：将冲洗流体引导通过冲洗通道到达所述肾脏的内部；从所述肾脏的内部移除冲洗流体，并且将所述冲洗流体朝向引流物储存器引导通过抽吸通道；确定所述冲洗通道内的冲洗流体的流体流量；测量所述冲洗通道内的压力；至少部分地基于所确定的流体流量和压力测量来计算所述肾脏的内部内的压力；将计算出的肾脏压力与目标肾脏压力值进行比较；和基于所述比较，控制所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量和所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量中的至少一个。

在一个示例中，当所述计算出的肾脏压力大于所述目标肾脏压力值时，所述方法包括以下各项中的至少一项：增加所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量，以及降低所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量。在另一个示例中，增加所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量包括接通与所述抽吸通道流体连通的抽吸泵的电源或增加所述抽吸泵的速度中的至少一个，并且降低所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量包括以下各项中的至少一项：关闭与冲洗流体源流体连通的冲洗泵的电源或降低所述冲洗泵的速度，以及限制或关闭与冲洗流体源流体连通的冲洗流体流量控制阀。在另一个示例中，所述方法还包括引导冲洗流体通过引流通道，所述引流通道被配置为在所述冲洗通道和所述引流物储存器之间提供流体连通。

在一个示例中，当所述计算出的肾脏压力小于所述目标肾脏压力值时，所述方法包括以下各项中的至少一项：降低所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量，以及增加所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量。在另一个示例中，降低抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量包括关闭与抽吸通道流体连通的抽吸泵的电源或降低所述抽吸泵的速度，并且增加冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量包括以下各项中的至少一项：接通与冲洗流体源流体连通的冲洗泵的电源或增加所述冲洗泵的速度，以及打开与所述冲洗流体源流体连通的冲洗流体流量控制阀。

在一个示例中，所述方法还包括：测量所述冲洗通道内的冲洗流体的所述流体流量，并且至少部分地基于所述流体流量测量来计算所述肾脏的内部内的压力。

在一个示例中，所述方法还包括：提供具有用于接收抽吸通道和冲洗通道的至少一部分的中央通路的柔性鞘，并且将所述柔性鞘定位在输尿管内，使得冲洗流体可以从所述柔性鞘和所述输尿管之间的引流流动路径排出到引流物储存器中。在另一个示例中，测量所述冲洗通道内的所述压力包括利用所述冲洗通道中的压力传感器进行测量，并且所述柔性鞘具有近端和远端，所述柔性鞘的所述远端与所述肾脏的内部流体连通，并且所述方法还包括：提供所述冲洗通道，所述冲洗通道被配置为使得所述压力传感器被定位在所述柔性鞘的所述近端的上游。

在一个示例中，所述方法还包括：提供输尿管镜，所述输尿管镜包括所述冲洗通道和所述抽吸通道，其中，所述冲洗通道被配置为没有内部结构或阻塞物。

以下详细讨论这些示例性方面和实施例的其他方面、实施例和优点。此外，应当理解，上述信息和以下详细描述都仅仅是各个方面和实施例的说明性示例，并且旨在提供用于理解所要求保护的方面和实施例的性质和特征的概述或框架。本文公开的实施例可以与其他实施例相结合，并且对“实施例”、“示例”、“一些实施例”、“一些示例”、“替代实施例”、“各种实施例”、“一个实施例”、“至少一个实施例”、“该实施例以及其他实施例”、“某些实施例”等的参考并不一定相互排斥，并且意在表明所描述的某个特征、结构或特性可以被包含在至少一个实施例中。本文中的这些术语的出现不一定都指相同的实施例。

附图说明

以下参考附图讨论至少一个实施例的各个方面，附图不意在按比例绘制。包括这些附图是为了提供对各个方面和实施例的图示和进一步理解，并且这些附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，但不旨在作为任何特定实施例的限制的定义。附图与说明书的其余部分一起用于解释所描述和要求保护的方面和实施例的原理和操作。在附图中，在各种附图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的数字表示。为了清楚起见，并非每个部件都可以在每个图中标记。在图中：

图1是根据本发明的一个或多个方面的肾脏压力管理系统的一个示例的示意图；

图2是根据本发明的一个或多个方面的肾脏压力管理系统的另一个示例的示意图；和

图3是根据本发明的一个或多个方面的肾脏压力管理系统的另一个示例的示意图。

具体实施方式

本公开的各方面旨在显示肾脏(输尿管镜的出口)内的压力、输尿管镜的入口处的压力以及通过输尿管镜和肾脏的流体流量之间的相关性。公开了从患者体外控制肾脏内的压力的方法和系统。根据某些实施例，在该方法中可以使用配置有不受任何工具阻碍的冲洗通道的双通道输尿管镜。

根据Hagan-Poiseuille等式，两点之间的流量与这些点之间的压差和连接这些点的通道的横截面成正比，而流量与通道的长度和流体的黏度成反比。

Q＝δPπr⁴/8μL (1)

Q＝体积流量

δP＝压差，即δP＝P(输入)-P(输出)

μ＝流体的动态黏度

L＝流的长度(通道长度)，或两个关注点之间的距离

R＝引导流的通道的半径

根据该等式，为了使流量增加，压差(δP)必须增加，通道的内径(ID)(或半径(r))必须增加或通道长度(L)必须减少。然而，对于给定的输尿管镜，通道ID和通道长度二者(通常)都是常数。对于输尿管镜规程，流体的动态黏度也是常数，例如，通常使用0.9％的盐水溶液(无菌)。

对于给定的输尿管镜，其工作通道内没有任何东西，等式(1)中除一个(δP)外的所有分量都是常数，因为它们是输尿管镜或流体的固定参数。这些分量可以组合成一个参数，该参数也是一个常数。为了便于说明，该常数可以称为输尿管镜的水力机械常数，并被指定字母U：

πr⁴/8μL＝U (2)

因此可以计算出U。作为非限制性示例，典型的输尿管镜具有工作通道ID＝1.2mm和长度0.7m：

U＝8*1.02*10-3*0.7/π*(6*10^-4)⁴＝1.4*10^{^-10}Pa*sec/m³＝0.84cm H₂O*min/mL

这意味着，对于典型的输尿管镜来说，产生1mL/min的流量需要0.84厘米的水柱压力。在实践中，该值可能会受到一个或多个因素的影响，包括用于工作通道的材料以及几何形状。因此，对于任何特定的输尿管镜，这个值可能需要根据经验来定义。

那么等式(1)可以表示为：

Q＝δP*U (3)

这意味着，对于给定的输尿管镜，通过工作通道的流量是输入和输出之间的压降的函数。换句话说，输尿管镜的输入和输出之间的压降是通过该特定输尿管镜的空工作通道的流量的函数，其可以表示为：

δP＝Q/U (4)

具有水力机械常数U的输尿管镜的输入与肾脏内的压力之间的压差是流量的函数。

δP＝P(输入)-P(肾脏)＝Q/U (5)

然后根据(5)：

P(肾脏)＝P(输入)-Q/U(6)

可以测量和监测输尿管镜的输入压力，以及通过输尿管镜的流体流量。因此，等式(6)可以被实现为用于监测和控制肾脏内的压力的算法。例如，可以监测和控制输尿管镜之前(输尿管镜上游)的压力和通过输尿管镜的流体流量。

这种方法的一个限制是，冲洗流体通道的ID或该通道的等效横截面在规程期间必须始终相同，即永远不会改变。任何装置，如激光纤维、导丝或篮子，都会改变这种横截面，使等式(6)无效。(ID的)等效横截面意味着通道不必具有任何特定的形状，但它必须对流体流动开放，并且在规程期间不会发生变化。因此，冲洗通道必须是空的，即没有内部结构或阻塞物。传统输尿管镜无法满足这种条件，因为工作通道用于输送各种装置。根据至少一个实施例，提供了配置有至少两个通道的输尿管镜，并且在另一个实施例中，提供了配置有两个通道的输尿管镜。一个通道被配置为仅用于冲洗，并且至少一个其他通道可以用于工具，其非限制性示例包括激光纤维、篮子和/或导丝。第二通道也可以潜在地用于额外的自然引流，或者用于利用通过例如手动注射器或泵的负压的强制抽吸。

如果使用强制抽吸，还必须控制肾脏内的最小压力，以使肾脏内的压力不会降至其自然水平以下。根据等式(6)，可以通过控制输入压力和流量来恒定地控制肾脏内的压力。即使输入压力更高，只要流量足够高，输尿管镜本身上也会有显著的压降，以将肾脏内的压力保持在安全阈值以下。如果自肾脏的引流出现堵塞，肾脏内部的压力就会开始增加。这(根据等式(6))将引起输入压力增加和流量下降。根据本发明的各方面的控制机构将检测这种变化并控制系统的一个或多个部件，从而使肾脏压力回到目标值。根据各种实施例，提供了一种利用等式(6)的控制机构。

图1是根据至少一个实施例的肾脏压力管理系统100的一个示例，并且包括概述流体管理方法的一个实例的图。在该示例配置中，高流体流量系统利用传统的悬挂式冲洗袋来实现。如下面进一步详细解释的，流体流量控制阀与系统100的冲洗袋结合使用。

系统100包括配置有压力传感器114的冲洗通道110、与引流物储存器125(也称为废物托盘)流体连通的抽吸通道130以及控制器150。系统100的输尿管镜102包括冲洗通道110和抽吸通道130的至少一部分，并且被配置为插入到肾脏105的输尿管106中。根据本公开的方法，输尿管镜102可以被插入到患者体内。

冲洗通道110具有近端和远端，其中，远端与肾脏105的内部流体连通，以便将冲洗流体输送到肾脏105的内部。冲洗通道110被配置为没有内部结构或阻塞物，包括诸如激光纤维、导丝和结石回收篮之类的工具。应当理解，该列表不是穷举的，并且冲洗通道110也没有其他工具并且同样在本公开的范围内，该其他工具包括抓持器、圈套器、力、柔性针和球囊工具。使冲洗通道110没有内部结构或阻塞物(在规程期间)对于建立用于使用上述等式(6)以有效控制肾脏内的压力的条件是必要的。

冲洗通道110配置有压力传感器114。使用传感器114测量沿着冲洗通道110的压力比将压力传感器直接插入到肾脏中或将压力传感器定位在输尿管镜的末端处更简单、更便宜，因为在那里压力传感器也容易损坏。压力传感器114被配置为感测或以其他方式测量冲洗通道110内的压力，并且与控制器150通信(并且控制器150与压力传感器114通信)。在一些实施例中，压力传感器114沿着冲洗通道110定位并且与冲洗通道110中的冲洗流体直接接触(例如，经由端口)。压力传感器114被定位在冲洗袋116(即，冲洗流体源)或冲洗流量控制阀118与冲洗通道110的末端(远端)之间。根据一些实施例，输尿管镜102的柔性鞘103具有用于接收抽吸通道和冲洗通道的至少一部分的中央通路。柔性鞘103具有近端107和远端104，远端104与肾脏的内部流体连通(当完全处于用于规程的位置时)。根据一些实施例，压力传感器114定位在柔性鞘103的近端107的上游。在一些实施例中，压力传感器114定位在从柔性鞘103的近端107附近到在近端107上游高达2米的距离的任何位置。

如前所述，系统100设置有冲洗流体源，该冲洗流体源被配置为传统的悬挂式冲洗袋116(也称为重力袋或流体袋)。在一些实施例中，冲洗流体流量控制阀118与该冲洗流体源流体连通，并且可操作以控制冲洗通道110中的冲洗流体的流量。为此，冲洗流体流量控制阀118与控制器150连通，并配置有或以其他方式配备有可变流量能力。

在一些实施例中，冲洗通道110还可选地配置有流量传感器，如图1中的流量传感器112的虚线结构所示。当实施时，流量传感器112被配置为感测或以其他方式测量冲洗通道110内的冲洗流体流量，并且与控制器150通信。流量传感器112定位在冲洗流体源(例如，冲洗袋116)或冲洗流量控制阀118与冲洗通道110的末端(远端)之间。当计算肾脏压力时，控制器150可以在等式(6)中使用可选的流量测量，如下面进一步详细描述的。例如，当冲洗泵尚未校准时，或者在冲洗通道中的流体流量未知或变化的其他情况下，可以使用流量测量。

系统100的抽吸通道130具有近端和远端，其中，远端与肾脏105的内部流体连通，以便从肾脏105的内部移除冲洗流体。引流通道138被配置为在抽吸通道130和引流物储存器125之间提供流体连通。抽吸泵132与抽吸通道130流体连通，并被配置为将冲洗流体从抽吸通道130的远端朝向抽吸通道130的近端泵送到引流通道138并进入到引流物储存器125中。根据至少一个实施例，抽吸泵132被配置为可变速度泵。如图1所示，抽吸通道130的近端与引流物储存器125流体连通，并且抽吸泵132定位在抽吸通道130近端与抽吸通道130的远端之间。

系统100还包括引流通道136，引流通道136配置有安全泄压阀134(也简称为“安全阀”)。引流通道136被配置为在冲洗通道110和引流物储存器125之间提供流体连通。安全阀134可操作以允许或停止(即，控制)冲洗流体从冲洗通道110到引流物储存器125的流动。在正常操作期间，安全阀134处于关闭位置，使得冲洗流体流动通过冲洗通道110进入到肾脏中。在计算出的肾脏压力非常高并且冲洗通道中的冲洗流体需要立即被引导到引流通道136的情况下，引流通道136可以用作安全措施。然后，控制器150将发送信号以打开安全阀134，从而在冲洗通道110和引流物储存器125之问提供流体连通。

系统引流也由存在于柔性鞘103和输尿管106之间的引流流动路径120(也称为自然引流)提供。还通过抽吸泵132经由引流通道138提供到引流物储存器125中的引流。引流通道136、引流流动路径120和引流通道138都流体连接到引流物储存器125。

控制器150被配置为确定冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量。例如，控制器150可以接收冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量值，作为来自操作者或冲洗流体流量控制阀118或被配置为将冲洗流体流量值发送到控制器150的其他装置(例如，冲洗泵)的输入。如前所述，在一些实施例中，冲洗通道110上的压降可以被认为是恒定的，因此冲洗通道110内的流体流量可以被认为为恒定的。例如，在可变速度泵用于泵送冲洗流体通过冲洗通道(例如，下面描述的系统200)的情况下，良好校准的冲洗泵意味着可以省略流体流量传感器(和流体流量测量)。可以基于来自冲洗泵的流量数据来计算或以其他方式获得流量。

控制器150还被配置为接收来自冲洗通道110的压力传感器114的压力测量值。控制器150至少部分地基于所确定的冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量和冲洗通道110中的流体的压力测量来计算肾脏内的压力(例如，使用以上的等式(6))。

等式(6)的水力机械常数U也可以由控制器150基于输尿管镜的物理参数(即，通道ID和长度)来计算(或由操作者直接输入)，该物理参数也可以由操作者输入到控制器150。控制器150然后将计算出的肾脏压力与目标肾脏压力(例如，10-40mm Hg)进行比较，并且基于该比较来控制冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量和抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量中的至少一个，如下文更详细地解释的。例如，控制器150还与冲洗流体流量控制阀118和抽吸泵132通信，并且可以向这些装置中的一个或两个发送控制命令，以控制冲洗流体在相应的冲洗通道110和抽吸通道130中的流量。

根据一个实施例，可以通过在输尿管镜检查规程之前执行校准规程来计算或以其他方式获得等式(6)的水力机械常数U。在这个校准规程中，已知流量的冲洗流可以被输送通过输尿管镜并且直接进入到引流管中。然后，压力输出为零，输入压力等于输尿管镜上的实际压降，这使得等式(6)的U易于计算。

控制器150(也称为控制系统)可以包括一个或多个数字或模拟处理器(CPU)，其具有(多个)存储器、电路、用户接口和/或其他物理部件，包括硬接线和/或可编程装置，如本领域技术人员所理解的。在本说明书和权利要求中，指示控制器被“配置”或“编程”以执行某些步骤。这可以在实践中通过允许配置或编程控制器的任何手段来实现。例如，在控制器包括一个或多个CPU的情况下，一个或多个程序(例如，软件)被存储在适当的存储器中。一个或多个程序包含指令，当由控制器执行时，这些指令使控制器执行与控制器相关的描述和/或要求保护的步骤。

一旦将输尿管镜引入到受试者的输尿管106中，为了使系统100参与输尿管镜检查规程，操作者(例如，医生)首先启动冲洗流体通过冲洗通道110的流动，这可以使用控制器150完成或由操作者手动完成。这是通过致动或以其他方式控制流量控制阀或泵(例如，下面参照图2讨论的系统200的控制阀118或冲洗泵215)来实现的。流量控制阀或泵可以设置为启动冲洗通道110中的冲洗流体的预定或目标流量。在一些实施例中，这在20-100mL/min(包括端值)的范围内。在一些实施例中，冲洗流体的流体流量在80-100mL/min(包括端值)的范围内。在其他实施例中，冲洗流体的流体流量为10mL/min，并且在一些实施例中，冲洗流体的液体流量为20mL/min。冲洗流体然后从冲洗通道110的近端流到远端，并流入到肾脏105的内部中。

可以通过多种方式从肾脏105移除冲洗流体。如前所述，输尿管镜102包括冲洗通道110和抽吸通道130的至少一部分，并且被配置为插入到肾脏105的输尿管106中。根据一些实施例，输尿管镜102的柔性鞘103具有用于接收抽吸通道和冲洗通道的至少一部分的中央通路，并且柔性鞘被配置为使得冲洗流体可以经由柔性鞘103和输尿管106之间的引流流动路径120(在图1中也被标记为自然引流)被引流到引流物储存器125中。因此，这是冲洗流体排出肾脏105的至少一种机制。冲洗流体可以通过由进入到肾脏105中的冲洗流体产生的流体压力通过引流流动路径120流入到引流物储存器125中，而无需使用泵(例如，无需使用抽吸泵132)。当规程开始并且肾脏充满更多的流体时，控制器150可以启动抽吸泵132，抽吸泵132将冲洗流体从抽吸通道130的远端朝着近端泵送到达引流通道138并进入到引流物储存器125中。

一旦冲洗流体的流动已经从冲洗源开始，控制器150就接收来自压力传感器114的压力测量。肾脏105内部的压力由控制器150至少部分地基于压力测量和所确定的冲洗流体的流体流量来计算，如前所述。控制器150将计算出的肾脏压力与目标肾脏压力值进行比较，然后基于该比较，控制器150控制冲洗通道110中的冲洗流体的流量和抽吸通道130中的冲洗流体的流量中的至少一个。

根据一个实施例，目标肾脏压力值在10-40mm Hg(包括端值)的范围内。在一些实施例中，如果计算出的肾脏压力大于目标肾脏压力，则控制器150被配置为增加抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量、减小冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量，或者两者(即，增加抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量并降低冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量)。例如，控制器150被配置为控制抽吸泵132以便增加抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量，并控制冲洗流体流量控制阀11 8以便减少冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量。如前所述，抽吸泵132被配置为可变速度泵，并且控制器150通过接通所述可变速度泵的电源或增加所述可变速度泵的速度来控制抽吸泵132，从而增加抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量。如前所述，冲洗流体流量控制阀118也配置有可变流量能力。因此，控制器150可以通过限制或关闭所述阀来控制冲洗流体流量控制阀118，以降低冲洗流体从冲洗通道110进入肾脏105的流量。

增加抽吸通道130中的流体流量在抽吸通道130中产生负压，此时冲洗流体由抽吸泵132引导通过引流通道138到达引流物储存器125。该负压降低肾脏105内部的压力。减少冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量减少了通过引流流动路径120和/或通过引流通道138进入肾脏的流体的量，从而减少了肾脏105内的压力，这可以允许发生更大的引流。

在一些实施例中，控制器150可以控制冲洗流体流量控制阀118和/或安全阀134，以便在抽吸通道130堵塞时减小冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量。被堵塞的抽吸通道在肾脏105中产生增加的压力(并导致计算出的肾脏压力值大于目标肾脏压力值)，尽管控制器150已经发送了控制信号以增加抽吸泵132的速度或操作。如前所述，安全阀134可操作以控制冲洗流体从冲洗通道110到引流物储存器125的流动，并且通常是关闭的，使得冲洗流体通过冲洗通道110被引导到肾脏105中，但是在计算出的肾脏中的压力大于目标肾脏压力的情况下，例如在计算出的肾脏中的压力远大于目标肾脏压力并且实际上超过(预定的)最大肾脏压力的情况下，可以起到安全措施的作用。例如，如果目标肾脏压力在10-40mm Hg的范围内，则最大肾脏压力可以是45mm Hg(及以上)。在计算出的压力超过该最大肾脏压力的这种情况下，控制器150被配置为通过打开安全阀134来控制安全阀134，从而允许冲洗通道110和引流物储存器125之间的流体连通。

压力传感器114和可选的流量传感器112可以由控制器150配置或控制以进行测量，包括一旦规程开始就进行连续或周期性测量。该测量数据由控制器150接收并用于计算肾脏105的内部压力。如前所述，根据一些实施例，控制器1 50从冲洗通道110的流量传感器112接收流体流量测量值。

根据至少一个实施例，如果计算出的肾脏压力小于或低于目标肾脏压力，则控制器150被配置为减小抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量，增加冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量，或者两者(即，降低抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量并增加冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量)。例如，控制器150被配置为控制抽吸泵132以便降低抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量，并控制冲洗流体流量控制阀118以便增加冲洗通道110中的冲洗流体的流体流量。如前所述，抽吸泵132被配置为可变速度泵，并且控制器150通过关闭可变速度泵的电源或降低可变速度泵的速度来控制抽吸泵132，以便降低抽吸通道130中的冲洗流体的流体流量。控制器150被配置为通过打开(即，进一步打开)冲洗流体流量控制阀118(或者通过增加可变速度泵215的速度，如下面参照系统200所描述的)以便增加冲洗流体从冲洗通道110进入肾脏105的流量来控制冲洗流体流量控制阀118。控制器150所进行的这些动作中的一个或两个允许冲洗流体积聚在肾脏105中，从而增加肾脏105内部的内部压力。

图2是根据另一个实施例的肾脏压力管理系统200的另一个示例，并且类似于图1的系统100，但是在该示例配置中，高流体流量系统用冲洗泵215来实现，该冲洗泵215流体连接到冲洗通道210(以及冲洗流体源，例如冲洗源217)而不是与图1中的系统100的冲洗袋116(冲洗源)结合使用的冲洗流体流量控制阀118。冲洗泵215与冲洗流体源217(水储存器)流体连通。冲洗泵215还与控制器250连通，并且可操作以控制冲洗通道210中的冲洗流体的流量。冲洗泵215被配置为可变速度泵。

系统200以与图1的系统100类似的方式操作，并且为了简洁起见，这里将不再重复。主要区别在于，控制器250不是控制冲洗流体流量控制阀118，而是通过调节泵的速度来控制冲洗泵215，以降低或增加冲洗流体从冲洗通道210进入肾脏205的流量。例如，当计算出的肾脏压力大于目标肾脏压力值时，则控制器250可以通过关闭冲洗泵215的电源或降低冲洗泵215的速度来降低冲洗通道210中的冲洗流体的流体流量。当计算出的肾脏压力小于目标肾脏压力值时，则控制器250可以通过打开冲洗泵215的电源或增加冲洗泵215的速度来增加冲洗通道210中的冲洗流体的流体流量。系统200与系统100的另一个不同之处在于最大输入压力。在具有悬挂袋的系统100的配置中，最大压力受到袋的高度的限制。然后，流量将作为肾脏压力的函数而波动(P_输入恒定；如果P_肾脏增加，流量将根据等式(6)减少)。由于流量波动，为了控制肾脏中的压力，可以通过流量计(例如，流量计112)监测流量并通过等式(6)利用流量。

然而，一些泵可以产生相当高的压力，使得它们可以将恒定流量保持在规程所需的输入压力的全部范围内。在这种情况下，如果泵的可变速度是有刻度的，例如，以mL/min流量为单位，并且流量是精确校准的，则可以使用泵流量设置而不是直接流量测量。这种配置的一个优点是流量计本身不是必需的。在申请人进行的一个具体实验中，使用了冲洗泵(型号PP-606精密蠕动泵，可从美国加利福尼亚州蒂梅丘拉市的Bianca Pumps公司商购)，其能够在高压下产生0-111mL/min的可变流体流量。冲洗流体流量被设置为80mL/min，并且在该流量下作用在输尿管镜上的压降在250-400cm H₂O的范围内。当肾脏压力增加时，泵能够产生足够的输入压力以维持冲洗流体流量，从而不需要直接监测冲洗流体流量。相反，泵流量设置被用作控制器的输入。

图3是根据另一个实施例的肾脏压力管理系统300的另一个示例，并且类似于图1的系统100和图2的系统200，但是在该示例配置中，高流体流量系统通过定位在冲洗通道310上的可变压缩装置或机构319、截止阀313和止回阀311来实现。这些装置中的一个或多个可以与冲洗袋316(冲洗源)结合使用，以控制冲洗通道310中的冲洗流体的流动。

可变压缩装置319被配置为在冲洗袋316上施加压力或以其它方式施加压缩力，以控制冲洗通道310中的冲洗流体的流动。例如，增加冲洗袋316上的压缩力使得冲洗通道310中的冲洗流体的流量增加，而减小压缩力具有相反的效果，即减小冲洗通道310中的冲洗流体的流体流量。截止阀313还可以通过允许(当打开时)冲洗源316和冲洗通道310之间的流体连通或者中断(当关闭时)冲洗源316和冲洗通道310之间的液体连通来辅助该功能。止回阀311允许冲洗袋316被放置在相对于患者的任何水平处(即，不只是在患者上方40cm处)，并且防止来自肾脏305的冲洗流体回流到冲洗袋31 6中。如图3所示，可变压缩装置319、截止阀313和止回阀311中的每一个都与控制器350连通，并且可操作(单独或组合)以控制冲洗通道310中的冲洗流体的流量。

系统300以与图1和图2的系统100和200类似的方式操作，并且为了简洁起见，这里将不再重复。主要区别在于，控制器350不是控制冲洗流体流量控制阀118或冲洗泵215，而是控制可变压缩装置319以减小或增加冲洗流体从冲洗通道310进入肾脏305的流量。控制器350还可以控制截止阀313和/或止回阀311以辅助该功能。例如，对于特定的宫腔镜检查，医生或控制器350可以通过首先打开截止阀313结合通过经由可变压缩装置319施加压缩力来建立冲洗流体的期望流量来启动该规程。

尽管图中没有明确示出，但在其他实施例中，系统100、200和300也可以包括疏通特征，即，系统可以被配置为将冲洗流体重定向到抽吸通道中。例如，引流通道136、236和336的阀可以被配置为将冲洗流体从冲洗通道引导到抽吸通道。在一些情况下，该相同的阀也可以被配置为将冲洗流体从冲洗通道引导到引流物储存器125、225、325。

示例

基于以下描述的示例，可以更充分地理解本文公开的系统和技术的实施例的功能和优点。以下示例旨在说明所公开的肾脏压力管理系统的各个方面，但不旨在完全举例说明其全部范围。

示例1——图1的系统100的操作如下：

·医生打开流量控制阀(例如，阀118)至所需流量水平；

·冲洗流体通过双通道镜102的冲洗通道110流入到肾脏105中，并从肾脏105通过镜体周围的输尿管/尿道(自然引流，引流流动路径120)流出到废物中；

·如果计算出的肾脏105内的压力上升到目标压力值以上(由控制器150确定)，则控制器

ο开启抽吸泵132或增加抽吸泵132的速度，和/或

ο限制或关闭冲洗管线110上的可变流量控制阀118；

·如果计算出的肾脏1 05内的压力小于目标压力值，则控制器

ο关闭抽吸泵132或减慢抽吸泵132的速度，和/或

ο打开或进一步打开冲洗管线110上的可变流量控制阀118示例2——图2的系统200的操作如下：

·医生转动冲洗泵215并将其设置为预定值；

·冲洗流体通过双通道镜202的冲洗通道210流入到肾脏205中，并从肾脏205通过镜体周围的输尿管/尿道(自然引流，引流流动路径220)流出到废物中；

·如果计算出的肾脏205内的压力上升到目标压力值以上(由控制器250确定)，则控制器250

ο开启抽吸泵232或增加抽吸泵232的速度，和/或

ο减慢或关闭冲洗泵215

·如果计算出的肾脏205内的压力小于目标压力值，则控制器

ο关闭抽吸泵232或降低抽吸泵232的速度，和/或

ο加速或关闭冲洗泵215

根据本发明，本文公开的方面在其应用中不限于以下描述中所阐述或附图中所图示的部件的构造和布置的细节。这些方面能够假设其他实施例并且能够以各种方式实践或执行。本文提供的具体实施方式的示例仅用于说明目的，而非旨在限制。特别地，结合任何一个或多个实施例讨论的动作、部件、元件和特征不旨在被排除在任何其他实施例中的类似作用之外。

此外，本文使用的措辞和术语仅用于描述目的，不应被视为限制。本文中以单数形式提及的对系统和方法的示例、实施例、部件、元件或动作的任何引用也可以包括包含多个的实施例，并且本文中以复数形式提及的任何实施例、部件、元件或行动也可以包括仅包含单数的实施例。呈单数或复数形式的引用不旨在限制当前公开的系统或方法、它们的部件、动作或元件。本文中使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变体旨在涵盖下文列出的项目及其等价物以及其他项目。对“或”的引用可以被解释为包含在内，使得使用“或”描述的任何项目都可以表示单个、多于一个和所有描述的项目中的任何一个。此外，如果本文件与通过引用并入本文的文件之间的术语用法不一致，则所并入的引用中的术语用法是对本文件的术语用法的补充；对于不可调和的不一致，以本文档中的术语用法为准。此外，为了读者的方便，可以在说明书中使用标题或副标题，这对本发明的范围没有影响。

已经如此描述了至少一个示例的若干方面，应当理解，本领域技术人员将容易进行各种改变、修改和改进。例如，本文公开的示例也可以用于其他情境。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在处于本文所讨论的示例的范围内。因此，上述描述和附图仅作为示例。

Claims (24)

1.一种用于控制肾脏内的压力的系统，包括：

冲洗通道，所述冲洗通道具有近端和远端并且配置有压力传感器，所述压力传感器被配置为测量所述冲洗通道内的压力，所述冲洗通道的所述远端与肾脏的内部流体连通，以便将冲洗流体输送到所述肾脏的所述内部；

具有近端和远端的抽吸通道，所述抽吸通道与引流物储存器流体连通，所述抽吸通道的所述远端与所述肾脏的内部流体连通，以便从所述肾脏的内部移除冲洗流体；和

控制器，所述控制器与所述压力传感器通信并且被配置为：

确定所述冲洗通道内的冲洗流体的流体流量，

从所述压力传感器接收压力测量值，

至少部分地基于所确定的流体流量和压力测量来计算所述肾脏的内部内的压力，

将计算出的肾脏压力与目标肾脏压力值进行比较，以及

基于所述比较来控制所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量和所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量中的至少一者。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述冲洗通道没有内部结构或阻塞物。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述冲洗通道没有激光纤维、导丝和结石回收篮。

4.如权利要求1所述的系统，还包括柔性鞘，所述柔性鞘具有用于接收所述抽吸通道和冲洗通道的至少一部分的中央通路并且被配置为插入到输尿管中，所述柔性鞘被配置为使得冲洗流体能够经由所述柔性鞘和所述输尿管之间的引流流动路径被排放到所述引流物储存器中。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述柔性鞘具有近端和远端，所述柔性鞘的所述远端与所述肾脏的内部流体连通，并且所述压力传感器定位在所述柔性鞘的所述近端的上游。

6.如权利要求1所述的系统，其中，当所述计算出的肾脏压力大于所述目标肾脏压力值时，所述控制器被配置为：

增加所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量，

降低所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量，或者

增加所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量并且减小所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量。

7.如权利要求6所述的系统，还包括：

抽吸泵，所述抽吸泵与所述抽吸通道流体连通并且被配置为将冲洗流体从所述抽吸通道的所述远端向所述抽吸通道的所述近端泵送，并且所述控制器被配置为控制所述抽吸泵，以便增加所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量，以及

冲洗泵或冲洗流体流量控制阀中的一个，其中每一个都：

与冲洗流体源流体连通，

与所述控制器通信，并且

可操作以控制所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量，并且

所述控制器被配置为控制所述冲洗泵和所述冲洗流体流量控制阀中的至少一个，以减小所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量。

8.如权利要求7所述的系统，其中

所述抽吸泵被配置为可变速度泵，并且所述控制器通过接通所述可变速度泵的电源或增加所述可变速度泵的速度来控制所述抽吸泵，

所述冲洗泵被配置为可变速度泵，并且所述控制器通过断开所述可变速度泵的电源或降低所述可变速度泵的速度来控制所述冲洗泵，并且

所述控制器通过限制或关闭所述冲洗流体流量控制阀来控制所述冲洗流体流量控制阀。

9.如权利要求6所述的系统，还包括引流通道，所述引流通道被配置为在所述冲洗通道和所述引流物储存器之间提供流体连通，所述引流通道配置有安全阀，所述安全阀能够操作以控制从所述冲洗通道到所述引流物储存器的冲洗流体的流动。

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述控制器被配置为通过打开所述安全阀从而允许所述冲洗通道和所述引流物储存器之间的流体连通来控制所述安全阀。

11.如权利要求1所述的系统，其中，当所述计算出的肾脏压力小于所述目标肾脏压力值时，所述控制器被配置为：

降低所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量，

增加所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量，或者

降低所述抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量并且增加所述冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量。

12.如权利要求1所述的系统，还包括流体流量传感器，所述流体流量传感器被配置为测量所述冲洗通道内的冲洗流体流量，并且所述控制器还被配置为从所述流体流量传感器接收流体流量测量值，并且至少部分地基于所述流体流量测量来计算所述肾脏的内部内的压力。

13.如权利要求1所述的系统，其中，所述目标肾脏压力值在包括端值的10-40mm Hg的范围内。

14.一种用于控制肾脏内的压力的方法，包括：

将冲洗流体引导通过冲洗通道到达所述肾脏的内部；

从所述肾脏的内部移除冲洗流体，并且将所述冲洗流体朝向引流物储存器引导通过抽吸通道；

确定所述冲洗通道内的冲洗流体的流体流量；

测量所述冲洗通道内的压力；

至少部分地基于所确定的流体流量和压力测量来计算所述肾脏的内部内的压力；

将计算出的肾脏压力与目标肾脏压力值进行比较；和

基于所述比较，控制所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量和所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量中的至少一个。

15.如权利要求14所述的方法，其中，当所述计算出的肾脏压力大于所述目标肾脏压力值时，所述方法包括以下各项中的至少一项：

增加所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量，以及

降低所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量。

16.如权利要求15所述的方法，其中

增加所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量包括接通与所述抽吸通道流体连通的抽吸泵的电源或增加所述抽吸泵的速度中的至少一个，并且

降低所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量包括以下各项中的至少一项：

关闭与冲洗流体源流体连通的冲洗泵的电源或降低所述冲洗泵的速度，以及

限制或关闭与冲洗流体源流体连通的冲洗流体流量控制阀。

17.如权利要求15所述的方法，还包括：引导冲洗流体通过引流通道，所述引流通道被配置为在所述冲洗通道和所述引流物储存器之间提供流体连通。

18.如权利要求14所述的方法，其中，当所述计算出的肾脏压力小于所述目标肾脏压力值时，所述方法包括以下各项中的至少一项：

降低所述抽吸通道中的冲洗流体的流体流量，以及

增加所述冲洗通道中的冲洗流体的流体流量。

19.如权利要求18所述的方法，其中

降低抽吸通道中的冲洗流体的所述流体流量包括关闭与抽吸通道流体连通的抽吸泵的电源或降低所述抽吸泵的速度，并且

增加冲洗通道中的冲洗流体的所述流体流量包括以下各项中的至少一项：

接通与冲洗流体源流体连通的冲洗泵的电源或增加所述冲洗泵的速度，以及

打开与所述冲洗流体源流体连通的冲洗流体流量控制阀。

20.如权利要求14所述的方法，还包括：测量所述冲洗通道内的冲洗流体的所述流体流量，并且至少部分地基于所述流体流量测量来计算所述肾脏的内部内的压力。

21.如权利要求14所述的方法，还包括：

提供具有用于接收抽吸通道和冲洗通道的至少一部分的中央通路的柔性鞘，并且

将所述柔性鞘定位在输尿管内，使得冲洗流体可以从所述柔性鞘和所述输尿管之间的引流流动路径排出到引流物储存器中。

22.如权利要求21所述的方法，其中

测量所述冲洗通道内的所述压力包括利用所述冲洗通道中的压力传感器进行测量，并且

所述柔性鞘具有近端和远端，所述柔性鞘的所述远端与所述肾脏的内部流体连通，并且

所述方法还包括：

提供所述冲洗通道，所述冲洗通道被配置为使得所述压力传感器被定位在所述柔性鞘的所述近端的上游。

23.如权利要求14所述的方法，其中，所述目标肾脏压力值在包括端值的10-40mm Hg的范围内。

24.如权利要求14所述的方法，还包括：提供输尿管镜，所述输尿管镜包括所述冲洗通道和所述抽吸通道，其中，所述冲洗通道被配置为没有内部结构或阻塞物。