一种手术术中冲水装置和冲洗方法与流程

1.本发明涉及手术器械技术领域，具体涉及一种手术术中冲水装置。


背景技术：

2.在涉及到脊柱、脊髓和神经的外科手术中，冲洗是必要步骤。手术过程中对冲洗水量、冲洗角度和冲洗压力都有针对手术进程的要求。现有操作中，针对术毕关闭切口前整体术野的冲洗，需要大水量以达到清除异物，同时观察有无活动出血点的目的，同时不能溅到伤口外部，打湿手术衣或手术台，造成污染风险。针对局部降温为目的的冲洗，需要小水量、轻柔和随动准确，避免损伤神经组织。针对术中残质冲洗，需要持续、低流量、准确的协同冲洗，以保证与手术器械的机械运动不产生干涉。现有技术中采用的清洗方法普遍采用人工利用不锈钢盆、注射器等容器粗略地配合手术进程，冲洗液加注量、人工操作力度和单手操作精准度都不能与手术进程紧密配合，大大增加了手术风险。
3.现有技术中存在成熟的受控通断阀门、调节阀门、微型水泵和通用控制器，如何利用现有技术形成具有术中针对性的冲洗设备是目前手术环节亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明实施例提供一种手术术中冲水装置和冲洗方法，解决现有术中缺少冲洗设备无法克服潜在手术风险的技术问题。
5.本发明实施例的手术术中冲水装置，包括：
6.蓄水器，用于形成分隔的储水舱室，在储水舱室形成不同恒温环境；
7.输送管路，用于形成连接各储水舱室的受控选通端口，在选通端口和冲洗枪体间建立柔性传输管路；
8.冲洗枪体，用于形成单手握持轮廓的握持本体，在握持本体中支撑与柔性传输管路和冲洗枪头分别连通的容纳腔体，在握持本体上形成交互控制结构，在握持本体内形成交互控制电路；
9.冲洗枪头，用于喷头与容纳腔体的液体输出端适配连接，对输出流体的断面形状和指向进行调整；
10.冲洗控制器，用于根据交互控制结构形成的控制指令形成确定冲洗模式的控制信号控制执行部件形成调整水压和流量的交互-控制过程。
11.本发明一实施例中，在所述输送管路上串接电动水泵或在所述冲洗枪体内的容纳腔体和柔性传输管路间串接电动水泵。
12.本发明一实施例中，所述受控选通端口采用电控三通阀或手动通断阀。
13.本发明一实施例中，所述交互控制电路包括：
14.冲洗枪体内的容纳腔体上按水流方向顺序串接的电动水泵、回止阀和流量调节阀。
15.本发明一实施例中，所述交互控制结构包括：
16.扳机结构，用于形成冲洗过程的使能触发信号，根据使能触发信号保持冲洗过程；
17.模式调节结构，用于形成模式选择信号，以形成对应冲洗过程确定的冲洗流量和压力。
18.本发明一实施例中，所述喷头出水口至少具有以下一种形状：
19.线条状、平行线条状、孔状或孔状矩阵。
20.本发明一实施例中，所述喷头包括颈部，颈部采用挠性连接。
21.本发明一实施例中，所述冲洗枪头包括：
22.适配连接管，用于与冲洗枪体内的容纳腔体适配连通；
23.管路转移层，用于形成输水管路，并将输水管路出口进行定位；
24.喷头适配层，用于与管路转移层形成转动连接并布设喷头，通过转动将确定喷头与输水管路出口连通。
25.本发明实施例的手术术中冲水方法，利用上述的手术术中冲水装置，包括：
26.冲洗控制器加电初始化，冲洗控制器对信号连接的执行部件加电初始化完成自检过程，确定扳机结构和模式调节结构的当前状态；
27.根据扳机结构的触发“通”状态启动并维持模式调节结构选定的冲洗模式下执行部件的预置控制逻辑，维持冲洗液的温度、流量、压力和频次；
28.根据扳机结构触发“断”状态终止冲洗过程。
29.本发明实施例的手术术中冲水装置和冲洗方法形成适应冲洗场景中流量和水压的丰富控制过程的集成结构。冲洗水源部分温度可控，冲水量充足，手持部分轻便，易于操作，配合不同形状的冲洗枪头，不占用手术视野，可适应不同场景的冲洗应用。通过成熟的程序控制技术保证冲洗方式、水量和水流速度的控制，仅需按键或拨盘即可实现冲洗操作，在实现冲洗目的的同时，操作可靠、准确，对组织保护好，降低操作难度，使术者精力更多的放在手术操作上，尤其适用于脊柱、神经外科手术。同样的，也适用于其他需要精准冲洗同时要保护重要邻近器官免受热损伤和冲击力损伤的手术过程。
附图说明
30.图1所示为本发明一实施例手术术中冲水装置的架构示意图。
31.图2所示为本发明一实施例手术术中冲水装置中蓄水器的结构示意图。
32.图3所示为本发明一实施例手术术中冲水装置中输送管路的结构示意图。。
33.图4所示为本发明一实施例手术术中冲水装置中冲洗枪体的结构示意图。
34.图5所示为本发明一实施例手术术中冲水装置中冲洗枪头的结构示意图。
35.图6所示为本发明一实施例手术术中冲洗方法的控制流程示意图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.本发明一实施例手术术中冲水装置如图1所示。在图1中，本实施例包括：
38.蓄水器100，用于形成分隔的储水舱室，在储水舱室形成不同恒温环境。
39.在本发明一实施例中，蓄水器包括但不限于至少两个独立的舱室，每个舱室形成一个确定温度的恒温环境，每个舱室独立密闭用于直接存储冲洗液体，每个舱室形成必要的输出输水管路。
40.在本发明一实施例中，蓄水器包括但不限于至少两个独立的舱室，每个舱室用于承载一种确定温度的冲洗液体包装，每个舱室形成必要的输出管路和连通冲洗液体包装的输入管路。
41.输送管路200，用于形成连接各储水舱室的受控选通端口，在选通端口和冲洗枪体间建立柔性传输管路。
42.受控选通端口包括与舱室输出管路对应的连通密闭管路，各连通密闭管路的末端形成公共输出端口，在各连通密闭管路中设置必要的受控电磁阀。公共输出端口与柔性传输管路端口形成密封连接。
43.冲洗枪体300，用于形成单手握持轮廓的握持本体，在握持本体中支撑与柔性传输管路和冲洗枪头分别连通的容纳腔体，在握持本体上形成交互控制结构，在握持本体内形成交互控制电路。
44.冲洗枪体形成一个柔性传输管路和冲洗枪头之间的过渡空腔(可以由直通管路形成)，过渡空腔两端形成与柔性传输管路和冲洗枪头适配连通的端口，在冲洗枪体的握持本体上设置的交互控制结构用于形成反馈冲洗控制器的控制指令，在冲洗枪体的握持本体内设置的交互控制电路用于接收冲洗控制器形成的控制信号控制执行部件针对过渡空腔内液体的流速和压力进行调整。交互控制电路包括执行部件，执行部件包括但不限于温度调节模块、电控三通阀、电动水泵或流量调节阀等。
45.冲洗枪头400，用于喷头与容纳腔体的液体输出端适配连接，对输出流体的断面形状和指向进行调整。
46.冲洗枪头可以是单一部件或组合的组件，适配连接至少可以包括但不限于部件法兰适配、组件的交替适配或固定适配，使得喷头断面形状和指向具有选择性。
47.冲洗控制器500，用于根据交互控制结构形成的控制指令形成确定冲洗模式的控制信号控制执行部件形成调整水压和流量的交互-控制过程。
48.交互-控制过程的交互输入指令包括但不限于冲洗模式指令指令和水流使能指令等。
49.交互-控制过程的控制信号包括但不限于水流流速、水流压力、水流脉冲频率和水流使能等。
50.本发明实施例的手术术中冲水装置针对术中复杂冲洗场景进行了冲洗器械优化。通过将蓄水器、控制装置和冲洗枪头与液体输送管路创造性集成，充分利用部件各自的装配灵活性和整体集成度形成适应冲洗场景中流量和水压的丰富控制过程的集成结构。冲洗水源部分温度可控，冲水量充足，免去反复加水的繁琐操作。手持部分轻便，易于操作，配合不同形状的冲洗枪头，不占用手术视野，可适应不同场景的冲洗应用。通过成熟的程序控制技术保证冲洗方式、水量和水流速度的控制，仅需按键或拨盘即可实现冲洗操作，在实现冲洗目的的同时，操作可靠、准确，对组织保护好，降低操作难度，使术者精力更多的放在手术操作上，尤其适用于脊柱、神经外科手术。同样的，也适用于其他需要精准冲洗同时要保护
重要邻近器官免受热损伤和冲击力损伤的手术过程。
51.本发明一实施例手术术中冲水装置的蓄水器如图2所示。在图2中，蓄水器100包括一个中空壳体，中空壳体包括间隔的内侧壁和外侧壁，中空壳体的内侧壁在中空壳体中部凸起形成双层分割内侧壁110将中空壳体分割为两个储水舱室120；每个储水舱室上开设注水孔130和输水孔140，注水孔用于与冲洗水源管路连接，输水孔用于与输送管路连接；在储水舱室的内侧壁和外侧壁间填充隔热材料150，在每个储水舱室的内侧壁外侧布设温度调节模块160，用于受控进行储水舱室的温度恒温控制。
52.在本发明一实施例中，隔热材料采用气相二氧化硅材料；温度调节模块采用半导体制冷片，根据恒温需求将半导体制冷片的冷端或热端贴合内侧壁。
53.在本发明一实施例中，在一个储水舱室中，将3000ml的生理盐水浸泡在37℃的温水中作为温水冲洗液袋，在另一个储水舱室中，将500ml的生理盐水周围放置冰袋作为冷水冲洗液袋，将温水冲洗液袋和冷水冲洗液袋的输水口连通在对应的输水孔140管路上。
54.本发明实施例的手术术中冲水装置，利用整体蓄水器的储水舱室容纳不同恒温温度的冲洗水源，可以满足术中对水源温度的需求。通过隔热材料和半导体制冷片可以将冲洗水源的恒温温度在较长时间内保持，避免因手术时长出现波动。
55.本发明一实施例手术术中冲水装置中输送管路如图3所示。在图3中，输送管路包括：
56.电控三通阀210，用于连接储水舱室的输水孔管路形成冲洗水源的受控切换。
57.电控三通阀形成温水冲洗液和冷水冲洗液的输水管路通断切换，避免两种水源出现混合导致恒温温度变化。
58.电动水泵220，用于串接在输水软管上，受控形成冲洗水源的流量调节。
59.电动水泵的水力驱动可以减轻对蓄水器摆放姿态的要求，可以提供冲洗液必要的流速和压力。
60.输水软管230，用于形成柔性的输水管路并作为电动水泵和电控三通阀的控制信号走线途径。
61.输水软管的侧壁可以用于敷设信号线和电源线，使得输送管路可以作为控制电路和执行部件间的走线途径，进一步优化控制电路和执行部件间的布设结构。
62.在本发明一实施例中，电动水泵串接在输水软管靠近蓄水器一端，与电控三通阀210共同固定在蓄水器外壁上，可以有效提高蓄水器的摆放灵活性。
63.在本发明一实施例中，电动水泵串接在输水软管靠近冲洗枪体一端，可以有效降低输水软管张力，提供输水软管摆放灵活性。
64.在本发明一实施例中，为了简化受控部件的电路连接，降低产品化成本，输送管路中的受控选通端口采用三通管替代，三通管上设置通断阀，通过人工控制通断阀形成冲洗水源的选择。
65.在本发明一实施例中，为了简化受控部件的电路连接，电动水泵作为受控执行部件设置在冲洗枪体内，串接在柔性传输管路和冲洗枪头之间的过渡空腔。
66.本发明一实施例手术术中冲水装置中冲洗枪体如图4所示。在图4中，冲洗枪体300包括：
67.握持本体310，用于形成手部和容纳腔体的支撑形状，在外部布设交互控制结构，
在内部支撑容纳腔体和交互控制电路。
68.容纳腔体320，用于形成冲洗液体缓冲容量。
69.如图4所示，在本发明一实施例中，容纳腔体320包括顺序连通的输入腔体适配端325、输入腔体321、缓冲腔体322、输出腔体323和输出腔体适配端326，缓冲腔体322为椭球形，输入腔体321连接在缓冲腔体322的中心水平面下方，输出腔体323连接在缓冲腔体322的中心水平面上方。缓冲腔体322的体积大于输入腔体321和输出腔体323的体积之和。容纳腔体320的布设结构可以保证在冲洗过程中缓冲腔体322中的冲洗液体随始终随握持姿态向输出腔体323流动，保持水流连续性。
70.输入腔体适配端325与输送管路适配连接，输出腔体适配端326与冲洗枪头400适配连接。
71.如图4所示，本发明一实施例中，交互控制结构包括：
72.扳机结构330，用于形成冲洗过程的使能触发信号，根据使能触发信号保持冲洗过程。触发信号用于冲洗过程的形成-持续-终止。
73.模式调节结构340，用于形成模式选择信号，以形成对应冲洗过程确定的冲洗流量和压力。选择信号用于冲洗过程中流量和压力的保持。
74.如图4所示，在本发明一实施例中，扳机结构330包括一个单端转动固定的弹性拨杆331，弹性拨杆上设置一个弹片与一个继电器的常开触点连接，当手指拨动弹性拨杆挤压弹片超过压力阈值时，继电器的常开触点闭合，继电器形成触发信号作为使能指令；
75.模式调节结构340包括一个刻度转盘341，刻度转盘341可以等角度步进转动，握持本体上环绕刻度转盘341在步进转动位置标记冲洗模式标识，刻度转盘341的主轴末端共轴固定指向圆盘，指向圆盘周向侧壁上固定一个触发触点，环绕指向圆盘共轴固定一个圆环，圆环内壁对应刻度转盘341的步进转动角度间隔设置回路触点，回路触点分别连接a/d转换器芯片的模拟信号采集引脚，a/d转换器芯片用于将采集的模拟信号转换为数字信号后封装为采集数据发送；当刻度转盘341转动一个步进位置时带动触发触点同步转动与一个确定位置的回路触点接触，形成采集回路，当刻度转盘341转动时与不同的确定位置的回路触点形成采集回路，经模数转换后形成对应的模式采集数据发送。
76.如图4所示，本发明一实施例中，交互控制电路包括：
77.流量调节阀350，用于安装在输出腔体323中，受控调节冲洗过程中流量和压力。根据阀门开度调节冲洗流量和冲洗压力。
78.如图4所示，本发明一实施例中，还包括：
79.回止阀360，用于安装在输入腔体321中，保持缓冲腔体322中的压力和冲洗液容量。
80.本发明一实施例中，还包括优化结构，具体的，将电动水泵串接设置在输入腔体321上。
81.如图4所示，在本发明一实施例中，冲洗枪体中还固定冲洗控制器500，冲洗控制器500可以采用dsp(digital signal processor)数字信号处理器、fpga(field-programmable gate array)现场可编程门阵列、mcu(microcontroller unit)系统板、soc(system on a chip)系统板或包括i/o的plc(programmable logic controller)最小系统。
82.在本发明一实施例中，还包括工作电源，工作电源可以是设置在冲洗枪体中的电池或利用握持本体上设置的与冲洗控制器连接的接线端子连接的外部电源。
83.实际应用中，冲洗控制器包括若干功率信号输出引脚，冲洗控制器通过功率信号输出引脚与温度调节模块160、电控三通阀210、电动水泵220和流量调节阀350的控制端一对一信号连接；冲洗控制器包括若干信号输入引脚，冲洗控制器通过信号输入引脚与扳机结构330和模式调节结构340的反馈信号线路一对一信号连接。
84.本发明一实施例手术术中冲水装置中冲洗枪头如图5所示。在图5中，冲洗枪头400包括：
85.适配连接管410，用于与冲洗枪体内的容纳腔体适配连通；
86.管路转移层420，用于形成输水管路，并将输水管路出口进行定位；
87.喷头适配层430，用于与管路转移层形成转动连接并布设喷头，通过转动将确定喷头与输水管路出口连通。
88.如图5所示，在本发明一实施例中，适配连接管410与冲洗枪体300的输出腔体适配端326适配连通，管路转移层420和喷头适配层430为直径相同的实心圆盘，在管路转移层420内形成转移管路421，转移管路421的第一端口422与适配连接管410共轴连通，转移管路421的第二端口423开设在管路转移层420面向喷头适配层430的端面上，第二端口423的轴线与适配连接管410的轴线平行；在喷头适配层430上周向间隔开设与第二端口(到适配连接管410的轴线的距离和第二端口直径)对应的喷头通孔431，各喷头通孔431与第二端口的轴线平行或重合；
89.管路转移层420和喷头适配层430相对端面的边缘形成卡合配合440，喷头适配层430相对管路转移层420形成共轴转动；
90.管路转移层420和喷头适配层430相对端面敷设光滑涂层450，管路转移层420和喷头适配层430相对端面形成紧密贴合。光滑涂层450可以采用聚四氟乙烯材料。
91.实际应用中，通过转动喷头适配层430的喷头通孔431固定喷头，通过转动喷头适配层430使得适配连接管410、转移管路421、喷头通孔431和确定的喷头连通，冲洗液体喷出。
92.在本发明一实施例中，喷头的出水口包括但不限于线条状、平行线条状、孔状、孔状矩阵等。
93.在本发明一实施例中，喷头颈部采用挠性连接可以使喷头保持适度弯曲。
94.本发明一实施例手术术中冲洗方法如图6所示。在图6中，利用上述实施例的手术术中冲水装置，包括：
95.步骤10：冲洗控制器加电初始化，冲洗控制器对信号连接的执行部件加电初始化完成自检过程，确定扳机结构和模式调节结构的当前状态。
96.执行部件至少包括温度调节模块、电控三通阀、电动水泵和流量调节阀。自检过程包括调整各执行部件的初始执行位置或初始执行状态。扳机结构包括两种互斥的当前状态：通或断。模式调节结构的当前状态是模式调节结构当前结构状态确定的一种模式。
97.步骤20：根据扳机结构的触发“通”状态启动并维持模式调节结构选定的冲洗模式下执行部件的预置控制逻辑，维持冲洗液的温度、流量、压力和频次。
98.模式调节结构选定的冲洗模式包括在维持一种确定冲洗模式时重新确定另一种
确定冲洗模式并维持。
99.步骤30：根据扳机结构触发“断”状态终止冲洗过程。
100.如图6所示，在本发明一实施例中，还包括：
101.步骤40：在扳机结构触发“断”状态时调整喷头。
102.本发明实施例的手术术中冲洗方法通过确定的冲洗模式预先形成水温、流速、压力和喷水形状的初始设置集合，以应对具体的术中冲洗场景，大大简化了冲洗过程的控制复杂度。可持续的、可快速切换的冲洗模式可以适应存在细微差异的多种术中冲洗场景，可以在术中全程配合手术进程，避免出现干扰、避免延长手术进程，消除潜在手术风险。
103.如图6所示，在本发明一实施例中，步骤20中确定冲洗模式包括：
104.大流量常温持续冲洗模式：常温、80-100ml/s，连续；
105.小流量低温持续冲洗模式：低温，10-20ml/s，连续；
106.小流量常温持续冲洗模式：常温，10-20ml/s，连续；
107.以上模式在保持流量的同时保持冲击力温和。
108.常温高脉冲冲洗模式：常温、5-10ml/hz、10hz；
109.常温低脉冲冲洗模式：常温、5ml/hz、5hz；
110.低温高脉冲冲洗模式：低温、5ml/hz、10hz；
111.低温低脉冲冲洗模式：低温、5ml/hz、3hz；
112.以上模式在保持流量的同时保持冲击力较大。
113.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。