[发明专利]用于结束组织剪切的超声刀自适应控制方法及系统

说明书

本发明揭示了一种用于结束组织剪切的超声刀自适应控制方法及系统，包括：获取超声刀实时的工作频率值数据，形成频率变化曲线；根据所得的频率值数据进行函数运算，得到频率变化特征值；根据频率变化特征值，判断超声刀的各阶段进程；判断超声刀达到组织剪切结束点，并在该时间点降低超声刀控制电流并产生结束剪切提示。本发明的有益效果主要体现在：根据频率的显著特征，自动判断组织剪切结束点，当达到该组织剪切结束点后，提醒医生结束剪切，从而减小医生操作压力，并且降低超声刀控制电流，从而在达到最佳手术效果的同时护刀具，降低刀具磨损，延长刀具寿命。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种超声手术刀的控制方法及系统，特别用于超声手术刀结束组织剪切时的自适应控制方法及系统。

背景技术

超声手术刀(简称超声刀)，是指将通过压电转换器(通过能量发生器将电能传递至压电转换器，由压电转换器将电能转换为超声机械能)获得的超声振动进一步放大，并由手术刀的头部将放大后的超声振动用于对软组织的切割和凝闭的器械。临床用这种器械可在较低温度和较少出血的情况下实现病灶切除，并能确保最小的组织侧向热损伤。随着微创外科手术的普及，超声手术刀已经成为一种常规手术器械。

一般来讲，超声刀的工作原理是根据实际阻抗变化以及压电晶体温度变化等因素，实时利用锁相算法改变换能器工作频率使换能器工作在最大工作效率。现有技术超声刀在使用过程中，单纯依靠医生观察判断超声刀剪切组织是否结束，这样会有较大误差：如果提前结束剪切会造成手术失败，延迟结束剪切则会导致钳口一直磨损垫片，降低超声刀寿命。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术的问题，提供了一种用于结束组织剪切的超声刀自适应控制方法及系统。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种用于结束组织剪切的超声刀自适应控制方法，包括如下步骤，

S1、获取超声刀实时的工作频率值数据，形成频率变化曲线；

S2、根据所得的频率值数据进行函数运算，得到频率变化特征值；

S3、根据频率变化特征值，判断超声刀的各阶段进程，该进程至少包括组织剪切结束点；

S4、判断超声刀达到所述组织剪切结束点，并在该时间点降低超声刀控制电流并产生结束剪切提示。

优选的，所述步骤S1中还包括采用平滑算法进行所述频率值数据的平滑处理步骤，形成平滑后的频率变化曲线。

优选的，所述平滑算法包括算术平均滤波、限幅滤波、加权平均滤波、低通滤波。

优选的，所述步骤S2中，所述函数运算可以是一阶导数、二阶导数、高阶导数、区间积分、累计积分或者加权积分，所述频率变化特征值为导数值或积分值，所述导数值为一阶导数值、二阶导数值或者更高阶导数值，所述积分值为一段区间的积分值、累计积分值或者经过加权积分值，并进行归一化处理。

优选的，所述步骤S2中，采用其中一种所述函数运算，或者，采用多种所述函数运算。

优选的，所述步骤S3中，还包括将所述频率变化特征值按时间变化整合形成曲线的步骤，根据曲线形状来判断超声刀的各阶段进程。

优选的，所述曲线包括第一线性变化区间，非线性变化区间，及第二线性变化区间，三个区间分别对应“处于剪切的组织起始分离阶段，半分离阶段，剪切结束阶段”三个阶段。

优选的，所述曲线的第二线性变化区间的起始时间点为所述组织剪切结束点。

优选的，所述提示包括声音、或指示灯、或触摸屏上的文字/颜色变化。

本发明还揭示了一种用于结束组织剪切的超声刀自适应控制系统，包括：