一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法技术

本发明专利技术涉及医疗器械技术领域，具体公开了一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法，通过建立多个滑动窗口，并分设短时监测窗口和长时监测窗口，分别对短时间、长时间内功率、电压变化进行检测判断是否达到组织切割结束要求，极大地提高了组织切割结束识别的准确性，增强了超声刀系统组织反馈算法的稳定性。同时在超声刀组织切割过程中施加四个判断节点，即电压值减低次数、电压值减低平均值、功率减低次数和功率减低平均值，每一个判断节点都可以快速响应，进一步得把控了组织切割结束识别点，可有效得防止误判误识别。可有效得防止误判误识别。可有效得防止误判误识别。

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法。

技术介绍

[0002]超声刀工作时换能器在超声电源的驱动下产生高频机械振动，由高频交流电能转换为机械能，再经变幅杆的振幅放大，超声能量传递到刀头部分，进而通过接触作用于生物组织以实现组织切除和血管止血等。由于超声刀系统是恒流系统，当组织被切断后系统处于空载状态，此时若继续激发刀头，高功率恒流运行对刀头损伤较大，从而增大下一次切割发生粘连的概率。
[0003]基于此，现有的技术方案进行了相应的改进，但约束条件存在不足。例如：通过阻抗等曲线图或者仅通过频率变化进行结束点判断时，识别的单独曲线及变化值比较单一，精确度较低，有很可能会出现误判操作。再例如运用机器学习识别，该算法设计复杂且不易操作，同时机器学习伴有偶尔收敛的情况，不经过大量数据的训练，难以保证其准确性。因此，在超声刀组织切割结束点判断时，既需要设定足够的测量标准保证数据的全面，也需要合理的措施去进一步提高超声刀组织切割结束点判断的精确性，防止误判操作。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法，包括如下步骤：S1、在超声刀开始进行组织切割时建立至少两个滑动窗口，分别记录时间段内电压值、功率值；S2、当滑动窗口内没有空值，所有滑动窗口同时识别窗口内电压值减低次数是否达到阈值；当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作；若均达不到阈值，间隔时间t后再次执行S2步骤；S3、滑动窗口识别电压值减低平均值是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间t后执行S2步骤;S4、滑动窗口识别功率减低次数是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间后t执行S2步骤;S5、滑动窗口识别功率减低平均值是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间t后执行S2步骤;S6、在S5中其中任意一个滑动窗口达到相应阈值时，则识别到组织切割结束点，系统自动减小电流输出，流程结束。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，所述滑动窗口相对于一个时间段，并分为短时监测窗
口和长时监测窗口。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述短时监测窗口与长时监测窗口分别至少设置一个。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述短时监测窗口对超声刀切割短时间内的功率、电压变化进行监测，并判断是否达到组织切割结束要求；所述长时监测窗口在宏观上对超声刀切割时的功率、电压变化进行检测，防止误识别并判断是否达到组织切割结束要求。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述短时监测窗口范围内可实时容纳20ms
‑
50ms数据；所述长时监测窗口范围内可实时容纳120ms
ꢀ‑
200 ms数据。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述短时监测窗口与长时监测窗口进行数据刷新时，每1ms过滤一条数据。
[0011]本专利技术的有益效果是：1.本专利技术公开了一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法，通过建立多个滑动窗口，并分设短时监测窗口和长时监测窗口，分别对短时间、长时间内功率、电压变化进行检测判断是否达到组织切割结束要求，极大地提高了组织切割结束识别的准确性，增强了超声刀系统组织反馈算法的稳定性。
[0012]2.通过在超声刀组织切割过程中施加四个判断节点，即电压值减低次数、电压值减低平均值、功率减低次数和功率减低平均值，每一个判断节点都可以快速响应，进一步得把控了组织切割结束识别点，可有效得防止误判误识别。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]附图1为本专利技术超声组织切割识别流程图。
[0015]附图2为本专利技术组织切割结束瞬间电压变化。
[0016]附图3为本专利技术组织切割结束瞬间功率变化。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]如图1
‑
3所示，一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法，包括如下步骤：S1、在超声刀开始进行组织切割时建立至少两个滑动窗口，分别记录时间段内电压值、功率值；S2、当滑动窗口内没有空值，所有滑动窗口同时识别窗口内电压值减低次数是否达到阈值；当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作；若均达不到
阈值，间隔时间t后再次执行S2步骤；S3、滑动窗口识别电压值减低平均值是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间t后执行S2步骤;S4、滑动窗口识别功率减低次数是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间后t执行S2步骤;S5、滑动窗口识别功率减低平均值是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间t后执行S2步骤;S6、在S5中其中任意一个滑动窗口达到相应阈值时，则识别到组织切割结束点，系统自动减小电流输出，流程结束。
[0019]优选的，t为1ms，可以以系统循环的最小时间单位确定。
[0020]在切割过程中功率会比较平稳的维持在一定数值，并在组织切断瞬间大幅度下降。该方法识别组织切断瞬间功率以及电压的特征，可进一步组合起来防止误判断。
[0021]进一步的，滑动窗口相对于一个时间段（实时跟踪窗口），并分为短时监测窗口和长时监测窗口，且短时监测窗口与长时监测窗口分别至少设置一个。短时监测窗口范围内可实时容纳20ms
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50ms数据，长时监测窗口范围内可实时容纳120ms
ꢀ‑
200 ms数据。短时监测窗口对超声刀切割短时间内的功率、电压变化进行监测，并判断是否达到组织切割结束要求；长时监测窗口在宏观上（长时间范围内）对超声刀切割时的功率、电压变化进行检测，防止误识别并判断是否达到组织切割结束要求。当识别到组织切割结束的信号，系统自动减小电流输出，避免高功率恒流运行对刀头造成损伤，并发出声音提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反馈控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在超声刀开始进行组织切割时建立至少两个滑动窗口，分别记录时间段内电压值、功率值；S2、当滑动窗口内没有空值，所有滑动窗口同时识别窗口内电压值减低次数是否达到阈值；当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作；若均达不到阈值，间隔时间t后再次执行S2步骤；S3、滑动窗口识别电压值减低平均值是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间t后执行S2步骤;S4、滑动窗口识别功率减低次数是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间后t执行S2步骤;S5、滑动窗口识别功率减低平均值是否达到阈值，当其中任意一个滑动窗口达到阈值，则该滑动窗口执行下一步操作，若均达不到阈值，间隔时间t后执行S2步骤;S6、在S5中其中任意一个滑动窗口达到相应阈值时，则识别到组织切割结束点，系统自动减小电流输出，流程结束。2.根据权利要求1所述的基于滑动窗口的超声刀切割组织结束反...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳斌，薛世超，邓柳健，钟颍，王娜，王国胜，
申请(专利权)人：河南省驼人医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：