电外科手术系统及控制方法技术方案

公开了一种电外科手术系统及其控制方法。通过获取当前时刻的功率误差值和功率误差变化率，根据当前时刻的功率误差值、功率误差变化率和预定义的模糊规则获取控制参数变化量，根据所述控制参数变化量调整控制参数以控制电外科手术系统的输出功率。由此，可以自适应地调整控制参数，提高电外科手术系统的输出功率的精度。

【技术实现步骤摘要】
电外科手术系统及控制方法
本专利技术涉及医疗设备
，尤其涉及一种电外科手术系统及其控制方法。
技术介绍
电外科手术是以高频电流的凝固和烧灼作用施行的手术治疗方法。一般对皮肤的作用是将热传导给组织，或通过电流在组织产生热反应。在皮肤外科手术中常用的电外科方法是电凝和电切割，与普通外科的使用方法相同，而电灼、电干燥和电烙在皮肤科可与其他治疗方法结合使用。目前，电外科手术系统的功率控制比较常用的方法有区间比较法和PID(ProportionIntegralDifferential，比例、积分和微分)算法。其中，区间比较法对于输出功率的控制精细度比较低。PID算法需要专家的经验或者大量的测试数据来支撑，在实际使用中会出现超调和震荡，被控对象的时变性和非线性较大的情况下功率控制不稳定。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种电外科手术系统及其控制方法，可以自适应地调整控制参数，提高电外科手术系统的输出功率的精度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种控制方法，用于控制电外科手术系统的输出功率，所述方法包括：获取输入信号，所述输入信号包括当前时刻的功率误差值和功率误差变化率；根据所述当前时刻的功率误差值、所述功率误差变化率和预定义的模糊规则获取控制参数变化量，其中，所述控制参数包括比例系数、积分时间常数、微分时间常数；根据所述控制参数变化量获取所述电外科手术系统的输出功率；根据所述电外科手术系统的输出功率生成对应的控制信号，所述控制信号用于控制功率发生器输出对应的功率。优选地，所述获取输入信号包括：获取目标功率值；获取当前时刻的实际功率值；根据所述当前时刻的实际功率值和所述目标功率值获取所述当前时刻的功率误差值，所述功率误差值为所述当前时刻的实际功率值和所述目标功率值之差；获取上一时刻的功率误差值；以及根据所述当前时刻的功率误差值和所述上一时刻的功率误差值获取所述功率误差变化率。优选地，获取当前时刻的实际功率值包括：获取当前时刻的输出电压和输出电流；以及根据所述当前时刻的输出电压和输出电流计算获取所述当前时刻的实际功率值。优选地，根据所述当前时刻的功率误差值、所述功率误差变化率和预定义的模糊规则获取控制参数变化量包括：对所述当前时刻的功率误差值进行模糊处理以获取第一隶属度；对所述功率误差变化率进行模糊处理以获取第二隶属度；根据所述第一隶属度、所述第二隶属度和所述预定义的模糊规则确定控制参数的隶属度；以及根据所述控制参数隶属度获取所述控制参数变化量。优选地，根据所述控制参数变化量获取所述电外科手术系统的输出功率包括：根据所述控制参数变化量更新控制参数；以及根据更新后的控制参数获取所述电外科手术系统的输出功率；其中，根据如下公式更新所述控制参数：其中，ΔKp、ΔKi和ΔKd分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的变化量，Kp′、Ki′和Kd′分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的初始值，Kp、Ki和Kd分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的更新后的值；其中，根据如下公式获取控制信号：其中，Pout为输出功率，e(t)为当前时刻的功率误差。第二方面，本专利技术实施例提供了一种电外科手术系统，所述系统包括：人机操作单元，被配置为获取目标功率值；电压获取单元，被配置为获取输出电压；电流获取单元，被配置为获取输出电流；控制单元，被配置为根据所述取目标功率值、输出电压和输出电流获取输入信号，所述输入信号包括当前时刻的功率误差值和功率误差变化率，根据所述当前时刻的功率误差值、所述功率误差变化率和预定义的模糊规则获取控制参数变化量，根据所述控制参数变化量获取输出功率，根据所述输出功率生成对应的控制信号，其中，所述控制参数包括比例系数、积分时间常数、微分时间常数；功率发生器，被配置为根据所述控制信号输出对应的功率；以及电极单元，被配置为接收所述功率发生器输出的功率并输出。优选地，所述控制单元被配置为对所述当前时刻的功率误差值进行模糊处理以获取第一隶属度，对所述功率误差变化率进行模糊处理以获取第二隶属度，根据所述第一隶属度、所述第二隶属度和所述预定义的模糊规则确定控制参数中间变化量，根据所述控制参数中间变化量获取所述控制参数变化量。优选地，所述控制单元被配置为根据所述控制参数变化量更新控制参数，根据更新后的控制参数获取所述电外科手术系统的输出功率；其中，根据如下公式更新所述控制参数：其中，ΔKp、ΔKi和ΔKd分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的变化量，Kp′、Ki′和Kd′分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的初始值，Kp、Ki和Kd分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的更新后的值；其中，根据如下公式获取控制信号：其中，Pout为输出功率，e(t)为当前时刻的功率误差。优选地，所述控制信号为数字信号；所述系统还包括：数模转换单元，被配置为将所述控制信号转换为模拟信号。优选地，所述系统还包括：电压处理单元，被配置为对所述电压获取单元获取的输出电压进行处理；以及电流处理单元，被配置为对所述电流获取单元获取的输出电流进行处理。本专利技术实施例的技术方案通过获取当前时刻的功率误差值和功率误差变化率，根据当前时刻的功率误差值、功率误差变化率和预定义的模糊规则获取控制参数变化量，根据所述控制参数变化量调整控制参数以控制电外科手术系统的输出功率。由此，可以自适应地调整控制参数，提高电外科手术系统的输出功率的精度。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的电外科手术系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的控制方法的流程图；图3是本专利技术实施例的获取输入信号的流程图；图4是本专利技术实施例的获取控制参数变化量的流程图；图5是本专利技术实施例的比例系数的模糊规则表的示意图；图6是本专利技术实施例的积分时间常数的模糊规则表的示意图；图7是本专利技术实施例的微分时间常数的模糊规则表的示意图；图8是本专利技术实施例的功率曲线示意图；图9是本专利技术实施例的电子设备的示意图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制方法，用于控制电外科手术系统的输出功率，其特征在于，所述方法包括：/n获取输入信号，所述输入信号包括当前时刻的功率误差值和功率误差变化率；/n根据所述当前时刻的功率误差值、所述功率误差变化率和预定义的模糊规则获取控制参数变化量，其中，所述控制参数包括比例系数、积分时间常数、微分时间常数；/n根据所述控制参数变化量获取所述电外科手术系统的输出功率；/n根据所述电外科手术系统的输出功率生成对应的控制信号，所述控制信号用于控制功率发生器输出对应的功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制方法，用于控制电外科手术系统的输出功率，其特征在于，所述方法包括：
获取输入信号，所述输入信号包括当前时刻的功率误差值和功率误差变化率；
根据所述当前时刻的功率误差值、所述功率误差变化率和预定义的模糊规则获取控制参数变化量，其中，所述控制参数包括比例系数、积分时间常数、微分时间常数；
根据所述控制参数变化量获取所述电外科手术系统的输出功率；
根据所述电外科手术系统的输出功率生成对应的控制信号，所述控制信号用于控制功率发生器输出对应的功率。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取输入信号包括：
获取目标功率值；
获取当前时刻的实际功率值；
根据所述当前时刻的实际功率值和所述目标功率值获取所述当前时刻的功率误差值，所述功率误差值为所述当前时刻的实际功率值和所述目标功率值之差；
获取上一时刻的功率误差值；以及
根据所述当前时刻的功率误差值和所述上一时刻的功率误差值获取所述功率误差变化率。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取当前时刻的实际功率值包括：
获取当前时刻的输出电压和输出电流；以及
根据所述当前时刻的输出电压和输出电流计算获取所述当前时刻的实际功率值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前时刻的功率误差值、所述功率误差变化率和预定义的模糊规则获取控制参数变化量包括：
对所述当前时刻的功率误差值进行模糊处理以获取第一隶属度；
对所述功率误差变化率进行模糊处理以获取第二隶属度；
根据所述第一隶属度、所述第二隶属度和所述预定义的模糊规则确定控制参数的隶属度；以及
根据所述控制参数隶属度获取所述控制参数变化量。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述控制参数变化量获取所述电外科手术系统的输出功率包括：
根据所述控制参数变化量更新控制参数；以及
根据更新后的控制参数获取所述电外科手术系统的输出功率；
其中，根据如下公式更新所述控制参数：



其中，ΔKp、ΔKi和ΔKd分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的变化量，Kp′、Ki′和Kd′分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的初始值，Kp、Ki和Kd分别是比例系数、积分时间常数、微分时间常数的更新后的值；
其中，根据如下公式获取控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴智鑫，史新峰，熊健，王全胜，
申请(专利权)人：湖南菁益医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43