智能电刀性能的测试方法和装置与流程

本发明涉及高频器械测试领域，尤其是一种智能电刀性能的测试方法和装置。

背景技术：

智能电刀是拥有智能监视系统的高频电刀，高频电刀是一种取代机械手术刀进行组织切割的电外科器械，它通过电极(将高频电流送入人体，在电刀笔下的局部组织中形成高密度电流，从而促使局部产生高热，进而达到切割和凝结两种电外科效果。在使用智能电刀时，操作者只需用闭合器械将组织夹持牢固，启动输出后，系统随作用软组织的阻抗的变化，会自动和持续地输出高频能量直至闭合完成，操作者无需手动控制能量输出和停止，进而减少手术过程中的热损伤，提高手术质量及软组织焊接吻合强度。

然而，在现今对智能电刀的测试中，一般只能通过一些测试仪去检测电刀的外部参数来评估智能电刀的性能，例如测量高频电刀的输出功率、最大电压、峰值电流等性能指标，而并没有相关的测试手段能够评估在软组织的阻抗发生变化时，智能电刀是否能自动进行调整。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供在阻抗发生变化时，能有效评估智能电刀是否能自动进行调整的一种智能电刀性能的测试方法和装置。

本发明采用的技术方案是：智能电刀性能的测试方法，包括以下步骤：

获取预设焊接模型，其中预设焊接模型包括时间、电压与第一阻值之间的关系；

根据第一阻值，获取与第一阻值对应的运动台位置；

根据运动台位置，通过若干个无感电阻的接入进行第一阻值的模拟；

根据模拟结果，获取智能电刀对应的参数；

根据预设焊接模型和所述参数，得到测试结果；

其中，运动台位置包括使得若干个无感电阻接入导通时可移动的运动台所在的位置,所述参数包括电压。

进一步，所述根据第一阻值，获取与第一阻值对应的运动台位置的这一步骤，具体为：

通过运动台的移动，获取第一阻值对应的运动台位置，其中第一阻值包括与单个无感电阻的阻值大小呈整数倍的阻值。

进一步，所述根据运动台位置，通过若干个无感电阻的接入进行第一阻值的模拟的步骤中，包括以下步骤：

对预设焊接模型进行重构；

根据第一阻值对重构结果进行划分并进行离散化处理，得到第一阻值与时间变化的规律；

根据规律和运动台位置，进行第一阻值的模拟；

其中第一阻值包括与单个无感电阻的阻值大小呈整数倍的阻值。

进一步，所述根据规律和运动台位置，进行第一阻值的模拟的步骤中，包括以下步骤：

根据规律和运动台位置，得到若干个位置数据，其中每一位置数据包括运动台位置和时间；

根据时间和预设变化时间，对每一位置数据进行筛选；

根据筛选结果，得到运动台的移动位置；

通过运动台在移动位置上的移动，模拟得到每一移动位置上对应的第一阻值；

其中，预设变化时间为运动台在相邻的无感电阻中移动的时间。

进一步，所述根据时间和预设变化时间，对每一位置数据进行筛选的步骤中，包括以下步骤：

获取第一位置数据的第一时间，以及与所述第一位置数据相邻的第二位置数据的第二时间的第一差值；

当第一差值大于或等于预设变化时间，将所述第二时间变更为所述第二时间与预设变化时间的差值，并将变更后的第二位置数据作为新的第一位置数据，返回获取第一位置数据的第一时间，以及与所述第一位置数据相邻的第二位置数据的第二时间的第一差值的步骤，直至第一时间为位置数据中最小的时间；

当第一差值小于预设变化时间，将第二位置数据排除，重新获取与第一位置数据的第一时间相邻的第二位置数据的第二时间，返回获取第一位置数据的第一时间，以及与所述第一位置数据相邻的第二位置数据的第二时间的第一差值的步骤，直至第一时间为位置数据中最小的时间；

其中，第一时间为最大的时间，第二时间为与第一时间的大小相邻的时间，位置数据包括第一位置数据和第二位置数据。

进一步，所述根据模拟结果，获取智能电刀对应的参数这一步骤，具体为：

获取在模拟得到的每一移动位置上对应的第一阻值条件下所述智能电刀对应的参数。

进一步，所述根据预设焊接模型和所述参数，得到测试结果的这一步骤，具体为：

将所述参数和电压与第一阻值之间的关系曲线进行对比，获取相似度；

根据相似度，得到智能电刀的测试结果；

其中，电压与第一阻值之间的关系包括在电压变化时对应的第一阻值的变化曲线。

本发明还提供智能电刀性能的测试装置，包括：

第一获取模块，用于获取预设焊接模型，其中预设焊接模型包括第一阻值与时间变化的第一关系，以及电压与时间变化的关系曲线；

第二获取模块，用于根据第一阻值，获取与第一阻值对应的运动台位置；

模拟模块，用于根据运动台位置，通过若干个无感电阻的接入进行第一阻值的模拟；

第三获取模块，用于根据模拟结果，获取智能电刀对应的参数；

测试模块，用于根据预设焊接模型和所述参数，得到测试结果；

其中，运动台位置包括使得若干个无感电阻接入导通时可移动的运动台所在的位置,所述参数包括电压。

本发明还提供智能电刀性能的测试装置，包括：

至少一处理器；

至少一存储器，用于存储至少一程序；

当所述至少一程序被所述至少一处理器执行，使得所述至少一处理器实现所述智能电刀性能的测试方法。

本发明还提供存储介质，存储有处理器可执行的指令，其特征在于：处理器执行所述处理器可执行的指令时执行所述智能电刀性能的测试方法。

本发明的有益效果是：通过预设焊接模型的获取，并根据第一阻值获取与第一阻值对应的运动台位置，根据运动台位置，通过若干个无感电阻的接入进行第一阻值的模拟，即通过无感电阻的阻值变化来对第一阻值进行模拟，并根据模拟结果，获取智能电刀对应的参数，再根据预设焊接模型和所述参数，得到测试结果；即相当于通过无感电阻的阻值变化对智能电刀实际作用于软组织时时阻抗变化的进行模拟，使得最终的测试结果能够反映阻值变化时智能电刀对应的参数变化，以对智能电刀的性能进行准确的测试。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明装置的结构框图；

图3为本发明方法的步骤流程示意图；

图4为预设焊接模型的示意图；

图5为第一阻值随时间变化的示意图；

图6为运动台位置与第一阻值的关系图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，本实施例提供一种智能电刀性能的测试装置，包括(生物软组织)阻抗模拟装置和电刀分析仪(未图示)。(高频)智能电刀(未图示)上的焊接工具的双极接入到阻抗模拟装置中，电刀分析仪接入到智能电刀的焊接工具的任一电极以及阻抗模拟装置中。所述生物软组织阻抗模拟装置用于模拟生物软组织的阻抗变化，在本实施例中包括控制器(未图示)、步进电机1、直线移动平台(包括滚珠丝杆2和可在滚珠丝杆上移动的运动台3)、其中运动台包括有接触块用于导通无感电阻的电极、无感电阻阵列(包括若干个串联的无感电阻4)。

在本实施例中，控制器能进行数据处理，并通过编程控制步进电机的转动引导运动台的移动(不同的运动台位置)来控制接入电路中无感电阻的阻值，来实现无感电阻阵列阻抗的变化，即相当于可变电阻器来模拟软组织阻抗。可选地在本实施例中，通过控制器编程控制步进电机以控制运动台的运动距离，来实现对软组织阻抗变化的模拟。其中，控制器可以为计算机，进一步可以存储有预设焊接模型(生物体焊接数学模型)。

在本实施例中，无感电阻阵列包括若干个无感电阻，无感电阻的感抗直小，在高频设备，如高频的智能电刀中可以防止产生振荡，减少了输出功率偏差和高频谐振电压，因此阻抗模拟装置具有无感抗、散热好和防振荡等特点。在本实施例中，无感电阻选用rig型大功率无感釉膜电阻，其中以含铝量95％以上的高频瓷管作为电阻基体，涂上以高压绝缘散热油漆经风干后高温烘烤而制成的涂层，具备过载能力强，温度特性高，绝缘性优、散热好等特点。

其中，智能电刀与阻抗模拟装置连接，能根据无感电阻阵列阻抗的变化调整其输出电流和电压。电刀分析仪能根据电流和电压的变化获取智能电刀的动态实时功率输出曲线。

在本实施例中，将智能电刀的动态实时功率输出曲线与预设焊接模型进行对比，得到测试结果。

如图2所示，本实施例还提供另一种智能电刀性能的测试装置，包括：第一获取模块，用于获取预设焊接模型，其中预设焊接模型包括第一阻值与时间变化的第一关系，以及电压与时间变化的关系曲线；

第二获取模块，用于根据第一阻值，获取与第一阻值对应的运动台位置；

模拟模块，用于根据运动台位置，通过若干个无感电阻的接入进行第一阻值的模拟；

第三获取模块，用于根据模拟结果，获取智能电刀对应的参数；

测试模块，用于根据预设焊接模型和所述参数，得到测试结果；

其中，运动台位置包括使得若干个无感电阻接入导通时可移动的运动台所在的位置,所述参数包括电压。

上述装置实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述装置实施例相同，并且达到的有益效果与上述装置实施例所达到的有益效果也相同。

如图3所示，本实施例还提供一种智能电刀性能的测试方法，包括以下步骤：

获取预设焊接模型，其中预设焊接模型包括第一阻值与时间变化的第一关系，以及电压与时间变化的关系曲线；

根据第一阻值，获取与第一阻值对应的运动台位置；

根据运动台位置，通过若干个无感电阻的接入进行第一阻值的模拟；

根据模拟结果，获取智能电刀对应的参数；

根据预设焊接模型和所述参数，得到测试结果；

其中，运动台位置包括使得若干个无感电阻接入导通时可移动的运动台所在的位置,所述参数包括电压。

在本实施例中，获取预设焊接模型的原因在于：由于高频电流对生物软组织有一系列的生理作用，包括电刺激、热效应、细胞膜可逆电穿孔等，而高频电刀主要利用高频电流的热效应、细胞膜可逆电穿孔效应，防止电刺激作用。因此为了实现可靠的软组织焊接吻合和分离，需要根据生物体焊接理论，保证焊接过程的温度控制在蛋白质的可逆热变性范围内。因此需要获取预设焊接模型，该模型通过从组织病理学、同类设备手术效果对比和动物软组织离体及活体试验等方面综合分析得到，揭示了生物体在进行软组织在接受热刺激时，软组织施加特定曲线的电压u，智能电刀的焊接工具双极间的组织阻抗z呈现有规律的变化(曲线)，如图4所示，软组织施加特定曲线的电压u，电流通过软组织并加热，细胞间液体对导电性有正温度系数，所以随着加热组织阻抗z降低，并在时间t1时达到其最小值zmin。随后，焊接组织开始凝固，从而导致了阻抗的升高。当达到设定值时δz(时间t2)，开始进入稳定阶段。此时，无论焊接组织的厚度和物理特性如何，组织的温度将不会升高。当时间到达t3时，组织粘结强度足够大，并且能量传递停止。其中，阻抗包括第一阻值，即该预设焊接模型(生物体焊接数学模型)包括时间、电压与第一阻值之间的关系，其中时间、电压与第一阻值之间的关系包括在电压变化时对应的第一阻值的变化曲线，也可以包括有电压和第一阻值的关系进行转换得到的能够反应电压与第一阻值之间的关系的其他曲线，例如输出功率曲线等等。在本实施例中，电压与第一阻值之间的关系即电压u的特定变化曲线对应的第一阻值z的变化曲线。其中第一阻值包括与单个无感电阻的阻值大小呈整数倍的阻值。

在本实施例中，根据第一阻值，获取与第一阻值对应的运动台位置，根据运动台位置，通过若干个无感电阻的接入进行第一阻值的模拟的步骤中，具体地包括：

s1、对预设焊接模型进行重构，根据第一阻值对重构结果进行划分并进行离散化处理。

如图5所示，由于预设焊接模型中的阻值是连续变化，而阻抗模拟装置采用定阻值的若干个无感电阻串联而成，故只能对预设焊接模型中的阻值变化曲线进行阶梯离散处理，并通过计算机进一步进行离散化处理，得到离散化后时间与阻值的坐标数据点集(ti，zi)，即第一阻值与时间变化的规律，其中zi为第一阻值，即单个无感电阻的阻值z0的整数倍；

s2、根据第一阻值，获取与第一阻值对应的运动台位置。

如图6所示，具体地：通过运动台的移动，分别使若干个无感电阻连接导通以得到所有第一阻值，并分别记录此时的运动台位置，其中x代表运动台移动距离。

s3、根据规律和运动台位置，进行第一阻值的模拟。具体包括：

s31、根据规律和运动台位置，得到若干个位置数据，其中每一位置数据包括运动台位置和时间；

生成图像，阻抗模拟装置上的运动台位置与阻值变化关系图是的一个阶梯图，设定端点为转化点，然后将预设焊接模型经过离散变换后的阻值数据转化成位置数据，即(ti，zi)转化(ti，xi)，(ti，xi)为位置数据，其中xi为运动台位置，ti为时间。

s31、根据时间和预设变化时间，对每一位置数据进行筛选。

具体地：获取第一位置数据的第一时间，以及与所述第一位置数据相邻的第二位置数据的第二时间的第一差值；

当第一差值大于或等于预设变化时间，将所述第二时间变更为所述第二时间与预设变化时间的差值，并将变更后的第二位置数据作为新的第一位置数据，返回获取第一位置数据的第一时间，以及与所述第一位置数据相邻的第二位置数据的第二时间的第一差值的步骤，直至第一时间为位置数据中最小的时间；

当第一差值小于预设变化时间，将第二位置数据排除，重新获取与第一位置数据的第一时间相邻的第二位置数据的第二时间，返回获取第一位置数据的第一时间，以及与所述第一位置数据相邻的第二位置数据的第二时间的第一差值的步骤，直至第一时间为位置数据中最小的时间；

其中，第一时间为最大的时间，第二时间为与第一时间的大小相邻的时间，位置数据包括第一位置数据和第二位置数据。设定移动台以速度v完成一次阻抗变化的时间为t0，即在两个(相邻)无感电阻之间的移动时间(预设变化时间)，其中速度v可以根据需求进行设置。

例如，位置数据有a(20，200)，b(15，150)，c(10，100)、d(5，50)，则a为第一位置数据，b为第二位置数据，第一差值为5，若t0为4，则将b变为(11，150)，然后将b(11，150)，作为新的第一位置数据，此时相邻的第二位置数据为c(10，100)，继续按照上述处理方式，直至第一时间为位置数据中最小的时间，即此时d(5，50)为新的第一位置数据。

若t0为6，第一差值为5，则将b排除，此时重新获取的相邻的第二位置数据为c(10，100)，第一差值为10，则将c变更为c(4，100)，作为新的第一位置数据，重复上述步骤，同样新的第一位置数据中的第一时间为位置数据中最小的时间。然后得到筛选结果。

s32、根据筛选结果，得到运动台的移动位置。

其中移动位置指的是最终实际上步进电机的移动位点坐标，即最终运动台的实际移动移动的位置。

s33、通过运动台在移动位置上的移动，模拟得到每一移动位置上对应的第一阻值。

通过编程，使控制器控制运动台在移动位置上进行移动，由此模拟得到运动台在每一移动位置上对应的第一阻值。相当于使得智能电刀的电极上具有第一阻值。

s4、根据模拟结果，获取智能电刀对应的参数。

智能电刀焊接工具的电极与阻抗模拟装置连接，电刀分析仪与智能电刀连接，电极上具有模拟的第一阻值，此时电刀分析仪获取每一第一阻值下智能电刀的电流、电压以及输出功率，相当于通过阻抗模拟装置模拟第一阻值的变化，反过来测试接入的电流/电压变化，然后通过电流/电压和阻抗可以计算出动态实时的输出功率，并与预设焊接模型进行比对，判断相似度，以此检测智能电刀是否能根据阻抗变化智能地调节功率输出。

具体地：将所述参数以及电压与第一阻值之间的关系曲线进行对比，可选地，参数还包括电流和输出功率；将所述参数和电压与第一阻值之间的关系曲线进行对比，获取相似度，其中相似度及对应的测试结果包括：1)关系曲线和参数大致相同，此时测试结果为智能电刀具有智能调节输出功能；2)若参数的线型与关系曲线线型大致相同，但数值有差异，测试结果为智能电刀具有一定的智能调节输出功能，但是输出功率仍未到达最佳；3)若参数的线型与和数值不同，测试结果为智能电刀不具有智能输出功能。

其中，相似度的对比还可以根据预设焊接模型先将第一阻值和电压获取对应的功率曲线，将功率曲线与参数中的输出功率组成的曲线进行对比，由此得到测试结果。

其中，关系曲线和参数相似度，线型的相似度，数值的差异程度，均可以通过例如设置阈值的方式进行判断，在其他实施例中也可以通过人工进行判断，或者通过人工与计算机结合的方式进行判断，得到测试结果，不作限定。

上述装置实施例中的内容均适用于本方法实施例中，本方法实施例所具体实现的功能与上述装置实施例相同，并且达到的有益效果与上述装置实施例所达到的有益效果也相同。

本发明实施例还提供了智能电刀性能的测试装置，包括：

至少一处理器；

至少一存储器，用于存储至少一程序；

当所述至少一程序被所述至少一处理器执行，使得所述至少一处理器实现所述智能电刀性能的测试方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述装置实施例所达到的有益效果也相同。

综上所述，相较于现有技术，本发明具有以下优点：

1)通过无感电阻的阻值变化对智能电刀实际作用于软组织时时阻抗变化的进行模拟，使得最终的测试结果能够反映阻值变化时智能电刀对应的参数变化，以对智能电刀的性能进行准确的测试，解决现有技术中不能对智能电刀进行智能功率变化的检测问题；

2)阻抗模拟装置具有无感抗、散热好和防振荡等特点，可以根据编程程序智能地改变自身阻抗，并且结合电刀分析仪，便可以对高频智能电刀的输出功率等参数进行实时检测。

在一些可选择的实施例中，在本发明的步骤所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

本发明实施例还提供了一种存储介质，存储有处理器可执行的指令，处理器执行所述处理器可执行的指令时执行所述智能电刀性能的测试方法。

同样可见，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，实现的功能和有益效果与方法实施例相同。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

实施例中的步骤表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“本实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。