本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備液體管理，具體為智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)及其波動(dòng)抑制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著女性健康意識(shí)的不斷提升，宮腔鏡作為一種微創(chuàng)的婦科診療手段，得到了廣泛應(yīng)用。宮腔鏡手術(shù)通過直視下對(duì)宮腔內(nèi)病變進(jìn)行診斷和治療，具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、住院時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。然而，手術(shù)過程中需要注入液體來保持宮腔的可視化和內(nèi)腔壓力，這要求對(duì)液體流量和壓力進(jìn)行精確控制。隨著智能醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，液體管理的自動(dòng)化與智能化已成為提升宮腔鏡手術(shù)安全性和效率的關(guān)鍵因素。

2、現(xiàn)有的宮腔鏡液體管理系統(tǒng)通常依賴手動(dòng)或半自動(dòng)控制方式來調(diào)節(jié)液體流量與壓力。在液體流量和壓力調(diào)節(jié)上的精度較低，容易造成宮腔內(nèi)壓力不穩(wěn)定，影響手術(shù)視野，甚至增加術(shù)中并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。手術(shù)過程中的液體波動(dòng)變化無法及時(shí)被有效抑制，導(dǎo)致手術(shù)過程中液體控制不穩(wěn)，影響操作安全性。傳統(tǒng)系統(tǒng)未能充分考慮患者的個(gè)體差異，無法根據(jù)手術(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)展或患者的生理變化動(dòng)態(tài)調(diào)整液體管理參數(shù)，存在不適應(yīng)性。因此，亟需一種智能化的液體管理系統(tǒng)，能夠提供精確控制和實(shí)時(shí)反饋，以提高宮腔鏡手術(shù)的穩(wěn)定性與安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)及其波動(dòng)抑制方法，解決了上述背景技術(shù)的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，包括以下模塊：液體波動(dòng)檢測(cè)模塊、動(dòng)態(tài)波動(dòng)補(bǔ)償控制模塊、波動(dòng)抑制模塊；所述液體波動(dòng)檢測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)采集宮腔內(nèi)部及輸液管路的液體壓力和流量數(shù)據(jù)，對(duì)液體數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域和時(shí)域分析，提取液體波動(dòng)特性并建立動(dòng)態(tài)特性模型；所述動(dòng)態(tài)波動(dòng)補(bǔ)償控制模塊用于基于液體波動(dòng)特性模型，分析液體流動(dòng)特性，獲取液體波動(dòng)指數(shù)，通過自適應(yīng)控制算法實(shí)時(shí)調(diào)整輸液泵輸出流速和回流閥開度，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償液體波動(dòng)；所述波動(dòng)抑制模塊用于在物理層面通過柔性減震組件吸收液體傳輸過程中的高頻波動(dòng)，根據(jù)液體波動(dòng)指數(shù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化柔性減震組件的響應(yīng)。

3、進(jìn)一步地，對(duì)液體數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域和時(shí)域分析的具體過程如下：獲取實(shí)時(shí)采集的宮腔內(nèi)部及輸液管路的液體壓力和流量數(shù)據(jù)，以時(shí)間序列形式存儲(chǔ)；通過計(jì)算每一時(shí)刻的壓力和流量變化，分析液體流動(dòng)的瞬時(shí)變化特征，包括壓力波動(dòng)幅度、變化速度和波動(dòng)持續(xù)時(shí)間，基于瞬時(shí)變化的統(tǒng)計(jì)特征，評(píng)估液體流動(dòng)的穩(wěn)定性，并提取波動(dòng)的周期性特征；對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換，將液體壓力和流量的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，計(jì)算信號(hào)在不同頻率范圍內(nèi)的能量分布，識(shí)別出液體波動(dòng)中的主要頻率成分，分析液體流動(dòng)中可能產(chǎn)生的高頻波動(dòng)和低頻波動(dòng)；根據(jù)頻域分析結(jié)果，提取液體流動(dòng)中的共振頻率和干擾頻率，評(píng)估不同頻段對(duì)宮腔鏡操作的影響程度。

4、進(jìn)一步地，提取液體波動(dòng)特性并建立動(dòng)態(tài)特性模型的具體過程如下：獲取液體壓力和流量的時(shí)域和頻域數(shù)據(jù)，計(jì)算液體波動(dòng)的幅度、頻率、周期性，識(shí)別液體波動(dòng)的主要特征，包括波動(dòng)幅度、頻率成分和周期性；根據(jù)提取的波動(dòng)特性，通過自回歸積分滑動(dòng)平均模型建立液體流動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性模型；通過最小二乘法優(yōu)化模型參數(shù)，擬合液體流動(dòng)的非線性和時(shí)變特性；計(jì)算流量與壓力之間的傳遞函數(shù)，描述液體波動(dòng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；將動(dòng)態(tài)特性模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際實(shí)時(shí)采集的液體壓力和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的擬合度。

5、進(jìn)一步地，分析液體流動(dòng)特性，獲取液體波動(dòng)指數(shù)的具體過程如下：對(duì)實(shí)時(shí)采集的液體壓力和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，采用小波變換去除高頻噪聲，通過低通濾波器平滑處理；根據(jù)液體數(shù)據(jù)頻域和時(shí)域分析，計(jì)算液體壓力和流量的局部變化率、波動(dòng)幅度以及波動(dòng)周期，通過局部自回歸分析評(píng)估波動(dòng)的瞬時(shí)變化特征；結(jié)合時(shí)域和頻域分析結(jié)果，通過綜合計(jì)算液體波動(dòng)的幅度、頻率成分和周期性變化，確定每個(gè)特征對(duì)波動(dòng)指數(shù)的權(quán)重，獲取液體波動(dòng)指數(shù)。

6、進(jìn)一步地，通過自適應(yīng)控制算法實(shí)時(shí)調(diào)整輸液泵輸出流速和回流閥開度的具體過程如下：根據(jù)液體波動(dòng)指數(shù)作為反饋輸入自適應(yīng)控制算法的輸入信號(hào)；結(jié)合液體波動(dòng)特性模型，定義液體波動(dòng)指數(shù)與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系，評(píng)估波動(dòng)指數(shù)在設(shè)定范圍內(nèi)對(duì)液體流動(dòng)穩(wěn)定性的影響；初始化自適應(yīng)控制算法，通過設(shè)置控制閾值和動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)，持續(xù)監(jiān)測(cè)液體波動(dòng)指數(shù)，并與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行實(shí)時(shí)比較。當(dāng)波動(dòng)指數(shù)超過設(shè)定的穩(wěn)定閾值時(shí)，觸發(fā)控制信號(hào)，啟動(dòng)自適應(yīng)控制算法，實(shí)時(shí)調(diào)整輸液泵的輸出流速和回流閥開度。

7、進(jìn)一步地，實(shí)時(shí)調(diào)整輸液泵的輸出流速和回流閥開度的具體過程如下：基于液體波動(dòng)指數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液體流動(dòng)的穩(wěn)定性和異常波動(dòng)，利用波動(dòng)指數(shù)與流速、回流閥開度之間的非線性關(guān)系進(jìn)行預(yù)測(cè)；結(jié)合液體波動(dòng)特性模型，基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)反饋，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸液泵流速和回流閥開度的調(diào)節(jié)曲線，形成針對(duì)不同波動(dòng)模式的自適應(yīng)調(diào)節(jié)策略；設(shè)定多重動(dòng)態(tài)閾值機(jī)制，根據(jù)液體流動(dòng)特性實(shí)時(shí)觸發(fā)不同的調(diào)節(jié)策略，確保波動(dòng)超過預(yù)設(shè)穩(wěn)定范圍時(shí)，響應(yīng)并啟動(dòng)流速或回流閥開度調(diào)整。

8、進(jìn)一步地，根據(jù)液體波動(dòng)指數(shù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化柔性減震組件的響應(yīng)的具體過程如下：計(jì)算液體波動(dòng)指數(shù)，監(jiān)測(cè)液體流動(dòng)的穩(wěn)定性和異常波動(dòng)，識(shí)別波動(dòng)的強(qiáng)度和頻率特征；根據(jù)液體波動(dòng)指數(shù)與柔性減震組件響應(yīng)之間的關(guān)系，建立非線性模型，定義液體波動(dòng)指數(shù)對(duì)減震組件彈性、阻尼特性的影響，評(píng)估波動(dòng)強(qiáng)度對(duì)減震效果的需求，通過優(yōu)化調(diào)節(jié)減震組件的柔性與剛度，調(diào)整其彈性模量和阻尼系數(shù)。

9、智能宮腔鏡液體波動(dòng)抑制方法，包括以下步驟：s1.實(shí)時(shí)采集宮腔內(nèi)部及輸液管路的液體壓力和流量數(shù)據(jù)，對(duì)液體數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域和時(shí)域分析，提取液體波動(dòng)特性并建立動(dòng)態(tài)特性模型；s2.基于液體波動(dòng)特性模型，分析液體流動(dòng)特性，獲取液體波動(dòng)指數(shù)，通過自適應(yīng)控制算法實(shí)時(shí)調(diào)整輸液泵輸出流速和回流閥開度，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償液體波動(dòng)；s3.在物理層面通過柔性減震組件吸收液體傳輸過程中的高頻波動(dòng)，根據(jù)液體波動(dòng)指數(shù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化柔性減震組件的響應(yīng)。

10、本發(fā)明具有以下有益效果：

11、（1）、該智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)采集并分析液體的壓力和流量數(shù)據(jù)，結(jié)合時(shí)域與頻域分析、液體波動(dòng)指數(shù)評(píng)估、自適應(yīng)控制算法，以及動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)策略，實(shí)現(xiàn)液體流動(dòng)的高精度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與調(diào)控，提高宮腔鏡操作過程中的液體流動(dòng)穩(wěn)定性，減少因液體波動(dòng)導(dǎo)致的操作誤差，提升手術(shù)安全性和效率。

12、（2）、該智能宮腔鏡液體波動(dòng)抑制方法，基于液體波動(dòng)指數(shù)和動(dòng)態(tài)特性模型，設(shè)計(jì)多重動(dòng)態(tài)閾值機(jī)制，結(jié)合柔性減震組件優(yōu)化響應(yīng)和自適應(yīng)調(diào)節(jié)，顯著降低異常液體波動(dòng)的頻率和幅度，有效維持液體流動(dòng)的平穩(wěn)性，提升復(fù)雜環(huán)境下液體管理的智能化與適應(yīng)性。

13、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊：液體波動(dòng)檢測(cè)模塊、動(dòng)態(tài)波動(dòng)補(bǔ)償控制模塊、波動(dòng)抑制模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，其特征在于：對(duì)液體數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域和時(shí)域分析的具體過程如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，其特征在于：提取液體波動(dòng)特性并建立動(dòng)態(tài)特性模型的具體過程如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，其特征在于：分析液體流動(dòng)特性，獲取液體波動(dòng)指數(shù)的具體過程如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，其特征在于：通過自適應(yīng)控制算法實(shí)時(shí)調(diào)整輸液泵輸出流速和回流閥開度的具體過程如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，其特征在于：實(shí)時(shí)調(diào)整輸液泵的輸出流速和回流閥開度的具體過程如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)液體波動(dòng)指數(shù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化柔性減震組件的響應(yīng)的具體過程如下：

8.智能宮腔鏡液體波動(dòng)抑制方法，應(yīng)用權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)及其波動(dòng)抑制方法，涉及醫(yī)療設(shè)備液體管理技術(shù)領(lǐng)域。該智能宮腔鏡液體管理系統(tǒng)及其波動(dòng)抑制方法，通過設(shè)置液體波動(dòng)檢測(cè)模塊、動(dòng)態(tài)波動(dòng)補(bǔ)償控制模塊、波動(dòng)抑制模塊，采集宮腔內(nèi)部及輸液管路的液體壓力和流量數(shù)據(jù)，結(jié)合頻域和時(shí)域分析技術(shù)，提取液體波動(dòng)特性并建立動(dòng)態(tài)特性模型。基于波動(dòng)特性模型，實(shí)時(shí)計(jì)算液體波動(dòng)指數(shù)，并通過自適應(yīng)控制算法動(dòng)態(tài)調(diào)整輸液泵的流速和回流閥開度，從而實(shí)現(xiàn)液體波動(dòng)的有效補(bǔ)償和抑制。同時(shí)通過柔性減震組件，在物理層面吸收液體傳輸過程中的高頻波動(dòng)，進(jìn)一步優(yōu)化波動(dòng)抑制效果?？梢燥@著提高宮腔鏡手術(shù)中的液體管理精度，減少因液體波動(dòng)導(dǎo)致的手術(shù)操作干擾，保障手術(shù)的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：王臣峰,劉陽,郝進(jìn)爭(zhēng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海宇度醫(yī)學(xué)科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9