向外科器械输出驱动信号的方法、设备、装置及电子设备与流程

1.本公开涉及用于执行外科手术的超声外科系统和高频电外科系统，更具体地，涉及一种向外科器械输出驱动信号的方法、设备、装置及电子设备。


背景技术：

2.超声外科器械(以下简称超声刀)和高频电外科器械(以下简称电刀)均可用于外科手术。超声刀具有较好的切割性能，但在外科手术中的凝血性能较差。电刀根据工作模式分为单极电刀和双极电刀，双极电刀具有很好的凝血性能，但是在外科手术中的切割性能又较差。如将两者进行结合，可在外科手术中实现凝血效果和切割性能俱佳的效果。
3.在超声刀的端部执行器上设置电极后，可实现超声刀和双极电刀的功效，这种多功能的超声外科器械，被称为“超声电刀”。目前超声电刀在使用中主要还是依赖医生的经验判断，以手动控制的方式在切割进程中切换超声刀模式和电刀模式，便于实现“仅切割”或者“仅密封凝血”的效果，但是要同时实现切割和凝血的效果，对医生的要求比较高，尤其在需要进行组织分离的情况下进行切割时，一旦控制不当就可能引发手术失误，出现切割过度或者灼伤组织的严重后果。显然，这种方式的局限性大，依赖性强，适用性差，手术效果难以保证，很难推广使用。


技术实现要素：

4.为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供了一种向外科器械输出驱动信号的方法、设备、装置及电子设备。
5.本公开的一个方面提供了一种向外科器械输出驱动信号的方法，包括：
6.检测并处理超声能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到超声回路反馈信号；
7.基于所述超声回路反馈信号获得声阻抗；
8.基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率；以及
9.控制所述超声能量源以所述第一输出信号功率输出超声驱动信号，所述高频电能量源以所述第二输出信号功率输出高频电驱动信号。
10.根据本公开实施例，该方法还包括检测并处理高频电能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到电回路反馈信号，
11.基于所述电回路反馈信号获得电阻抗；
12.所述基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率包括：
13.基于所述声阻抗和所述电阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
14.根据本公开实施例，所述基于所述声阻抗和电阻抗确定所述超声能量源的第一输
出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率，包括：
15.根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；
16.将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率，所述第一阻抗数据包括适配综合阻抗值的超声能量源的输出信号功率和高频电能量源的输出信号功率。
17.根据本公开实施例，所述基于所述声阻抗和所述电阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率，包括：
18.根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；
19.在切割初始阶段，将所述综合阻抗与第二阻抗数据匹配，以确定切割的组织类型，所述第二阻抗数据包括不同类型的组织在切割初始阶段的区别的综合阻抗值；
20.基于所述综合阻抗及所述组织类型，确定超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
21.根据本公开实施例，所述基于所述综合阻抗及所述组织类型，确定超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率，包括：
22.基于所述组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
23.根据本公开实施例，所述第一阻抗数据包括适配综合阻抗值的超声功率系数和高频电功率系数；所述方法还包括：获得超声功率设定值和高频电功率设定值；
24.所述基于所述组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率包括：
25.基于所述组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，确定与所述组织类型对应的超声功率系数和高频电功率系数；
26.确定第一输出信号功率为所述超声功率系数与所述超声功率设定值的乘积，所述第二输出信号功率为所述高频电功率系数与所述高频电功率设定值的乘积。
27.根据本公开实施例，所述基于所述声阻抗和所述电阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率，包括：
28.根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；
29.基于所述综合阻抗的变化率确定切割阶段；
30.基于所述切割阶段，确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
31.本公开的另一个方面提供了一种向外科器械输出驱动信号的设备，包括：
32.超声能量源，用于输出超声能量；
33.高频电能量源，用于输出高频电能量；
34.检测电路，用于检测并处理所述超声能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到超声回路反馈信号；
35.控制器，用于基于所述超声回路反馈信号确定声阻抗和电阻抗，并基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率；以及
36.控制所述超声能量源以所述第一输出信号功率输出超声驱动信号，同时，所述高频电能量源以所述第二输出信号功率输出高频电驱动信号。
37.根据本公开的实施例，所述检测电路还用于，检测并处理高频电能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到电回路反馈信号；
38.所述控制器还用于：基于所述电回路反馈信号获得电阻抗，并基于所述声阻抗和所述电阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
39.根据本公开实施例，所述控制器还用于:
40.根据所述声阻抗和/所述或电阻抗确定综合阻抗；
41.将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率，所述第一阻抗数据包括适配综合阻抗值的超声能量源的输出信号功率和高频电能量源的输出信号功率。
42.根据本公开实施例，所述控制器还用于:
43.根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；
44.在切割初始阶段，将所述综合阻抗与第二阻抗数据匹配，以确定切割的组织类型，所述第二阻抗数据包括不同类型的组织在切割初始阶段的区别的综合阻抗值；
45.基于所述综合阻抗及所述组织类型，确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
46.根据本公开实施例，所述控制器还用于：
47.基于所述组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率，所述第一阻抗数据包括适配综合阻抗值的超声能量源的输出信号功率和高频电能量源的输出信号功率。
48.根据本公开实施例，所述第一阻抗数据，还包括适配综合阻抗值的超声能量源的超声功率系数和高频电能量源的高频电功率系数，所述控制器还用于：
49.获得超声功率设定值和高频电功率设定值；
50.基于所述组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定与所述组织类型对应的超声功率系数和高频电功率系数；
51.确定第一输出信号功率为所述超声功率系数与所述超声功率设定值的乘积，所述第二输出信号功率为所述高频电功率系数与所述高频电功率设定值的乘积。
52.根据本公开的实施例，所述设备还包括存储器，用于存储所述第一阻抗数据。
53.根据本公开的实施例，所述设备还包括存储器，用于存储所述第二阻抗数据。
54.根据本公开实施例，所述设备还包括输入端，用于接收所述超声功率设定值和高频电功率设定值。
55.根据本公开实施例，所述控制器还用于：
56.根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；
57.基于所述综合阻抗的变化率确定切割阶段；
58.基于所述切割阶段，确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
59.本公开的另一方面提供了一种向外科器械输出驱动信号的装置，包括：
60.检测模块，被配置为检测并处理超声能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到超声回路反馈信号；
61.获得模块，被配置为基于所述超声回路反馈信号获得声阻抗；
62.确定模块，被配置为基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率；以及
63.控制模块，被配置为控制所述超声能量源以所述第一输出信号功率输出，所述高频电能量源以所述第二输出信号功率输出。
64.本公开的另一个方面提供了一种电子设备，包括，至少一个处理器以及至少一个存储器，用于存储一个或多个计算机可读指令，其中，当所述一个或多个计算机可读指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的方法。
65.本公开的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。
66.本公开的另一方面提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。
67.根据本公开实施例的技术方案，通过检测外科器械夹持组织所产生的阻抗的变化，自适应调整驱动外科器械的信号功率，能够更好地匹配手术的进程，有利于实现凝血效果和切割性能俱佳的手术效果。
68.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
69.结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
70.图1示意性示出了根据本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的一种应用场景的示意图；
71.图2示意性示出了根据本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图；
72.图3示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图；
73.图4示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图；
74.图5a示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图；
75.图5b示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图；
76.图6示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图；
77.图7示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图；
78.图8示意性示出了某组织在切割进程中的阻抗变化趋势；
79.图9示意性示出了根据本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的设备的框图；
80.图10示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的设备的框图；
81.图11示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的设备的框图；
82.图12示意性示出了根据本公开实施例的信息处理向外科器械输出驱动信号的装置的框图；
83.图13示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的框图；
84.图14示意性示出了根据本公开实施例的适于实现向外科器械输出驱动信号的方法和装置的计算机系统的框图。
具体实施方式
85.下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
86.在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
87.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开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公开。
88.应当注意的是，本公开中数据的获取或展示均经用户授权、确认、或由用户主动选择。
89.本公开的实施例提供了一种向外科器械输出驱动信号的方法，包括：检测并处理超声能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到超声回路反馈信号；基于所述超声回路反馈信号获得声阻抗；基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率；以及控制所述超声能量源以所述第一输出信号功率输出超声驱动信号，所述高频电能量源以所述第二输出信号功率输出高频电驱动信号。
90.本公开中的外科器械包括了超声电外科器械(简称超声电刀)、超声外科器械(简称超声刀)、高频电外科器械(简称电刀，包括单极电刀和双极电刀)中的一种或几种。
91.图1示意性示出了根据本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的一种应用场景的示意图。需要注意的是，图1所示仅为本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的一种应用场景的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，并不意味着本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的方法不可以应用于其他场景。
92.如图1所示，外科手术系统可包括输出设备110、外科器械120、线缆130、超声换能器140。其中，输出设备110还可包括显示和输入面板150。在本应用场景中的外科器械120是一个超声电刀，其包括了位于端部执行器的超声刀杆160和设置了电极的电钳口170，以及位于手柄处的手控开关180。线缆130连接着输出设备110和超声换能器140。超声换能器140用于将超声波电能转换为机械能，驱动外科器械120端部的超声刀杆160产生振动。
93.根据本公开实施例，输出设备110包括超声能量源、高频电能量源和控制器，具备输出超声驱动信号、高频电驱动信号，以及数据处理的功能，可驱动连接在该输出设备110上的外科器械120执行手术操作。该输出设备110还可根据输出信号的反馈自适应调整所输
出的驱动信号的功率。该输出设备110还可接收来自显示和输入面板150的输入信息，并在其上显示手术相关的信息。
94.由于具备超声能量源和高频电能量源，输出设备110可驱动几种不同的电外科器械。例如，输出设备110可以驱动超声刀与双极电刀协同操作，或者输出设备110可驱动超声电刀与超声刀协同操作，在这些应用场景下，输出设备110还可具备多个输出端口，可供同时连接多个外科器械。
95.下面结合图2对本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的方法进行说明。
96.图2示意性示出了根据本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图。
97.如图2所示，该方法包括操作s210～s240。
98.在操作s210，检测并处理超声能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到超声回路反馈信号；
99.在操作s220，基于所述超声回路反馈信号获得声阻抗；
100.在操作s230，基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率；
101.在操作s240，控制所述超声能量源以所述第一输出信号功率输出超声驱动信号，所述高频电能量源以所述第二输出信号功率输出高频电驱动信号。
102.根据本公开实施例的技术方案，通过检测外科器械夹持的组织所产生的阻抗的变化，自适应调整驱动外科器械的信号功率，能够更好地匹配手术的进程，有利于实现凝血效果和切割性能俱佳的手术效果。
103.超声能量源也称为超声波发生器，可将工频交流电转换成与超声换能器相匹配的超声电信号，驱动超声换能器将电能转换为机械能，带动超声刀杆工作。外科使用的超声刀的工作频率是20～100khz，以55.5khz最为常见。本公开实施例中的超声能量源输出的信号频率也可以在此范围内。
104.高频电能量源也称为高频信号发生器，用于向电刀输出高频电信号。外科使用的电刀的频率范围在0.3～5mhz之间，本公开所称的“高频”也是指介于0.3～5mhz之间的频率，本公开实施例中的高频电能量源输出的信号频率也在此范围内。
105.本公开实施例中的超声能量源和高频电能量源的输出的信号功率的大小和开关都是可调的，由实现功率自适应调整的控制器来控制。这样可保证手术中外科器械能稳定工作且能充分发挥超声刀和电刀的优势，减少由于功率设置不当引起切割过度或者灼伤组织的情况发生。
106.上述的超声能量源和高频电能量源可配置在同一个输出设备的机箱中(即位于该输出设备机箱的同一壳体内)；或者是配置在不同的输出设备的机箱中，由其中一个输出设备总控制。还可以是两个独立的能量源，既可以单独使用，也可以与实现功率自适应调整的控制器连接，实现图1所示例的输出设备110的功能。
107.根据本公开的实施例，检测并处理能量源与外科器械连接的电路中的信号，至少包括检测电路中的电压信号v(t)和电流信号i(t)，再根据r(t)＝v(t)/i(t)得到该电路中的阻抗。因此，通过超声能量源与外科器械连接的电路(即超声回路)中的电压信号和电流信号可得到超声阻抗r
us
(t)，以下简称“声阻抗”，通过高频电能量源与外科器械连接的电路
(即电回路)中的电压信号和电流信号可得到相应的电阻抗r
es
(t)。检测和处理信号，可以包括对信号源输出的模拟信号进行的必要的滤波和放大，以及将该模拟信号进行高速采样得到对应数字信号的处理过程。本公开技术方案中所述的“超声回路反馈信号”就是对检测到的超声回路中电压信号和电流信号经过前述处理后得到的数字信号，所述的“电回路反馈信号”就是对检测到的电回路中的电压信号和电流信号经过前述处理后得到的数字信号。该类型的数字信号便于控制系统的处理器进行数字处理和计算，以得到所需的结果。
108.根据本公开实施例，通过手术切割进程中的声阻抗检测来跟踪切割进程，并作为自适应调整驱动信号功率的一个依据。该阻抗可以反映被切割部位的组织变化，例如蛋白质变性等，从而能够匹配切割过程，以便自适应调整输出的驱动信号功率。例如，在使用超声电刀切割肝脏时，超声刀杆的振动可实现切割的功能，电钳口所施加高频电能可辅助进行凝血，当检测到声阻抗增大时，驱动超声刀的信号功率也增加，从而加速超声刀杆振动，阻抗变大时，施加在电钳口的信号功率也增加，可提高凝血或者蒸发水分的效率，这样使用超声电刀，可加快切割进程并且减少出血，获得更佳的手术效果。又例如，切割小肠时，由于组织韧性大，切割耗时较多，当使用超声电刀时，就可增加驱动超声刀的信号功率，加速切割，而施加在电钳口的信号功率保持适当水平以蒸发组织内的水分，辅助切割。
109.根据本公开的实施例，基于声阻抗确定超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。例如，当检测到声阻抗增大或减小时，则超声能量源和高频能量源的输出信号功率相应增加或减小，增加或减小的量可以声阻抗值的变化量为参照，等比例增大或减小。又例如，当检测到声阻抗值出现突然增加或突然减小，可能代表切割的组织出现了明显的变化，则超能量源和高频能量源的输出信号功率对应该变化进行调整。
110.图3示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图。
111.如图3所示，该方法包括操作s210、s220、操作s310～s330以及操作s240。
112.在操作s310，检测并处理高频电能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到电回路反馈信号；
113.在操作s320，基于所述电回路反馈信号获得电阻抗；
114.在操作s330，基于所述声阻抗和所述电阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
115.根据本公开的实施例，基于声阻抗和电阻抗确定超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。可以根据声阻抗调整超声驱动信号的功率，根据电阻抗调整高频电驱动信号的功率；也可以仅依据声阻抗，或者仅依据电阻抗来调整两种驱动信号的功率；或者是结合两种阻抗的特性来调整两种驱动信号的功率。确定输出信号功率时，可根据当前检测到的声阻抗值和电阻抗值来确定接下来的第一输出信号功率p1和第二输出信号功率p2，例如，当前时刻检测得到的声阻抗值为r
us
(n)，则p1(n+1)＝d1*r
es
(n)+c1，p2(n+1)＝d2*r
us
(n)+c2，其中d1、d2、c1、c2为系统设定的系数，该系数可以是根据实验数据和计算分析拟合得到的常量。确定输出信号功率时，也可以通过当前和历史检测到的声阻抗值和电阻抗值来共同确定p1和p2，例如，
116.p1(n+1)＝d1(r
us
(n),r
us
(n-1),
…
,r
us
(n-x))
117.p2(n+1)＝d2(r
es
(n),r
es
(n-1),
…
,r
es
(n-y))
118.其中d1、d2为系统设定的函数，该函数可以是根据实验数据拟合得到的一个函数，x和y为系统设定的常数。除此之外，p1和p2还可以通过经验数据来确定，具体如下面的实施例所述。
119.图4示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图。
120.如图4所示，该方法包括操作s210、s220、s310、s320、s410、s420以及操作s240。
121.在操作s410，根据所述声阻抗和/或电阻抗确定综合阻抗；
122.在操作s420，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率，所述第一阻抗数据包括适配综合阻抗值的超声能量源的输出信号功率和高频电能量源的输出信号功率。
123.根据本公开的实施例，采用综合阻抗可更好地拟合切割进程中的阻抗变化与实际的切割进程之间的关系。综合阻抗r(t)是声阻抗r
us
(t)和/或电阻抗r
es
(t)的函数，具体的函数关系可根据实验分析获得。其中的一种函数关系是：综合阻抗是只对声阻抗进行平滑后的结果，或者综合阻抗是只对电阻抗进行平滑后的结果。另一种关系可以是：综合阻抗是声阻抗平滑值和电阻抗平滑值的线性平均。还有一种关系可以是：在时间t1以内综合阻抗是声阻抗的平滑值，在时间区间t1和t2内，综合阻抗是声阻抗平滑值和电阻抗平滑值的线性平均，时间超过t2后综合阻抗是声阻抗的平滑值。其中的t1和t2的具体值与切割的进程有关，可以是根据经验设定的值，也可以是根据声阻抗和电阻抗的变化特性得到的值，例如，当声阻抗在切割开始阻抗急速上升然后下降到不再明显变化后即可认为达到t1，而声阻抗在切割后半段开始明显上升时认为达到了t2。
124.根据本公开的实施例，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。其中第一阻抗数据包括了适配综合阻抗值的超声能量源的输出信号功率和高频电能量源的输出信号功率。例如，在当前检测时刻，得到的综合阻抗值为r1，则从第一阻抗数据可以查到匹配r1阻抗值的超声能量源的第一输出信号功率为p1和高频电能量源的第二输出信号功率为p2。在该实施例中，第一阻抗数据中适配阻抗值的功率是通过对实验数据和经验数据的处理和分析得到一个建议值。第一阻抗数据可以是数值固定的预存的数据，也可以是不断累积实际手术应用实施过程中的信息而实时更新的数据。
125.图5a示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图。
126.如图5a所示，该方法包括操作s210、s220、s310、s320、操作s510～s530以及操作s240。
127.在操作s510，根据所述声阻抗和/或电阻抗确定综合阻抗；
128.在操作s520，在切割初始阶段，将综合阻抗与第二阻抗数据匹配，以确定切割的组织类型；
129.在操作s530，基于所述综合阻抗以及所述组织类型，确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
130.根据本公开的实施例，基于组织的类型来确定驱动信号的功率。确定切割的组织类型可以有两种方式，第一种是通过人工设定，即医生在切割前就设定了此次切割的组织
类型，适合简单的切割手术；实际手术中经常遇到的是复杂的情况，一次切割可能会遇到多种组织，而在手术操作过程中再调整功率不仅效率低还可能由于条件限制无法调整。第二种方式就是本公开实施例的自动识别组织类型的方式，适用性广，可大大减轻手术的难度，提高手术效率。
131.根据本公开的实施例，识别切割的组织类型是通过在切割初始阶段，将综合阻抗与第二阻抗数据匹配来确定的。例如，在切割初始阶段内设定一个识别组织类型的时间窗，将检测到的综合阻抗值与第二阻抗数据中不同类型组织的阻抗特性值进行对比，匹配度最高的为识别出的组织类型。由于不同组织的物理特性差异其在切割时也会有阻抗差异，通过对实验数据和经验数据的处理和分析，可以得到不同类型的组织在切割初始阶段的区别的综合阻抗值，这些结果被存储在第二阻抗数据中。
132.下面举例说明本公开实施例如何确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
133.例如，在切割初始阶段，识别出的组织类型编号为1型，其对应的输出信号功率p1和p2与阻抗的关系为p1(n+1)＝d1*r(n)+c1，p2(n+1)＝d2*r(n)+c2，于是当检测得到的综合阻抗值为r(n)时，则根据p1(n+1)＝d1*r(n)+c1，p2(n+1)＝d2*r(n)+c2即可得到所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。如果识别出的组织类型编号为2型，其对应的输出信号功率p1和p2与阻抗的关系可能为p1(n+1)＝d3*r(n)+c3，p2(n+1)＝d4*r(n)+c4，其中的d1-d4、c1-c4均为设定值或经过机器学习模型训练确定的值。
134.采用本公开的实施例，在手术切割中遇到不同的组织时，也可以自动调整更适合该组织的切割功率，提高切割的性能。
135.图5b示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图。
136.如图5b所示，该方法在图5a所示意的实施例的基础上，包括了不同于s530的操作s540。
137.在操作s540，基于所述组织类型，将综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
138.根据本公开的实施例，在切割初始阶段，通过与第二阻抗数据匹配得到组织类型后，基于该组织类型，将综合阻抗与该组织对应的第一阻抗数据匹配，以确定超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。其中第一阻抗数据包括了适配综合阻抗值的超声能量源的输出信号功率和高频电能量源的输出信号功率，并且不同的组织类型，会有各自对应的第一阻抗数据，以实现针对组织类型的功率自适应调整。例如，在某检测时刻得到的综合阻抗值为r1，从组织类型为1型的第一阻抗数据中查到的匹配r1阻抗值的p1和p2，可能会与组织类型为2型的第一阻抗数据中查到的结果完全不同。第一阻抗数据可以是数值固定的预存的数据，也可以是不断累积实际手术应用实施过程中的信息而实时更新的数据。
139.图6示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图。
140.如图6所示，该方法包括操作s210、s220、s310、s320、s510、s520、操作s610～s630
以及操作s240。
141.在操作s610，获得超声功率设定值和高频电功率设定值；
142.在操作s620，基于组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，确定与所述组织类型对应的超声功率系数和高频电功率系数；
143.在操作s630，确定第一输出信号功率为超声功率系数与超声功率设定值的乘积，第二输出信号功率为高频电功率系数与高频电功率设定值的乘积。
144.根据本公开的实施例，在第一阻抗数据中存储的是适配阻抗值的超声驱动信号和高频电信号的功率系数，简称为超声功率系数和高频电功率系数，实际输出的信号功率需要功率系数与功率设定值来共同确定，这样做可获得更广泛的适用性，提高系统的安全性。例如，医生可以根据初步判断设定超声功率设定值和高频电功率设定值，以此限定手术过程中超声刀和电刀输出的最大功率，降低手术风险。超声功率设定值和高频电功率设定值可以通过一个输入端来设定，这个输入端通常会集成在一个带有显示和输入功能的面板上，例如图1示例的输出设备110前端的显示和输入面板150。超声功率设定值和高频电功率设定值也可以是默认的配置，例如，针对外科手术预存了一些超声功率设定值的档位，这些设定值可以通过图1示例的外科器械120的手柄处的手控开关180来选择，而高频电功率的设定值可以是输出设备110中的默认的设置。
145.在上述图5a、图5b和图6所示意的实施例中，可在切割初始阶段进行多次匹配以提高识别组织类型的准确率。例如，第一次识别的时间窗设置为超声电刀上电到t0时刻，识别出组织类型后，按照对应的功率输出，然后在t0-t1的时间窗内继续匹配，再根据此次的匹配结果选定组织类型。这个过程提供了识别组织类型的纠错机制，防止识别组织出错导致输出功率不匹配该组织。
146.在上述图5a、图5b和图6所示意的实施例中还可能会存在一种情况，就是在切割初始阶段的综合阻抗与现有的第二阻抗数据的匹配度不能满足要求，无法匹配出适合的组织类型，此时可以按照图4所示意的实施例进行操作，即采用公共的第一阻抗数据来匹配输出信号的功率。
147.图7示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的方法的流程图。
148.如图7所示，该方法包括操作s210、s220、s310、s320、操作s710-s730，和操作s240。
149.在操作s710，根据所述声阻抗和/或电阻抗确定综合阻抗；
150.在操作s720，基于所述综合阻抗变化率确定切割阶段；
151.在操作s730，基于所述切割阶段，确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
152.根据本公开的实施例，切割的进程可以划分为切割初始阶段、切割进行阶段和切割末期阶段。在每个阶段调整驱动信号功率以适配切割进程可对切割带来益处。例如，在切割初始阶段，要让超声刀快速开始工作，此时驱动超声刀的功率可以较高值输出，而电刀的功率只需较低值；到切割进行阶段，刀头已经深入组织，需要切割并同步凝血，此时要利用超声刀和电刀各自的优势，因此驱动信号功率按各自总功率的50％输出；到切割末期阶段，即将完成切割，充分利用超声刀的快切优势，此时驱动超声刀的信号功率也以较高值输出，而驱动电刀的信号功率只需较低值。
153.实验发现，切割的阶段也会通过组织的阻抗特性表现出来，例如，在切割刚开始时阻抗先增大后减小，此为切割初始阶段，然后出现较为长期且恒定的一个阶段，此为切割进行阶段，到最后切割末期阶段时，综合阻抗会快速增加。图8给出了阻抗的这种变化趋势的一个示例，根据图8中的阻抗特性，在t1时刻附近阻抗出现了先下降后平稳的变化，在t2时刻附近阻抗出现快速上升的变化。
154.根据本公开的实施例，可通过综合阻抗的变化率来确定切割阶段，从而在不同的切割阶段输出适配的超声驱动信号和高频电驱动信号。例如，检测到综合阻抗在设定的时间窗内呈现先下降后平稳，则认为进入切割进行阶段，检测到综合阻抗在设定的时间窗内呈现快速上升的变化趋势，则认为进入切割末期阶段。
155.根据本公开的实施例，基于所述切割阶段，确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。例如，在切割初始阶段，驱动超声刀和电刀的信号功率可依据超声功率设定值和高频电功率设定值来进行比例输出；在切割进行阶段，驱动超声刀和电刀的信号功率可根据综合阻抗进行自适应调整，采用前面图3至图7所示的实施例中的做法；在切割末期阶段，驱动信号的功率仍依据超声功率设定值和高频电功率设定值来进行比例输出。这样可以提高功率适配效率，获得更佳的手术效果。
156.上述几个实施例中为了便于说明本公开的技术方案的原理，因此对实现的操作步骤进行了说明，实际实现时可能会合并几个操作得到最终的功率调整结果。
157.本公开的以上实施例，通过检测外科器械夹持的组织所产生的阻抗的变化，自适应调整驱动外科器械的信号功率，能够更好地匹配手术进程，有利于实现凝血效果和切割性能俱佳的手术效果。
158.基于同一发明构思，本公开还提供了一种向外科器械输出驱动信号的设备。
159.图9示意性示出了根据本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的设备900的框图。其中，该设备900可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为设备的部分或者全部。
160.如图9所示，该设备900包括超声能量源910、高频电能量源920、检测电路930、控制器940。
161.超声能量源910，用于输出超声能量；
162.高频电能量源920，用于输出高频电能量；
163.检测电路930，用于检测并处理所述超声能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到超声回路反馈信号；
164.控制器940，用于基于所述超声回路反馈信号确定声阻抗，并基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率；以及控制所述超声能量源以所述第一输出信号功率输出超声驱动信号，同时，所述高频电能量源以所述第二输出信号功率输出高频电驱动信号。
165.根据本公开的实施例，所述检测电路930还用于，检测并处理高频电能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到电回路反馈信号；所述控制器940还用于：基于所述电回路反馈信号获得电阻抗，并基于所述声阻抗和所述电阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
166.根据本公开的实施例，所述控制器940还用于：根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；将综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号
功率和高频电能量源的第二输出信号功率，所述第一阻抗数据包括适配综合阻抗值的超声能量源的输出信号功率和高频电能量源的输出信号功率。
167.根据本公开的实施例，所述控制器940还用于：根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；在切割初始阶段，将所述综合阻抗与第二阻抗数据匹配，以确定切割的组织类型，所述第二阻抗数据包括不同类型的组织在切割初始阶段的区别的综合阻抗值；基于所述综合阻抗及所述组织类型，确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
168.根据本公开的实施例，所述控制器940还用于：基于所述组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
169.图10示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的设备1000的框图。
170.如图10所示，该设备1000在图9所示意的设备900的基础上还包括了存储器1010。
171.存储器1010，用于存储所述第一阻抗数据和第二阻抗数据，所述第一阻抗数据包括适配综合阻抗值的超声能量源的输出信号功率和高频电能量源的输出信号功率，所述第二阻抗数据包括不同类型的组织在切割初始阶段的区别的综合阻抗值。
172.根据本公开的实施例，所述第一阻抗数据，还包括适配综合阻抗值的超声能量源的超声功率系数和高频电能量源的高频电功率系数。
173.根据本公开的实施例，所述控制器940还用于：获得超声功率设定值和高频电功率设定值；通过查找存储器中第一阻抗数据，确定与所述组织类型对应的超声功率系数和高频电功率系数；确定第一输出信号功率为所述超声功率系数与所述超声功率设定值的乘积，所述第二输出信号功率为所述高频电功率系数与所述高频电功率设定值的乘积。
174.图11示意性示出了根据本公开另一实施例的向外科器械输出驱动信号的设备1100的框图。
175.如图11所示，该设备1100在图10所示意的设备1000的基础上还包括了输入端1110，用于接收所述超声功率设定值和高频电功率设定值。
176.本公开实施例的设备可以执行上文所述的各种方法，重复之处不再赘述。
177.基于同一发明构思，本公开还提供了一种向外科器械输出驱动信号的装置，下面参照图12对本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的装置1200进行说明。
178.图12示意性示出了根据本公开实施例的向外科器械输出驱动信号的装置1200的框图。其中，该装置1200可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。
179.如图12所示，该向外科器械输出驱动信号的装置1200包括检测模块1210、获得模块1220、确定模块1230和控制模块1240。该向外科器械输出驱动信号的装置1200可以执行上文描述的各种方法。
180.检测模块1210，被配置为检测并处理超声能量源与外科器械连接的电路中的信号得到超声回路反馈信号；
181.获得模块1220，被配置为从基于所述超声回路反馈信号获得声阻抗；
182.确定模块1230，被配置为基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功
率和高频电能量源的第二输出信号功率；
183.控制模块1240，被配置为控制所述超声能量源以所述第一输出信号功率输出，所述高频电能量源以所述第二输出信号功率输出。
184.本公开还公开了一种电子设备，图13示出根据本公开的实施例的电子设备的框图。
185.如图13所示，所述电子设备1300包括存储器1310和处理器1320，其中，所述存储器1310用于存储支持电子设备执行上述任一实施例中的信息处理方法或代码生成方法的程序，所述处理器1320被配置为用于执行所述存储器1310中存储的程序。
186.根据本公开实施例，所述存储器1310用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器1320执行以实现以下步骤：
187.检测并处理超声能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到超声回路反馈信号；
188.基于所述超声回路反馈信号获得声阻抗；
189.基于所述声阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率；以及
190.控制所述超声能量源以所述第一输出信号功率输出超声驱动信号，所述高频电能量源以所述第二输出信号功率输出高频电驱动信号。
191.根据本公开实施例，所述处理器1320还用于执行，检测并处理高频电能量源与外科器械连接的电路中的信号，得到电回路反馈信号，基于所述电回路反馈信号获得电阻抗；基于所述声阻抗和所述电阻抗确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
192.根据本公开实施例，所述处理器1320还用于执行：根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；将综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
193.根据本公开实施例，所述处理器1320还用于执行，在初始切割阶段，将所述综合阻抗将所述综合阻抗与第二阻抗数据匹配，以确定切割的组织类型；基于所述综合阻抗及所述组织类型，确定超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
194.根据本公开的实施例，所述处理器1320还用于执行，基于所述组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，以确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
195.根据本公开的实施例，所述第一阻抗数据包括适配综合阻抗值的超声功率系数和高频电功率系数；所述处理器1320还用于执行：获得超声功率设定值和高频电功率设定值；基于所述组织类型，将所述综合阻抗与第一阻抗数据匹配，确定与所述组织类型对应的超声功率系数和高频电功率系数；确定第一输出信号功率为所述超声功率系数与所述超声功率设定值的乘积，所述第二输出信号功率为所述高频电功率系数与所述高频电功率设定值的乘积。
196.根据本公开实施例，所述处理器1320还用于执行，根据所述声阻抗和/或所述电阻抗确定综合阻抗；基于所述综合阻抗的变化率确定切割阶段；基于所述切割阶段，确定所述超声能量源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。确定所述超声能量
源的第一输出信号功率和高频电能量源的第二输出信号功率。
197.图14示意性示出了根据本公开实施例的适于实现上文描述的方法的计算机系统1400的框图。
198.如图14所示，计算机系统1400包括处理器1401，其可以根据存储在只读存储器(rom)1402中的程序或者从存储部分1408加载到随机访问存储器(ram)1403中的程序而执行上述实施例中的各种处理。在ram1403中，还存储有系统1400操作所需的各种程序和数据。处理器1401、rom 1402以及ram 1403通过总线1404彼此相连。输入/输出(i/o)接口1405也连接至总线1404。
199.以下部件连接至i/o接口1405：包括键盘、鼠标等的输入部分1406；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分1407；包括硬盘等的存储部分1408；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1409。通信部分1409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1410也根据需要连接至i/o接口1405。可拆卸介质1411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1408。其中，所述处理器1401可实现为cpu、gpu、tpu、fpga、npu等处理器。
200.特别地，根据本公开的实施例，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1411被安装。
201.附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
202.描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
203.作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中电子设备或计算机系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
204.以上描述仅为本公开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，本公开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所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。例如上述特征与本公开中公开的(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。