物理振动排石联合多模式碎石治疗的阶梯化控制方法

本技术涉及碎石治疗，具体涉及一种物理振动排石联合多模式碎石治疗的阶梯化控制方法。

背景技术：

1、在泌尿外科腔内碎石手术（如输尿管镜或肾镜手术）中，当前主流的“碎清一体化”方案依赖于将结石粉碎后，利用持续的生理盐水冲洗流配合负压吸附将碎片排出体外。然而，对于贴附于尿路粘膜表面，尤其是隐匿于肾盏憩室或角度刁钻的肾下盏内的残留碎片，恒定冲洗流所产生的流体剪切力，往往不足以克服碎片与粘膜间的粘附力及局部流场的“静水垫”效应，导致清石效率急剧下降。

2、这种“贴壁残留碎片”现象是导致术后结石复发的主要风险源。术中，医生虽可通过手动增大冲洗压力或反复调整吸附头位置来尝试解决，但此举不仅极大地依赖术者经验、延长手术时间，更存在因压力控制不当导致肾内压力骤增、甚至组织损伤的潜在风险。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本技术旨在提供一种物理振动排石联合多模式碎石治疗的阶梯化控制方法，包括以下步骤：

2、在完成目标结石的破碎后，启动冲洗单元和/或负压吸附单元进行清石，并实时监测用于表征清石受阻状态的第一状态参数；

3、根据所述第一状态参数，判断是否存在贴壁残留碎片；

4、若是，则控制从第一清石亚模式切换至第二清石亚模式；

5、其中，所述第一清石亚模式为以恒定参数进行的冲洗和/或吸附；

6、所述第二清石亚模式为以下任一者或其组合：

7、脉冲涡流冲洗模式：控制所述冲洗单元输出周期性变化的脉冲冲洗流，其峰值压力高于所述第一清石亚模式的恒定冲洗压力；

8、协同震荡清石模式：控制所述冲洗单元与所述负压吸附单元以预设的异相时序交替工作，在目标区域产生流体震荡效应。

9、根据本技术提供的技术方案，所述实时监测用于表征清石受阻状态的第一状态参数，包括以下步骤：

10、通过所述腔内手术系统的图像采集设备，实时获取包含结石碎片的目标区域视频流；

11、对所述目标区域视频流进行实时图像识别，以计算出碎片残留率和/或碎片移动速率作为所述第一状态参数；

12、所述根据所述第一状态参数，判断是否存在贴壁残留碎片，包括以下步骤：

13、若所述碎片残留率的下降速率低于第一预设阈值，和/或所述碎片移动速率低于第二预设阈值，则判定存在贴壁残留碎片。

14、根据本技术提供的技术方案，在所述控制从第一清石亚模式切换至第二清石亚模式后，还包括以下步骤：

15、持续监测所述第一状态参数，并基于所述第一状态参数的变化趋势，动态调整所述第二清石亚模式的控制参数；

16、其中：

17、若切换至所述脉冲涡流冲洗模式，则动态调整的控制参数为脉冲的峰值压力和/或脉冲频率；

18、若切换至所述协同震荡清石模式，则动态调整的控制参数为冲洗与吸附交替工作的周期频率和/或强度比例。

19、根据本技术提供的技术方案，在所述第二清石亚模式的执行过程中，还包括以下步骤：

20、实时监测用于表征组织安全状态的第二状态参数；

21、若所述第二状态参数超出安全操作边界，则触发保护性操作；

22、其中，所述安全操作边界与所述第二清石亚模式的控制参数动态关联；

23、所述保护性操作包括：动态下调所述第二清石亚模式的控制参数强度，或暂时中断所述第二清石亚模式并回落至所述第一清石亚模式。

24、根据本技术提供的技术方案，还包括以下步骤：

25、接收并解析来自医生的交互指令，所述交互指令通过图形用户界面上的操作产生，包括圈选特定残留碎片或划定重点清石区域；

26、将所述交互指令转化为对所述第二清石亚模式的控制参数的空间或目标约束。

27、根据本技术提供的技术方案，所述将所述交互指令转化为对所述第二清石亚模式的控制参数的空间或目标约束，包括以下步骤：

28、基于所述图像采集设备的实时内窥镜影像，建立二维图像坐标与三维手术空间的映射关系，确定所述特定残留碎片或重点清石区域在三维手术空间中的实际位置和空间范围；

29、根据所述实际位置和空间范围，计算实现有效清石所需的流体作用矢量，所述流体作用矢量包括作用点的空间坐标、作用方向和作用范围；

30、根据所述流体作用矢量，生成相应的控制指令，驱动所述冲洗单元和/或负压吸附单元的末端执行机构进行位姿调整，使其输出的冲洗流道和/或吸附场覆盖圈选的碎片或划定的区域。

31、根据本技术提供的技术方案，所述根据所述流体作用矢量，生成相应的控制指令，驱动所述冲洗单元和/或负压吸附单元的末端执行机构进行位姿调整之后，包括以下步骤：

32、在所述末端执行机构调整到位后，控制所述第二清石亚模式以与所述空间范围相匹配的参数执行清石操作；

33、其中，当交互指令为圈选特定残留碎片时，控制所述脉冲涡流冲洗模式产生聚焦型涡流，其涡流核心区域与特定残留碎片的投影区域重合；

34、当交互指令为划定重点清石区域时，控制所述协同震荡清石模式在划定区域内维持高强度震荡参数，而在划定区域的边界外则采用梯度衰减方式平滑过渡至基础清石参数。

35、根据本技术提供的技术方案，所述第二清石亚模式为所述脉冲涡流冲洗模式与所述协同震荡清石模式的组合，通过以下方式实现：

36、控制所述冲洗单元执行至少一个周期的所述脉冲涡流冲洗模式，以将贴壁残留碎片从组织表面剥离；

37、在维持所述脉冲涡流冲洗模式的同时，启动所述负压吸附单元以所述协同震荡清石模式与所述冲洗单元协同工作，将被剥离的碎片推向并吸入所述负压吸附单元。

38、根据本技术提供的技术方案，所述在维持所述脉冲涡流冲洗模式的同时，启动所述负压吸附单元以所述协同震荡清石模式与所述冲洗单元协同工作，包括以下步骤：

39、控制所述负压吸附单元的吸附力脉冲，以使其峰值出现在所述冲洗单元的脉冲涡流的压力波谷相位；

40、将所述协同震荡清石模式的震荡周期与所述脉冲涡流冲洗模式的脉冲周期进行频率耦合，其中，所述震荡周期的频率为所述脉冲周期的频率的n倍；

41、基于所述流体作用矢量所确定的碎片移动轨迹，实时调整所述负压吸附单元的末端执行机构的空间位姿，以使所述吸附场的有效作用范围持续覆盖被剥离的碎片。

42、根据本技术提供的技术方案，控制从第一清石亚模式切换至第二清石亚模式的步骤中，还包括以下步骤：

43、基于所述第一状态参数，判断贴壁残留碎片的分布状态；

44、若所述分布状态为孤立性残留碎片，则控制切换至所述脉冲涡流冲洗模式与所述协同震荡清石模式中的任一者作为第二清石亚模式；

45、若所述分布状态为簇状或弥漫性残留碎片，则控制切换至所述脉冲涡流冲洗模式与所述协同震荡清石模式的组合作为第二清石亚模式。

46、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：通过实时监测清石受阻状态参数，能够在系统检测到贴壁残留碎片时，从基础的、恒定参数的第一清石亚模式，切换至具有更强流体动力学干预能力的第二清石亚模式。无论是通过脉冲涡流冲洗模式产生的高能量、周期性涡流来直接冲击、剥离贴壁碎片，还是通过协同震荡清石模式利用冲洗与吸附的异相时序工作制造方向交变的净流体震荡力来摇松碎片，都旨在从根本上突破传统恒定冲洗的流体力学局限。这种基于实时反馈的、模式化的主动干预，显著提高了对贴壁残留碎石的清除效率，从技术上直接降低了因清石不彻底所致的术后复发风险。