乳腺旋切系统及其自适应电机切割控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种乳腺旋切系统，其包括切割组件，所述切割组件包括内刀管和外刀管；所述外刀管由z向电机控制进行周向运动；所述内刀管由x向电机控制进行周向摆切运动，并由y向电机控制进行轴向运动；所述乳腺旋切系统还包括电机切割控制系统，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：检测切割过程中所述y向电机的负载电流大小，并根据所述负载电流大小调整所述x向电机和/或y向电机的运动速度或转矩。使用本发明专利技术的乳腺旋切系统及电机切割控制系统，可以减少乳腺微创手术过程中对医生个人经验的依赖，减少各种因素对切割效率和效果的影响，降低手术操作难度并降低患者手术过程中的不适感，同时能够使得设备不易损坏。

【技术实现步骤摘要】
乳腺旋切系统及其自适应电机切割控制系统
本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及乳腺旋切系统，特别是涉及乳腺旋切系统及其设置的自适应式电机切割控制系统。
技术介绍
目前市场上的真空辅助乳腺旋切系统主要产品有泰维康生产的麦默通、巴德生产的安珂、美国Suros外科系统公司生产的atec。这些产品技术点主要集中于整机系统、手柄及刀的机械结构，对乳腺旋切系统的电机控制研究较少。中国专利文献CN106880379A公开了一种乳腺微创手术自适应控制装置，对乳腺旋切系统的电机控制方法进行了探索，该专利文献中提供了一种根据B超图像分析得到的组织致密度信息进行自动调节、驱动相应电机运行的方法。然而在切割过程，不止存在这一种因素影响着刀头的切割效率和效果，除了组织的致密度，还有组织的柔韧度、刀头的锋利度、系统的负压值等，这些因素都会影响到切割的效率和效果。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种乳腺旋切系统及其自适应电机切割控制系统。通常在乳腺旋切系统的切割过程中，存在着多种因素影响着刀头的切割效率和效果，如组织的致密度、组织的柔韧度、刀头的锋利度、系统的负压值等等，这些因素的干扰，一部分会以电机负载电流变化的形式表现出来，并可以通过电机驱动器获得。本专利技术通过监测电机负载电流的大小，并对电机速度进行适当的调节，可以在一定程度上保证切割的效率和效果，同时避免因电机速度过大导致负载电流超过设备限制的情况发生。本专利技术的技术方案如下：一种乳腺旋切系统，包括切割组件，所述切割组件包括内刀管和外刀管；所述外刀管能够进行周向运动，所述外刀管的周向运动通过z向电机控制；所述内刀管能够进行周向摆切运动和轴向运动，所述内刀管的周向摆切运动由x向电机控制，所述内刀管的轴向运动由y向电机控制；所述乳腺旋切系统还包括电机切割控制系统，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：根据切割过程中所述y向电机的负载电流大小调整所述x向电机和/或y向电机的运动速度。所述的乳腺旋切系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：为所述x向电机和所述y向电机设定初始转速值；自动控制所述x向电机和所述y向电机的运动，以保证所述x向电机和所述y向电机转速分别为设定的所述初始转速值；监测、采集所述y向电机的负载电流大小，并根据所述负载电流大小实时调整所述x向电机和/或所述y向电机的转速。所述的乳腺旋切系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：控制所述y向电机先以设定的初始转速VY1驱动所述内刀管沿轴向运动，同时控制所述x向电机以设定的初始转速VX1驱动所述内刀管进行周向摆切运动，并根据VY=fY(IY)、VX=fX(IY)的函数关系调整所述y向电机和/或所述x向电机的运动速度，直到当次切割结束；其中，IY是所述y向电机的负载电流，VY是所述y向电机的运动速度，fY是所述y向电机的运动速度相对于所述y向电机的负载电流的函数，VX是所述x向电机的运动速度，fX是所述x向电机的运动速度相对于所述y向电机的负载电流的函数。所述的乳腺旋切系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：设定初始速度：VY1=1200，VX1=500；当所述y向电机的负载电流0≤IY＜0.1时，调整电机速度VY=600，VX=500；当所述y向电机的负载电流0.1≤IY＜0.2时，调整电机速度VY=1400，VX=200；当所述y向电机的负载电流IY≥0.2时，调整电机速度VY=1400，VX=50。所述的乳腺旋切系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：设定初始速度：VY1=1000，VX1=400；按照如下函数，根据测得的所述y向电机的负载电流调整所述y向电机及所述x向电机的速度：VY=50+45*IY，VX=1400-140*IY。所述的乳腺旋切系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：切割开始后，首先根据设定的初始转速VY1和VX1分别调整所述y向电机和所述x向电机的运动速度并使其维持在初始速度，然后判断所述内刀管是否到达结束位置，如判断结果为是，则切割结束，如判断结果为否，则获取所述y向电机的负载电流大小IY，之后根据VY=fY(IY)、VX=fX(IY)的函数关系调整所述y向电机和所述x向电机的运动速度，并循环进行判断内刀管是否到达结束位置、获取y向电机负载电流大小、根据所述函数关系调整所述y向电机及所述x向电机的运动速度的步骤，直至切割结束。基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供一种电机切割控制系统，用于控制乳腺旋切系统中电机的切割运动，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：根据切割过程中y向电机的负载电流大小调整所述x向电机和/或y向电机的运动速度或转矩。所述的电机切割控制系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：为所述x向电机和所述y向电机设定初始转速值；自动控制所述x向电机和所述y向电机的运动，以保证所述x向电机和所述y向电机转速分别为设定的所述初始转速值；监测、采集所述y向电机的负载电流大小，并根据所述负载电流大小实时调整所述x向电机和/或所述y向电机转速。所述的电机切割控制系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：控制所述y向电机先以设定的初始转速VY1驱动所述内刀管沿轴向运动，同时控制所述x向电机以设定的初始转速VX1驱动所述内刀管进行周向摆切运动，并根据VY=fY(IY)、VX=fX(IY)的函数关系调整所述y向电机和/或所述x向电机的运动速度，直到当次切割结束；其中，IY是所述y向电机的负载电流，VY是所述y向电机的运动速度，fY是所述y向电机的运动速度相对于所述y向电机的负载电流的函数，VX是所述x向电机的运动速度，fX是所述x向电机的运动速度相对于所述y向电机的负载电流的函数。所述的电机切割控制系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：设定初始速度：VY1=1200，VX1=500；当所述y向电机的负载电流0≤IY＜0.1时，调整电机速度VY=600，VX=500；当所述y向电机的负载电流0.1≤IY＜0.2时，调整电机速度VY=1400，VX=200；当所述y向电机的负载电流IY≥0.2时，调整电机速度VY=1400，VX=50。所述的电机切割控制系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：设定初始速度：VY1=1000，VX1=400；按照如下函数，根据测得的所述y向电机的负载电流调整所述y向电机及所述x向电机的速度：VY=50+45*IY，VX=1400-140*IY。所述的电机切割控制系统优选，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：切割开始后，首先根据设定的初始转速VY1和VX1分别调整所述y向电机和所述x向电机的运动速度并使其维持在初始速度，然后判断所述内刀管是否到达结束位置，如判断结果为是，则切割结束，如判断结果为否，则获取所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乳腺旋切系统，其特征在于，包括切割组件，所述切割组件包括内刀管和外刀管；所述外刀管能够进行周向运动，所述外刀管的周向运动通过z向电机控制；所述内刀管能够进行周向摆切运动和轴向运动，所述内刀管的周向摆切运动由x向电机控制，所述内刀管的轴向运动由y向电机控制；/n所述乳腺旋切系统还包括电机切割控制系统，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：/n检测切割过程中所述y向电机的负载电流大小，并根据检测得到的负载电流大小情况调整所述x向电机和/或所述y向电机的运动速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种乳腺旋切系统，其特征在于，包括切割组件，所述切割组件包括内刀管和外刀管；所述外刀管能够进行周向运动，所述外刀管的周向运动通过z向电机控制；所述内刀管能够进行周向摆切运动和轴向运动，所述内刀管的周向摆切运动由x向电机控制，所述内刀管的轴向运动由y向电机控制；
所述乳腺旋切系统还包括电机切割控制系统，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：
检测切割过程中所述y向电机的负载电流大小，并根据检测得到的负载电流大小情况调整所述x向电机和/或所述y向电机的运动速度。


2.如权利要求1所述的乳腺旋切系统，其特征在于，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：
为所述x向电机、所述y向电机设定初始转速值；
自动控制所述x向电机、所述y向电机的运动，以保证所述x向电机、所述y向电机转速分别为设定的所述初始转速值；
监测、采集所述y向电机的负载电流大小，并根据所述负载电流大小实时调整所述x向电机和/或所述y向电机的转速。


3.如权利要求2所述的乳腺旋切系统，其特征在于，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：控制所述y向电机先以设定的初始转速VY1驱动所述内刀管沿轴向运动，同时控制所述x向电机以设定的初始转速VX1驱动所述内刀管进行周向摆切运动，并根据VY=fY(IY)、VX=fX(IY)的函数关系调整所述y向电机和/或所述x向电机的运动速度，直到当次切割结束；其中，IY是所述y向电机的负载电流，VY是所述y向电机的运动速度，fY是所述y向电机的运动速度相对于所述y向电机的负载电流的函数，VX是所述x向电机的运动速度，fX是所述x向电机的运动速度相对于所述y向电机的负载电流的函数。


4.如权利要求3所述的乳腺旋切系统，其特征在于，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：
设定初始速度：VY1=1200，VX1=500；
当所述y向电机的负载电流0≤IY＜0.1时，调整电机速度VY=600，VX=500；
当所述y向电机的负载电流0.1≤IY＜0.2时，调整电机速度VY=1400，VX=200；
当所述y向电机的负载电流IY≥0.2时，调整电机速度VY=1400，VX=50。


5.如权利要求3所述的乳腺旋切系统，其特征在于，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：
设定初始速度：VY1=1000，VX1=400；
按照如下函数，根据测得的所述y向电机的负载电流调整所述y向电机及所述x向电机的速度：VY=50+45*IY，VX=1400-140*IY。


6.如权利要求3或4或5所述的乳腺旋切系统，其特征在于，所述电机切割控制系统配置为执行如下步骤：
切割开始后，首先根据设定的初始转速VY1和VX1分别调整所述y向电机和所述x向电机的运动速度并使其维持在初始速度，然后判断所述内刀管是否到达结束位置，如判断结果为是，则切割结束，如判断结果为否，则获取所述y向电机的负载电流大小IY，之后根据VY=fY(IY)、VX=fX(IY)的函数关系调整所述y向电机和所述x向电机的运动速度，并循环进行判断内刀管是否到达结束位置、获取y向电机负载电流大小、根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱宇尘，李琪，雷义洪，杨旭，谢彦杰，
申请(专利权)人：上海导向医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31