[发明专利]超声端部执行器的温度控制以及用于其的控制系统

权利要求书

1.一种确定超声刀的温度的方法，所述方法包括：

由耦接到存储器的控制电路确定超声机电系统的实际谐振频率，所述超声机电系统包括通过超声波导耦接到超声刀的超声换能器，其中所述实际谐振频率与所述超声刀的实际温度相关；

由所述控制电路从所述存储器检索所述超声机电系统的参考谐振频率，其中所述参考谐振频率与所述超声刀的参考温度相关；以及

由所述控制电路基于所述实际谐振频率和所述参考谐振频率之间的差值来推断所述超声刀的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述控制电路确定所述超声机电系统的所述实际谐振频率包括：

由所述控制电路确定施加到所述超声换能器的电压V_g(t)信号和电流I_g(t)信号之间的相位角

3.根据权利要求2所述的方法，还包括由所述控制电路基于一组非线性状态空间公式来生成作为所述超声机电系统的所述谐振频率的函数的所述超声刀的所推断温度的温度估计量和状态空间模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述状态空间模型由以下式限定：

5.根据权利要求4所述的方法，还包括由所述控制电路施加卡尔曼滤波器以改善所述温度估计量和所述状态空间模型。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

由所述控制电路在所述卡尔曼滤波器的反馈环路中施加状态估计量；

由所述控制电路控制施加到所述超声换能器的功率；以及

由所述控制电路调整所述超声刀的温度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述卡尔曼滤波器的所述状态估计量的状态方差由以下式限定：

并且

所述卡尔曼滤波器的増益K由以下式限定：

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制电路和所述存储器位于与所述超声机电系统通信的外科集线器处。

9.一种用于确定超声刀的温度的发生器，所述发生器包括：

控制电路，所述控制电路耦接到存储器，所述控制电路被配置为能够：

确定超声机电系统的实际谐振频率，所述超声机电系统包括通过超声波导耦接到超声刀的超声换能器，其中所述实际谐振频率与所述超声刀的实际温度相关；

从所述存储器检索所述超声机电系统的参考谐振频率，其中所述参考谐振频率与所述超声刀的参考温度相关；以及

基于所述实际谐振频率和所述参考谐振频率之间的差值来推断所述超声刀的温度。

10.根据权利要求9所述的发生器，其中，为了确定所述超声机电系统的所述实际谐振频率，所述控制电路被进一步配置为能够：

确定施加到所述超声换能器的电压V_g(t)信号和电流I_g(t)信号之间的相位角

11.根据权利要求10所述的发生器，其中，所述控制电路被进一步配置为能够基于一组非线性状态空间公式来生成作为所述超声机电系统的所述谐振频率的函数的所述超声刀的所推断温度的温度估计量和状态空间模型。

12.根据权利要求11所述的发生器，其中，所述状态空间模型由以下式限定：

13.根据权利要求12所述的发生器，其中，所述控制电路被进一步配置为能够施加卡尔曼滤波器以改善所述温度估计量和所述状态空间模型。

14.根据权利要求13所述的发生器，其中，所述控制电路被进一步配置为能够：

在所述卡尔曼滤波器的反馈环路中施加状态估计量；

控制施加到所述超声换能器的功率；以及

调整所述超声刀的温度。