Endoskop mit Temperatur- und Druckmessung

Klinische Studien haben gezeigt, dass es bei einem intrarenalen Beckendruck über 30 mmHg zu einer Obstruktion des venösen und lymphatischen Abflusses im Nierenbecken kommt. Dadurch können Bakterien und Toxine in den Blutkreislauf gelangen, was das Risiko für Urosepsis, Hydronephrose und renale Parenchymblutungen erheblich erhöht. Darüber hinaus kommt es bei einer intrakavitären Temperatur über 43 °C für mehr als 3 Sekunden zu thermischen Verletzungen der Harnwegsschleimhaut, was zu postoperativen Schleimhautödemen, Strikturen, anhaltender Hämaturie und anderen Komplikationen führen kann.

Das neue integrierte Harnleiter-Nierenbecken-Endoskop mit Druck- und Temperaturmessung baut auf der herkömmlichen flexiblen/starren Endoskop- oder Zugangshüllenstruktur auf. Es integriert miniaturisierte Drucksensoren, hochpräzise Temperatursensoren und Datenübertragungsmodule, gekoppelt mit einer intelligenten Überwachungs- und Steuerungsplattform. Das System ermöglicht die Echtzeiterfassung, dynamische Anzeige, Grenzwert-Frühwarnung und automatische Regelung von Druck und Temperatur während der Operation. Das Gesamtsystem zeichnet sich durch hohe Präzision, geringe Latenz, Miniaturisierung und starke Kompatibilität aus. Es ist kompatibel mit standardmäßigen flexiblen und starren Ureteroskopen sowie verschiedenen Laser-Lithotripsie-Geräten.

Faseroptische Temperatur-Drucksensoren und miniaturisierte piezoresistive Drucksensoren werden derzeit häufig eingesetzt. Die Kosten für Sensoren für Einweg-Endoskope/Zugangshülsen liegen zwischen 60 und 120 US-Dollar.

Einige Sensoren kosten nur 1 US-Dollar, ausgenommen solche, die lediglich als Marketing-Gimmicks ohne tatsächliche Temperatur- und Druckmessfunktionen hergestellt werden.

Ausgestattet mit einem integrierten ultra-miniaturisierten Drucksensorchip, der direkt die luminale Oberfläche des Nierenbeckens und des Harnleiters kontaktiert, erfasst das Gerät dynamisch die Druckdaten im Nierenbecken mit einer Frequenz von 6-mal pro Sekunde oder höher. Die Daten werden in Echtzeit an einen intelligenten Bildschirm übertragen, um die Schwankungskurve des intrakavitären Drucks präzise darzustellen. Das klinisch anerkannte Sicherheitsparametersystem definiert den sicheren Schwankungsbereich des Nierenbeckendrucks als -15 bis 5 mmHg, wobei 20 mmHg als Warngrenze und 30 mmHg als Sicherheitsgrenzwert festgelegt sind. Während der Operation löst das System sofort akustische und visuelle Alarme aus, wenn übermäßige Perfusionsflussraten oder eine Luminalblockade den Druck in die Nähe oder über die Grenze bringen. Gleichzeitig wird automatisch eine Verbindung mit Perfusions- und Unterdruckabsauggeräten hergestellt, um die Perfusionsflussrate und den Unterdruck dynamisch anzupassen, den Nierenbeckendruck im sicheren Bereich zu stabilisieren und einen Druckaufbau zu verhindern.

Im Vergleich zur indirekten Überwachungsmethode mit herkömmlichen externen Druckkathetern erfordert die eingebaute Sensorstruktur keine zusätzlichen chirurgischen Instrumente und belegt nicht den Arbeitskanal. Sie liefert genauere Messungen und eine schnellere Reaktion, wodurch Nachteile der herkömmlichen Überwachung wie umständliche Handhabung, Datenverzögerung und große Messfehler wirksam vermieden werden.

Ein hochpräzises thermisches Sensorelement ist an der Spitze des Endoskops integriert, um während der Laser-Lithotripsie und thermischer Schleimhautschädigung Echtzeit-Temperaturänderungen der intrakavitären Flüssigkeit und des Gewebes zu erfassen. Die Temperaturmessgenauigkeit beträgt ±0,1 °C, und der Temperaturüberwachungsbereich deckt alle klinischen Operationsszenarien ab. Gemäß den klinischen Sicherheitsstandards legt das System 43 °C als Temperatursicherheitsschwelle fest. Wenn die konzentrierte Wärmeentwicklung während der Laser-Lithotripsie oder ein abnormaler Anstieg der Spülflüssigkeit die intrakavitäre Temperatur über den Grenzwert treibt, gibt das System einen sofortigen Alarm aus. Anschließend pausiert es automatisch die Laserabgabe und erhöht die Zirkulationsrate der niedrig temperierten Spülflüssigkeit, um die Wärmeableitung in der Körperhöhle zu beschleunigen und anhaltende lokale Hochtemperaturschäden an der Harnwegsschleimhaut und dem Nierenparenchym zu verhindern.

Das Sensormodul zeichnet sich durch einen winzigen Formfaktor aus und beeinträchtigt weder die flexible Ablenkung des Endoskops noch die Lithotripsie- und Steinentfernungsvorgänge. Es ist mit gängigen Lithotripsie-Geräten kompatibel, einschließlich supergepulster Thulium-Laser und Holmium-Laser.

Das vollständige Gerät etabliert ein integriertes intelligentes System aus „Überwachung – Warnung – Regelung – Aufzeichnung“. Es speichert kontinuierlich dynamische intraoperative Druck- und Temperaturdaten und erstellt chirurgische Parameterberichte, die eine objektive Datengrundlage für die postoperative Zustandsbeurteilung, die Rückverfolgung von Komplikationen und die Optimierung chirurgischer Protokolle bieten. Darüber hinaus passt sich das System verschiedenen Operationspositionen, unterschiedlichen Perfusionsflussraten und komplexen Steinchirurgie-Szenarien an. Es justiert automatisch die Parametersteuerungslogik und wägt dabei klare Sichtverhältnisse im Operationsfeld und operative Sicherheit ab.

Die meisten Patienten mit Harnwegssteinen im oberen Harntrakt haben begleitende okkulte Harnwegsinfektionen. Bei konventionellen Operationen schädigt ein hoher Nierenbeckendruck die Schleimhautbarriere der Harnwege, wodurch Bakterien und Endotoxine in den Blutkreislauf gelangen können. Dies ist der Hauptauslöser für eine postoperative Urosepsis, die in schweren Fällen lebensbedrohlich sein kann. Das intelligente Drucküberwachungssystem kontrolliert den Nierenbeckendruck während des gesamten Eingriffs, um Druckaufbau zu verhindern und die Wege für Toxine und Bakterien in den Blutkreislauf zu reduzieren. Gleichzeitig unterstützen die Echtzeit-Druckdaten die Chirurgen dabei, standardisierte Operationstechniken anzuwenden und forcierte Perfusion sowie anhaltende Hochdruck-Distension zu vermeiden, wodurch das Risiko einer Infektionsausbreitung grundlegend gesenkt wird. Mehrere kontrollierte klinische Studien haben bestätigt, dass Patienten, die mit dem intelligenten druck- und temperaturkontrollierten Ureteropyeloskop operiert werden, im Vergleich zur konventionellen Chirurgie eine deutliche Reduktion der Inzidenz von postoperativem Fieber, Harnwegsinfektionen und Sepsis aufweisen.

Während der Laser-Lithotripsie führt die lokal konzentrierte Energie zu einem sofortigen Anstieg der intrakavitären Temperatur. Die konventionelle Chirurgie kann Temperaturveränderungen nicht in Echtzeit erfassen, was leicht zu thermischen Verbrennungen der Ureter- und Nierenbeckenschleimhaut führen kann. Nach der Schleimhautheilung bilden sich Narbenadhäsionen, die langfristige Komplikationen wie Strikturen der oberen Harnwege und Hydronephrose zur Folge haben. Die Echtzeit-Temperaturmessfunktion überwacht präzise das intrakavitäre thermische Umfeld und greift bei hohen Temperaturen umgehend ein, um das Fortschreiten thermischer Schäden zu stoppen. Sie erhält die Integrität der Harnwegsschleimhaut in größtmöglichem Maße, reduziert wirksam die Inzidenz postoperativer Ureterstrikturen, anhaltender Hämaturie, dumpfer Lendenschmerzen und anderer Komplikationen und verbessert die langfristige Prognose der Patienten.

Um Hochdruckrisiken bei konventionellen Eingriffen zu vermeiden, müssen Perfusion und Lithotripsie häufig intermittierend unterbrochen werden, was die chirurgische Kontinuität stört und die Operationszeit verlängert. Das intelligente Temperatur- und Drucküberwachungssystem ermöglicht eine kontinuierliche und stabile Perfusion bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung sicherer Druck- und Temperaturniveaus, gewährleistet ein klares Operationsfeld und unterstützt eine ununterbrochene Lithotripsie und Steinentfernung. Es verbessert erheblich die Effizienz der Steinentfernung und verkürzt die Operationsdauer. Bei komplexen Fällen wie Ausgusssteinen und zahlreichen feinen Fragmentsteinen passt sich die dynamische Parameterregelungsfähigkeit des Systems komplexen chirurgischen Szenarien an und erhöht die Einmal-Steinentfernungsrate bei komplexen Steinen unter Gewährleistung der Sicherheit.

Intraoperativ erfasste Daten wie Druck, Temperatur, Perfusionsflussrate und Lasereinwirkungsdauer ermöglichen eine quantitative Rückverfolgbarkeit chirurgischer Manöver. Dies überwindet die Einschränkung konventioneller Chirurgie, die stark von der Erfahrung des Chirurgen abhängt, liefert objektive Daten für standardisierte klinische chirurgische Ausbildung, die Überprüfung schwieriger Fälle und die Optimierung von Behandlungsprotokollen und unterstützt zudem die evidenzbasierte medizinische Forschung zur minimalinvasiven Diagnostik und Therapie der oberen Harnwege.