超声波能量输出控制方法和超声波手术刀系统与流程

1.本技术实施例涉及医疗器械技术领域，具体涉及超声波能量输出控制方法和超声波手术刀系统。


背景技术：

2.现有的超声刀系统一般包括超声刀主机、驱动柄及连接导线、超声刀具等，超声刀主机持续稳定地输出电能，通过驱动柄中的换能器将电能转换为一定的频率振动的超声波机械能，并将持续稳定的超声波机械能传递到超声刀具尖端，使与超声刀具尖端接触的组织吸收超声波能量后，其包含的蛋白质的氢键断裂，产生空洞化效应，达到切凝一体的效果。同时组织内水分汽化，进一步达到组织分层的目的。
3.现有的超声波手术系统，操作者通过设置好主机能量档位后，激发手动开关或脚踏开关来控制主机的能量输出，由于每个换能器存在性能差异，所以用同一种固定档位的能量来驱动不同换能器会使得换能器之间及刀具之间的振幅相差比较大。在一些复杂精细的手术中需要更加精准的控制出血量和侧向热损伤，由于换能器和/或超声刀具中的材料性能、组装工艺、老化程度、使用环境等一系列的差异，导致换能器最终将电能转换成超声波能量的差异，从而影响手术效果，导致产生手术风险的几率变大。


技术实现要素：

4.本技术实施例提出了超声波能量输出控制方法和超声波手术刀系统，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种超声波能量输出控制方法，该方法包括：确定目标超声波换能器当前待输出的目标超声波能量；基于目标超声波能量，从预设的存储器中读取预先存储的、目标超声波能量对应的驱动能量值；基于驱动能量值，调整超声波换能器的驱动能量，以使超声波换能器输出的超声波能量达到驱动能量值指示的目标超声波能量。
6.在一些实施例中，基于目标超声波能量，从预设的存储器中读取预先存储的、目标超声波能量对应的驱动能量值，包括：从存储器中的预先生成的能量等级表中，确定目标超声波能量对应的驱动能量值。
7.在一些实施例中，能量等级表预先按照如下步骤生成：获取对超声波换能器输出的超声波能量进行测试时记录的至少两个不同的驱动能量值，以及与每个驱动能量值对应的超声波能量值；基于记录的驱动能量值和对应的超声波能量值，建立能量等级表。
8.在一些实施例中，基于记录的驱动能量值和对应的超声波能量值，建立能量等级表，包括以下至少一项：将记录的驱动能量值和对应的超声波能量值对应存储，得到能量等级表；基于记录的驱动能量值和对应的超声波能量值，建立包括预设数量个能量等级的能量等级表；基于记录的驱动能量值和对应的超声波能量值，确定每个驱动能量值对应的能量转换率，并将记录的驱动能量值和对应的超声波能量值、能量转换率，得到能量等级表。
9.在一些实施例中，确定目标超声波换能器当前待输出的目标超声波能量，包括：确定目标超声波换能器当前的使用条件；响应于确定使用条件达到预设使用条件，确定预先与预设使用条件建立对应关系的超声波能量作为目标超声波能量。
10.在一些实施例中，使用条件包括以下至少一种：目标超声波换能器的使用时间达到预设时间，目标超声波换能器的使用次数达到预设次数，对目标超声波换能器输出的超声波能量重新进行测试后得到的超声波能量小于初始超声波能量。
11.在一些实施例中，驱动能量值包括以下至少一种：驱动电压值、驱动电流值、驱动功率值。
12.第二方面，本技术实施例提供了一种超声波手术刀系统，该超声波手术刀系统包括：主控制器、超声刀手柄、存储器和超声波输出开关，超声刀手柄包括换能器和刀杆，其中，超声波输出开关用于产生启动信号，存储器用于存储能量等级表，主控制器用于执行如上述第一方面中的任一实施例描述的方法。
13.在一些实施例中，存储器设置在如下任一位置：超声刀手柄内，超声刀手柄与主控制器之间的连接器中，超声刀手柄与主控制器之间的线缆中。
14.在一些实施例中，换能器和刀杆可拆卸地连接，或者，换能器和刀杆设置为一体成型结构。
15.本技术实施例提供的超声波能量输出控制方法和超声波手术刀系统，通过确定目标超声波换能器当前待输出的目标超声波能量，根据目标能量转化率，读取预先存储的目标超声波换能器对应的驱动能量值，最后基于驱动能量值将超声波换能器输出的超声波能量调整到目标超声波能量，从而可以使不同的超声波换能器输出的超声波能量一致，从而使得在一些复杂精细的手术中，提高使用同一类产品进行手术的效果的一致性，避免因超声波输出能量大小的差异性而产生的手术风险。
附图说明
16.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
17.图1是根据本技术的系统架构示意图；
18.图2是根据本技术的超声波能量输出控制方法的一个实施例的流程图；
19.图3是根据本技术的超声波手术刀系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
22.图1示出了可以应用本技术的超声波能量输出控制方法的示例性系统架构100。
23.如图1所示，系统架构100可以包括超声刀主机101、超声刀102、激发开关103和存储器104。其中，超声刀主机101分别与超声刀102和激发开关103连接，用于控制超声刀输出
超声波能量。
24.超声刀主机101可以是具有信号处理功能的各种电子设备，包括但不限于微处理芯片、单板计算机、膝上型便携计算机、台式计算机、平板电脑等等。本技术实施例所提供的超声波能量输出控制方法一般由超声刀主机101执行。
25.激发开关103用于在手术操作者的控制下，产生用于启动超声刀102输出能量的启动信号。超声刀主机101控制超声刀输出超声波能量。
26.存储器104用于存储超声刀102在启动时所需的驱动能量值，从而可以是超声刀主机101根据读取的驱动能量值调整超声刀102输出的超声波能量。
27.继续参考图2，图2示出了本技术的超声波能量输出控制方法一个实施例的流程200，该方法包括以下步骤：
28.步骤201，确定目标超声波换能器当前待输出的目标超声波能量。
29.在本实施中，超声波能量输出控制方法的执行主体(例如图1所示的超声刀主机101)可以确定目标超声波换能器当前待输出的目标超声波能量。其中，目标超声波换能器为预先进行配置的多个超声波换能器中包括的超声波换能器。当如图1所示的超声刀主机启动后，可以确定上述目标超声波能量。目标超声波能量可以是人工实时设置的；也可以是预先设置好的，超声刀主机启动后即可自动确定设置好的目标能量转化率。
30.步骤202，基于目标超声波能量，从预设的存储器中读取预先存储的、目标超声波能量对应的驱动能量值。
31.在本实施中，上述执行主体可以基于目标超声波能量，从预设的存储器(例如图1所示的存储器104)中读取预先存储的、目标超声波能量对应的驱动能量值。其中，上述存储器用于存储表征超声波能量和驱动能量值的对应关系的对应关系表。
32.驱动能量值用于表征驱动超声波换能器所需的电能量。可选的，驱动能量值可以包括但不限于以下至少一种：驱动电压值、驱动电流值、驱动功率值。上述各种驱动能量值可以实现灵活地调整驱动能量，提高超声波手术刀具的使用灵活性。
33.在本实施例的一些可选的实现方式中，上述执行主体可以从存储器中的预先生成的能量等级表中，确定目标超声波能量对应的驱动能量值。其中，上述能量等级表用于表征能量转化率和驱动能量值的对应关系。作为示例，能量等级表可以包括多个超声波能量值和每个超声波能量值对应的驱动能量值。
34.在本实施例的一些可选的实现方式中，能量等级表预先按照如下步骤生成：
35.首先，获取对超声波换能器输出的超声波能量进行测试时记录的至少两个不同的驱动能量值，以及与每个驱动能量值对应的超声波能量值。
36.其中，超声波换能器实际输出的超声波能量可以采用水听器法进行测试。测试时，可以设置多个不同的驱动能量值，并记录每个驱动能量值对应的实际输出的超声波能量值。
37.然后，基于记录的驱动能量值和对应的超声波能量值，建立能量等级表。
38.在本实施例的一些可选的实现方式中，上述基于记录的驱动能量值和对应的超声波能量值，建立能量等级表，包括以下至少一项：
39.一、将记录的驱动能量值和对应的超声波能量值对应存储，得到能量等级表。
40.当超声刀主机启动后，可以直接从该能量等级表中查找目标超声波能量值对应的
驱动能量值。本方式生成的能量等级表实现简单，可以提高生成能量等级表的效率。
41.二、基于记录的驱动能量值和对应的超声波能量值，建立包括预设数量个能量等级的能量等级表。
42.作为示例，预设数量可以为10，每个等级对应于一个驱动能量值区间，可以将每个驱动能量值区间中的任一驱动能量值(例如中间值)对应的超声波能量值作为相应的等级对应的超声波能量值。
43.本方式得到的能量等级表由于包括预设数量个等级，因此能量等级表占据的存储空间可以较小，提高查找驱动能量值的效率。
44.三、基于记录的驱动能量值和对应的超声波能量值，确定每个驱动能量值对应的能量转换率，并将记录的驱动能量值和对应的超声波能量值、能量转换率，得到能量等级表。
45.其中，能量转换率可以为在测试时测试得到的超声波功率除以驱动超声波换能器的电功率得到的。通过存储能量转换率，可以有助于技术人员评估超声波换能器的质量，有助于改善超声波换能器的质量。
46.步骤203，基于驱动能量值，调整超声波换能器的驱动能量，以使超声波换能器输出的超声波能量达到驱动能量值指示的目标超声波能量。
47.在本实施中，上述执行主体可以基于驱动能量值，调整超声波换能器的驱动能量，以使超声波换能器输出的超声波能量达到驱动能量值指示的目标超声波能量。
48.需要说明的是，这里的目标超声波能量不限于一个具体的数值，可以为一个数值范围，凡是在该范围内的超声波能量均为目标超声波能量。
49.在本实施例的一些可选的实现方式中，上述步骤201可以如下执行：
50.首先，确定目标超声波换能器当前的使用条件。
51.其中，使用条件可以是预先设置的确定当前是否调整目标超声波换能器的驱动能量的条件。
52.然后，响应于确定使用条件达到预设使用条件，确定预先与预设使用条件建立对应关系的超声波能量作为目标超声波能量。
53.作为示例，如果当前符合预设使用条件，自动提高一个能量等级以驱动目标超声波换能器。或者，自动将驱动能量值提高预设数值。
54.本实现方式通过预设条件的判断，可以实现在超声刀主机即启动后，自动调整驱动能量值，使输出的超声波能量达到最佳，提高了手术精度，降低了手术风险。
55.在本实施例的一些可选的实现方式中，使用条件包括以下至少一种：目标超声波换能器的使用时间达到预设时间，目标超声波换能器的使用次数达到预设次数，对目标超声波换能器输出的超声波能量重新进行测试后得到的超声波能量小于初始超声波能量。
56.作为示例，预设时间和预设次数可以分别为预设的开机自动调整目标超声波换能器的时间周期(例如一年)和使用次数周期(例如100次)。例如，如果当前时间与目标超声波换能器的出厂时间或上一次开机自动调整驱动能量值的时间的间隔达到上述时间周期，则确定当前时间符合预设时间。如果当前使用次数与目标超声波换能器的出厂时记录的使用次数之差，或者与上一次开机自动调整驱动能量值的使用次数之差达到上述预设次数，则确定当前时间符合预设时间。
57.通常，目标超声波换能器在使用一段时间后，能量转换效率会衰减，本实现方式可以补偿衰减的能量，使输出的超声波能量在长时间使用后趋于一致，从而有助于提高手术精度，降低手术风险。
58.本技术的上述实施例提供的方法，通过确定目标超声波换能器当前待输出的目标超声波能量，根据目标能量转化率，读取预先存储的目标超声波换能器对应的驱动能量值，最后基于驱动能量值将超声波换能器输出的超声波能量调整到目标超声波能量，从而可以使不同的超声波换能器输出的超声波能量一致，从而使得在一些复杂精细的手术中，提高使用同一类产品进行手术的效果的一致性，避免因超声波输出能量大小的差异性而产生的手术风险。
59.进一步参考图3，其示出了本技术的超声波手术刀系统的一个实施例的结构示意图。该超声波手术刀系统包括：主控制器301、超声刀手柄302、存储器303和超声波输出开关304，超声刀手柄包括换能器3021和刀杆3022。其中，超声波输出开关用于产生启动信号，存储器用于存储能量等级表，主控制器用于执行上述图2对应实施例描述的方法。
60.主控制器301可以为各种电子设备，例如图1所示的超声刀主机，或集成到超声刀主机中的芯片、电路等。存储器303可以为各种存储设备，包括但不限于以下至少一种：存储芯片、硬盘、usb闪存等。
61.可选的，超声波输出开关304可以包括以下至少一种：脚踏开关、手动开关。通常，手控开关可以设置在超声刀手柄302上，便于操作者操作。本实现方式可以使操作者灵活地控制超声波能量的输出，提高手术效率。
62.在本实施例的一些可选的实现方式中，存储器303可以设置在如下任一位置：
63.超声刀手柄302内，超声刀手柄302与主控制器301之间的连接器中，超声刀手柄与主控制器之间的线缆中。本实现方式可以实现将存储器与主控制器分离，同一主控制器可以支持多个超声刀手柄，每个超声刀手柄均可实现开机自动调整驱动能量值，使每个超声刀手柄均可以输出目标超声波能量，从而提高了系统的复用性，有助于降低维修、更换成本。
64.在本实施例的一些可选的实现方式中，换能器和刀杆可拆卸地连接，或者，换能器和刀杆设置为一体成型结构。
65.其中，换能器和刀杆可以通过螺纹、卡扣等方式连接，该方式有利于降低系统维护、更换的成本，一体成型的换能器和刀杆可以有利于降低超声波能量的损耗，提高超声波能量的传输效率。
66.本技术实施例提供的超声波手术刀系统，通过将上述图2对应实施例描述的方法应用到超声波手术刀系统中，使超声波手术刀系统可以使不同的超声波换能器输出的超声波能量一致，从而使得在一些复杂精细的手术中，提高使用同一类产品进行手术的效果的一致性，避免因超声波输出能量大小的差异性而产生的手术风险。
67.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。