一种气腹机及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种气腹机及控制方法，本方案通过流量计实时测量经由比例阀流出气体的流量；通过低压压力传感器实时测量与目标腔体连通的通路内气压值；并据此实时计算得到用于控制所述比例阀的电流值，并加载在比例阀上，对比例阀实现闭环控制，以实时控制气腹机中比例阀的工作状态，继而可根据目标腔体压力的变化实时调整注入气体的流量，从而保证整个气腹机工作状态控制的精确性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种气腹机及控制方法
本专利技术涉及医用设备
，具体涉及一种气腹机及控制方法。
技术介绍
腹腔镜手术是一门新发展起来的微创手术，具有手术创口小、对患者伤害低等优点。气腹机是腹腔镜手术中必备的医疗器械之一，用于将气体介质(例如CO2气体)输入患者腹腔并维持一定的压力，为手术者提供良好的视野和足够大的操作空间。气腹机使用过程中由于腔体漏气，人为的排烟，以及外力挤压等情况造成腹腔内的压力变化，气腹机需要根据压力变化进行充气，放气等动作，充气的快慢也需根据预先的设定和腹腔欠压的多少随时调整。如公开号：CN108652688A的中国专利申请，其公开了一种带有稳压功能的气腹机及其稳压控制方法，其根据输出到人体气压P1与实际人体腹腔气压P2的大小关系调控压力，具体为若P1＞P2，则由控制单元获取注气量△V1＝(P1-P2)*K，所述控制单元依次开启比例阀、开关阀、流量计时以及流量监测单元，并获取实时流量V1，并根据T1＝△V/V1得到注气时间T1，当流量计时达到注气时间T1时，则由控制单元关闭比例阀和开关阀；若P1＜P2，则由控制单元获取排气量△V2＝(P2-P1)*K，所述控制单元依次开启排气阀、开关阀、流量计时以及流量监测单元，并获取实时流量V2，并根据T2＝△V/V2得到排气时间T2，当流量计时达到排气时间T2时，则由控制单元关闭排气阀和开关阀，完成了气腹机的稳压控制。该方案最终由控制单元基于流量计的充气或排气时间来控制排气阀和开关阀，从而来进行气腹机的稳压控制，如此方案采在实际操作时，无法保证控制精度。由此可见，现急需一种能够根据当前腹腔压力的情况和设定参数来安全、准确、快速调节充气过程的气腹机系统。
技术实现思路
针对于现有气腹机系统存在无法能够随时准确的调整，本专利技术的目的在于提供一种气腹机，在此基础上，还提供了一种气腹机的控制方法，能够实时根据患者目标腔体内的流量和压力进行调整气路中的流量和压力，很好地解决了现有技术的所存在的技术问题。为了达到上述目的，本专利技术提供的气腹机，包括：气路单元，其一端与气源连接，另一端可通过管路与目标腔体连通；气路控制单元，控制气路单元，可控制调节通入目标腔体内气体的流通状态以及气流状态；操作单元，与气路控制单元配合，实现气腹机的人机交互操作；所述气路单元中包括，比例阀，可通过加载在其上的电流A改变其阀体开口的大小，从而控制通过其气体的流量；流量计，设置于所述比例阀之后，用于测量经由比例阀流出气体的流量L；至少一个低压压力传感器，并联于所述流量传之后，可与目标腔体联通，用于测量与目标腔体联通的通路内气压值P；所述气路控制单元包括控制器和计算部，所述控制器实时采集加载在比例阀上的当前电流值、所述流量计测得的流量和所述低压压力传感器测得的压力值，所述计算部根据所述控制器实时采集到的数据实时计算得到达到设定的最大流量值所需的流量控制电流值和达到患者目标腔体内的目标压力值所需的压力控制电流值，并据此形成用于控制所述比例阀的电流值，并经由所述控制器加载在所述比例阀上，对比例阀形成闭环控制。进一步地，所述气路单元还包括减压阀与电磁阀，所述减压阀的输入端外接气源，并与电磁阀、比例阀、以及流量计依次连接，所述流量计的输出端连接输出接头，所述输出接头可通过连接管路与目标腔体连通；所述电磁阀、比例阀、以及流量计分别受控于气路控制单元。进一步地，所述气路单元中还包括排气阀，所述排气阀设置在流量计与气路单元的输出端之间，并受控于气路控制单元。进一步地，所述气路单元中还包括高压压力传感器、以及至少一个低压压力传感器；所述述高压压力传感器设置在减压阀前，并与气路控制单元数据连接，检测气源供气压力；所述至少一个低压压力传感器设置在流量计之后，并与气路控制单元数据连接，测量气腹机输出气体气压。进一步地，所述低压压力传感器为多个，并联设置。进一步地，所述气路单元中还包括压力开关；所述压力开关并联设置在流量计之后，并与气体控制单元数据连接，与电磁阀联动形成过压保护。进一步地，所述患者连接单元为连接管路；所述连接管路与气路单元中的流量计输出端连通，在气腹机应用时可连通目标腹腔。进一步地，所述气路控制单元中的计算部根据设定的当前气腹机工作的最大流量值Lt和目标腔体内的目标压力值Pt，通过如下公式计算出流量控制电流值AL和压力控制电流值AP:式中，第一参数k和第二参数j由计算部根据实时采集到的流量值L、压力值P和电流值A计算确定。进一步地，所述计算部比较计算出的流量控制电流值AL和压力控制电流值AP，将其中较小值作为控制器加载在比例阀上的电流值A。进一步地，所述计算部通过如下公式计算第一参数k和第二参数j：式中，A为实时采集到的加载在比例阀上的电流值；L为流量计实时测得当前通路中的气体流量值；P为低压压力传感器实时测得当前通路内的压力值。为了达到上述目的，本专利技术提供的一种气腹机的控制方法包括：设定当前气腹机工作的最大流量值Lt和目标腔体内的目标压力值Pt；根据实时采集到气腹机中加载在比例阀上的当前电流值、比例阀气体流量以及患者腔体内的压力值，实时计算得到达到设定的最大流量值所需的流量控制电流值和达到患者目标腔体内的目标压力值所需的压力控制电流值，并据此形成用于控制比例阀的电流值；将计算得到的电流值加载到气腹机中比例阀上，调整比例阀的工作状态，以根据目标腔体压力的变化实时调整注入气体的流量。进一步地，所述控制方法可形成第一工作模式和第二工作模式，所述第一工作模式具有规定的目标压力值和目标流量值的上限，所述第二工作模式具有较所述第一工作模式更高的目标压力值和目标流量值的上限值。进一步地，所述控制方法还可形成第三工作模式，所述第三工作模式具有较所述第一工作模式更低的目标压力值和目标流量值的上限值，且具有较第一工作模式更小的目标压力值和目标流量值的调整步距。本专利技术提供的气腹机方案，基于实时监测气腹机中比例阀的流量值以及目标腔体内气压，对比例阀实现闭环控制，以实时控制气腹机中比例阀的工作状态，继而可根据目标腔体压力的变化实时调整注入气体的流量，从而保证整个气腹机工作状态控制的精确性和安全性。本方案具体基于优化创新构成的公式(1)与公式(2)对比例阀进行闭环的计算控制，实现只要基于采集加载在比例阀上的当前电流值、当前通路中的气体流量值，当前通路内的压力值，即完成对比例阀快速精准的闭环调节，从而可提高整个气腹机工作状态控制的精确性和安全性。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图1为本气腹机的结构示意图；图2为本气腹机中的气体控制单元结构示意图；图3为本气腹机中操作单元的区域分布图；图4为本气腹机中操作单元的工作模式示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气腹机，包括：/n气路单元，其一端与气源连接，另一端可通过管路与目标腔体连通；/n气路控制单元，控制气路单元，可控制调节通入目标腔体内气体的流通状态以及气流状态；/n操作单元，与气路控制单元配合，实现气腹机的人机交互操作；/n其特征在于：/n所述气路单元中包括，/n比例阀，可通过加载在其上的电流A改变其阀体开口的大小，从而控制通过其气体的流量；/n流量计，设置于所述比例阀之后，用于测量经由比例阀流出气体的流量L；/n至少一个低压压力传感器，并联于所述流量传之后，可与目标腔体联通，用于测量与目标腔体连通的通路内气压值P；/n所述气路控制单元包括控制器和计算部，所述控制器实时采集加载在比例阀上的当前电流值、所述流量计测得的流量和所述低压压力传感器测得的压力值，所述计算部根据所述控制器实时采集到的数据实时计算得到达到设定的最大流量值所需的流量控制电流值和达到患者目标腔体内的目标压力值所需的压力控制电流值，并据此形成用于控制所述比例阀的电流值，并经由所述控制器加载在所述比例阀上，对比例阀形成闭环控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种气腹机，包括：
气路单元，其一端与气源连接，另一端可通过管路与目标腔体连通；
气路控制单元，控制气路单元，可控制调节通入目标腔体内气体的流通状态以及气流状态；
操作单元，与气路控制单元配合，实现气腹机的人机交互操作；
其特征在于：
所述气路单元中包括，
比例阀，可通过加载在其上的电流A改变其阀体开口的大小，从而控制通过其气体的流量；
流量计，设置于所述比例阀之后，用于测量经由比例阀流出气体的流量L；
至少一个低压压力传感器，并联于所述流量传之后，可与目标腔体联通，用于测量与目标腔体连通的通路内气压值P；
所述气路控制单元包括控制器和计算部，所述控制器实时采集加载在比例阀上的当前电流值、所述流量计测得的流量和所述低压压力传感器测得的压力值，所述计算部根据所述控制器实时采集到的数据实时计算得到达到设定的最大流量值所需的流量控制电流值和达到患者目标腔体内的目标压力值所需的压力控制电流值，并据此形成用于控制所述比例阀的电流值，并经由所述控制器加载在所述比例阀上，对比例阀形成闭环控制。


2.根据权利要求1所述的一种气腹机，其特征在于，所述气路单元还包括减压阀与电磁阀，所述减压阀的输入端外接气源，并与电磁阀、比例阀、以及流量计依次连接，所述流量计的输出端连接输出接头，所述输出接头可通过连接管路与目标腔体连通；所述电磁阀、比例阀、以及流量计分别受控于气路控制单元。


3.据权利要求1所述的一种气腹机，其特征在于，所述气路单元中还包括排气阀，所述排气阀设置在流量计与气路单元的输出端之间，并受控于气路控制单元。


4.据权利要求1所述的一种气腹机，其特征在于，所述气路单元中还包括压力开关；所述压力开关并联设置在流量计之后，并与气体控制单元数据连接，与电磁阀联动形成过压保护。


5.据权利要求1所述的一种气腹机，其特征在于，所述气路控制单元中的计算部根据设定的当...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓磊，
申请(专利权)人：西安申兆光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61