一种尿路腔内压力监测装置及方法

本发明属于医疗器械领域，属于泌尿科医疗器械，涉及一种尿路腔内压力监测装置及方法，用于多位置、长时间、动态实时、直接监测尿路腔内的压力。背景领域人体的尿路腔由上尿路和下尿路构成，上尿路包括肾脏和输尿管，下尿路包括膀胱和尿道。尿路腔内压是指人体尿路内液体对尿路壁的压力，对于尿路腔内疾病的诊断具有重要的意义。例如，对于尿路腔内的输尿管而言，输尿管狭窄是尿路腔内常见的疾病之一，也是输尿管取石手术最常见的并发症，可发生于从婴幼儿到老年的任何年龄段，会导致排尿困难、腰痛、腹痛、血尿、肾脏积水等危害。在尿液的产生时，肾盂中的尿液在输送到膀胱的过程中会影响输尿管内的压力。当肾盂、膀胱和输尿管发生病变时，尿液输送的过程会使得尿路腔中的压力超过正常范围，从而给人的正常生活带来影响。再如，对于肾盂而言，临床上通过测定肾盂内的压力作为肾脏梗阻的指标，压力越高，说明上尿路梗阻越重；对于膀胱而言，可通过膀胱压力来判断膀胱是否存在收缩功能障碍。目前医院普遍采用三维ct的方法来判断患者输尿管是否产生狭窄。但三维ct捕捉到的是患者尿路的一张或有限的几张静态照片，仅根据静态照片进行影像学分析不能够区分“输尿管真正狭窄”和“输尿管恰巧处在蠕动收缩状态”这两种情况，即没有通过直接的测量方式对输尿管内的压力进行量化和动态变化判断，因此该种方法对于病情诊断和分析来说获取的信息非常有限，特别对于患者的病情较复杂，身体状况较差的情况下，极易造成误诊。同时，采用影像学的检查方法难以实现实时、长时间、连续动态、多位置地输尿管狭窄状态的监测。同样，对于整个尿路的其它部分的压力监测也缺乏直接、实时、长时间、动态的监测方法和装置。例如，目前临床上缺少用于肾盂内压力的常规监测手段和方法，仅有提出利用医疗器械上的压力测量装置进行手术过程中短时间的肾盂压力的监测；再如，目前用于膀胱内的压力测量大多通过外部引导的方式进行间接测量，在准确性、实时性和方便性等方面仍然存在着一定的不足。综上，现有技术中未发现可以对尿路腔内压进行多位置、长时间、实时动态、直接监测的置入式尿路腔内压监测装置和方法，现有技术中主要存在以下问题：1、现有技术中测量的部位只针对于尿路腔中的某一部分，没有在尿路腔内通过多位置布置监测点的方式进行全面的测量，缺少对于全尿路的整体实时监测方法和装置。人体的肾盂、输尿管、膀胱、尿道作为人体尿路腔的整体，共同承担着人体泌尿、储存、运输、排泄的完整功能，但现有采用影像学检查或者通过液体导引等短时间的间接测量方法难以直接、实时获取全尿路不同部位压力值完整和全面的信息，不利于医生对尿路腔内的病变情况进行全面、准确的判断。2、现有技术中未发现可以实现长时间监测尿路腔内压力的装置及方法，仅有提出在现有的医疗器械上安装压力测量装置进行手术期间短期压力监测的方法，这对一些需要尿路腔内压力长时间、实时动态监测患者的病情精准诊治造成了一定的困难。3、现有技术中的置入式尿路腔内压监测装置通常仅采用一个压力传感器，可靠性和冗余度不高。当仅有的一个压力传感器失效时，已经置入体内的尿路腔内压监测装置也随即失效，需要重新通过手术等医疗处置手段再次进行压力监测装置的置入，这会给患者的诊治带来一定的不便甚至损伤。4、目前的尿路腔监测系统大多未涉及传感信息的处理及相关算法，仅仅是将传感信息的数据进行传输。若在监测系统中加入传感信息融合处理技术进行压力等信息特征提取、人体尿路腔压力值分析、建立分析数据库并通过神经网络、人工智能等方法进行病症预测或诊断，将进一步提高监测系统的智能化。因此，通过在尿路内多位置布置传感器的方式，实现长时间、实时动态、直接地测定尿路腔内的压力值并结合人工智能等方法进行信息处理，有助于获取更全面、更准确的尿路内压力值的信息，构建更全面的尿路压力值模型，实现泌尿系统疾病的精准诊治。发明目的本发明的目的在于解决上述现有技术中所存在的问题，提供一种尿路腔内压力监测的装置及方法。本发明将带有压力传感器的装置通过多位置分布的方式置于肾盂、输尿管、膀胱、尿道各段，记录上尿路尿液产生、输尿管中运输、下尿路储尿及排尿的全过程动态压力变化。之后将压力等信息通过信号处理和传输单元或通过直接连接的方式传输至用户端接收与显示单元并发送至信息收集与处理中心。通过对压力信号进行频率分析、幅值分析、相位分析、传感器节点的位置分析，通过神经网络、人工智能建立的模型对全尿路内的压力分布及其病症进行分析、识别和预测；此外，当某个传感器发生故障或失效时，其他的压力传感器可以继续维持工作。由此提高了整个监测装置的可靠性和使用寿命。

背景技术：

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，提供了一种尿路腔内压力监测装置，包括压力传感器(1)、柔性导电线或电路板(2)、输尿管支架导引线(3)、信号处理和传输单元(4)、用户端接收与显示单元(5)、信息收集与处理中心(6)；柔性导电线或电路板(2)上安装至少一个压力传感器(1)；当所述压力传感器(1)为多个时，排列或连接成一列或多列，其中每一个压力传感器即1个节点。优选地，在使用单个或多个传感器(1)进行尿路腔内压力监测时，所述单个或多个压力传感器(1)利用输尿管支架导引线(3)移动至尿路腔内的不同位置进行全尿路或部分尿路的压力监测。

2、优选地，在使用单个或多个传感器(1)进行尿路腔内压力监测时，所述单个或多个压力传感器(1)通过静置于尿路腔内不同位置的方式进行全尿路或部分尿路的压力监测。

3、优选地，所述压力监测装置进一步包括管形、线形、网形或片形的微小结构(7)，其安装位置在尿路腔内，由柔性导电线或电路板(2)和输尿管支架导引线(3)提供支持或牵引或固定的作用；该微小结构(7)采用聚氨酯、聚酯纤维、聚酰亚胺材质，所述输尿管支架导引线(3)采用尼龙或者聚氨酯材料。

4、优选地，所述压力传感器(1)为压阻式、压电式、电容式、电感式、光纤式、光电式、电磁式类型，制造方法包括微电子工艺、精密机械加工工艺、半导体工艺、集成光学工艺、激光加工工艺。

5、优选地，所述的压力传感器(1)安装于所述被置入尿路腔的微小结构(7)上，安装方式包括：从所述被置入尿路腔的微小结构(7)内部进行伸入式安装；通过所述微小结构(7)内、外表面进行缠绕、打结或贴附方式安装；通过所述安装于尿路腔内的微小结构(7)上的孔伸入或镶嵌安装；通过在所述尿路腔内的微小结构(7)外壁开槽伸入或镶嵌安装。

6、优选地，所述信号处理和传输单元(4)采用有线或无线传输方式与用户端接收与显示单元(5)进行信号传输，其中无线的方式包括蓝牙、zigbee、无线网、rfid、nfc方式；有线方式包括采用引线、导线、刚性或柔性电路板进行连接。

7、优选地，所述信息收集与处理中心(6)包括特征提取单元、决策单元；其中，所述特征提取单元用于压力信号的频率分析、幅值分析、相位分析，并提取每一个压力传感器节点的位置信息；所述决策单元根据特征提取单元所提供的频率、幅值、相位、位置信息，利用神经网络、人工智能建立模型得出尿路腔内的压力分布及被测者的病症情况；当所述压力监测装置工作时，所述压力传感器节点可将监测到的压力信息通过信号处理和传输单元(4)或直接传递至用户端接收与显示单元(5)并实时显示，用户端接收与显示单元(5)将压力信息上传至信息收集与处理中心(6)并进行处理，然后传回决策信息至用户端接收与显示单元(5)、上级信息中心或其他用户。

8、优选地，所述用户端接收与显示单元(5)包括笔记本电脑、计算机、服务器、电子显示装置、手机、平板电脑、医疗设备。

9、优选地，当所述多个压力传感器(1)为多个时，其中某一个发生故障或失效时，不影响其他压力传感器继续正常工作。

10、根据本发明的另一个方面，提供了一种使用上述的压力监测装置测量输尿管内压力的方法，包括以下步骤：

11、步骤1、在尿路内输尿管中通过直接布置或通过安装于导线或导引线(3)的方式布置至少一个压力传感器(1)，所述压力传感器(1)通过静置于输尿管内不同位置的方式或通过移动至输尿管中不同位置的方式获得压力值，并将所采集到的压力信息通过信号处理和传输单元(4)或直接传输至用户端接收与显示单元(5)；

12、步骤2、用户端接收与显示单元(5)实时显示压力信息并将压力信息传输至信息收集与处理中心(6)进行数据处理，在所述信息收集与处理中心(6)内，进行压力信号的频率分析、幅值分析、相位分析、传感器位置分析，然后利用神经网络、人工智能建立模型对输尿管内的压力分布及其病症进行分析、识别和预测；

13、步骤3、信息收集与处理中心(6)将输尿管中的压力状态信息进行处理，然后可将决策信息保存并返回所述用户端接收与显示单元(5)，同时信息收集与处理中心(5)与其他用户以及上级信息中心进行交互。

14、根据本发明的另一个方面，提供了一种使用上述的压力监测装置测量进行全尿路内的压力测量的方法，包括以下步骤：

15、步骤1、通过在包括肾盂、输尿管、膀胱和尿道的全尿路中直接布置或通过安装于导线和/或导引线(3)的方式布置至少一个压力传感器(1)，所述压力传感器(1)通过静置于所述全尿路内不同位置的方式或通过移动至所述全尿路中不同位置的方式获得压力值，并将所采集到的压力信息传输至信号处理和传输单元(4)；

16、步骤2、用户端接收与显示单元(5)实时显示压力信息并将压力信息传输至信息收集与处理中心(6)进行数据处理，在所述信息收集与处理中心(6)内，利用神经网络、人工智能建立的模型，根据压力信号的频率分析、幅值分析、相位分析、传感器位置分析，对输尿管内的压力分布及其病症进行分析、识别和预测；

17、步骤3、信息收集与处理中心(6)将所述全尿路中的压力状态进行处理后，将决策信息保存并返回所述用户端接收与显示单元(5)，同时信息收集与处理中心(6)与其他用户以及上级信息中心进行交互。