超声手术系统控制参数的确定方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及数据处理，具体涉及超声手术系统控制参数的确定方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、超声手术系统的频率跟踪一般采用传统的pid算法，pid控制系数一般为通过反复试验所得的经验值，给予一组，或几组固定的参数，从而通过固定参数实现超声手术系统的控制。

2、然而，超声止血手术系统是一个复杂、时变的系统，由于手柄、多用剪等部件制作工艺复杂，无法达到高度的一致性，从而即使是同型号产品，也会存在系统自身差异，这种差异导致系统应对不同负载变化时所展现出的鲁棒性不同。

3、因此，采用固定的控制参数，无法满足复杂、时变系统的稳定，从而使输出效果存在不稳定，导致切割边沿热损伤过大或切割速度过慢，血管凝不住或渗血等问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种超声手术系统控制参数的确定方法、装置、设备及介质，以解决采用固定的控制参数，无法满足复杂、时变系统的稳定，从而使输出效果存在不稳定，导致切割边沿热损伤过大或切割速度过慢，血管凝不住或渗血的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种超声手术系统控制参数的确定方法，该方法包括：获取扫频信号、驱动频率周期以及多个测试能量；基于扫频信号确定超声模块的谐振频率；基于测试能量驱动换能器，确定各个测试能量对应的电压值以及电流值；基于电压值以及电流值，检测超声模块是否存在异常；若超声模块未存在异常，基于谐振频率确定频率漂移系数；获取频率偏移量，并基于频率漂移系数、谐振频率、频率偏移量以及驱动频率周期，确定各个频率偏移量对应的驱动频率；基于驱动频率，确定各个驱动频率对应的相位，并确定相位达到预设相位的目标频率偏移量；基于目标频率偏移量确定频率偏移量矩阵；基于频率偏移量矩阵，确定各个相角对应的控制参数。

3、本实施例提供的超声手术系统控制参数的确定方法，通过在超声模块未发生异常时，在驱动频率周期内致振，捕获超声手术系统的频率偏移量，通过频率偏移量确定目标频率偏移量，然后通过目标频率偏移量确定相位，并通过相位确定频率偏移量矩阵，然后通过频率偏移量矩阵，确定各个相角对应的控制参数，相比于通过固定控制参数控制超声手术系统的方式，本实施例通过计算出适合当前超声手术系统的最优控制参数，从而在控制超声输出时，调用最优控制参数，能够使得超声模块的输出响应更快、超调更小、输出超声能量更稳定。

4、在一个可选的实施方式中，基于电压值以及电流值，检测超声模块是否存在异常，包括：基于电压值以及电流值，确定各个电压值以及对应电压值的电流值之间的比值；对比值进行拟合处理，得到拟合曲线；检测拟合曲线的拟合曲线斜率是否小于预设曲线斜率；其中，若拟合曲线斜率小于预设曲线斜率，则判定超声模块未存在异常；若拟合曲线斜率不小于预设曲线斜率，则判定超声模块存在异常。

5、本实施例提供的超声手术系统控制参数的确定方法，通过测量不同能量下对应的电压值和电流值，并实时计算比值和拟合曲线斜率，可以实现对超声模块的动态监测，从而能够及时发现并处理任何可能出现的异常，确保系统的稳定性和可靠性。

6、在一个可选的实施方式中，上述方法还包括：若拟合曲线斜率不小于预设曲线斜率，对超声模块进行故障排查处理，得到目标超声模块参数；基于目标超声模块参数，重复执行基于电压值以及电流值，确定各个电压值以及对应电压值的电流值之间的比值至检测拟合曲线的拟合曲线斜率是否小于预设曲线斜率，直至拟合曲线斜率小于预设曲线斜率。

7、本实施例提供的超声手术系统控制参数的确定方法，当拟合曲线斜率不满足预设条件时，意味着超声模块可能存在异常或故障，通过及时进行故障排查处理，可以迅速定位问题并修复，防止故障扩大或影响手术的进行，保证了手术的顺利进行和患者的安全。

8、此外，通过重复执行检测步骤，直到拟合曲线斜率满足预设条件，可以确保超声模块在恢复正常工作状态之前不会被再次使用，从而大大降低因故障模块引起的手术风险，提高了整个系统的稳定性和可靠性。

9、另外，通过修复后的目标超声模块参数再次进行检测，可以验证修复效果并预防二次故障的发生。

10、在一个可选的实施方式中，基于目标频率偏移量确定频率偏移量矩阵，包括：在预设频率周期内基于目标频率偏移量以及预设目标值之间的差值，确定相位振荡幅度；检测相位振荡幅度是否超过幅度阈值；若相位振荡幅度未超过幅度阈值，基于各个测试能量对应的电压值以及电流值之间的目标频率偏移量确定频率偏移量矩阵。

11、本实施例提供的超声手术系统控制参数的确定方法，通过在相位振荡幅度未超过幅度阈值的情况下，根据测试能量对应的电压值和电流值之间的振荡相角确定频率偏移量矩阵。能够分析系统在不同能量输出下的频率响应特性，从而优化系统性能，提高能量转换效率和稳定性。

12、在一个可选的实施方式中，上述方法还包括：若所述相位振荡幅度超过所述幅度阈值，重复执行若所述超声模块未存在异常，基于所述谐振频率确定频率漂移系数至检测所述相位振荡幅度是否超过幅度阈值的步骤，直至所述相位振荡幅度未超过所述幅度阈值。

13、本实施例提供的超声手术系统控制参数的确定方法，当相位振荡幅度超出预设的幅度阈值时，表征超声手术系统存在某种故障或不稳定因素，通过重复执行检测步骤，可以更加彻底地排查和定位故障源头，确保系统恢复到正常的工作状态。并且，通过不断地对超声模块进行检测和调整，直到相位振荡幅度降低到可接受范围内，可以显著提高系统的稳定性，从而减少因相位振荡导致的能量输出不稳定或手术操作不准确等问题。

14、在一个可选的实施方式中，基于扫频信号确定超声模块的谐振频率，包括：基于预设顺序的各个扫频信号，确定各个扫频信号对应的阻抗；比对各个阻抗，确定阻抗最小的频率点；将频率点作为谐振频率。

15、本实施例提供的超声手术系统控制参数的确定方法，通过逐一发送预设顺序的各个扫频信号，并测量每个信号对应的阻抗，可以精确地找到阻抗最小的频率点。由于谐振时阻抗达到最小值，从而能够准确地确定超声模块的谐振频率，从而确保系统工作在最佳状态。并且，不同的超声模块或在不同工作环境下，其谐振频率可能会有所变化。通过扫频并测量阻抗，可以适应这些变化，并实时地找到当前的谐振频率，从而具有广泛的适用性和灵活性。

16、第二方面，本发明提供了一种超声手术系统控制参数的确定装置，该装置包括：第一获取模块，用于获取扫频信号、驱动频率周期以及多个测试能量；第一确定模块，用于基于扫频信号确定超声模块的谐振频率；第二确定模块，用于基于测试能量驱动换能器，确定各个测试能量对应的电压值以及电流值；第一检测模块，用于基于电压值以及电流值，检测超声模块是否存在异常；第三确定模块，用于若超声模块未存在异常，基于谐振频率确定频率漂移系数；第四确定模块，用于获取频率偏移量，并基于频率漂移系数、谐振频率、频率偏移量以及驱动频率周期，确定各个频率偏移量对应的驱动频率；第五确定模块，用于基于驱动频率，确定各个驱动频率对应的相位，并确定相位达到预设相位的目标频率偏移量；第二检测模块，用于检测目标频率偏移量是否满足预设目标值；第六确定模块，用于若目标频率偏移量满足预设目标值，基于目标频率偏移量确定频率偏移量矩阵；第七确定模块，用于基于频率偏移量矩阵，确定各个相角区间内对应的控制参数。

17、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的超声手术系统控制参数的确定方法。

18、第四方面，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一方面或其对应的任一实施方式的超声手术系统控制参数的确定方法。

19、第五方面，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一方面或其对应的任一实施方式的超声手术系统控制参数的确定方法。