冷冻消融温度控制方法、系统及介质技术方案

本申请涉及一种冷冻消融温度控制方法、系统及介质，所述方法用于控制冷冻消融球囊内的温度，包括：根据获取的所述球囊内的实时温度值和预设的目标温度值，及/或球囊的排气通路中的气体回收通道中的实时气体流量值和目标气体流量值生成第一目标进液压力控制信号，以控制所述球囊的供液通路中的高压比例阀的供液流量；根据获取的所述球囊的排气侧的实时气压值及预设的目标气压值，生成第一目标排气压力控制信号以控制所述球囊的排气通路中的低压比例阀的排气流量，协同第一目标进液压力控制信号控制，使得球囊内的压力值位于预设的安全阈值范围并使得所述球囊内的温度达到及/或维持所述目标温度值。本申请温度控制范围广、精度高且手术时间短。

【技术实现步骤摘要】
冷冻消融温度控制方法、系统及介质
本申请属于医疗器械
，具体涉及一种冷冻消融温度控制方法、系统及介质。
技术介绍
冷冻消融术作为治疗房颤的新术式，近年来受到广泛地关注。其工作原理是通过液态制冷剂的吸热蒸发，带走组织热量，使目标消融部位温度降低，“冻死”细胞组织，从而破坏电生理活动异常的区域，以达到治疗心律失常的目的。大量临床数据显示，与其他消融方式相比，冷冻消融更易于医生学习和操作，缩短了手术时间，治疗有效性高，并减少血栓等严重并发症，降低患者疼痛度。然而，传统的冷冻消融系统在消融稳定过程中以固定的流量控制，消融时间越长温度越低，且不能保持在一个较低的温度，为了防止风险，只能通过停止消融，待温度恢复后再进行下一次消融的过程循环操作，不仅增加了操作的难度，延长了手术的时间，还增加了手术过程中的风险，导致肺静脉的隔离效果较差，手术对组织造成的副作用大。随着大量冷冻消融手术的增长，对冷冻手术低温控制有着更多的需求，急需冷冻消融过程中的球囊温度能维持某一温度及体积消融，使得肺静脉的隔离效果更好，并避免球囊变形给组织带来损伤。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述
技术介绍
中的问题，提供一种能够控制球囊内的温度达到并维持预设的温度值、手术时间短、操作容易、提高肺静脉的隔离效果且避免球囊变形给组织带来损伤的冷冻消融温度控制方法、系统及介质。本申请的第一方面提供一种冷冻消融温度控制方法，用于控制冷冻消融球囊内的温度，所述方法包括：获取所述球囊内的实时温度值及预设的目标温度值，根据所述实时温度值及所述目标温度值生成第一温度控制信号；获取所述球囊的排气通路中的气体回收通道中的实时气体流量值及目标气体流量值，根据所述实时气体流量值及所述目标气体流量值生成第一气体流量控制信号；以及根据所述第一温度控制信号及/或所述第一气体流量控制信号生成第一目标进液压力控制信号，通过温度控制与流量控制的协同配合，以控制所述球囊的供液通路中的高压比例阀的供液流量；获取所述球囊的排气侧的实时气压值及预设的目标气压值；以及根据所述实时气压值及所述目标气压值生成第一目标排气压力控制信号，以控制所述球囊的排气通路中的低压比例阀的排气流量，并协同所述第一目标进液压力控制信号控制所述高压比例阀的供液流量，使得所述球囊内的压力值位于预设的安全阈值范围并使得所述球囊内的温度达到及/或维持所述目标温度值。于上述实施例中的冷冻消融温度控制方法中，根据获取的冷冻球囊内的实时温度值、目标温度值，根据所述实时温度值及所述目标温度值生成第一温度控制信号；及获取所述球囊的排气通路中的气体回收通道中的实时气体流量值及目标气体流量值，根据所述实时气体流量值及所述目标气体流量值生成第一气体流量控制信号；根据所述第一温度控制信号及/或所述第一气体流量控制信号生成第一目标进液压力控制信号，实现了流量控制模式、温度控制模式相互无缝切换的功能，通过温度控制与流量控制的协同配合来控制球囊的供液通路中的高压比例阀的供液流量，并根据获取的所述球囊的排气侧的实时气压值及预设的目标气压值动态协同地控制所述球囊的排气通路中的低压比例阀的排气流量，使得所述球囊内的温度能够达到预设的目标温度值，并能够控制所述球囊内的温度维持在预设的目标温度值，提高了肺静脉的隔离效果；温度控制与流量控制的协同配合，降低了手术操作的复杂度及手术时间，降低了手术的风险。由于可以通过动态地控制低压比例阀的排气流量使得球囊的排气侧的气压值达到并维持预设的目标气压值，使得球囊内的压力保持在当前大气压以上，球囊的泄压值以下，可以避免产生球囊内的压力过低对所贴靠的组织造成撕扯风险，也避免产生球囊内压力过高导致球囊破裂的风险。相对于传统的采用单一温度控制的冷冻消融温度控制系统或装置，本申请中可以根据用户的选择采用温度控制与流量控制的协同配合（即流量控制模式、温度控制模式以及温度与流量的结合控制）可以实现温度与流量的无缝切换控制，便于用户根据实际手术场景的具体需要选择控制的方式，提高了产品的实用性与使用便利性。本申请可以采用流量控制与温度控制的动态协同配合，不仅降低了手术的时间及操作的复杂度，使得球囊内的压力值位于预设的安全阈值范围并使得所述球囊内的温度达到及/或维持所述目标温度值，提高了温度控制的速度、精度与范围的同时，对球囊进行保压，避免产生球囊内的压力过低对所贴靠的组织造成撕扯风险，也避免产生球囊内压力过高导致球囊破裂的风险，有效地提高了球囊工作的稳定性，提高了肺静脉的隔离效果的同时，降低了冷冻消融手术的风险及副作用。在其中一个实施例中，所述冷冻消融温度控制方法还包括：根据所述实时温度值及所述目标温度值，利用增量式比例微分或增量式比例积分微分控制算法生成第一温度控制信号；根据所述实时气体流量值及所述目标气体流量值，利用增量式比例微分或增量式比例积分微分控制算法生成第一气体流量控制信号；根据所述第一温度控制信号及/或所述第一气体流量控制信号生成所述第一目标进液压力控制信号，以控制所述高压比例阀的供液流量。在其中一个实施例中，所述控制所述高压比例阀的供液流量的步骤还包括：获取所述高压比例阀的出液侧的实时流体压力值；以及根据所述第一目标进液压力控制信号及所述实时流体压力值生成第二目标进液压力控制信号，以控制所述高压比例阀的供液流量。于上述实施例中的冷冻消融温度控制方法中，通过根据获取的所述球囊供液侧的高压比例阀的出液侧的实时流体压力值，及所述第一目标进液压力控制信号的控制目标需求，生成第二目标进液压力控制信号以动态控制所述高压比例阀的供液流量，使得所述球囊内的温度达到及/或维持所述目标温度值。其中，通过高压比例阀的出液侧的实时流体压力值及所述第一目标进液压力控制信号生成第二目标进液压力控制信号以动态控制所述高压比例阀的供液流量，实现流量控制冷冻消融温度的模式、温度控制冷冻消融温度的模式以及流量控制与温度控制相结合的控制；从而实现流量控制和温度控制相互无缝切换功能。目前实际应用中，医生还是习惯使用流量控制模式，但是流量控制模式会导致温度持续的降低，如果不能切换至温度控制模式并保持某一温度，则只有结束当前手术，这样会增加消融的次数和球囊在体内的时间，本实施例温度控制与流量控制的协同配合，可以实现流量控制和温度控制相互无缝切换的功能，大大缩减了手术时间。在其中一个实施例中，所述控制所述高压比例阀的供液流量的步骤还包括：根据所述第一目标进液压力控制信号计算所述高压比例阀的出液侧的目标流体压力值；以及根据所述实时流体压力值、所述目标流体压力值利用增量式比例微分或增量式比例积分微分控制算法生成所述第二目标进液压力控制信号，以控制所述高压比例阀的供液流量。于上述实施例中的冷冻消融温度控制方法中，通过根据所述第一目标进液压力控制信号计算所述高压比例阀的出液侧的目标流体压力值，并采用增量式PD控制算法或增量式PID控制算法生成所述第二目标进液压力控制信号，从而实现流量控制和温度控制相互无缝切换的功能，以协同温度控制需求及流量控制需求动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷冻消融温度控制方法，其特征在于，用于控制冷冻消融球囊内的温度，所述方法包括：/n获取所述球囊内的实时温度值及预设的目标温度值，根据所述实时温度值及所述目标温度值生成第一温度控制信号；/n获取所述球囊的排气通路中的气体回收通道中的实时气体流量值及目标气体流量值，根据所述实时气体流量值及所述目标气体流量值生成第一气体流量控制信号；/n根据所述第一温度控制信号及/或所述第一气体流量控制信号生成第一目标进液压力控制信号，通过温度控制与流量控制的协同配合，以控制所述球囊的供液通路中的高压比例阀的供液流量；/n获取所述球囊的排气侧的实时气压值及预设的目标气压值；以及/n根据所述实时气压值及所述目标气压值生成第一目标排气压力控制信号，以控制所述球囊的排气通路中的低压比例阀的排气流量，并协同所述第一目标进液压力控制信号控制所述高压比例阀的供液流量，使得所述球囊内的压力值位于预设的安全阈值范围并使得所述球囊内的温度达到及/或维持所述目标温度值。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷冻消融温度控制方法，其特征在于，用于控制冷冻消融球囊内的温度，所述方法包括：
获取所述球囊内的实时温度值及预设的目标温度值，根据所述实时温度值及所述目标温度值生成第一温度控制信号；
获取所述球囊的排气通路中的气体回收通道中的实时气体流量值及目标气体流量值，根据所述实时气体流量值及所述目标气体流量值生成第一气体流量控制信号；
根据所述第一温度控制信号及/或所述第一气体流量控制信号生成第一目标进液压力控制信号，通过温度控制与流量控制的协同配合，以控制所述球囊的供液通路中的高压比例阀的供液流量；
获取所述球囊的排气侧的实时气压值及预设的目标气压值；以及
根据所述实时气压值及所述目标气压值生成第一目标排气压力控制信号，以控制所述球囊的排气通路中的低压比例阀的排气流量，并协同所述第一目标进液压力控制信号控制所述高压比例阀的供液流量，使得所述球囊内的压力值位于预设的安全阈值范围并使得所述球囊内的温度达到及/或维持所述目标温度值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述实时温度值及所述目标温度值，利用增量式比例微分或增量式比例积分微分控制算法生成第一温度控制信号；
根据所述实时气体流量值及所述目标气体流量值，利用增量式比例微分或增量式比例积分微分控制算法生成第一气体流量控制信号；以及
根据所述第一温度控制信号及/或所述第一气体流量控制信号生成所述第一目标进液压力控制信号，以控制所述高压比例阀的供液流量。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述高压比例阀的供液流量的步骤还包括：
获取所述高压比例阀的出液侧的实时流体压力值；以及
根据所述第一目标进液压力控制信号及所述实时流体压力值生成第二目标进液压力控制信号，以控制所述高压比例阀的供液流量。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制所述高压比例阀的供液流量的步骤还包括：
根据所述第一目标进液压力控制信号计算所述高压比例阀的出液侧的目标流体压力值；以及
根据所述实时流体压力值、所述目标流体压力值利用增量式比例微分或增量式比例积分微分控制算法生成所述第二目标进液压力控制信号，以控制所述高压比例阀的供液流量。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时气压值及所述目标气压值生成第一目标排气压力控制信号，以控制所述球囊的排气通路中的低压比例阀的排气流量的步骤包括：
根据所述实时气压值及所述目标气压值利用增量式比例微分或增量式比例积分微分控制算法生成所述第一目标排气压力控制信号；或
控制所述低压比例阀线性递增地增加开度，当所述低压比例阀完全打开时，控制所述球囊的排气通路中的电磁阀打开，使得所述球囊的排气的至少一部分流经所述电磁阀之后，流入所述气体回收通道。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
通过对所述实时气体流量值的变化曲线的斜率进行预判以对所述目标气体流量值进行控制，并且根据所述实时温度值将温度控制过程划分为至少二个阶段，所述至少二个阶段包括温度快速下降阶段和温度缓慢下降阶段，在所述温度缓慢下降阶段，所述实时气体流量值达到预设的流量稳定阈值范围。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述实时气体流量值达到预设的流量稳定阈值范围时，控制所述低压比例阀线性递增地增加开度，当所述低压比例阀完全打开时，控制所述球囊的排气通路中的电磁阀打开，使得所述球囊的排气的至少一部分流经所述电磁阀之后，流入所述气体回收通道，使得所述球囊内的压力值位于预设的安全阈值范围并使得所述球囊内的温度达到及/或维持所述目标温度值。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
当所述低压比例阀完全打开时，控制所述球囊的排气通路中的电磁阀打开同时关闭所述低压比例阀，使得所述球囊的排气全部流经所述电磁阀，流入所述气体回收通道，使得所述球囊内的压力值位于预设的安全阈值范围并使得所述球囊内的温度达到及/或维持所述目标温度值。


9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，控制所述球囊的排气通路中的低压比例阀的排气流量还包括：
当所述实时气体流量值低于预设的流量阈值范围时，控制所述高压比例阀增加开度，使得所述球囊内的压力值位于预设的安全阈值范围。


10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述球囊内的实时温度值小于或等于预设的温度阈值时，控制所述高压比例阀降低开度，及/或控制所述低压比例阀调节开度，以使得所述球囊内的实时温度值达到预设的目标温度值。


11.一种冷冻消融温度控制系统，其特征在于，用于控制冷冻消融球囊内的温度，所述系统包括：
温度传感器，用于采集所述球囊内的实时温度值；
高压比例阀，位于所述球囊的供液通路中；
第一压力传感器，位于所述球囊的排气通路中，用于采集所述球囊的排气侧的实时气压值；
低压比例阀，位于所述球囊的排气通路中，用于调节所述球囊内的气压值；
流量传感器，位于所述球囊的排气通路中，用于采集所述球囊的排气通路中的气体回收通道中的实时气体流量值；
控制器，分别与所述温度传感器、所述高压比例阀、所述第一压力传感器、所述低压比例阀及所述流量传感器连接；
其中，所述控制器被配置为：
获取所述球囊内的实时温度值及预设的目标温度值，根据所述实时温度值及所述目标温度值生成第一温度控制信号；获取所述球囊的排气通路中的气体回收通道中的实时气体流量值及目标气体流量值，根据所述实时气体流量值及所述目标气体流量值生成第一气体流量控制信号；以及根据所述第一温度控制信号及/或所述第一气体流量控制信号生成第一目标进液压力控制信号，通过温度控制与流量控制的协同配...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞德贵，沈刘娉，刘金锋，成晨，赵闯，许元兴，
申请(专利权)人：上海微创电生理医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31