超声换能器的电流校准方法、装置和超声波手术系统制造方法及图纸

本申请涉及一种超声换能器的电流校准方法、装置和超声波手术系统，所述方法包括：获取当前超声换能器的原阻抗值以及原阻抗值对应的原激励电流值；在根据给定电流值输出电流到当前超声换能器时，获取当前超声换能器的当前谐振阻抗值；根据当前谐振阻抗值确定当前超声换能器的当前阻抗值；根据当前阻抗值确定当前超声换能器的当前校准系数；根据当前校准系数、原阻抗值以及当前阻抗值校准原激励电流值，得到当前激励电流值。上述方法能够在超声换能器的性能衰退时对输入到超声换能器的激励电流进行电流值校准，以使得在校准后的激励电流的激励下超声换能器的终端的振幅保持不变，进而保持超声波手术系统性能的稳定性。进而保持超声波手术系统性能的稳定性。进而保持超声波手术系统性能的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
超声换能器的电流校准方法、装置和超声波手术系统


[0001]本申请涉及外科手术器械
，特别是涉及一种超声换能器的电流校准方法、装置、超声波手术系统、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]目前，超声波手术系统的超声换能器在长时间使用后其性能会逐渐衰退。特别是经过多次高温高压蒸汽灭菌后，其阻抗值的变化引起性能衰退更加明显。例如：经过多次高温高压蒸汽灭菌后，超声换能器的阻抗值的增大引起超声换能器振动时发热增加、品质因数Q值升高而导致超声换能器的频率带宽减小、有效机电耦合系数Keff 值下降等。这些性能的变化将会使得长时间使用超声换能器后，超声换能器的终端的振幅在相同的电流激励下逐渐增大，从而导致输出到超声手术器械的刀头的振幅增大，进而导致刀头对组织的切割止血作用发生变化，影响了超声波手术系统性能的稳定性。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种超声换能器的电流校准方法、装置、超声波手术系统、计算机设备和存储介质，能够在超声换能器的性能衰退时对输入到超声换能器的激励电流进行电流值校准，以使得在校准后的激励电流的激励下超声换能器的终端的振幅保持不变，进而保持超声波手术系统性能的稳定性。
[0004]一种超声换能器的电流校准方法，该方法包括：获取当前超声换能器的原阻抗值以及原阻抗值对应的原激励电流值；在根据给定电流值输出电流到当前超声换能器时，获取当前超声换能器的当前谐振阻抗值；根据当前谐振阻抗值确定当前超声换能器的当前阻抗值；根据当前阻抗值确定当前超声换能器的当前校准系数；根据当前校准系数、原阻抗值以及当前阻抗值校准原激励电流值，得到当前激励电流值。
[0005]一种超声波手术系统，该系统包括主机、当前超声换能器和超声手术器械；主机用于获取当前超声换能器的原阻抗值以及原阻抗值对应的原激励电流值；在根据给定电流值输出电流到当前超声换能器时，获取当前超声换能器的当前谐振阻抗值，根据当前谐振阻抗值确定当前超声换能器的当前阻抗值，根据当前阻抗值确定当前超声换能器的当前校准系数，根据当前校准系数、原阻抗值以及当前阻抗值校准原激励电流值，得到当前激励电流值；主机还用于根据当前激励电流值输出当前激励电流，当前超声换能器用于将当前激励电流的电能转换为机械能，并向超声手术器械输出机械能。
[0006]一种超声换能器的电流校准装置，该装置包括：第一获取模块，用于获取当前超声换能器的原阻抗值以及原阻抗值对应的原激励电流值；第二获取模块，用于在根据给定电流值输出电流到当前超声换能器时，获取当前超声换能器的当前谐振阻抗值；第一确定模块，用于根据当前谐振阻抗值确定当前超声换能器的当前阻抗值；第二确定模块，用于根据当前阻抗值确定当前超声换能器的当前校准系数；校准模块，用于根据当前校准系数、原阻抗值以及当前阻抗值校准原激励电流值，得到当前激励电流值。
[0007]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例方法的步骤。
[0008]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例方法的步骤。
[0009]上述超声换能器的电流校准方法、装置、超声波手术系统、计算机设备和存储介质，获取当前超声换能器的原阻抗值以及原阻抗值对应的原激励电流值，在根据给定电流值输出电流到当前超声换能器时，获取当前超声换能器的当前谐振阻抗值，根据当前谐振阻抗值确定当前超声换能器的当前阻抗值，根据当前阻抗值确定当前超声换能器的当前校准系数，根据当前校准系数、原阻抗值以及当前阻抗值校准原激励电流值，得到当前激励电流值，从而实现了对当前超声换能器的原激励电流的电流值的校准。进而，将当前激励电流值对应的当前激励电流输出到当前超声换能器时，当前超声换能器在当前激励电流的激励下其终端的振幅与在原激励电流的激励下其终端的振幅相同，从而实现当前超声换能器在性能衰退前后终端的振幅保持不变，保证了超声波手术系统性能的稳定性。
附图说明
[0010]图1为一个实施例中一种超声换能器的电流校准方法的应用环境图；
[0011]图2为一个实施例中一种超声换能器的电流校准方法的流程示意图；
[0012]图3为另一个实施例中一种超声换能器的电流校准方法的流程示意图；
[0013]图4为一个实施例中一种超声换能器的电流校准装置的结构框图；
[0014]图5为一个实施例中一种超声波手术系统的结构示意图；
[0015]图6为一个实施例中一种超声波手术系统的结构剖析的示意图；
[0016]图7为一个实施例中一种超声换能器的电流校准方法的校准函数的函数曲线图；
[0017]图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0018]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0019]本申请提供的一种超声换能器的电流校准方法，应用于如图1所示的应用环境中。如图1所示，主机111与超声换能器112连接。主机111向超声换能器112输出激励电流，以驱动超声换能器112振动。超声换能器112将主机111输出的激励电流的电能转换成振动的机械能，并将振动的机械能传递到超声手术器械113。其中，主机111 用于实现本申请的一种超声换能器的电流校准方法。具体地，主机111获取超声换能器112的原阻抗值以及原阻抗值对应的原激励电流值。在根据给定电流值输出电流到超声换能器112时，获取超声换能器112的当前谐振阻抗值。根据当前谐振阻抗值确定超声换能器112的当前阻抗值。根据当前阻抗值确定超声换能器112的当前校准系数。最后，根据当前校准系数、原阻抗值以及当前阻抗值校准原激励电流值，得到当前激励电流值。因此，主机111实现了对输入到超声换能器112的激励电流的电流值校准。
[0020]在一个实施例中，如图2所示，提供了一种超声换能器的电流校准方法，以该方法
应用于图1中的主机111为例进行说明，包括以下步骤：
[0021]S202，获取当前超声换能器的原阻抗值以及原阻抗值对应的原激励电流值。
[0022]这里，当前超声换能器是当前采用本实施例的电流校准方法进行校准的对象，例如，可以是图1中的超声换能器112。
[0023]在本实施例中，原阻抗值可以通过测量超声换能器两端的电压以及超声环能器的电流，并采用电压与电流的比值计算得到。测量得到的原阻抗值可以是复数形式的数值。具体地，通过阻抗计算公式计算得到原阻抗值。阻抗计算公式如下所示：
[0024][0025]其中，Z(t)表示t时刻测量得到的原阻抗值，V(t)表示t时刻的超声换能器两端的电压，I(t)表示t时刻流经超声换能器的电流，t表示任一时刻。
[0026]原阻抗值的采集方式可以是：对超声环能器输入各种频率的电流，测量各种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声换能器的电流校准方法，所述方法包括：获取当前超声换能器的原阻抗值以及所述原阻抗值对应的原激励电流值；在根据给定电流值输出电流到所述当前超声换能器时，获取所述当前超声换能器的当前谐振阻抗值；根据所述当前谐振阻抗值确定所述当前超声换能器的当前阻抗值；根据所述当前阻抗值确定所述当前超声换能器的当前校准系数；根据所述当前校准系数、所述原阻抗值以及所述当前阻抗值校准所述原激励电流值，得到当前激励电流值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前校准系数、所述原阻抗值以及所述当前阻抗值校准所述原激励电流值，得到当前激励电流值，包括：根据所述原阻抗值以及所述当前阻抗值对所述原激励电流值进行初次校准，得到初次校准值；根据所述当前校准系数对所述初次校准值进行再次校准，得到所述当前激励电流值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述原阻抗值以及所述当前阻抗值对所述原激励电流值进行初次校准，得到初次校准值，包括：获取所述原阻抗值与所述当前阻抗值的比值；获取所述比值和所述原激励电流值的乘积运算的第一结果值，将所述第一结果值作为所述初次校准值；所述根据所述当前校准系数对所述初次校准值进行再次校准，得到所述当前激励电流值，包括：获取所述初次校准值与所述当前校准系数的乘积运算的第二结果值，将所述第二结果值作为所述当前激励电流值。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前阻抗值确定所述当前超声换能器的当前校准系数，包括：将所述当前阻抗值代入预设的校准函数，得到函数值，将所述函数值作为所述当前校准系数，其中，所述校准函数根据样本超声换能器处于不同老化状态时的阻抗值和振幅值得到；或者，根据所述当前阻抗值以及预设的对应关系表，确定所述当前超声换能器的当前校准系数，所述对应关系表记录有样本超声换能器处于不同老化状态时的阻抗值和振幅值；其中，所述当前超声换能器与所述样本超声换能器为性能相同且同种类型的换能器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述校准函数的获得过程，包括：根据所述样本超声换能器处于不同老化状态时的阻抗值和振幅值进行函数模拟，得到所述校准函数，所述校准函数以所述当前超声换能器的阻抗值作为自变量，所述当前超声换能器的阻抗值包括所述当前阻抗值；所述将所述当前阻抗值代入预设的校准函数，包括：将所述当前阻抗值作为所述校准函数的自变量的值代入所述校准函数，得到所述校准函数的所述函数值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述样本超声换能器处于不同老
化状态时的阻抗值和振幅值进行函数模拟，得到所述校准函数，包括：将处于不同老化状态时的阻抗值和振幅值归一化处理后的值进行函数模拟，得到所述校准函数，所述校准函数以所述当前超声换能器的阻抗值归一化处理后的值作为自变量；所述将所述当前阻抗值作为所述校准函数的自变量的值代入所述校准函数，得到所述校准函数的所述函数值，包括：将所述当前阻抗值归一化处理后的值作为所述校准函数的自变量的值代入所述校准函数，得到所述校准函数的所述函数值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将本次校准得到的所述当前激励电流值以及所述当前阻抗值存储到数据存储区，其中，所述数据存储区中还存储有上次校准得到的历史阻抗值和历史激励电流值；所述获取当前超声换能器的原阻抗值，包括：在本次校准是首次校准时，从所述当前超声换能器的出厂参数信息中获取所述当前超声换能器的原阻抗值；在本次校准不是首次校准时，从所述数据存储区中获取所述上次校准得到的历史阻抗值，将所述上次校准得到的历史阻抗值作为所述当前超声换能器的原阻抗值。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述在根据给定电流值输出电流到所述当前超声换能器时，获取所述当前超声换能器的当前谐振阻抗值，包括：在根据多个给定电流值分别输出电流到所述当前超声换能器时，分别获取各所述给定电流值对应的当前谐振阻抗值；所述根据所述当前谐振阻抗值确定所述当前超声换能器的当前阻抗值，包括：对各所述给定电流值对应的当前谐振阻抗值进行加权平均处理，得到所述当前阻抗值。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对各所述给定电流值对应的当前谐振阻抗值进行加权平均处...

【专利技术属性】
技术研发人员：李枝东，刘瑞轩，吴东周，张宇，潘家勇，
申请(专利权)人：逸思苏州医疗科技有限公司浙江逸镜医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：