CN109374952B - 一种高频电刀漏电流的全自动测量系统和测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高频电刀漏电流的全自动测量系统和测量方法，包括继电器阵列、功率测量模块和自动测量控制模块；所述继电器阵列包括6个继电器常开触点，触点1 2右端连接手术点极，触点345右端均连接到中性电极，触点6右端接地；触点1左端连接触点4左端，同时还通过电流传感器和电阻R1连接到触点56左端，触点2左端通过电阻R2连接触点3左端；功率测量模块对电流互感器输出的高频电流进行采样，计算每个采样时刻的电刀输出功率测量值；自动测量控制模块根据各采样时刻电刀输出功率测量值的变化，然后通过控制各继电器的启闭实现测量模式的切换。本发明实现了高频漏电流项目的自动测量，操作简单，测试效率高。
Description
技术领域
本发明涉及高频电刀检测技术领域，具体为一种高频电刀漏电流的全自动测量系统和测量方法。
背景技术
高频电刀是一种取代机械手术刀进行阻值切割的电外科器械。高频电刀利用高频电流的趋肤效应所产生的高密度电流，对人体组织进行加热，达到切割组织的同时，产生凝血的功能。高频漏电流指的是高频电刀两输出电极在各种情况下对地的非功能性电流，对手术毫无作用而造成患者的灼伤和环境污染。高频电刀的质检工作需要检测电刀工作情况下中性电极的漏电流，手术电刀对地隔离时中性电极的漏电流，中性电极对地隔离时手术电极的漏电流，以及双极模式下，两个极分别对地的漏电流。每种漏电流需要记录三个测量值。
目前高频电刀检测仪生产单位有美国FLUKE、美国BC和四川中测辐射科技有限公司，目前上述三家公司均有产品在市场销售。FLUKE公司采用外部跳线的方式实现各种连接方式的高频漏电流测量，美国BC和四川中测辐射科技有限公司采用手动选择的方式实现各种连接方式的高频漏电流测量。
现有产品测量高频漏电流的方案是针对每种连接方式，或者需要手动接线或者需要手动选择的接线方式，操作复杂，学习成本较高，测量时间较慢，不利于医院开展日常高频电刀的质控工作。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种不需要手动接线或者手动选择的接线方式，操作简单，测试效率高的高频电刀漏电流的全自动测量系统和测量方法。技术方案如下：
一种高频电刀漏电流的全自动测量系统，包括继电器阵列、功率测量模块和自动测量控制模块；
所述继电器阵列包括继电器常开触点1、继电器常开触点2、继电器常开触点3、继电器常开触点4、继电器常开触点5和继电器常开触点6；继电器常开触点1和继电器常开触点2右端均连接到手术点极，继电器常开触点3、继电器常开触点4和继电器常开触点5右端均连接到中性电极，继电器常开触点6右端接地；继电器常开触点1左端连接到继电器常开触点4的左端，同时还依次通过电流传感器和功率测试电阻R1后连接到继电器常开触点5和继电器常开触点6的左端，继电器常开触点2的左端通过电阻R2连接到继电器常开触点3左端；
所述功率测量模块对电流互感器输出的高频电流进行采样，得到经过功率测试电阻R1的电流，并计算每个采样时刻的电刀输出功率测量值，并发送给自动测量控制模块；
自动测量控制模块根据各采样时刻电刀输出功率测量值的变化，判断电刀是否停止输出；当判定电刀停止输出时，然后通过控制各继电器常开触点的启闭实现测量模式的切换。
一种高频电刀漏电流的全自动测量方法，包括以下步骤：
步骤1：计算每个采样时刻电刀输出功率测量值：
式中，I为电流互感器输出的高频电流的采样值；T为采样周期，R为功率测试电阻R1的阻值；
步骤2：确定电刀是否停止输出：
假设t0时刻的功率测量值为P0，t1时刻的功率测量值为P1，衰减系数为K，当满足下式的条件时：
P1≤K*P0
判定电刀停止输出；
步骤3：通过继电器切换下一种测量模式：
三种测量模式循环执行，当测量中性电极到地的漏电流时，控制继电器常开触点2、继电器常开触点3、继电器常开触点4和继电器常开触点6闭合，其余断开；
当测量中性电极到地的漏电流时，控制继电器常开触点4和继电器常开触点6闭合，其余断开；
当测量手术电极对地的漏电流时，控制继电器常开触点1和继电器常开触点6闭合，其
余断开；
步骤4：获取漏电流测量值。
更进一步的，所述衰减系数K取值为0.82。
本发明的有益效果是：本发明不需要手动接线或者手动选择的接线方式，通过继电器并结合自动测量过程判断，实现整个高频漏电流项目的自动测量，操作简单，测试效率高。
附图说明
图1为本发明高频电刀漏电流的全自动测量系统继电器矩阵的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。一种高频电刀漏电流的全自动测量系统，包括继电器阵列、功率测量模块和自动测量控制模块。
本发明采用6个继电器代替外部跳线，通过继电器阵列的开断组合实现各种连接方式的自动接线。各个继电器的连接方式如图1。继电器阵列包括继电器常开触点1、继电器常开触点2、继电器常开触点3、继电器常开触点4、继电器常开触点5和继电器常开触点6；继电器常开触点1和继电器常开触点2右端均连接到手术点极，继电器常开触点3、继电器常开触点4和继电器常开触点5右端均连接到中性电极，继电器常开触点6右端接地；继电器常开触点1左端连接到继电器常开触点4的左端，同时还依次通过电流传感器和功率测试电阻R1后连接到继电器常开触点5和继电器常开触点6的左端，继电器常开触点2的左端通过电阻R2连接到继电器常开触点3左端。
测量中性电极在正常工作情况下的对地漏电流时，继电器常开触点2,3,4,6闭合，其余断开，此时传感器在中性电极到地的通路上，测量中性电极到地的漏电流。测量手术电极对地隔离时中性电极的对地漏电流时，继电器常开触点4,6闭合，其余断开，此时传感器在中性电极到地的通路上，测量中性电极到地的漏电流。测量中性电极对地隔离时，手术电极的对地漏电流时，继电器常开触点1,6闭合，其余断开，此时传感器在手术电极到地的通路上，测量手术电极对地的漏电流。
所述功率测量模块对电流互感器输出的高频电流进行采样，得到经过功率测试电阻R1的电流，并计算每个采样时刻的电刀输出功率测量值。
功率测量模块是利用电流互感器，和高速ADC来实现功率值的测量。本模块使用25Mhz以上的采样频率，电流互感器输出的高频电流值进行采样，得到经过功率测试电阻的电流，并利用式1进行计算，得到功率值。
式中，I为电流互感器输出的高频电流的采样值；T为采样周期，R为功率测试电阻R1的阻值；
自动测量控制模块根据各采样时刻电刀输出功率测量值的变化，判断电刀是否停止输出；当判定电刀停止输出时，然后通过控制各继电器常开触点的启闭实现测量模式的切换
本发明采用对测量值的连续监测，实现对测量值的记录和判断测量过程，以便可以自动切换不同的测量模式。
高频电刀的输出功率在断开输出后不会立即为零，而是在几秒之内逐渐降低为零。
通过对高频电刀的输出功率的连续监测，和前后两个临近值的比较，来确定电刀是否停止输出。假设t0时刻的功率测量值为P0,t1时刻的功率测量值为P1，衰减系数为K，当满足公式1的条件时：
P1≤K*P0
判定电刀停止输出，然后通过继电器切换下一种测量模式。其中K为P1相较于P2的衰减系数，如果K选取过大的话，会将测量值的波动错误的判断为测量结束，如果K选取过小的话，测量值可能不会被正确的记录。根据实验结果，此处K的值选择为0.82。
三种测量模式循环执行，当测量中性电极到地的漏电流时，控制继电器常开触点2、继电器常开触点3、继电器常开触点4和继电器常开触点6闭合，其余断开；当测量中性电极到地的漏电流时，控制继电器常开触点4和继电器常开触点6闭合，其余断开；当测量手术电极对地的漏电流时，控制继电器常开触点1和继电器常开触点6闭合，其余断开。
本实施例可以记录并显示三次测量值，并可以结合第2点描述的自动测量过程判断最新的三次测量值并显示在仪器上。如果仪器判断本次测量过程没有结束，则将最新的测量值重复刷新显示在漏电流x的条目后，若判断本次测量过程结束，则将显示位置下移，并重复刷新在下一条目后。
Claims (2)
1.一种基于高频电刀漏电流的全自动测量系统的测量方法，其特征在于，该测量系统包括继电器阵列、功率测量模块和自动测量控制模块；
所述继电器阵列包括继电器常开触点(1)、继电器常开触点(2)、继电器常开触点(3)、继电器常开触点(4)、继电器常开触点(5)和继电器常开触点(6)；继电器常开触点(1)和继电器常开触点(2)右端均连接到手术点极，继电器常开触点(3)、继电器常开触点(4)和继电器常开触点(5)右端均连接到中性电极，继电器常开触点(6)右端接地；继电器常开触点(1)左端连接到继电器常开触点(4)的左端，同时还依次通过电流互感器和功率测试电阻R1后连接到继电器常开触点(5)和继电器常开触点(6)的左端，继电器常开触点(2)的左端通过电阻R2连接到继电器常开触点(3)左端；
所述功率测量模块对电流互感器输出的高频电流进行采样，得到经过功率测试电阻R1的电流，并计算每个采样时刻的电刀输出功率测量值，并发送给自动测量控制模块；
自动测量控制模块根据各采样时刻电刀输出功率测量值的变化，判断电刀是否停止输出；当判定电刀停止输出时，然后通过控制各继电器常开触点的启闭实现测量模式的切换;
包括以下步骤：
步骤1：计算每个采样时刻电刀输出功率测量值：
式中，I为电流互感器输出的高频电流的采样值；T为采样周期，R为功率测试电阻
R1的阻值；
步骤2：确定电刀是否停止输出：
假设t0时刻的功率测量值为P0，t1时刻的功率测量值为P1，衰减系数为K，当满足下式的条件时：
P1≤K*P0
判定电刀停止输出；
步骤3：通过继电器切换下一种测量模式：
三种测量模式循环执行，当测量中性电极到地的漏电流时，控制继电器常开触点(2)、继电器常开触点(3)、继电器常开触点(4)和继电器常开触点(6)闭合，其余断开；
当测量中性电极到地的漏电流时，控制继电器常开触点(4)和继电器常开触点(6)闭合，其余断开；
当测量手术电极对地的漏电流时，控制继电器常开触点(1)和继电器常开触点(6)闭合，其余断开；
步骤4：获取漏电流测量值。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述衰减系数K取值为0.82。
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