CN112450993A - 基于旋切装置的真空控制系统及控制方法 - Google Patents

基于旋切装置的真空控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于旋切装置的真空控制系统及控制方法，该控制系统包括：控制件，用于根据不同控制方式产生相应的控制信号；控制模块，连接控制件的输出端，用于根据接收的控制信号产生控制指令以调节真空泵驱动器的驱动能力；真空泵驱动器，用于根据控制指令输出相应的功率大小的驱动信号；真空泵，用于根据驱动信号驱使真空泵输出不同的真空负压，以使得旋切装置将旋切的病灶组织在相应真空负压下抽吸到收集盒内。本发明能够根据外部输入灵活控制真空泵输出不同的真空负压，使得操作人员在使用旋切装置旋切病灶组织时按需调节真空泵的功率，确保将切除的病灶组织能够流畅抽吸，不会影响旋切装置的正常工作，避免了手术因真空度因素引起的风险。

Description

基于旋切装置的真空控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种医疗器械领域，特别是涉及一种基于旋切装置的真空控制系统及控制方法。
背景技术
随着乳腺疾病发病率的快速增长，乳腺活检系统通常用来帮助患者确定被检区域的细胞是否是癌性的。医院通常使用旋切装置来对可疑病灶进行重复切割，并通过真空抽吸储存于样品收集装置，获取乳腺的组织学标本。
然而，现有的乳腺活检系统采用固定的真空度进行旋切，无法根据手术实际情况，或，无法根据旋切装置的工作模式调节真空度形成不同负压，造成在抽吸切除的病灶组织时出现滞留或卡带现象，导致旋切装置运行不顺畅、不平稳，容易给手术带来风险。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于旋切装置的真空控制系统及控制方法，用于解决现有技术中的旋切装置无法根据手术实际情况调节真空大小问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于旋切装置的真空控制系统，包括：
控制件，用于根据不同控制方式产生相应的控制信号；
控制模块，连接所述控制件的输出端，用于根据接收的所述控制信号产生控制指令以调节真空泵驱动器的驱动能力；
真空泵驱动器，连接所述控制模块的输出端，用于根据所述控制指令输出相应的功率大小的驱动信号；
真空泵，连接所述真空泵驱动器的输出端，用于根据所述驱动信号驱使所述真空泵输出不同的真空负压，以使得所述旋切装置将旋切的病灶组织在相应真空负压下抽吸到收集盒内。
优选地，所述控制件包括手柄、脚踏和/或触摸屏。
优选地，所述控制件输入控制模块的控制模式包括常规抽吸模式、强力抽吸模式与智能抽吸模式；其中，所述常规抽吸模式，在预设的第一负压区间内间隙式抽吸，为旋切装置提供抽吸力；强力抽吸模式，在预设的第二负压区间内连续抽吸，为旋切装置提供抽吸力，所述第一负压小于第二负压。
优选地，还包括电机驱动器采集模块，所述电机驱动器采集模块采集手柄中电机的电流信号，并将所述电流信号发送至控制模块。
优选地，控制件输入控制模块的控制模式还包括智能抽吸模式，所述智能抽吸模式，根据电机驱动器采集模块采集模块采集手柄中电机的电流信号，调节真空泵的负压大小为旋切装置提供抽吸力。
优选地，所述真空控制系统还包括：负压传感器，其连接所述控制模块，用于实时采集当前真空泵输出的真空负压值。
优选地，当所述控制件为触摸屏时，所述触摸屏根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块，显示当前旋切装置与真空泵的工作状态。
优选地，当所述控制件为脚踏时，所述脚踏根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块；或，当所述控制件为手柄时，所述手柄根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块。
优选地，所述真空控制系统还包括：显示器，连接所述控制模块的输出端，用于显示当前旋切装置与真空泵的工作状态。
优选地，在所述智能抽吸模式下，当检测到病灶组织为紧密组织时，增大所述真空泵驱动器的驱动信号；当检测到病灶组织为疏松组织时，减小所述真空泵驱动器的驱动信号。
本发明的另一目的在于提供一种基于旋切装置的真空控制方法，包括：
获取不同控制方式产生相应的控制信号；
根据接收的所述控制信号产生控制指令以调节真空泵驱动器的驱动能力；
根据所述控制指令输出相应的功率大小的驱动信号；
根据所述驱动信号驱使所述真空泵输出不同的真空负压，以使得所述旋切装置将旋切的病灶组织在相应真空负压下抽吸到收集盒内。
优选地，所述不同控制方式包括手柄、脚踏或触摸屏任一输入方式输入的控制模式所对应的控制信号，其中，所述控制模式包括常规抽吸模式、强力抽吸模式或智能抽吸模式。
优选地，当检测所述控制模式为常规抽吸模式时，在预设的第一负压区间内间隙式抽吸，为旋切装置提供抽吸力；当检测所述控制模式为强力抽吸模式时，在预设的第二负压区间内连续抽吸，为旋切装置提供抽吸力，所述第一负压小于第二负压。
优选地，当检测所述控制模式为智能抽吸模式时，采集手柄中电机的电流信号，根据电机驱动器采集模块采集模块采集手柄中电机的电流信号，调节真空泵的负压大小为旋切装置提供抽吸力。
如上所述，本发明的基于旋切装置的真空控制系统及控制方法，具有以下有益效果：
本发明中的真空控制系统可以根据不同控制方式产生相应的控制信号，促使控制模块能够根据外部输入灵活控制真空泵输出不同的真空负压，使得操作人员在使用旋切装置旋切病灶组织时按需调节真空泵的功率，确保将切除的病灶组织能够流畅抽吸，不会影响旋切装置的正常工作，避免了手术因真空度因素引起的风险。
附图说明
图1显示为本发明提供的一种基于旋切装置的真空控制系统结构框图；
图2显示为本发明提供的一种触摸屏控制旋切模式结构示意图；
图3显示为本发明提供的一种手柄按键控制旋切模式结构示意图；
图4显示为本发明提供的一种脚踏按键控制旋切模式结构示意图；
图5显示为本发明提供的一种基于旋切装置的真空控制方法流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，为本发明提供的一种基于旋切装置的真空控制系统结构框图，包括：
控制件1，用于根据不同控制方式产生相应的控制信号；
其中，控制件1包括手柄、脚踏和/或触摸屏，手柄与脚踏上各自设有相应按键，便于操作人员输入需要选择的操作方式(控制模式)，从而产生不同的控制信号，而触摸屏通过用户操作界面为操作人员提供控制界面，也便于操作人员输入需要选择的操作方式(控制模式)，从而产生不同的控制信号。
控制模块2，连接所述控制件的输出端，用于根据接收的所述控制信号产生控制指令以调节真空泵驱动器的驱动能力；
其中，控制模块可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
真空泵驱动器3，连接所述控制模块的输出端，用于根据所述控制指令输出相应的功率大小的驱动信号；
其中，通过真空泵驱动器能够更好驱动真空泵在功率范围内工作，使得控制模块可以间接控制真空泵，从而输出对应的不同真空负压，实现精准控制真空泵输出的目的。
真空泵4，连接所述真空泵驱动器的输出端，用于根据所述驱动信号驱使所述真空泵输出不同的真空负压，以使得所述旋切装置将旋切的病灶组织在相应真空负压下抽吸到收集盒内。
其中，真空泵可为负压真空机组，由于真空泵为现有技术，在此不做限定。
具体地，相比现有活检针中旋切装置配套固定功率的真空泵，本实施例中，真空控制系统能够根据用户外部输入要求实时响应不同的控制模式或功率要求的真空泵输出不同的真空负压，使得操作人员在使用旋切装置旋切病灶组织时按需调节真空泵的功率，确保将切除的病灶组织能够流畅抽吸，不会影响旋切装置的正常工作，避免了手术因真空度因素引起的风险。
在上述实施例中，所述控制件输入控制模块的控制模式包括常规抽吸模式、强力抽吸模式与智能抽吸模式；其中，所述常规抽吸模式，在预设的第一负压区间内间隙式抽吸，为旋切装置提供抽吸力；强力抽吸模式，在预设的第二负压区间内连续抽吸，为旋切装置提供抽吸力，所述第一负压小于第二负压；所述智能抽吸模式，根据活检针中旋切装置旋切病灶组织的实际状况，智能调节真空泵的负压大小为旋切装置提供抽吸力。
具体地，通过手柄、脚踏或触摸屏任一输入方式都能选择上述三种控制模式，从而根据操作人员需求实现真空泵的不同控制模式，在控制方式上增加真空控制按钮，可实现常规抽吸、强力抽吸或智能抽吸的切换，使医生可根据活检手术(例如，乳腺活检)中的实际情况快速切换真空模式，从而更加快速有效的将病灶组织切除，提高手术成功率。
请参阅图2，为本发明提供的一种触摸屏控制旋切模式结构示意图；当所述控制件为触摸屏时，所述触摸屏根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块，显示当前旋切装置与真空泵的工作状态。
具体地，用触摸屏按钮选择真空模式时，在手术前，选择所需的真空模式，触摸屏将选择信息传递给显示控制器，显示控制器分析出数据，通过显示器与主机之间的数据连接线将数据发送给控制模块，控制模块识别出数据，将选择的模式发送回显示控制器驱动显示器显示出所选择的真空模式；同时控制真空泵驱动器控制真空泵抽吸真空，再通过真空管路将负压传递至活检针；负压传感器采集系统实时负压值，传递给控制模块，从而达到实时监控真空系统运行状态，并将实时数据传送给显示控制器，驱动显示器显示。在手术过程中，也可根据实际情况点击触摸屏按钮切换真空模式。
请参阅图3，为本发明提供的一种手柄按键控制旋切模式结构示意图；当所述控制件为手柄时，所述手柄根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块。
具体地，用手柄真空按键选择真空模式时，在手术前或手术中，按下手柄上的真空按键，手柄控制器检测到按键按下，收集分析出按键信号，通过手柄与主机之间的通信连接线将数据发送给控制模块，控制模块识别出数据，将选择的模式发送给显示控制器，驱动显示器显示出所选择的真空模式；同时控制真空泵驱动器控制真空泵抽吸真空，再通过真空管路将负压传递至活检针；负压传感器采集系统实时负压值，传递给控制模块，从而达到实时监控真空系统运行状态，并将实时数据传送给显示控制器，驱动显示器显示。
请参阅图4，为本发明提供的一种脚踏按键控制旋切模式结构示意图；当所述控制件为脚踏时，所述脚踏根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块。
具体地，用脚踏选择真空模式时，在手术前或手术中，踩下脚踏上的真空按钮，脚踏控制器检测到按钮按下，收集分析出按钮信号，通过脚踏与主机之间的连接线缆将数据发送给控制模块，控制模块识别出数据，将选择的模式发送给显示控制器，驱动显示器显示出所选择的真空模式；同时控制真空泵驱动器控制真空泵抽吸真空，再通过真空管路将负压传递至活检针；负压传感器采集系统实时负压值，传递给控制模块，从而达到实时监控真空系统运行状态，并将实时数据传送给显示控制器，驱动显示器显示。
在上述实施例中，即，图2至图4中，所述真空控制系统还包括：负压传感器，其连接所述控制模块，用于实时采集当前真空泵输出的真空负压值。
具体地，负压传感器可以安装在真空泵输出端，例如，真空管内，从而采集真空泵在相应控制模式输出的真空负压值，便于控制模块能够实时读取，通过显示器显示真空泵的工作状态，便于操作人员实时查看、适当调节；另外，控制模块也可通过反馈采集的真空负压，作为调节真空泵的输出模式的参考依据，以及及时发现真空泵是否异常，以便及时处理。
在上述实施例中，即，图3至图4中，所述真空控制系统还包括：显示器，连接所述控制模块的输出端，用于显示当前旋切装置与真空泵的工作状态。例如，通过该显示器能够显示超声定位的活检针的在组织内的位置，旋切装置的工作状态(工作模式)、真空泵的工作状态(工作模式、当前输出的真空负压等)，便于操作人员实时查看，有利于操作人员顺利展开工作。
在上述实施例中，即图2至图4展示通过触摸屏、手柄按键、脚踏按键进入智能抽吸模式时，在所述智能抽吸模式下，采集驱使旋切装置运转的动力装置的工作电流以反映病灶组织的软硬程度；根据工作电流的大小线性调节所述真空泵驱动器的驱动信号。
具体地，在所述智能抽吸模式下，当检测到病灶组织为紧密组织时，增大所述真空泵驱动器的驱动信号；当检测到病灶组织为疏松组织时，减小所述真空泵驱动器的驱动信号。
例如，系统选择智能旋切模式时，控制模块先以常规抽吸模式控制真空泵驱动器驱动真空泵转动，通过真空管路将负压传递至活检针；同时，通过电机驱动器采集模块实时采集手柄中电机的电流信号，并将所述电流信号发送至控制模块，当手术过程中遇到致密组织时，电流信号会增大，系统识别后，控制真空泵驱动器驱动真空泵抽吸真空，提高真空度，对病灶组织的吸附力增大，使活检旋切系统更利于旋切；同时活检针旋切出的病灶组织也能更快捷地吸至收集盒；当手术过程中旋切阻力减小时，所述电流信号会减小，系统自动恢复至常规抽吸模式。
在上述实施例基础上，在所述智能抽吸模式下，所述控制模块控制真空泵驱动器，例如，真空泵电机，通过无级调节真空泵的驱动电机，采用渐进式增加真空泵的负压真空的力度，避免了按档位调整粗矿式调整真空泵的输出，而在智能抽吸模式下，根据驱使旋切装置运转的动力装置的工作电流以反映病灶组织的软硬程度，按照工作电流线性调节真空泵的真空力度，实现精确控制真空泵的输出真空力度。
例如，当检测到工作电流突然增大且增大值在预设的第一区间内，则按上述方式粗放增大真空泵输出；当检测到工作电流的增加值不大且在第二区间内，则按上述方式精密增大真空泵输出，其中，粗放增大是精密增大的幅度至少五倍以上，第一区间远远大于第二区间；同理，当检测到工作电流突然减小且减小值在预设的第一区间内，则按上述方式粗放减小真空泵输出；当检测到工作电流的减小值不大且在第二区间内，则按上述方式精密减小真空泵输出，其中，粗放减小是精密减小的幅度至少五倍以上，第一区间远远大于第二区间。
上述方式使得真空泵能够迅速响应、精确输出，具体地，实现在功耗与需求之间完美平衡，在降低功耗的情况下，确保切除的病灶组织能够流畅抽吸，不会影响旋切装置的正常工作，避免了手术因真空度因素引起的风险。
另外，在上述实施例基础上，为了能够匹配用户需求，还可使用多个真空泵构成的负压真空机组，例如，按照高真空泵、中真空泵、低真空泵使用若干个真空阀门与若干个真空管相连，使得形成高真空管回路、中真空管回路和低真空管回路，通过控制模块控制真空阀门的通断形成不同负压真空模式输出，按照外部输入不同需求输出不同的负压真空，其中，需要说明的是，高真空泵、中真空泵、低真空泵是根据医疗器械领域划分，特别是乳腺活检手术中所需真空要求。在本实施例中，不仅可迅速持续的形成不同负压的真空，还能确保切除的病灶组织能够流畅抽吸，不会影响旋切装置的正常工作，避免了手术因真空度因素引起的风险。
在上述实施例基础上，所述控制模块还可设置为主控制模块、备控制模块，主控制模块与备控制模块之间实现数据同步共享，当检测到主控制模块异常(故障)时，通过切换至备控制模块实现备用控制，确保真空控制系统能够正常运行，提高了真空控制系统的安全性，确保切除的病灶组织能够流畅抽吸，不会影响旋切装置的正常工作。
请参阅图5，为本发明提供的一种基于旋切装置的真空控制方法流程图，包括：
步骤S1，获取不同控制方式产生相应的控制信号；
步骤S2，根据接收的所述控制信号产生控制指令以调节真空泵驱动器的驱动能力；
步骤S3，根据所述控制指令输出相应的功率大小的驱动信号；
步骤S4，根据所述驱动信号驱使所述真空泵输出不同的真空负压，以使得所述旋切装置将旋切的病灶组织在相应真空负压下抽吸到收集盒内。
其中，控制方式包括手柄、脚踏或触摸屏任意一种，通过任意一种控制方式能够实现的控制模式包括常规抽吸模式、强力抽吸模式与智能抽吸模式；其中，当检测所述控制模式为常规抽吸模式时，在预设的第一负压区间内间隙式抽吸，为旋切装置提供抽吸力；当检测所述控制模式为强力抽吸模式时，在预设的第二负压区间内连续抽吸，为旋切装置提供抽吸力，所述第一负压小于第二负压；所述智能抽吸模式，根据活检针中旋切装置旋切病灶组织的实际状况，智能调节真空泵的负压大小为旋切装置提供抽吸力。
当检测所述控制模式为智能抽吸模式时，采集手柄中电机的电流信号，根据电机驱动器采集模块采集模块采集手柄中电机的电流信号，调节真空泵的负压大小为旋切装置提供抽吸力。
具体地，在所述智能抽吸模式下，当检测到病灶组织为紧密组织时，增大所述真空泵驱动器的驱动信号；当检测到病灶组织为疏松组织时，减小所述真空泵驱动器的驱动信号
其中，该基于旋切装置的真空控制方法与基于旋切装置的真空控制系统为一一对应关系，其涉及的技术细节、技术功能和技术效果请参照上述实施例，此处不再一一赘述。
综上所述，本发明中的真空控制系统可以根据不同控制方式产生相应的控制信号，促使控制模块能够根据外部输入灵活控制真空泵输出不同的真空负压，使得操作人员在使用旋切装置旋切病灶组织时按需调节真空泵的功率，确保将切除的病灶组织能够流畅抽吸，不会影响旋切装置的正常工作，避免了手术因真空度因素引起的风险。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，包括：
控制件，用于根据不同控制方式产生相应的控制信号；
控制模块，连接所述控制件的输出端，用于根据接收的所述控制信号产生控制指令以调节真空泵驱动器的驱动能力；
真空泵驱动器，连接所述控制模块的输出端，用于根据所述控制指令输出相应的功率大小的驱动信号；
真空泵，连接所述真空泵驱动器的输出端，用于根据所述驱动信号驱使所述真空泵输出不同的真空负压，以使得所述旋切装置将旋切的病灶组织在相应真空负压下抽吸到收集盒内。
2.根据权利要求1所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，所述控制件包括手柄、脚踏和/或触摸屏。
3.根据权利要求1或2所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，所述控制件输入控制模块的控制模式包括常规抽吸模式、强力抽吸模式；其中，所述常规抽吸模式，在预设的第一负压区间内间隙式抽吸，为旋切装置提供抽吸力；强力抽吸模式，在预设的第二负压区间内连续抽吸，为旋切装置提供抽吸力，所述第一负压小于第二负压。
4.根据权利要求1所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，还包括电机驱动器采集模块，所述电机驱动器采集模块采集手柄中电机的电流信号，并将所述电流信号发送至控制模块。
5.根据权利要求4所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，控制件输入控制模块的控制模式还包括智能抽吸模式，所述智能抽吸模式，根据电机驱动器采集模块采集模块采集手柄中电机的电流信号，调节真空泵的负压大小为旋切装置提供抽吸力。
6.根据权利要求3所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，还包括：负压传感器，其连接所述控制模块，用于实时采集当前真空泵输出的真空负压值。
7.根据权利要求1或2所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，当所述控制件为触摸屏时，所述触摸屏根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块，显示当前旋切装置与真空泵的工作状态。
8.根据权利要求1或2所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，当所述控制件为脚踏时，所述脚踏根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块；或，当所述控制件为手柄时，所述手柄根据接收的外部输入选择相应控制方式输出至控制模块。
9.根据权利要求8所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，还包括：显示器，连接所述控制模块的输出端，用于显示当前旋切装置与真空泵的工作状态。
10.根据权利要求5所述的基于旋切装置的真空控制系统，其特征在于，在所述智能抽吸模式下，当检测到病灶组织为紧密组织时，增大所述真空泵驱动器的驱动信号；当检测到病灶组织为疏松组织时，减小所述真空泵驱动器的驱动信号。
11.一种基于旋切装置的真空控制方法，其特征在于，包括：
获取不同控制方式产生相应的控制信号；
根据接收的所述控制信号产生控制指令以调节真空泵驱动器的驱动能力；
根据所述控制指令输出相应的功率大小的驱动信号；
根据所述驱动信号驱使所述真空泵输出不同的真空负压，以使得所述旋切装置将旋切的病灶组织在相应真空负压下抽吸到收集盒内。
12.根据权利要求11所述的基于旋切装置的真空控制方法，其特征在于，所述不同控制方式包括手柄、脚踏或触摸屏任一输入方式输入的控制模式所对应的控制信号，其中，所述控制模式包括常规抽吸模式、强力抽吸模式或智能抽吸模式。
13.根据权利要求12所述的基于旋切装置的真空控制方法，其特征在于，当检测所述控制模式为常规抽吸模式时，在预设的第一负压区间内间隙式抽吸，为旋切装置提供抽吸力；当检测所述控制模式为强力抽吸模式时，在预设的第二负压区间内连续抽吸，为旋切装置提供抽吸力，所述第一负压小于第二负压。
14.根据权利要求12所述的基于旋切装置的真空控制方法，其特征在于，当检测所述控制模式为智能抽吸模式时，采集手柄中电机的电流信号，根据电机驱动器采集模块采集模块采集手柄中电机的电流信号，调节真空泵的负压大小为旋切装置提供抽吸力。
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