背景技術：

0、現(xiàn)有技術

1、從現(xiàn)有技術中已知多種構造的吹入器。吹入器通常包括管，通過該管將醫(yī)用氣體引入體腔(例如，腹部)。氣體產(chǎn)生正壓，該正壓使體腔膨脹以提供用于視覺檢查或備選地治療干預或醫(yī)療干預的足夠空間。一些實施方式允許借助于第二管從體腔中排出氣體。這些實施方式還可以允許氣體流過體腔，例如，以供應加熱的氣體并防止患者受涼。更經(jīng)常地，這樣的實施方式特別地用于使用電外科手術或激光執(zhí)行的治療干預，以便確保干預期間的可見性并且去除對健康有害的廢氣。為了節(jié)約資源，這些氣體被過濾和送回，以便補償由排出引起的壓降并使體腔膨脹。

2、此外，為了保護用戶的健康，需要過濾從體腔中吸入并釋放到環(huán)境中的氣體。

3、實際上，已經(jīng)證明難以將過濾器配置用于未指定的操作持續(xù)時間。將過濾器的尺寸設計得非常大使得其能夠長時間實現(xiàn)其過濾有效性的可能性是成本密集的，并且受到大且重的過濾器的阻礙。使用過小尺寸的尺寸設計是有問題的，因為隨著逐漸使用，過濾有效性降低，或者備選地，滲透阻力增加。這表現(xiàn)為由于缺乏排出能力而導致可見性劣化。

4、存在用于基于過濾器上游和下游的不同壓力檢測過濾器負荷的寬范圍的解決方案。在這種情況下，評估由滲透阻力引起的壓差，滲透阻力隨著過濾器負荷而增加。

5、us20210207833a1“用于監(jiān)測hvac空氣過濾器的設備和方法”是非常當前的應用，其描述了借助于所述的壓差測量預測過濾器負荷。所述hvac過濾器在技術上非常類似于吹入器中使用的過濾器。

6、在wo2019186501a1“從患者排出的煙霧中感測微粒、基于感測的信息調節(jié)泵速、以及將系統(tǒng)的功能參數(shù)傳送給集線器的方法”中，描述了用于控制泵送能力的來自煙霧的微粒的評估。由根據(jù)本發(fā)明的解決方案提供的壓力傳感器的功能在段落【0264】及以下中或者備選地作為“示例41”粗略地描述，然而，這僅僅是關于什么時候何種行為導致期望的結果的想法，沒有任何技術示教。對煙霧生成醫(yī)療設備進行控制(rf生成器功率請求)，并且段落【0282】描述了生成警報的可能性。然而，沒有進行壓力測量的評估，而是存在確定顆粒尺寸和濃度的傳感器。

7、其他現(xiàn)有技術著作尤其是：us2927659a“除塵器”，其中，已經(jīng)描述了用于檢測過濾器負荷的壓差的測量。此外，用于監(jiān)測過濾器負荷的方法描述于：nl2024196b1“用于通過內燃機的空氣過濾器的積垢來檢測堵塞的監(jiān)測系統(tǒng)、方法和包括這種系統(tǒng)的車輛”；ep2960484a1“用于檢測空氣過濾器狀況的系統(tǒng)，特別是用于內燃機”以及us11202982b2“空氣過濾器狀況感測”。

8、因此，一種解決方案非常接近于現(xiàn)有技術，其借助于由壓差檢測的滲透阻力來提供通過膨脹體腔的流量的增加，其中，該壓差隨著過濾器負荷的增加而增加，這是為了確保均勻的、患者友好的膨脹。這種解決方案已經(jīng)可以借助于作為傳感器的流量傳感器(流率傳感器)和用于穩(wěn)定流率的控制裝置來確保，其中，在所述情況下，通過由壓差控制的流量增加方法確保在體腔中不生成增加的壓力(這里我們部分地處理大約15mmhg的非常低的壓力)，使得增加的排出容量僅由增加的滲透阻力來補償并且不被過度補償，并且泄漏對膨脹幅度沒有任何負面影響。

9、而且，與現(xiàn)有技術非常接近的是，通過評估隨時間變化的壓差值，可以借助于突然變化或例如基于閾值的確定評估壓力值的一階導數(shù)，來在過濾器的加載/阻塞和過濾器的堵塞之間進行區(qū)分。

10、同樣公開了使用壓差或備選地使用壓力閾值作為過濾器更換的警告信號。在此之后，應該可以估計剩余的使用壽命。

11、發(fā)明解決方案

12、在吹入器的開發(fā)框架中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于吹入器操作的過濾器系統(tǒng)示出，檢測到的壓力梯度在過濾器堵塞時表現(xiàn)出非常特定的行為，即，最初壓差緩慢線性增加，之后壓差指數(shù)增加，直到過濾器堵塞。用于吹入器中的過濾器系統(tǒng)由防水層、之后的顆粒過濾和化學鍵合層構成，其中，最后兩個所述層的順序也可以顛倒。同樣可能的是，顆粒過濾和化學鍵合功能可以在一個層中實現(xiàn)。在圖1中以示例性方式表示了這種隨時間變化的壓力梯度。示出了測量的壓力損失，即在25l/min的氣體流量下過濾器上游和下游的氣流的壓差。新過濾器的壓力損失總計約10mmhg。壓力損失隨著時間以幾乎線性的方式增加。在大約20分鐘之后，壓降總計約15mmhg。此后，壓降呈指數(shù)增加，在約23.5分鐘后達到約50mmhg。50mmhg的壓降不再適用于吹入法。通常，人們希望避免超過35mmhg的壓差。壓力損失指數(shù)增加的開始的檢測對于本發(fā)明的一些實施方式是決定性的。重要的是注意到，即使沒有產(chǎn)生煙霧的操作模式，過濾器也會慢慢地趨于阻塞，這可能是由于來自膨脹的體腔的不可避免的濕氣。

13、由于過程的中斷和過濾器更換在過度廣泛阻塞和由此導致的過高壓力損失的情況下是不可避免的，因此需要對過濾器的剩余使用壽命進行現(xiàn)實的預測。

14、根據(jù)現(xiàn)有技術中描述的方法，關于使用壽命或備選地剩余使用壽命的預測提供了不正確的(即令人驚訝地縮短的)使用壽命，這可能在手術過程期間引起嚴重的情況。

15、因此，本發(fā)明涉及一種用于微創(chuàng)手術的吹入器，包括：

16、a)具有比例閥的氣體連接件；

17、b)一個第一套管針；

18、c)一個氣體供應管線，其用于來自氣體連接件的氣體，具有壓力測量、過濾器并且連接到第一套管針；

19、d)一個排出設備，其排出能力可調；

20、e)一個第二套管針，其排出軟管連接到排出能力可調的排出設備；

21、f)一個過濾器，其用于清潔排出的氣體，該過濾器定位于第二套管針和排出設備之間；

22、h)至少一個壓力傳感器，其沿氣流的方向定位在過濾器的上游或下游；

23、i)可選地至少一個氣體流量傳感器，該氣體流量傳感器沿氣流的方向定位在過濾器的上游或下游，或者至少兩個氣體流量傳感器，其中至少一個定位于過濾器的上游，一個定位于過濾器的下游；

24、j)一個電子控制單元；

25、k)一個顯示設備。

26、電子控制單元基于壓力傳感器和/或氣體流量傳感器的測量值確定過濾器的加載狀態(tài)，并且由此計算預期的剩余運行時間并且在合適的顯示設備上顯示剩余運行時間。

27、此外，當壓差的線性增加變?yōu)橹笖?shù)增加或者當線性減小的氣體流量變?yōu)橹笖?shù)減小的氣體流量時，由電子控制單元觸發(fā)警報。

28、另外，當壓差的線性增長變?yōu)橹笖?shù)增長或者當線性減小的氣體流量變?yōu)橹笖?shù)減小的氣體流量時，電子控制單元觸發(fā)信號，該信號提示用戶暫時使用沒有煙氣生成的操作模式。

29、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地在過濾器的上游和下游測量排出軟管中的壓力。位置“過濾器上游”和“過濾器下游”的指示指的是排出軟管中的流動方向。例如，可以通過至少兩個氣體壓力傳感器來執(zhí)行測量，其中至少一個氣體壓力傳感器布置在過濾器的上游，并且至少一個氣體壓力傳感器布置在過濾器的下游。可以從測量值計算壓差，并且可以隨時間監(jiān)測壓差的進展。

30、在最簡單的情況下，過濾器的阻塞進展也可以借助于單個氣體壓力傳感器來測量。隨著阻塞的增加，在恒定的入口壓力和恒定的氣體流量下，過濾器上游的壓力增加，而過濾器下游的壓力降低。在可變壓力和體積流量條件下，壓力行為更復雜，但是由于壓力和阻塞程度之間的清楚相關性，可以對壓力行為建模。在這樣做時，即使在過濾器上游或下游的單個氣體壓力傳感器也實現(xiàn)阻塞行為的測量和剩余使用壽命的計算。

31、根據(jù)本發(fā)明，通過顯示設備指示所計算的過濾器的剩余使用壽命。顯示設備可以集成在吹入器的顯示器中，或者通過外部顯示設備來實現(xiàn)。在每種情況下，對執(zhí)行醫(yī)療過程的人員給出光和/或聲警報。可以在設備上設置用于觸發(fā)警報的相關極限值。以示例的方式，當壓差的線性增加變?yōu)橹笖?shù)增加時，可以觸發(fā)初始警報。此外，如果壓差進入臨界范圍(例如，35-50mmhg)，則可觸發(fā)第二警報。

32、通過對所確定的值的評估，可以用數(shù)學方法穩(wěn)定剩余的使用壽命，例如通過應用用于時間序列分析的方法，或者通過數(shù)學方法(參數(shù)估計/曲線擬合)將壓力值處的上述行為(線性增加，然后變?yōu)橹笖?shù)增加)近似于測量值。由此，根據(jù)本發(fā)明，隨著時間的壓差測量和評估將允許更準確地預測過濾器堵塞前的剩余使用壽命、以及操作參數(shù)的其它使用壽命延長變化，如下文所述。

33、在本發(fā)明的另外實施方式中，過濾器的加載程度借助于氣體流量來確定。在排出泵的恒定功率下，氣體流量隨時間變化：隨著加載水平增加，氣體流量自然減小。在根據(jù)圖1的模型構造中，在測量開始時(具有新的過濾器)的氣體流量為約23l/min。20分鐘后，氣體流量減小到約20l/min。以與壓差的增加相對應的方式，這導致氣體流量的減小。氣體流量的減小最初也是線性的，然后是指數(shù)的。在所述模型構造中，在大約23分鐘之后，氣體流量幾乎線性地減小到10l/min以下，并且此后繼續(xù)指數(shù)地減小。

34、因此，以類似于壓差評估的方式，可以通過氣體流量的測量評估來確定剩余使用壽命。對于本發(fā)明的一些實施方式，對氣體流量的指數(shù)減小的開始的檢測是決定性的。以與上述本發(fā)明的實施方式完全類似的方式，可以借助于一個或多個閾值來觸發(fā)警報，閾值自然地取決于所使用的過濾器的類型和預期的煙氣生成。這些閾值是通過測量預先確定的。備選地，合理的剩余使用壽命或備選地用于觸發(fā)警報的閾值可以由制造商指定或由用戶配置，并且可以調用上述時序分析或參數(shù)估計的數(shù)學方法的方法來驗證這些是否被所確定的剩余時間超過，并且在滿足該條件時單獨地實現(xiàn)煙氣排出。

35、在本發(fā)明的更進一步的步驟中，對于正常操作模式(例如，僅用于腹部的視覺檢查的吹氣)和煙氣排出(例如，在利用電凝的手術過程期間)存在剩余使用壽命的單獨呈現(xiàn)。這些是基于在煙氣排出模式和非煙氣操作模式中在某個時間點的過濾器的加載而分別確定的。為此，該設備必須識別相應的操作模式，并且根據(jù)上面已經(jīng)描述的方法針對剩余的使用壽命調整兩個單獨的曲線，并且針對相應的工作模式更新它們。這樣，例如，可以針對具有特定過濾器的確定的吹入器實驗地確定不同操作模式的壓差曲線(類似于圖1)。在過程期間，基于作為過濾器加載的度量的當前壓差，可以計算不同操作模式的剩余運行時間(例如，電凝5分鐘或視覺檢查15分鐘)。

36、繼續(xù)，這些值或甚至僅這些值中的一個也可用于產(chǎn)生用于更換過濾器或軟管組的警報。根據(jù)本發(fā)明，例如，如果非煙氣排出操作模式的確定的剩余使用壽命小于設計使用壽命的1/4和/或煙氣排出模式的確定的剩余使用壽命小于設計使用壽命的1/10，其中根據(jù)使用場景可以進行其他設置，則將是這種情況。對于剩余使用壽命對于非煙氣排出操作模式小于3.75分鐘和/或對于煙氣排出模式小于1.5分鐘的15分鐘(設計服務時間)的醫(yī)療過程將給出該警報。

37、根據(jù)本發(fā)明，壓力測量氣動聯(lián)接到過濾器。這意味著傳感器在設備中的放置和到測量部位的流體連接。這提供了以下優(yōu)點：無菌的一次性物品(具有過濾器的軟管組)可以在沒有電子部件的情況下將就，并且成本、滅菌和環(huán)境友好性受到積極影響。

38、這種氣動傳感器通道必須具有某些特性。過濾器上游的壓力測量通過至少一個附加的傳感器來進行，否則使用現(xiàn)有的壓力值(排出壓力、流入壓力/供給壓力)，吹入器需要這些壓力值來控制體腔中的壓力。在待觀察的過濾器前面分支的傳感器通道還具有過濾器，以防止局部阻塞或堵塞，因為這會導致所檢測的壓力值的失真。直徑也必須在0.1至5mm的范圍內，使得能夠快速補償壓力。

39、作為根據(jù)本發(fā)明的用于檢測壓差的另外實施方式，可以想到通過使彈性膜偏轉且然后利用位移或角度傳感器去除偏轉來氣動地產(chǎn)生差的測量原理。這意味著，兩個壓力從過濾器殼體轉向到過濾器的不同側，并經(jīng)由通道引導到具有膜的傳感器，并且在那里，偏轉在設備中由壓差機械地確定(圖3a/b)。例如，根據(jù)現(xiàn)有技術，可以通過機械掃描執(zhí)行該膜的偏轉的檢測。備選地，超越現(xiàn)有技術，膜的偏轉也可以光學地檢測，例如通過借助于位于膜上的反射鏡將光束偏轉到ccd線上，也就是說彼此相鄰布置的光敏元件。

40、根據(jù)本發(fā)明的用于提高由壓力測量導出的過濾器的使用壽命的方法可以通過在煙氣生成期間暫停排出來執(zhí)行。這種暫?？梢栽谇恢幸饓航?，該壓降在幾分鐘之后生效，但是在幾秒的量級內被迅速補償。暫停不會帶來很多附加的停機時間。

41、以下操作模式是根據(jù)本發(fā)明的：在流動中進行暫停，以允許收集在過濾器中的顆粒沉降并中斷由流體流的壓力引起的孔的加載。在這樣做時，提供了1分鐘暫停對10秒流動的脈沖暫停比率。這增加了過濾器的使用壽命，因為在這種模式下，醫(yī)療過程的繼續(xù)是可能的。到這種操作模式的自動切換也是根據(jù)本發(fā)明的，該切換可以通過壓差的閾值來觸發(fā)。繼續(xù)，評估當激活操作模式時的現(xiàn)有流率(以slm＝標準升每分鐘為單位)，以便確定脈沖暫停比率，例如在更大泄漏的情況下確定更短的暫停以最小化膨脹的崩潰。從控制的操作點的位置，也就是說估計的腔壓力和引入腔中的流量的值對，會導致更大的泄漏。

42、而且，根據(jù)本發(fā)明，更有效的是一種操作模式，其中，在特定時間段內提示用戶避免/暫停煙氣的生成(也就是說，激光治療/hf應用等)，并且在該時間之后，用戶再次接收到他們能夠再次生成煙氣的光或聲信號。在該時間期間，由于潮濕的過濾器以顯著的方式增加了流動阻力，吹入器可以使過濾器以改變的、較高的流率變干。從而，可以實現(xiàn)用于醫(yī)療過程的過濾效果的時間的增加或備選地延長，或者備選地可以實現(xiàn)過濾器使用壽命的增加或備選地延長。根據(jù)本發(fā)明的持續(xù)時間將是幾分鐘(至少1.5分鐘，最佳地5分鐘)。根據(jù)本發(fā)明的流量增加將是流率的兩倍，更精確地為5slm至50slm之間的流率。在5slm的流量的情況下，大約為5l體積的腔(膨脹腹部就是這種情況)將在一分鐘內用未加載的膨脹介質更換一次，并且在最初更換之后，過濾器干燥效果在下一分鐘內開始。

43、當使用加濕和加熱的軟管組時，根據(jù)本發(fā)明的另外選擇是對于該過濾器干燥操作模式關閉或切斷加熱，使得加濕介質上的熱量不會蒸發(fā)體腔內的額外濕氣，然后在操作模式完成之后，將加熱器重新打開。

44、附圖標號

45、(1)氣體連接件

46、(2)比例閥

47、(3)氣體供應管線

48、(4)體積流量控制裝置

49、(5)壓力傳感器(供應管線)

50、(6)體積流量傳感器(供應管線)

51、(7)第一套管針

52、(8)腔

53、(9)排出軟管

54、(10)第二套管針

55、(11)過濾器

56、(12)氣體壓力傳感器(沿流動方向在過濾器上游)

57、(13)氣體壓力傳感器(沿流動方向在過濾器下游)

58、(14)排出設備(可調)

59、(15)通向壓力測量膜的過濾器上游的分支管線

60、(16)通向壓力測量膜的過濾器下游的分支管線

61、(17)壓力測量膜的殼體

62、(18a)壓力測量膜(中性，在過濾器的上游和下游壓力相同)

63、(18b)壓力測量膜(偏轉，在過濾器上游壓力更高)

64、本發(fā)明還包括一種用于操作用于微創(chuàng)手術的吹入器的方法，該吹入器包括：

65、a)具有比例閥的氣體連接件；

66、b)一個第一套管針；

67、c)一個氣體供應管線，其用于來自氣體連接件的氣體，具有壓力測量、過濾器并且連接到第一套管針；

68、d)一個排出設備，其排出能力可調；

69、e)一個第二套管針，其排出軟管連接到排出能力可調的排出設備；

70、f)一個過濾器，其用于清潔排出的氣體，該過濾器定位于第二套管針和排出設備之間；

71、h)至少一個壓力傳感器，其沿氣流的方向定位在過濾器的上游或下游；

72、i)可選地至少一個氣體流量傳感器，該氣體流量傳感器沿氣流的方向定位在過濾器的上游或下游，或者至少兩個氣體流量傳感器，其中至少一個定位于過濾器的上游，一個定位于過濾器的下游；

73、j)一個電子控制單元；

74、k)一個顯示設備。

75、特別地，

76、用于操作吹入器的方法，其中，在過濾器的上游和下游連續(xù)地測量排出軟管中的壓力，其中，根據(jù)所測量的值來確定壓差，并且其中，根據(jù)壓差的變化來確定過濾器的加載狀態(tài)并顯示該加載狀態(tài)。

77、用于操作吹入器的方法，其中，當壓差的線性增加變?yōu)橹笖?shù)增加或者當線性減小的氣體流量變?yōu)橹笖?shù)減小的氣體流量時，由電子控制單元觸發(fā)警報。

78、用于操作吹入器的方法，其中，當壓差的線性增加變?yōu)橹笖?shù)增加時，由電子控制單元觸發(fā)警報，以及可選地，當壓差達到臨界范圍(例如，35-50mmhg)時，觸發(fā)第二警報。

79、用于操作吹入器的方法，其中，通過對所確定的值進行評估通過數(shù)學方法來計算過濾器的剩余使用壽命，其中，例如應用用于時間序列分析的方法，或者通過數(shù)學方法(參數(shù)估計/曲線擬合)將壓力值處的上述行為(線性增加，然后變?yōu)橹笖?shù)增加)近似于測量值。

80、用于操作吹入器的方法，其中，電子控制單元通過信號提示用戶暫停流動，以允許收集在過濾器中的顆粒沉降，并且中斷由流體流的壓力引起的孔的加載。

81、用于操作吹入器的方法，其中，電子控制單元觸發(fā)自動切換到允許流的暫停的操作模式。

82、用于操作吹入器的方法，其中，通過第一警報信號在特定時間段內提示用戶避免/暫停煙氣生成(也就是說，激光治療/hf應用/等)，并且在該時間之后，用戶再次接收到他們能夠再次生成煙氣的光或聲信號。

技術實現(xiàn)思路