一种外科手术能量平台、控制方法、存储介质及程序产品与流程

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种外科手术能量平台、控制方法、存储介质及程序产品。

背景技术：

1、超声切割止血刀、高频电灼、电凝刀和射频手术器械等是常用的外科手术设备。超声切割止血刀是利用压电陶瓷的压电效应将电能转换为30-80khz的机械振动机械能，将能量传递到变幅杆(超声刀头)尖端，尖端部分与组织接触摩擦，在细胞空化原理下，使细胞分离凝结，起到切割止血的效果。高频单极、双极电刀是利用人体组织对高于300khz的电流刺激不敏感的原理，在法拉第效应和电解效应下产生的热敏效应，快速提供热能于细胞，蒸发细胞液，实现对组织的分离和凝固，起到切割止血效果。射频消融术的主要原理是利用电磁场的快速变化使组织内带极性的水分子高速运动，产生热量(即细胞的内生热效应)，使细胞内外水分蒸发、干燥、固缩脱落以致无菌性坏死，从而达到治疗的目的，其常用频率为200-500kh，热效应温度60-100℃。超声切割止血刀系统和高频电刀是目前微创外科常用的两种组织切割止血方案，两种方案均采用高频率的电信号，但频段不一样，超声能量信号输出频率为30-80khz，高频率电刀的输出频率在300-500khz。在同一手术中如果需要同时用到超声或者高频器械，医生需要使用不同的设备和不同品牌的器械产品，切换起来很不方便。一些技术提供了具有可调功率功能的能量平台，从而将超声、高频和射频等不同的手术器械连接到同一个平台上，通过调节功率来改变手术器械的使用频率，避免了频繁进行设备切换的问题。但是手术设备随着长时间使用温度会升高，温度升高导致手术器械的工作频率不稳，从而影响手术效果，目前常用的能量平台还不能有效解决该问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种外科手术能量平台、控制方法、存储介质及程序产品，以解决外科手术器械的工作频率不稳定的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种外科手术能量平台，包括：微控制单元、计算控制单元、主电源、功率控制电路；所述微控制单元与计算控制单元电连接，所述计算控制单元与所述功率控制电路电连接，所述主电源与所述功率控制电路电连接，所述功率控制电路连接外科手术器械；所述微控制单元用于生成功率调整指令，并发送所述功率调整指令到所述计算控制单元，所述计算控制单元用于响应于所述功率调整指令发送功率调整信号到所述功率控制电路，以通过所述功率控制电路调整所述主电源输出能量信号的功率，并利用调整后的能量信号为对应的外科手术器械供能；所述计算控制单元还用于接收外科手术器械反馈的状态信号，并在外科手术器械的所述状态信号不稳定时，重新发送功率调整信号到所述功率控制电路，以调整所述能量信号。

3、在一种可选地实施方式中，所述功率控制电路包括半桥控制器、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、隔离变压器和隔离附属电路；所述半桥控制器用于接收所述计算控制单元发送的功率调整信号，并通过两路脉冲信号输出分别连接到所述第一mos管和所述第二mos管的基极；所述第一mos管的发射极和所述第二mos管的集电极连接，并在连接处引出电压调整输出端；所述第一mos管的集电极与所述主电源连接；所述隔离变压器的原边第一绕组的第一端与所述第三mos管的发射极连接，所述原边第一绕组的第二端、隔离变压器的原边第二绕组的第一端和所述电压调整输出端连接在同一节点，所述原边第二绕组的第二端与所述第四mos管的发射极连接；所述第三mos管和所述第四mos管的基极均与所述计算控制单元连接，用于接收所述计算控制单元发送的功率调整信号；所述隔离附属电路的输入端与所述隔离变压器的副边连接，所述隔离附属电路的输出端连接外科手术器械。

4、在一种可选地实施方式中，所述计算控制单元包括fpga芯片和dsp芯片，所述fpga芯片和所述dsp芯片通信连接，且所述fpga芯片和所述dsp芯片均与所述微控制单元通信连接，所述fpga芯片与所述功率控制电路电连接；所述fpga芯片用于在所述外科手术能量平台工作时通过时钟锁相算法锁定所述能量信号的谐振频率；所述dsp芯片用于通过傅里叶变换追踪所述外科手术器械反馈的状态信号，并在所述外科手术器械的状态信号不稳定时重新发送功率调整信号到所述功率控制电路，以调整所述能量信号。

5、在一种可选地实施方式中，所述主电源包括第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块，所述第一电源模块用于和所述功率控制电路电连接，所述第二电源模块用于对所述第一电源模块输出的电压进行调整并为所述隔离附属电路中的元件供电，所述第三电源模块用于对所述第一电源模块输出的电压进行调整并为所述计算控制单元和所述微控制单元供电。

6、在一种可选地实施方式中，所述外科手术器械通过红外管向所述计算控制单元反馈所述状态信号；所述功率控制电路通过不同的独立接口与不同的外科手术器械建立连接，以通过不同的独立接口识别不同外科手术器械的连接状态。

7、第二方面，本发明提供了一种外科手术能量平台控制方法，应用于第一方面任意一项提供的外科手术能量平台，所述方法包括：通过微控制单元生成功率调整指令，并发送所述功率调整指令到计算控制单元；通过计算控制单元响应所述功率调整指令，并发送功率调整信号到功率控制电路；通过所述功率控制电路响应所述功率调整信号，调整主电源输出能量信号的功率，以利用调整后的能量信号为对应的外科手术器械供能；通过所述计算控制单元接收外科手术器械反馈的状态信号，并在所述状态信号不稳定时，重新发送功率调整信号到所述功率控制电路。

8、在一种可选地实施方式中，所述功率调整信号包括电压调整信号和频率调整信号，通过所述功率控制电路响应所述功率调整信号，调整主电源输出能量信号的功率，包括：通过半桥控制器接收所述电压调整信号，调整所述半桥控制器输出的两路脉冲信号的占空比；通过第一mos管和第二mos管接收所述半桥控制器输出的两路脉冲信号，进行通断状态改变；通过主电源接收所述第一mos管和所述第二mos管的通断信号，以改变能量信号的电压，并将调整后的能量信号传输到隔离变压器；通过第三mos管和第四mos管分别接收所述频率调整信号，以使所述第三mos管和所述第四mos管进行通断状态改变；通过所述隔离变压器接收所述第三mos管和所述第四mos管的通断信号，以改变能量信号的频率。

9、在一种可选地实施方式中，通过所述计算控制单元接收外科手术器械反馈的状态信号，并在所述状态信号不稳定时，重新发送功率调整信号到所述功率控制电路，包括：通过dsp芯片接收外科手术器械反馈的组织阻抗信号，所述组织阻抗信号是所述状态信号；基于傅里叶变换追踪所述组织阻抗信号；基于所述组织阻抗信号的增大规律分析信号稳定性，并在所述组织阻抗信号不稳定时重新发送功率调整信号到所述功率控制电路。

10、第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的方法。

11、第四方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的方法。

12、本发明提供的技术方案，具有如下优点：

13、通过微控制单元的命令和功率控制电路配合，能够根据用户选择的外科手术器械调控主电源输出到器械的工作频率，从而在手术过程中避免频繁切换手术器械控制平台的效果。同时，在手术过程中，计算控制单元还用于接收外科手术器械反馈的状态信号，并在外科手术器械的状态信号不稳定时，重新发送功率调整信号到功率控制电路，以调整能量信号，维持外科手术器械工作频率的稳定，提高了手术的安全性和可靠性。