一種鏡子前端實時無線測壓的內窺鏡的製作方法
2023-05-29 04:54:16 1
本專利涉及醫療器領域，具體涉及一種鏡子前端實時無線測壓的內窺鏡。
背景技術：
內窺鏡問世以來,特別是輸尿管鏡技術已經成為泌尿外科必不可少的診斷和治療工具，它具有操作簡便、損傷小、術後恢復快、療效滿意等優點，正越來越多地應用於臨床。然而，臨床上也發現行輸尿管鏡操作後有患者出現術後高熱、敗血症、腎盂破裂、休克，甚至死亡等嚴重併發症。其原因之一是術前沒有控制泌尿系感染，另一重要原因為腎盂壓力過高：為保證順利進鏡及保持碎石部位術野清晰，手術過程中必須用生理鹽水不斷衝洗，引起腎盂壓力增高，腎盂壓力持續增高可引起尿液和灌注液外滲(通過腎盂靜脈返流、腎盂淋巴返流、腎盂腎小管返流及腎盂間質返流)，嚴重者還導致腎周甚至腹腔、胸腔積液，過多液體吸收進入血循環可引起水中毒，尿液以及結石中的細菌和內毒素伴隨液體進入血液,從而引起感染性休克的發生。而輸尿管鏡手術中存在腎盂高壓已為術中盂測壓所證實，輸尿管鏡在臨床方面，術中存在腎盂返流並引起相關併發症，腎盂返流的發生與術中腎盂高壓、高壓持續時間等因素相關，而術後併發症的發生率與術中灌注壓力高及手術時間長相關，腎盂壓力不能大於4.00kPa持續到一定程度(60s)已經有專業論文確定。
目前對於輸尿管鏡手術中輸尿管鏡的注水或器械通道都是又細又長。直徑在1.2mm－1.6mm長度大於600mm注水壓壓差很大無法準確量，公告號為204863067U的發明創造公開了一種內窺鏡，在內窺鏡管體前端設置壓力傳感器管體的前端具有壓力傳感器，內窺鏡管體內具有壓力傳感器引線，引線用於對壓力傳感器提供電源以及將壓力信號輸出，該壓力傳感器用於感知手術視野範圍內的水壓，當水壓信號達到預設值時，此時通過控制裝置控制注水。該現有技術，在注水或器械通道插入壓力傳感器引線，佔用了注水或器械通道影響了內窺鏡可操作性。
技術實現要素：
本發明的目的在於解決現有技術所存在的問題，找到一種無需佔用注水通道的鏡子前端實時無線測壓的內窺鏡。
為了實現所述目的，本發明一種鏡子前端實時無線測壓的內窺鏡，包括管體、光源及鏡頭，還包括無源無線壓力傳感器、用於控制注水的控制器和用於將無源無線壓力傳感器輸出的壓力信號傳遞給控制器的中繼器，所述無源無線壓力傳感器設置在管體前端。
優選的，無源無線壓力傳感器的信號輸出端與管體內部或外部的金屬材料連接。
優選的，中繼器的信號接收端與管體內部或外部的金屬材料連接，使得內窺鏡管體內部或外部的金屬材料成為中繼器的信號接收天線。
優選的，中繼器上設有用於開啟/關閉中繼器的光敏開關。
優選的，所述管體後端設有手柄，所述中繼器設置在手柄處。
優選的，所述管體內設有內窺鏡注水輸入管，所述控制器包括第一控制部和第一夾管閥，第一夾管閥設置在內窺鏡注水輸入管上，第一控制部用於將無源無線壓力傳感器測得的壓力信號與設定的壓力比較，當無源無線壓力傳感器測得的壓力信號大於設定的壓力時，通過第一夾管閥關閉注水輸入管。
優選的，所述管體內設有內窺鏡注水輸入管和內窺鏡回水輸出管，所述控制器包括第二控制部、第二夾管閥和第三夾管閥，所述第二夾管閥設置在內窺鏡注水輸入管上，所述第三夾管閥設置在內窺鏡回水輸出管上，第二控制部通過如下步驟進行控制：
步驟1：設定第一標準壓力、第二標準壓力、第三標準壓力和預測時間FT，第三標準壓力大於第二標準壓力，第二標準壓力大於第一標準壓力，FT大於1秒小於60秒；
步驟2：第二控制部獲取無源無線壓力傳感器輸出的第一壓力信號，並記錄該信號的獲取時間，將第一壓力信號與設定的第一標準壓力進行比較，如果低於第一標準壓力，則完全開啟內窺鏡注水輸入管，並進入步驟3；否則，將第一壓力信號與設定的第二標準壓力進行比較，如果低於第二標準壓力，則半開內窺鏡注水輸入管，並進入步驟3，如果第一壓力信號高於或等於第二標準壓力，則將第一壓力信號與設定的第三標準壓力進行比較，如果低於第三標準壓力，則關閉內窺鏡注水輸入管進水，並進入步驟3，如果高於或等於第三標準壓力，則關閉內窺鏡注水輸入管進水，並開啟內窺鏡回水輸出管抽水，並進入步驟3；
步驟3：第二控制部獲取無源無線壓力傳感器輸出的下一壓力信號Pnext，並記錄該信號的獲取時間Tnext，獲取上一壓力信號Pbefore及獲取時間Tbefore；
如果Pnext>Pbefore，則：
計算預測壓力信號FPnext：
FPnext＝FT*(Pnext-Pbefore)÷(Tnext-Tbefore)
將預測壓力信號FPnext與設定的第一標準壓力進行比較，如果低於第一標準壓力，則完全開啟內窺鏡注水輸入管，並進入步驟3；否則，將預測壓力信號FPnext與設定的第二標準壓力進行比較，如果低於第二標準壓力，則半開內窺鏡注水輸入管，並進入步驟3，如果預測壓力信號FPnext高於或等於第二標準壓力，則將預測壓力信號FPnext與設定的第三標準壓力進行比較，如果低於第三標準壓力，則關閉內窺鏡注水輸入管進水，並進入步驟3，如果高於或等於第三標準壓力，則關閉內窺鏡注水輸入管進水，並開啟內窺鏡回水輸出管抽水，並進入步驟3；
如果Pnext≤Pbefore，則：
下一時間FT的預測壓力信號FPnext＝Pnext；
將預測壓力信號FPnext與設定的第二標準壓力進行比較，如果低於第二標準壓力，則半開內窺鏡注水輸入管，並進入步驟3，否則，直接進入步驟3。
優選的，所述FT值為10秒。
優選的，所述FT值為5秒
優選的，第三標準壓力為安全壓力閾值，第一標準壓力為第二標準壓力的80％，第二標準壓力為第三標準壓力的80％。
通過實施本發明可以取得以下有益技術效果：在不增加內窺鏡的外型尺寸的情況下，可以在手術過程進行實現對人體內器官手術過程壓力實時監控，保證手術的安全性。
附圖說明
圖1為本發明實施例1的整體結構示意圖；
圖2為本發明實施例1的前端示意圖；
圖3為本發明實施例2的整體結構示意圖；
圖4為本發明實施例2的前端示意圖。
具體實施方式
為了便於本領域技術人員的理解，下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明：
實施例1：
如圖1和圖2所示，本發明一種鏡子前端實時無線測壓的內窺鏡包括管體1、光源2、鏡頭3、設置在無源無線壓力傳感器4、用於控制注水的控制器5和用於將無源無線壓力傳感器4輸出的壓力信號傳遞給控制器5的中繼器6。無源無線壓力傳感器4設置在管體1前端，中繼器6設置在無源無線壓力傳感器與控制器5之間。
使用時，設置在管體1前端的無源無線壓力傳感器4實時監測環境壓力，並將壓力信號過中繼器6無線傳遞給控制器5，無源無線壓力傳感器4可以以光源2作為動力源，無需單獨設置電源，同時可以無線傳輸，無需設置引線，不佔用內窺鏡的注水通道，提高了內窺鏡的可操作性。
無源無線壓力傳感器4可以採用現有的無源無線壓力傳感器，外形可以根據需求而定，無源無線壓力傳感器4利用電磁耦合(load shift keying,LSK)測量頻率偏移信息，來感知壓力變化，利用半導體器件的光刻技術，在壓電晶體的表面製造出來，振蕩器、放大器等非線性器件，用醫用級PU戓PI材料對傳感器進行封裝，調試傳感器。無源無線傳感器直接粘接到內窺鏡前預留位置，這樣非常有利於傳感器裝配和今後的維修。
在具體實施過程中，無源無線壓力傳感器4的信號輸出端與管體的金屬材料連接，使得內窺鏡可彎曲的金屬材料成為無源無線壓力傳感器4的信號發送天線，由於無源無線壓力傳感器4外型尺寸非常之小，為微型壓力傳感器，面積小於0.2平方毫米，發射的信號也非常之弱，利用內窺鏡管體內部或外部的金屬材料作信號接收天線，通過中繼器6接收無源無線壓力傳感器4的微弱信號後，放大該信號，並將信號傳輸出去給控制器5進而提高無源無線壓力傳感器4信號的發送強度。
在具體實施過程中，管體1後端設有手柄7，中繼器6設置在手柄7處，中繼器6的信號接收端與管體內部或外部的金屬材料連接，使得管體內部或外部的金屬材料成為中繼器6的信號接收天線，進而提高無源無線壓力傳感器4信號的發送強度。
在具體實施過程中，中繼器6上設有用於開啟/關閉中繼器6的光敏開關(圖中未示出)，光敏開關檢測到內窺鏡連接光源2後開啟中繼器6。
在具體實施過程中，管體1內設有內窺鏡注水輸入管8，內窺鏡注水輸入管8可以連接現有的水泵通過水泵加壓注水，也可以連接掛瓶，通過掛瓶自然加壓，控制器5包括第一控制部和第一夾管閥，第一夾管閥設置在內窺鏡注水輸入管上，第一控制部用於將壓力傳感器4測得的壓力信號與設定的壓力比較，當壓力傳感器4測得的壓力信號大於設定的壓力時，通過第一夾管閥關閉注水輸入管。
實施例2：
如圖3和圖4所示，與實施例1的區別在於：
管體1內設有內窺鏡注水輸入管8和內窺鏡回水輸出管9，控制器5包括第二控制部、第二夾管閥51和第三夾管閥52，第二夾管閥51設置在內窺鏡注水輸入管8上，第三夾管閥52設置在內窺鏡回水輸出管9上，第二控制部通過如下步驟進行控制：
步驟1：設定第一標準壓力、第二標準壓力、第三標準壓力和預測時間FT，第三標準壓力大於第二標準壓力，第二標準壓力大於第一標準壓力，FT大於1秒小於60秒；
步驟2：第二控制部獲取無源無線壓力傳感器4輸出的第一壓力信號，並記錄該信號的獲取時間，將第一壓力信號與設定的第一標準壓力進行比較，如果低於第一標準壓力，則完全開啟內窺鏡注水輸入管8，並進入步驟3；否則，將第一壓力信號與設定的第二標準壓力進行比較，如果低於第二標準壓力，則半開內窺鏡注水輸入管8，並進入步驟3，如果第一壓力信號高於或等於第二標準壓力，則將第一壓力信號與設定的第三標準壓力進行比較，如果低於第三標準壓力，則關閉內窺鏡注水輸入管8進水，並進入步驟3，如果高於或等於第三標準壓力，則關閉內窺鏡注水輸入管8進水，並開啟內窺鏡回水輸出管9抽水，同時進入步驟3；
步驟3：第二控制部獲取無源無線壓力傳感器4輸出的下一壓力信號Pnext，並記錄該信號的獲取時間Tnext，獲取上一壓力信號Pbefore及獲取時間Tbefore；
如果Pnext>Pbefore，則：
計算預測壓力信號FPnext：
FPnext＝FT*(Pnext-Pbefore)÷(Tnext-Tbefore)
將預測壓力信號FPnext與設定的第一標準壓力進行比較，如果低於第一標準壓力，則完全開啟內窺鏡注水輸入管8，並進入步驟3；否則，將預測壓力信號FPnext與設定的第二標準壓力進行比較，如果低於第二標準壓力，則半開內窺鏡注水輸入管8，並進入步驟3，如果預測壓力信號FPnext高於或等於第二標準壓力，則將預測壓力信號FPnext與設定的第三標準壓力進行比較，如果低於第三標準壓力，則關閉內窺鏡注水輸入管8進水，並進入步驟3，如果高於或等於第三標準壓力，則關閉內窺鏡注水輸入管8進水，並開啟內窺鏡回水輸出管9抽水，並進入步驟3
如果Pnext≤Pbefore，則：
下一時間FT的預測壓力信號FPnext＝Pnext；
將預測壓力信號FPnext與設定的第二標準壓力進行比較，如果低於第二標準壓力，則半開內窺鏡注水輸入管8，並進入步驟3，否則，直接進入步驟3。
FT值可以根據具體工作時的實際情況進行設置，作為一般設置，可將FT值為10秒或5秒。
第一標準壓力、第二標準壓力和第三標準壓力也可以根據具體工作的實際情況進行設置，一般可以將第三標準壓力為安全壓力閾值，第一標準壓力為第二標準壓力的80％，第二標準壓力為第三標準壓力的80％，這樣設置不但適用用常規手術，而且便於使用人員設置，即只需將第三標準壓力設置為實際的安全壓力閾值即可，無需再設置第一標準壓力和第二標準壓力。
當手術器官內超過安全壓力閾值時，進行抽水，進而降低手術器官內的壓力，當手術器官內壓力上升時，本專利通過預測下一秒或下幾秒的壓力情況，根據預測的壓力情況，進行進水和抽水的控制，進而達到預判的目的，防止手術器官內壓力過高，降低手術器官內壓力達到安全壓力閾值的機率；當手術器官內壓力未上升時，根據測得的實時壓力情況，進行進水和抽水的控制，防止因預判而關閉進水進而影響清洗效果。本專利降低了因手術器官內壓力過高而引起的手術風險和術後風險，提高了手術的安全性。
根據實際的使用需要，本專利中，內窺鏡注水輸入管8也可由內窺鏡注氣輸入管代替，內窺鏡回水輸出管9也可由內窺鏡回氣輸出管代替。
以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明的技術特徵並不局限於此，任何本領域的技術人員在本發明的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明的專利範圍之中。