CN220608313U - 具有测压功能的鞘管、压力检测装置及灌注吸引系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压力检测装置以及包括其的鞘管与灌注吸引系统，所述的压力检测装置包括壳体与压力检测组件，所述壳体具有测压腔与安装腔，所述测压腔具有用于与鞘管测压接口连通的进气口以及用于与外界连通的通气孔，所述通气孔处设有开关；所述压力检测组件设置在安装腔，且所述压力检测组件包括表压传感器、电压调整电路、运放电路以及转换电路，所述表压传感器、电压调整电路、运放电路与转换电路电连接，所述的表压传感器于将测压腔内的压力信号转换为电压信。

Description

具有测压功能的鞘管、压力检测装置及灌注吸引系统

技术领域

本实用新型涉及鞘管领域，具体涉及一种可测压的鞘管装置以及用于鞘管的微压传感器。

背景技术

常规的输尿管软镜碎石手术中，结石的粉末及肾盂内血尿可导致视野模糊，需要灌注冲洗液保持视野清晰，但同时肾盂内压会因为灌注过快、回流不畅而出现明显升高，造成感染的尿液、细菌及内毒素进入血液及淋巴循环，导致患者术后出现发热、全身炎症反应综合征，甚至引发致命性的尿源性脓毒血症。为预防软镜术中肾盂压力过高所致之严重感染，需要术中控制肾盂内压力在安全范围，进一步需要根据术中肾盂压力反馈性地调节灌流速度和/或负压吸引值的高低，所采用的测压方法能否实时、准确地对肾盂压力进行测定，是保证测压控压系统具备良好性能和手术操作安全的基石。

传统测压方式有以下三种：1.第一种测压方式通过在灌注管路上安装压力传感来测量压力，生理盐水通过硅胶薄膜来实现监测，但这种监测反馈的是灌注的压力，对肾内压力的监测不是最直接的。2. 第二种测压方式通过传感器直接监测肾内压力，传感器安装在主控机设备里面，通过管路连接到导引鞘，从而实现肾内压力监测。这种监测是根据长管路中液面差的高度实现肾内压力的监测和反馈，且传感器的量程范围相比肾内压力来说太大，精度不是很高。3.第三种同样通过传感器来监测肾内压力，传感器外置，且量程范围小，它同样是通过管路连接到导引鞘，管路中充满液体，通过灌注或吸引液体来实现压力的监测和反馈，但这种监测同样面临管路过长，液面随位置的高低会影响压力的偏差；以上三种方式均存在从肾盂内到达传感器的管路也即测压腔过长，会引起测量误差大，且最重要的是灌注吸引系统的体积大且管路线缆较多，医生需要同时操作内窥镜、主机、吸引、灌注等多项操作，不可避免的会误碰撞到测压管路，该误碰撞会引起压力发生突变，进一步导致压力检测误差。因此将传感器设置在灌注管路、灌注主机或外置均存在以上技术问题。

目前也存在将传感器直接内置在内窥镜远端或鞘管远端，如此，在内窥镜或鞘管进入体腔后直接监测压力，这种安装方式直接定位肾盂检测误差会更小，然而在实际操作中，灌注吸引系统用于激光碎石术，激光碎石术过程产生的温度过高会损伤组织因此需要灌注吸引循环来降低体腔内温度亦保持恒温恒压，然而激光碎石过程中会引起瞬时高压，瞬时高压并不能反应腔体内的真实压力，目前从传感器采集到压力值的显示普遍需要2-5S，当瞬时高压显示时腔体内的压力已经趋于稳定，此时的压力输出值并不能真实反映腔体内的真实压力，且会误控制灌注吸引装置，因此将传感器放置在腔体内弊端更多。

实用新型内容

第一方面，本实用新型提供一种具有测压功能的鞘管，所述鞘管包括鞘管本体，所述鞘管本体内部具有自近端延伸至远端的主通道以及测压通道，所述测压通道的近端设有接口，所述的鞘管还包括压力检测装置，所述的压力检测装置包括：

壳体，所述壳体具有测压腔与安装腔，所述测压腔具有用于与鞘管测压接口连通的进气口以及用于与外界连通的通气孔，所述通气孔处设有开关；

压力检测组件，所述压力检测组件设置在安装腔，且所述压力检测组件包括表压传感器、电压调整电路、运放电路以及转换电路，所述表压传感器、电压调整电路、运放电路与转换电路电连接，所述的表压传感器于将测压腔内的压力信号转换为电压信号；

所述电压调整电路用于增加电压信号的电压差，所述的运放电路对增加后的电压差进行成倍放大；所述的转换电路用于将成倍放大的电压信号转换成压力值；

气凝胶绝缘件，其封装在压力检测组件的表面以传递压力。

在一些实施例中，所述的表压传感器具有输入端电压正极（+vin）、输入电压负极GND（-vin）、模拟信号输出电压正极（+out）、模拟信号输出电压负极（-out）；所述的电压调整电路至少包括第一电阻（R1）与第二电阻（R3），所述第一电阻（R1）并联在输入电压正极（+vin）与模拟信号输出电压正极（+out）之间，所述的第一电阻（R3）并联在输入电压负极GND（-vin）与模拟信号输出电压负极（-out）之间。

在一些实施例中，所述运放电路为GS8332精密运放芯片，对电压差放大100倍。

在一些实施例中，所述的第一电阻（R1）与第二电阻（R3）的电阻值为100K。

在一些实施例中，所述的转换电路为单片机stm32f103c8t6。

在一些实施例中，所述的壳体包括：

底座，所述底座上设有用于构成测压腔的测压管，所述测压管一端设有进气口，另一端形成通气孔，所述的测压管上具有出口以用于测压管内气体的流出；

上盖，所述上盖盖设在底座上方；

PCB板，所述的PCB板位于底座内部且固定在上盖上，所述PCB板集成压力检测组件与控制电路，所述压力检测组件正对该出口设置且通过气凝胶绝缘件密封；

控制按键，所述的控制按键设置在壳体上且与控制电路通信连接；

连接线缆，所述连接线缆与转换电路连接以输出压力测试值。

第二方面，本实用新型提供一种压力检测装置，该压力检测装置采用前述所述的压力检测装置。

第三方面，本实用新型提供一种智能恒压调控灌注吸引系统，该系统包括

前述所述的鞘管，所述鞘管本体内还具有吸引通道；

内窥镜，所述内窥镜插置在鞘管内，所述内窥镜内形成送液通道；

灌注装置，所述灌注装置与送液通道连通以用于将灌注液注入体腔；

吸引装置，所述的吸引装置与吸引通道连通以用于将人体腔室内液体抽出，所述灌注装置与吸引装置配合以保持腔内处于合适压力；

主控机，所述主控机与转换电路、灌注装置以及吸引装置通信连接，所述主控机根据转换电路输出的压力值控制灌注装置以及吸引装置的流量以及压力。

在一些实施例中，所述压力检测组件还包括控制电路，所述控制电路与主控机连接以控制灌注装置与吸引装置。

本实用新型将压力检测装置安装在鞘管的近端处，首先解决了传统压力检测管路过长误差高的问题，其次，鞘管在实际操作中基于均处于腔体内，医生不会误触碰到鞘管，因此避免了医生误碰撞测压管路引起的压力检测误差。最后，本实用新型将压力检测装置放置在鞘管近端处不会检测到激光碎石引起的瞬时高压，检测到的腔体内的稳定压力，检测误差小，精度高。

本实用新型提供的鞘管装置对鞘管和压力检测组件进行了结合设计，基于表压传感器电压与压力的关系，并通过电压调整电路和运放电路后，通过单片机转换，将电压信号转化为具体的压力值，实现实时监测腔内压力，检测精度高，灵敏度高。

附图说明

图1为本实用新型提供的鞘管的结构示意图；

图2-6为本实用新型提供压力检测装置的结构示意图；

图7为本实用新型提供的压力检测装置的工作原理示意图；

图8为本实用新型提供的压力检测组件的结构示意图；

图9为本实用新型提供的鞘管本体的结构示意图；

图10为本实用新型提供的灌注吸引系统的结构示意图；

图11为本实用新型提供的表压传感器的电路示意图；

图12为本实用新型提供的电压调整电路的示意图；

图13为本实用新型提供的运放电路的示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“近”、“远”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-9，本实用新型实施方式提供一种具有测压功能的鞘管，所述鞘管包括鞘管本体1与压力检测装置，所述鞘管本体内部具有自近端延伸至远端的主通道11以及测压通道12，所述主通道11用于下器械、灌注、吸引，所述测压通道12的近端设有接口121；所述压力检测装置装配在接口处以用于检测测压腔内的压力，如此，本实用新型将压力检测装置安装在鞘管的近端处，解决了传统压力检测管路过长误差高的问题，且鞘管在实际操作中基于均处于腔体内，医生不会误触碰到鞘管，因此避免了医生误碰撞测压管路引起的压力检测误差。本实施方式将压力检测装置放置在鞘管近端处不会检测到激光碎石引起的瞬时高压，检测到的腔体内的稳定压力，检测误差小，精度高。目前的压力检测装置存在装配难、检测不准、误差大且灵敏度不高的技术问题，尤其针对表压传感器在检测肾盂内压力时，由于直接监测的压力为μV级电压，若直接通过运放电路放大，该μV级电压难以达到运放电路的放大要求，且在放大过程中要保持电压差与压力的同比增大。基于此，本实施方式提供的压力检测装置包括壳体2、气凝胶绝缘件3与压力检测组件5，所述壳体2具有测压腔21与安装腔20，所述测压腔21具有用于与鞘管测压接口连通的进气口22以及用于与外界连通的通气孔23，所述通气孔23处设有开关；所述压力检测组件5设置在安装腔22，所述测压腔21对准该压力检测组件5形成出口210，所述出口210通过所述气凝胶绝缘件3密封，所述气凝胶绝缘件3用于将测压腔21的压力传递至压力检测组件5。

如图7所示，通气孔23 A端与开关连接，打开可以导通压力检测装置与大气，用于校零；关闭时即可测量压力。进气口22 B端与与鞘管本体的接口121连接；清零后关闭A端的开关，当B端有压力过来，压力经聚碳酸酯绝缘凝胶，通过表压传感器将压力转为信号输出；打开开关，导通空气与进气口，后续测得的压力是以当前压力为基准测试的。每一个传感器都具有一定的差异性，使用软件进行校准，并将校准数据保存在单片机内，该校准数据断电依旧保存；所以每个传感器只需要校准一次即。

本实施方式提供的压力检测组件包括表压传感器、电压调整电路、运放电路以及转换电路，所述表压传感器、电压调整电路、运放电路与转换电路电连接，所述的表压传感器于将测压腔内的压力信号转换为电压信号；所述电压调整电路用于增加电压信号的电压差，所述的运放电路对增加后的电压差进行成倍放大；所述的转换电路用于将成倍放大的电压信号转换成压力值。本实施方式经过压力→电压，压差上下拉电阻调整后放大，最后经过运放电路进一步放大，传送至单片机进行AD转换，得到具体采集的压力值。

如图11所示，该图为表压传感器内部的检测电路，该部分主要功能是将压力信号转换为电压信号，转换关系为5µV/V/mmHg。该信号如果直接使用12位的AD转换进行采集，由于电压与压力形成的电压差过小，无法直接放大，所以我们需要对该信号进行放大。单片机的12位AD采集精度为3.3V/4096=8.056mV。远大于该压力传感器的压力与电压的关系（5µV/V/mmHg）。所以本实施方式增加模拟信号输出端正极V+与模拟信号输出端负极V-的电压差，同时需要保持电压与压力的线性关系。

所述的表压传感器具有输入端电压正极（+vin）、输入电压负极GND（-vin）、模拟信号输出电压正极（+out）、模拟信号输出电压负极（-out）； 如图12所示，电压调整电路包括第一电阻（R1）与第二电阻（R3），所述第一电阻（R1）并联在输入电压正极（+vin）与模拟信号输出电压正极（+out）之间，R1加在V+与VDD6V之间，该电阻与传感器内部的上拉电阻并联，电阻并联之后，电阻减少，则V+的电压比传感器输出V+电压大；所述的第一电阻（R2）并联在输入电压负极GND（-vin）与模拟信号输出电压负极（-out）之间，R3加在V-与GND之间，与传感器内部的下拉电阻并联，则V-的电压比传感器V-电压小。则该部分电路实现的增加V+与V-的电压差，为下一步进行运放做准备。

如图13所示，为了保持传感器压力与电压的线性关系，采用GS8332精密运放芯片对电压差放大100倍。

可选地，所述运放电路为GS8332精密运放芯片，对电压差放大100倍。所述的第一电阻（R1）与第二电阻（R3）的电阻值为100K。

所述的转换电路为单片机stm32f103c8t6

本实用新型的检测方法包括以下步骤：

步骤1）转换阶段:表压传感器将压力信号转换为μV级电压。

步骤2）增加电压差阶段:通过输入电压正极（+vin）与模拟信号输出电压正极（+out）之间并联第一电阻（R1），输入电压负极GND（-vin）与模拟信号输出电压负极（-out）之间并联第二电阻（R3），增加电压差，满足运放电路的最小电压差要求；

步骤3）运放阶段:通过运放电路，将电压差放大100倍，达到V(伏特)级别；

步骤4）转换阶段，通过转换电路将步骤4）的电压差转换为压力值输出；

步骤5）采集阶段：表压传感器进行多次采集，单片机去掉极值求平均数将其转换为压力值输出。

示例性地，

第一部分：

请参阅图11，模拟信号输出端正极V+与模拟信号输出端负极V-接R6、R7、R4、R6、R7、R10都是10K，C8处电压为VOUT,依据运放公式VOUT-(V+/2)=(V+/2)-(V-),得到VOUT=(V+)-(V-),所以该部分功能是计算模拟信号输出端正极V+与模拟信号输出端负极V-的电压差。

第二部分：

请参阅图12，R9=1k,R8=100K，主要是通过这两个电阻对V+,V-的电压差进行放大，依据R8与R9的关系，对压差的放大倍数为100倍，最终输出电压范围是0.5V-3.0V，符合stm32f103c8t6的AD采集范围。

本实用新型提供的压力检测装置本实用新型与现有技术相比有益效果是：1、传感器校准后数据可以保存。2.校准精度可以调节（通过控制上下拉电阻）。3、将模拟信号转换成数字信号，并由单片机通过串口上上位机发送，增加传感器的兼容性。4、将传感器模块独立，可以适用更多场景下使用。

在本实施例中，所述的壳体包括底座3、上盖4、PCB板5、控制按键6与连接线缆7；所述底座1上设有用于构成测压腔的测压管21，所述测压管21一端设有进气口22，另一端形成通气孔23，所述的测压管21上具有出口210以用于测压管内气体的流出；所述上盖盖4设在底座上方；所述的PCB板5位于底座内部且固定在上盖上，所述PCB板集成压力检测组件与控制电路，所述压力检测组件正对该出口210设置且通过气凝胶绝缘件3密封；所述的控制按键设置在壳体上且与控制电路通信连接；所述连接线缆7与转换电路连接以输出压力测试值，所述连接线缆具有航空接头71。

具体地，所述的PCB板、压力检测组件与控制电路安装在外壳50中，所述外壳上形成通孔，所述通孔通过聚碳酸酯绝缘凝胶密封，所述通孔正对出口210设置。

在一些实施例中，所述压力检测组件还包括控制电路，所述控制电路与主控机连接以控制灌注装置与吸引装置。

本实用新型提供的鞘管装置对鞘管和压力检测组件进行了结合设计，基于表压传感器电压与压力的关系，并通过电压调整电路和运放电路后，通过AD转换，将电压信号转化为具体的压力值，避免了长管路引起的压力偏差，最终实现实时监测腔内压力。

实施例2

请参阅图10，本实施方式提供一种智能恒压调控灌注吸引系统，该系统包括实施例1所述的鞘管、内窥镜8、灌注装置、吸引装置以及主控机100，所述鞘管还具有吸引通道，在本实施例中，所述吸引通道与主通道为同一通道；所述内窥镜8插置在鞘管内，所述内窥镜8内形成送液通道；所述灌注装置10与送液通道连通以用于将灌注液注入体腔；

所述吸引装置用于将腔内废液及结石通过鞘管经主机负压吸引，通过负压吸引管2和1将废液及结石收集到收集器内，述灌注装置与吸引装置配合以保持腔内处于合适压力。

所述灌注装置包括进液管101、储液罐102以及灌注泵，所述灌注泵103通过进液管101与储液袋连接；所述的灌注泵103通过出液管103与内窥镜的8送液通道连通；

所述的吸引装置包括吸引泵、第一负压吸引管91、吸引容器93和第二负压吸引管92与压力传感器，所述第一负压吸引管91一端与外鞘管1连接，另一端与吸引容器93连接，所述的第二负压吸引92一端与吸引容器93连接，另一端与吸引泵连接，所述压力传感器用于检测吸引容器93内的腔内压力，所述吸引容器93设有泄压阀。

所述主控机100与转换电路、灌注装置以及吸引装置通信连接，所述主控机根据转换电路输出的压力值控制灌注装置以及吸引装置的流量以及压力。如图10所示，在本实施中，所述灌注泵、吸引泵与主控机集成安装，可选地，所述的灌注泵为蠕动泵，所述的吸引泵为隔膜泵。

本实施方式提供的压力检测装置还设有控制电路，所述控制电路通过线缆接头71与主控机100连接，单片机将压力值输送至主控机，主控机根据压力输出值调节灌注装置和吸引装置的流量和压力以调节腔室内压力。

所述系统还包括显示器，所述显示器能够显示压力输出值。

本实用新型通过调整灌注流量与吸引流量来达到腔内压力的平衡。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”、“可选实施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.具有测压功能的鞘管，所述鞘管包括鞘管本体，所述鞘管本体内部具有自近端延伸至远端的主通道以及测压通道，所述测压通道的近端设有接口；其特征在于，所述的鞘管还包括压力检测装置，所述的压力检测装置包括：

壳体，所述壳体具有测压腔与安装腔，所述测压腔具有用于与鞘管测压接口连通的进气口以及用于与外界连通的通气孔，所述通气孔处设有开关；

压力检测组件，所述压力检测组件设置在安装腔，且所述压力检测组件包括表压传感器、电压调整电路、运放电路以及转换电路，所述表压传感器、电压调整电路、运放电路与转换电路电连接，所述的表压传感器于将测压腔内的压力信号转换为电压信号；

所述电压调整电路用于增加电压信号的电压差，所述的运放电路对增加后的电压差进行成倍放大；所述的转换电路用于将成倍放大的电压信号转换成压力值；

气凝胶绝缘件，其封装在压力检测组件的表面以传递压力。

2.根据权利要求1所述的鞘管，其特征在于，所述的表压传感器具有输入电压正极+vin、输入电压负极GND-vin、模拟信号输出电压正极+out、模拟信号输出电压负极-out；所述的电压调整电路至少包括第一电阻（R1）与第二电阻（R3），所述第一电阻（R1）并联在输入电压正极+vin与模拟信号输出电压正极+out之间，所述的第二电阻（R3）并联在GND-vin与模拟信号输出电压负极-out之间。

3.根据权利要求1所述的鞘管，其特征在于，所述运放电路为GS8332精密运放芯片，对电压差放大100倍。

4.根据权利要求2所述的鞘管，其特征在于，所述的第一电阻（R1）与第二电阻（R3）的电阻值为100K。

5.根据权利要求1所述的鞘管，其特征在于，所述的转换电路为单片机stm32f103c8t6。

6.根据权利要求1所述的鞘管，其特征在于，所述的壳体包括：

底座，所述底座上设有用于构成测压腔的测压管，所述测压管一端设有进气口，另一端形成通气孔，所述的测压管上具有出口以用于测压管内气体的流出；

上盖，所述上盖盖设在底座上方；

PCB板，所述的PCB板位于底座内部且固定在上盖上，所述PCB板集成压力检测组件与控制电路，所述压力检测组件正对该出口设置且通过气凝胶绝缘件密封；

控制按键，所述的控制按键设置在壳体上且与控制电路通信连接；

连接线缆，所述连接线缆与转换电路连接以输出压力测试值。

7.一种压力检测装置，其特征在于，该压力检测装置采用权利要求1-6任意一项所述的压力检测装置。

8.一种灌注吸引系统，其特征在于，该系统包括

权利要求1~6任意一项所述的鞘管，所述鞘管本体还具有吸引通道；

内窥镜，所述内窥镜插置在鞘管内，所述内窥镜内形成送液通道；

灌注装置，所述灌注装置与送液通道连通以用于将灌注液注入体腔；

吸引装置，所述的吸引装置与吸引通道连通以用于将人体腔室内液体抽出，所述灌注装置与吸引装置配合以保持腔内处于合适压力；

主控机，所述主控机与转换电路、灌注装置以及吸引装置通信连接，所述主控机根据转换电路输出的压力值控制灌注装置以及吸引装置的流量以及压力。