超声手术器械的控制方法及装置、手术设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超声手术器械的控制方法及装置、手术设备及存储介质。该控制方法包括：向所述超声手术器械施加驱动信号，以使所述超声手术器械在所述驱动信号的作用下发生振动，其中所述驱动信号包括驱动频率；在所述超声手术器械切割所述目标组织的过程中，获取所述超声手术器械的反馈电流、反馈电压、容抗和相位角；基于所述反馈电流、所述反馈电压和所述容抗，确定使所述超声手术器械在谐振状态下振动的目标相位角；比较所述目标相位角和相位角，根据比较结果调节所述驱动频率，以使所述超声手术器械在所述谐振状态下振动。上述控制方法中，通过比较该相位差和目标相位差，并且根据比较结果调节驱动频率，从而达到实施跟踪该谐振频率的目的。振频率的目的。振频率的目的。

【技术实现步骤摘要】
超声手术器械的控制方法及装置、手术设备及存储介质


[0001]本公开实施例涉及一种超声手术器械的控制方法及装置、手术设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，超声手术刀在医疗上的运用越来越广泛。在实际应用中，为了让超声手术刀的换能器能尽可能高效率地将电能转换成机械能，利用并联阻抗匹配实现了超声手术刀的阻抗匹配，让超声手术刀的换能器呈现纯阻抗，从而使换能器的输出功率最大，并且减少了换能器的发热，延长了使用寿命。

技术实现思路

[0003]根据本公开第一方面，提供一种超声手术器械的控制方法，所述超声手术器械用于切割目标组织，所述控制方法包括：向所述超声手术器械施加驱动信号，以使所述超声手术器械在所述驱动信号的作用下发生振动，其中所述驱动信号包括驱动频率；在所述超声手术器械切割目标组织的过程中，获取所述超声手术器械的反馈电流、反馈电压、容抗和相位角；基于所述反馈电流、所述反馈电压和所述容抗，确定使所述超声手术器械在谐振状态下振动的目标相位角；比较所述目标相位角和所述相位角，根据比较结果调节所述驱动频率，以使所述超声手术器械在所述谐振状态下振动。
[0004]至少一些实施例中，所述比较所述目标相位角和相位角，根据比较结果调节所述驱动频率，包括：确定所述相位角是否在所述目标相位角的预设范围，包括：当所述相位角不在所述目标相位角的预设范围内时，调节所述驱动频率；当所述相位角在所述目标相位角的预设范围内时，保持所述驱动频率不变。
[0005]至少一些实施例中，所述当所述相位角不在所述目标相位角的预设范围内时，调节所述驱动频率，包括：当所述相位角大于所述目标相位角的预设范围的最大值时，增加所述驱动频率；当所述相位角小于所述目标相位角的预设范围的最小值时，降低所述驱动频率。
[0006]至少一些实施例中，所述控制方法还包括：当所述相位角不在所述目标相位角的预设范围内时，确定所述相位角和所述目标相位角之间的差值是否在预设差值范围内，包括：当所述差值不在所述预设差值范围内时，以第一频率步进值调节所述驱动频率；当所述差值在所述预设差值范围内时，以第二频率步进值调节所述驱动频率；其中，所述第一频率步进值大于所述第一频率步进值。
[0007]至少一些实施例中，所述控制方法包括：当所述相位角不在所述目标相位角的预设范围内且所述差值不在所述预设差值范围内时，以所述第一频率步进值调节所述驱动频率；在调节所述驱动频率后，重新获取所述反馈电流、所述反馈电压、所述容抗和所述相位角；根据重新获取的所述反馈电流、所述反馈电压和所述容抗，重新确定所述目标相位角；比较重新确定的所述目标相位角和重新获取的所述相位角；当所述重新获取的所述相位角不在所述重新确定的目标相位角的预设范围内且二者之间的差值在所述预设差值范围内
时，以所述第二频率步进值调节所述驱动频率。
[0008]至少一些实施例中，所述目标相位角为大于等于1
°
且小于等于80
°
；所述目标相位角的预设范围为所述目标相位角
±
1.000
°
范围内；所述预设差值范围为大于等于4
°
且小于等于6
°
。
[0009]至少一些实施例中，所述基于所述反馈电压、所述反馈电流和所述容抗，确定使所述超声手术器械在所述谐振状态下振动的目标相位角，包括：根据所述反馈电压和所述容抗，确定无功反馈电流：无功反馈电流=反馈电压
÷
容抗根据所述无功反馈电流和所述反馈电流，确定所述目标相位角：目标相位角=arcsin (无功反馈电流
÷
反馈电流)。
[0010]至少一些实施例中，在所述超声手术器械切割所述目标组织之前，所述控制方法还包括：获取所述超声手术器械的空载阻抗；基于所述空载阻抗，确定用于调节所述驱动频率的初始频率。
[0011]至少一些实施例中，所述控制方法包括：在预设频率范围内进行频率扫描，其中所述空载阻抗在所述频率扫描过程中随频率的变化而变化；在所述频率扫描过程中，确定所述空载阻抗的最小值；将与所述空载阻抗的最小值对应的频率确定为所述驱动频率的初始频率。
[0012]至少一些实施例中，所述控制方法还包括：在所述超声手术器械切割所述目标组织之前，确定所述超声手术器械是否出现异常，包括：在预设频率范围内进行频率扫描；在所述频率扫描过程中，获取所述超声手术器械的空载阻抗和空载相位角；分别确定所述空载阻抗和所述空载相位角是否在各自的预设范围内；如果所述空载阻抗和所述空载相位角中的任一个不在所述预设范围内，则确定所述超声手术器械出现异常。
[0013]至少一些实施例中，所述空载阻抗的预设范围为大于0且小于等于200欧姆；所述空载相位角的预设范围为大于等于0
°
且小于等于90
°
。
[0014]至少一些实施例中，所述控制方法还包括：在所述超声手术器械切割所述目标组织过程中，确定所述超声手术器械是否出现异常，包括：确定所述驱动频率是否在预设范围内；如果所述驱动频率不在所述预设范围内，则确定所述超声手术器械出现异常。
[0015]至少一些实施例中，所述驱动频率的预设范围为大于等于53.5千赫兹且小于等于57.5千赫兹。
[0016]至少一些实施例中，所述获取所述超声手术器械的反馈电压和反馈电流，包括:顺序采集n组原始反馈数据，每组原始反馈数据包括原始反馈电压和原始反馈电流，n≥2；并且处理所述n组原始反馈数据，其中，处理所述n组原始反馈数据包括：计算所述n组原始反馈数据所包括的原始反馈电压的平均值以作为所述反馈电压，并计算所述n组原始反馈数据所包括的原始反馈电流的平均值以作为所述反馈电流。
[0017]至少一些实施例中，所述顺序采集n组原始反馈数据包括：采集第i组原始反馈数据，所述第i组原始反馈数据包括第i个原始反馈电压和第i个原始反馈电流，n≥i≥1；确定第i组原始反馈数据是否正常，包括：分别确定第i个原始反馈电压和第i个原始反馈电流是否在预设范围内；如果第i个原始反馈电压和第i个原始反馈电流的任一个不在预设范围内，则所述第i组原始反馈数据不被纳入所述n组原始反馈数据；如果第i个原始反馈电压和第i个原始反馈电流的任一个分别在预设范围内，则所述第i组原始反馈数据被纳入所述n组原始反馈数据。
[0018]至少一些实施例中，所述原始反馈电压的预设范围为：10V≤原始反馈电压≤150V；所述原始反馈电流的预设范围为：100mA≤原始反馈电流≤500mA。
[0019]至少一些实施例中，在所述超声手术器械切割所述目标组织之前或切割所述目标组织过程中，当确定所述超声手术器械出现异常时，发出报警信号。
[0020]至少一些实施例中，在所述超声手术器械切割所述目标组织的过程中，重复执行所述获取所述超声手术器械的反馈电流、反馈电压、容抗和相位角的步骤、所述基于所述反馈电流、所述反馈电压和所述容抗确定使所述超声手术器械在谐振状态下振动的目标相位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声手术器械的控制方法，所述超声手术器械用于切割目标组织，其特征在于，所述控制方法包括：向所述超声手术器械施加驱动信号，以使所述超声手术器械在所述驱动信号的作用下发生振动，其中所述驱动信号包括驱动频率；在所述超声手术器械切割所述目标组织的过程中，获取所述超声手术器械的反馈电流、反馈电压、容抗和相位角；基于所述反馈电流、所述反馈电压和所述容抗，确定使所述超声手术器械在谐振状态下振动的目标相位角；比较所述目标相位角和所述相位角，根据比较结果调节所述驱动频率，以使所述超声手术器械在所述谐振状态下振动。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述比较所述目标相位角和相位角，根据比较结果调节所述驱动频率，包括：确定所述相位角是否在所述目标相位角的预设范围，包括：当所述相位角不在所述目标相位角的预设范围内时，调节所述驱动频率；当所述相位角在所述目标相位角的预设范围内时，保持所述驱动频率不变。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述当所述相位角不在所述目标相位角的预设范围内时，调节所述驱动频率，包括：当所述相位角大于所述目标相位角的预设范围的最大值时，增加所述驱动频率；当所述相位角小于所述目标相位角的预设范围的最小值时，降低所述驱动频率。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当所述相位角不在所述目标相位角的预设范围内时，确定所述相位角和所述目标相位角之间的差值是否在预设差值范围内，包括：当所述差值不在所述预设差值范围内时，以第一频率步进值调节所述驱动频率；当所述差值在所述预设差值范围内时，以第二频率步进值调节所述驱动频率；其中，所述第一频率步进值大于所述第一频率步进值。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：当所述相位角不在所述目标相位角的预设范围内且所述差值不在所述预设差值范围内时，以所述第一频率步进值调节所述驱动频率；在调节所述驱动频率后，重新获取所述反馈电流、所述反馈电压、所述容抗和所述相位角；根据重新获取的所述反馈电流、所述反馈电压和所述容抗，重新确定所述目标相位角；比较重新确定的所述目标相位角和重新获取的所述相位角；当所述重新获取的所述相位角不在所述重新确定的目标相位角的预设范围内且二者之间的差值在所述预设差值范围内时，以所述第二频率步进值调节所述驱动频率。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述目标相位角为大于等于1
°
且小于等于80
°
；所述目标相位角的预设范围为所述目标相位角
±
1.000
°
范围内；所述预设差值范围为大于等于4
°
且小于等于6
°
。7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述反馈电压、所述反馈电流和所述容抗，确定使所述超声手术器械在所述谐振状态下振动的目标相位角，包括：
根据所述反馈电压和所述容抗，确定无功反馈电流：无功反馈电流=反馈电压
÷
容抗根据所述无功反馈电流和所述反馈电流，确定所述目标相位角：目标相位角=arcsin (无功反馈电流
÷
反馈电流)。8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述超声手术器械切割所述目标组织之前，所述控制方法还包括：获取所述超声手术器械的空载阻抗；基于所述空载阻抗，确定用于调节所述驱动频率的初始频率。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：在预设频率范围内进行频率扫描，其特征在于所述空载阻抗在所述频率扫描过程中随频率的变化而变化；在所述频率扫描过程中，确定所述空载阻抗的最小值；将与所述空载阻抗的最小值对应的频率确定为所述驱动频率的初始频率。10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在所述超声手术器械切割所述目标组织之前，确定所述超声手术器械是否出现异常，包括：在预设频率范围内进行频率扫描；在所述频率扫描过程中，获取所述超声手术器械的空载阻抗和空载相位角；分别确定所述空载阻抗和所述空载相位角是否在各自的预设范围内；如果所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓雨，钟宝轩，史文勇，
申请(专利权)人：厚凯北京医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：