本發(fā)明涉及一種用于在執(zhí)行基于激光的體內(nèi)碎石術(shù)(intrakorporalenlithotripsie)時(shí)進(jìn)行溫度監(jiān)控的系統(tǒng)，在所述基于激光的體內(nèi)碎石術(shù)中使用內(nèi)窺鏡布置，所述內(nèi)窺鏡布置包括用于光導(dǎo)體的工作通道以及沖洗液體通道(spülflüssigkeitskanal)，所述光導(dǎo)體在近端側(cè)(proximalseitig)與激光器光學(xué)耦合并且在遠(yuǎn)端側(cè)(distalseitig)具有光出射孔，所述沖洗液體通道在遠(yuǎn)端側(cè)開放地通向(münden)所述光出射孔的區(qū)域，并且在近端側(cè)與沖洗液體容器流體地(fluidisch)連接。

背景技術(shù)：

1、體內(nèi)碎石術(shù)涉及一種用于碎裂結(jié)石的微創(chuàng)外科手術(shù)方法，所述結(jié)石例如是膽結(jié)石、尿結(jié)石或者腎結(jié)石，所述結(jié)石主要積聚在所涉及的器官的排泄管中并且能夠引起劇烈疼痛或者其他醫(yī)療問題。在各種各樣的已知的體內(nèi)碎石術(shù)方法中，激光誘導(dǎo)的碎石術(shù)已經(jīng)確立了地位，在激光誘導(dǎo)的碎石術(shù)中，能量豐富的激光輻射通過光導(dǎo)纖維以激光脈沖的形式應(yīng)用到待碎裂的結(jié)石的位置上。通過激光脈沖與體內(nèi)介質(zhì)的相互作用形成蒸汽泡(dampfblase)，由于所述蒸汽泡的脈沖狀膨脹產(chǎn)生壓力波，所述壓力波導(dǎo)致結(jié)石的破碎。根據(jù)結(jié)石碎片的尺寸，在激光誘導(dǎo)的碎石術(shù)中產(chǎn)生的結(jié)石碎片能夠以自然的方式排出或者借助適當(dāng)?shù)貥?gòu)造的內(nèi)窺鏡抓取工具來提取。

2、為了執(zhí)行基于激光的碎石術(shù)，使用內(nèi)窺鏡，所述內(nèi)窺鏡設(shè)置有用于光導(dǎo)體的至少一個(gè)工作通道，所述光導(dǎo)體在近端側(cè)與激光器光學(xué)耦合并且在遠(yuǎn)端側(cè)具有光出射孔。為了能夠借助內(nèi)窺鏡跟隨通向結(jié)石的器官進(jìn)口并且在處理期間給病人造成盡可能少的負(fù)擔(dān)，這樣的內(nèi)窺鏡能夠設(shè)計(jì)得易彎曲且柔韌。此外，通過這樣的內(nèi)窺鏡能夠通常通過工作通道應(yīng)用沖洗液體，該工作通道在遠(yuǎn)端側(cè)開放地通向光出射孔的區(qū)域并且在近端側(cè)與沖洗液體輸送裝置以及沖洗液體容器流體地連接，所述沖洗液體輸送裝置優(yōu)選呈沖洗噴射器和/或能夠控制或者調(diào)節(jié)的輸送泵的形式。

3、借助這種內(nèi)窺鏡布置(所述內(nèi)窺鏡布置包括內(nèi)窺鏡和附接到該內(nèi)窺鏡上的上文提到的外圍器具)，需要如此協(xié)調(diào)在體內(nèi)在待碎裂的結(jié)石的位置上應(yīng)用的激光功率以及在遠(yuǎn)端側(cè)被排放至沖洗通道的沖洗液體的量，使得一方面能夠?qū)崿F(xiàn)有效的結(jié)石碎裂，另一方面不出現(xiàn)周圍組織區(qū)域的由于激光造成的局部過熱，該局部過熱能夠?qū)е虏豢赡娴慕M織損傷。在大多數(shù)情況下，這種內(nèi)窺鏡具有用于操作者的附加的玻璃纖維光學(xué)器件或者內(nèi)窺鏡注射器上的成像傳感器，必須借助經(jīng)計(jì)量的沖洗液體供應(yīng)使該成像傳感器在光學(xué)方面暢通，以便始終確保操作者的自由視角以用于監(jiān)控碎裂過程。

4、文獻(xiàn)us2018/0055568?a1描述一種根據(jù)這種類別的用于執(zhí)行基于激光的碎石術(shù)的內(nèi)窺鏡布置，能夠根據(jù)影響該碎石術(shù)過程的至少一個(gè)參數(shù)來調(diào)節(jié)該內(nèi)窺鏡布置的配屬的沖洗液體輸送單元，即根據(jù)碎石術(shù)過程來影響沖洗速率。除了對(duì)碎裂過程的光學(xué)監(jiān)控之外，該已知的內(nèi)窺鏡布置還設(shè)置安裝在內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端端部上的溫度傳感器，該溫度傳感器能夠檢測包圍該溫度傳感器的液體的遠(yuǎn)端側(cè)溫度，沖洗液體輸送單元以該遠(yuǎn)端側(cè)溫度為基礎(chǔ)來調(diào)節(jié)沖洗液體速率。

5、在根據(jù)文獻(xiàn)de?20?2017?102?316?u1的、已知的、適合用于執(zhí)行基于激光的碎石術(shù)的醫(yī)療內(nèi)窺鏡中，為了溫度測量的目的，在內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端區(qū)域上也布置有環(huán)境溫度傳感器。

6、這樣的配備有傳感器的內(nèi)窺鏡布置構(gòu)成高度復(fù)雜的醫(yī)療儀器，所述醫(yī)療儀器經(jīng)受漫長且廣泛的醫(yī)療技術(shù)許可審查。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，對(duì)用于在執(zhí)行基于激光的體內(nèi)碎石術(shù)時(shí)進(jìn)行溫度監(jiān)控的系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，在基于激光的體內(nèi)碎石術(shù)中使用內(nèi)窺鏡布置，該內(nèi)窺鏡布置包括用于光導(dǎo)體的工作通道以及沖洗液體通道，該光導(dǎo)體在近端側(cè)與激光器光學(xué)耦合并且在遠(yuǎn)端側(cè)具有光出射孔，所述沖洗液體通道在遠(yuǎn)端側(cè)開放地通向光出射孔的區(qū)域，并且在近端側(cè)與沖洗液體容器流體地連接，所述擴(kuò)展如此進(jìn)行，使得借助根據(jù)這種類別的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)窺鏡布置也能夠?qū)崿F(xiàn)被監(jiān)控的體內(nèi)碎石術(shù)執(zhí)行，而無需進(jìn)行與醫(yī)療技術(shù)許可審查或者說認(rèn)證有關(guān)的、耗費(fèi)金錢和時(shí)間的開銷。必須尋找如下措施：借助所述措施，為已經(jīng)處在使用中的、原則上構(gòu)造得適合用于基于激光的碎石術(shù)的內(nèi)窺鏡、激光系統(tǒng)和其他醫(yī)療技術(shù)設(shè)備(例如用于被動(dòng)沖洗和主動(dòng)沖洗的沖洗液體設(shè)備)加裝適當(dāng)選擇的部件，以便能夠在結(jié)石碎裂地點(diǎn)的緊鄰的環(huán)境中安全地排除可能的熱誘導(dǎo)的組織退化。

2、在權(quán)利要求1中說明本發(fā)明所基于的任務(wù)的解決方案。以有利的方式擴(kuò)展本發(fā)明構(gòu)思的特征是從屬權(quán)利要求的主題以及能夠從進(jìn)一步的描述中、尤其是參考實(shí)施例得知。

3、一般來說，在不進(jìn)行沖洗的情況下，即在光導(dǎo)體的遠(yuǎn)端側(cè)光出射孔的區(qū)域上不進(jìn)行任何沖洗液體供給的情況下，只能夠短暫地、即在幾秒內(nèi)進(jìn)行體內(nèi)激光應(yīng)用，因?yàn)樵诓贿M(jìn)行任何由于沖洗引起的冷卻的情況下，達(dá)到并且高于大約42℃的臨界溫度，自該臨界溫度起周圍的組織受到不可逆的熱損傷。因此，在基于激光的碎石術(shù)期間沖洗是不可或缺的，以便確保足夠的冷卻。

4、根據(jù)大量已執(zhí)行的用于基于激光的碎石術(shù)的試驗(yàn)，能夠找到在體內(nèi)應(yīng)用的激光功率、沖洗液體速率、沖洗液體溫度與在體內(nèi)在激光脈沖應(yīng)用期間出現(xiàn)的溫度之間的可負(fù)載的(belastbar)在數(shù)值上或理論上的關(guān)聯(lián)。

5、基于該認(rèn)知，開啟如下可能性：以如下方式將本身已知的具有用于光導(dǎo)體的至少一個(gè)工作通道的已知內(nèi)窺鏡與根據(jù)本發(fā)明解決方案構(gòu)造的模塊單元結(jié)合，該光導(dǎo)體在近端側(cè)與激光器光學(xué)耦合并且在遠(yuǎn)端側(cè)具有光出射孔，以及包括沖洗液體通道，所述沖洗液體通道與工作通道分開地構(gòu)造或者與該工作通道統(tǒng)一地(einheitlich)構(gòu)造，并且該沖洗液體通道在遠(yuǎn)端側(cè)開放地通向光出射孔的區(qū)域，并且在近端側(cè)與可選的沖洗液體輸送單元和沖洗液體容器流體地連接：所述模塊單元包括至少一個(gè)流量傳感器以及至少一個(gè)溫度傳感器，所述至少一個(gè)流量傳感器以及所述至少一個(gè)溫度傳感器能夠分別沿著沖洗液體通道和/或與沖洗液體通道流體地連接的輸入管線，沿著內(nèi)窺鏡布置的體外區(qū)域安裝，優(yōu)選以能夠松脫的方式固定地安裝。流量傳感器如此構(gòu)造和布置，使得能夠以與沖洗液體無接觸的方式求取沖洗流速。同樣，溫度傳感器如此構(gòu)造并且沿著沖洗液體通道和/或與沖洗液體通道流體地連接的輸入管線安裝，使得能夠以與沖洗液體無接觸的方式求取沖洗液體溫度。

6、此外，模塊單元要么包括輸入器件，要么包括接口，通過該輸入器件能夠輸入激光器的運(yùn)行參數(shù)，并且將運(yùn)行參數(shù)傳送給與該輸入器件連接的計(jì)算機(jī)單元，通過該接口能夠直接傳遞激光器的運(yùn)行參數(shù)。激光器的運(yùn)行參數(shù)優(yōu)選涉及激光功率，其中，通過激光脈沖頻率以及單脈沖能量能夠計(jì)算在光出射孔的位置上應(yīng)用的激光功率。

7、此外，在計(jì)算機(jī)單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)分析處理單元，該分析處理單元基于以傳感的方式檢測到的沖洗流速、沖洗液體的以傳感的方式檢測的溫度以及所求取的在體內(nèi)應(yīng)用的激光功率在數(shù)值上求取在基于激光的碎石術(shù)期間在體內(nèi)在光出射孔的位置上形成的溫度。與計(jì)算機(jī)單元分開地或者集成到計(jì)算機(jī)單元中地布置比較器單元，該比較器單元將經(jīng)求取的溫度與能夠調(diào)設(shè)的閾值(例如42℃)進(jìn)行比較，并且在高于該閾值的情況下產(chǎn)生信號(hào)。

8、此外，在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中設(shè)置有信號(hào)單元，該信號(hào)單元以無線或者有線連接的方式與比較器單元連接，并且能夠通過由比較器單元產(chǎn)生的信號(hào)以能夠觸覺地、聲學(xué)地和/或視覺地感知的方式出現(xiàn)。通過該信號(hào)單元，向執(zhí)行碎石術(shù)的醫(yī)生警告可能的體內(nèi)的過熱效應(yīng)，以便通過這種方式來中斷碎石術(shù)處理或者采取其他措施。

9、根據(jù)本解決方案的、優(yōu)選構(gòu)造為加裝組或者加裝套件的模塊單元僅包括如下部件：所述部件能夠模塊狀地安裝到處在使用中的內(nèi)窺鏡布置上，而不損害內(nèi)窺鏡布置的基本功能。因此，根據(jù)本解決方案的系統(tǒng)構(gòu)成在執(zhí)行基于激光的碎石術(shù)時(shí)輔助醫(yī)生的安全系統(tǒng)，醫(yī)生通過該安全系統(tǒng)獲得可靠且可負(fù)載的信息，以便能夠以有效且保護(hù)病人的方式執(zhí)行碎石術(shù)過程。

10、唯一的為此所需的信息涉及通過內(nèi)窺鏡布置借助工作通道或者沖洗液體通道在體內(nèi)引入的沖洗液體的當(dāng)前溫度、在待碎裂的結(jié)石的位置上應(yīng)用的激光功率以及通過工作通道或者沖洗液體通道在體內(nèi)在激光應(yīng)用的位置上引入沖洗液體的沖洗速率。

11、對(duì)于沖洗液體溫度以及沖洗速率所需的傳感器構(gòu)成如下結(jié)構(gòu)元件：所述結(jié)構(gòu)元件能夠分別以能夠松脫的方式固定地安裝到?jīng)_洗液體通道上和/或與沖洗液體通道流體地連接的輸入管線上，所述結(jié)構(gòu)元件安裝在內(nèi)窺鏡布置的以下區(qū)域中：該區(qū)域未在體內(nèi)引入到身體中。因此，優(yōu)選地，呈超聲波傳感器形式的流量傳感器適合用作確定沖洗流速的傳感器。呈紅外傳感器形式的溫度傳感器適合用于檢測沖洗液體溫度。

12、為了求取在光導(dǎo)體的光出射孔的位置上形成的溫度，需要能夠在激光器上預(yù)給定的運(yùn)行參數(shù)，所述運(yùn)行參數(shù)涉及激光脈沖頻率以及單脈沖能量。所述運(yùn)行參數(shù)能夠通過適當(dāng)構(gòu)造的輸入器件來提供，例如通過鍵盤或者借助通過語音控制進(jìn)行工作的輸入器件或者通過計(jì)算機(jī)單元的激光器上的直接接口。

13、在計(jì)算機(jī)單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)的分析處理單元基于下述公式以下述方式確定在光出射孔的位置上形成的溫度t：

14、

15、在大量的在試管中的(in?vitro)及在體外(ex?vivo)執(zhí)行的試驗(yàn)中，已證實(shí)在基于激光的碎石術(shù)期間在體內(nèi)在激光應(yīng)用的位置上形成的溫度與所應(yīng)用的激光功率、沖洗流速以及沖洗液體的溫度的數(shù)值相關(guān)性。

16、盡管上述算法是經(jīng)簡化的公式關(guān)聯(lián)，但借此能夠足夠準(zhǔn)確地預(yù)測在基于激光的碎石術(shù)期間在結(jié)石碎裂的位置上能夠預(yù)期的體內(nèi)最終溫度，從而使得能夠排除局部過熱，所述局部過熱能夠在基于激光的碎石術(shù)的位置的緊鄰的環(huán)境中導(dǎo)致不可逆的組織損傷。

17、如果激光器不具有用于顯示激光器運(yùn)行的接口，則模塊單元附加地包括用于識(shí)別顯示激光器運(yùn)行的聲學(xué)信號(hào)的麥克風(fēng)單元，該信號(hào)被傳送給分析處理單元，用以與實(shí)際發(fā)生的激光器運(yùn)行時(shí)間同步地進(jìn)行信號(hào)分析處理。因此，激光器在激光器運(yùn)行期間產(chǎn)生能夠明確唯一地探測到的聲學(xué)信號(hào)，所述聲學(xué)信號(hào)借助麥克風(fēng)單元能夠以時(shí)間分辨的方式檢測。

18、盡管負(fù)責(zé)執(zhí)行碎石術(shù)的醫(yī)生在執(zhí)行基于激光的碎石術(shù)時(shí)是唯一決策者，但是，在另一種實(shí)施方式中，根據(jù)本解決方案構(gòu)造的模塊單元能夠包括附加的(即除了以聲學(xué)的、視覺的和/或觸覺的方式出現(xiàn)的信號(hào)單元之外)緊急停止開關(guān)，該信號(hào)能夠觸發(fā)對(duì)至少用于激光源的電流供應(yīng)的中斷。

19、在另一種實(shí)施方式中，能夠匹配于內(nèi)窺鏡布置的模塊單元附加地具有用于檢測在沖洗液體容器內(nèi)所包含的沖洗液體量的填充狀態(tài)(füllstand)的單元。該單元構(gòu)造成設(shè)置在沖洗液體容器上的傳感器和/或構(gòu)造成實(shí)現(xiàn)在計(jì)算單元中的基于軟件的分析處理算法的形式，該分析處理算法基于以傳感的方式檢測到的沖洗流速和所測量的進(jìn)行沖洗液體排放的持續(xù)時(shí)間求取當(dāng)前的填充狀態(tài)。代表填充狀態(tài)的傳感器信號(hào)或者說代表填充狀態(tài)的、在數(shù)值上經(jīng)求取的填充狀態(tài)值至少用于監(jiān)控實(shí)際狀態(tài)以及用于預(yù)測直至完全排空沖洗液體容器位置的持續(xù)時(shí)間或者用于在達(dá)到最小剩余量時(shí)進(jìn)行警告。通過適合的顯示器以能夠光學(xué)地或者聲學(xué)地感知的方式向進(jìn)行處理的醫(yī)生示出由此獲得的信息。該顯示能夠通過信號(hào)單元實(shí)現(xiàn)或者能夠通過附加的顯示器實(shí)現(xiàn)，通過該信號(hào)單元向執(zhí)行碎石術(shù)的醫(yī)生警告可能的體內(nèi)的過熱效應(yīng)。

20、另一種實(shí)施方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所供應(yīng)的沖洗液體的溫度的附加監(jiān)控。為此，沖洗液體的以傳感的方式檢測的溫度(ts)優(yōu)選作為字母數(shù)字值顯示在目視儀上。此外，優(yōu)選將經(jīng)測量的溫度提供給所述比較器單元或者另外的比較器單元，其中，在沖洗液體的溫度(ts)低于或者高于臨界溫度值的情況下產(chǎn)生信號(hào)，該信號(hào)用作用于進(jìn)行處理的醫(yī)生的警告，例如在過冷的沖洗液體的情況下進(jìn)行警告，以便避免病人體溫過低的危險(xiǎn)。

21、在另一種可能的實(shí)施方式中，沖洗液體輸送單元設(shè)置有器件，通過所述器件能夠根據(jù)在光出射孔的位置上形成的溫度t和/或激光器的至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)沖洗液體速率。通過這種方式開啟如下可能性：根據(jù)所應(yīng)用的激光功率和/或干預(yù)區(qū)域中的經(jīng)計(jì)算的溫度主動(dòng)地調(diào)節(jié)呈泵的形式的沖洗液體輸送單元的沖洗液體速率。

22、根據(jù)本解決方案的用于在執(zhí)行基于激光的碎石術(shù)時(shí)進(jìn)行溫度監(jiān)控的系統(tǒng)能夠用于不同的解剖區(qū)域，例如用在膀胱區(qū)域、輸尿管區(qū)域或者腎盂區(qū)域中。視應(yīng)用領(lǐng)域而定地，能夠在不同的模式之間進(jìn)行選擇，用以匹配于所述干預(yù)。在此，該系統(tǒng)提供選擇前列腺、膀胱模式、輸尿管模式或者腎盂模式的可能性，所述模式的區(qū)別在于能夠定義的警告極限和所保存的特性曲線。由此能夠處理(adressieren)不同手術(shù)的個(gè)別的危險(xiǎn)譜。

23、因此，該系統(tǒng)能夠在泌尿科學(xué)方面的所有基于激光的方法中使用，尤其是在激光碎石術(shù)、激光輔助的前列腺切除術(shù)(holep、thulep)、激光汽化(pvp)和間質(zhì)激光汽化(ilc)中使用。