CN113350620B - 一种麻醉注射器控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种麻醉注射器控制方法和系统，包括：发出马达运转信号；获取注射过程中马达的实时推力；对比实时推力与预设的推力阈值的大小关系；当实时推力≤推力阈值时，马达继续运转，否则停止运转；计算马达的停止运行时间；对比停止运行时间与浸润时间阈值的大小关系；当停止运行时间＜浸润时间阈值时，马达保持停止运转，否则重新运转。通过判断实时推力是否达到推力阈值，来判断当前注入牙周膜的注射量是否过大，当实时推力大于推力阈值时停止注射，麻醉剂进行充分浸润，当停止运行时间达到浸润时间阈值时，注射的麻醉剂已充分扩散，此时再进一步注射，直至将麻醉剂注射完成。通过这样的方式，不仅能减轻患者不适，还能提升麻醉效果。

Description

一种麻醉注射器控制方法和系统

技术领域

本发明涉及自动控制领域及牙科设备领域，涉及一种麻醉注射器控制方法和系统，尤其涉及一种能够减轻患者不适和提升麻醉效果的麻醉注射器控制方法和系统。

背景技术

口腔局部麻醉，是指用局部麻醉药物暂时阻断机体一定区域内神经末梢和纤维的感觉传导，从而使该区疼痛消失。当需要进行拔牙、牙髓病治疗、牙周刮治和种植牙等操作时，通常需要先用麻醉剂将患齿进行口腔局部麻醉，其中，牙周膜注射法就是一种常见的口腔局部麻醉方式。

所谓牙周膜注射法，是指将注射器刺入牙周膜后，再将麻醉剂注入牙周膜内，从而实现口腔局部麻醉的操作方法，一般有手动注射和自动注射两种注射方式。牙周膜是一种类似于软骨的组织，当将注射器刺入牙周膜后，注射器压缩时会使得注射器内部的压力急剧增大，这就使得需要施加较大的推力才能将麻醉剂打入牙周膜，因此，难以进行手动注射，而是需要进行自动注射。

现有技术中的自动注射，只是将药剂装入自动注射器中，通过自动注射器提供推力，强行将麻醉剂在短时间内打入牙周膜，一方面，会使得牙周膜发生肿胀，造成患者不适，另一方面，麻醉剂难以浸润入牙周膜内，麻醉效果并不理想。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种麻醉注射器控制方法和系统，能够减轻患者不适和提升麻醉效果。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种麻醉注射器控制方法，具体包括以下步骤：

S1.发出马达运转信号，所述马达运转信号用于控制马达运转，以驱动推筒前进，开始注射麻醉剂；

S2.获取注射过程中马达的实时推力；所述实时推力与麻醉剂的注射量相关；

S3.对比实时推力与预设的推力阈值的大小关系，得到推力对比结果；所述推力对比结果为：实时推力＞推力阈值或者实时推力≤推力阈值；

S4.当实时推力≤推力阈值时，返回步骤S1，马达继续运转，继续注射麻醉剂；当实时推力＞推力阈值时，中断马达运转信号，马达停止运转，停止注射，并执行步骤S5；

S5.计算马达的停止运行时间；

S6.对比停止运行时间与浸润时间阈值的大小关系，得到时间对比结果；所述浸润时间阈值与麻醉剂的扩散量相关；所述时间对比结果为：停止运行时间＜浸润时间阈值或者停止运行时间＝浸润时间阈值；

S7.当停止运行时间＜浸润时间阈值时，马达保持停止运转，并返回步骤S5，继续累计马达的停止运行时间；当停止运行时间＝浸润时间阈值时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂。

本发明的有益效果在于：通过判断实时推力是否达到推力阈值，来判断当前注入牙周膜的注射量是否过大，当实时推力大于推力阈值时停止注射，麻醉剂进行充分浸润，当停止运行时间达到浸润时间阈值时，注射的麻醉剂已充分扩散，此时再进一步注射，直至将麻醉剂注射完成。通过这样的方式，一方面，能够有效防止过快注入麻醉剂而造成疼痛肿胀，减轻患者不适，另一方面，还能够使得麻醉剂被充分吸收，提升麻醉效果。

进一步，还包括以下步骤：

获取推筒前进量，所述推筒前进量与麻醉剂的余量相关；

判断推筒前进量是否已经到达最大值，得到余量判断结果；所述余量判断结果包括：麻醉剂注射完毕或者麻醉剂未注射完毕；

当余量判断结果为麻醉剂注射完毕时，发出注射完成信号，注射结束；当余量判断结果为麻醉剂未注射完毕时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂，直至麻醉剂注射完毕。

采用上述技术方案的有益效果是：根据推筒前进量判断麻醉剂的余量，当推筒前进量已经到达最大值，说明麻醉剂已经注射完毕，此时就停止注射；否则，继续注射，直至麻醉剂注射完毕。

进一步，在步骤S4中，当实时推力＞推力阈值时，还进一步根据实时推力获取浸润时间阈值，具体包括以下步骤：

根据实时推力在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配，获取与实时推力一一对应的浸润时间阈值。

采用上述技术方案的有益效果是：实时推力与麻醉剂的注射量相关，根据不同的实时推力，在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配出不同的浸润时间阈值，能够进一步提升麻醉的效果。

进一步，获取实时推力具体包括以下步骤：

获取推筒的实时前进速度；

比较推筒的实时前进速度与预设前进速度，得到速度偏差值；

根据速度偏差值调节马达的占空比，驱动推筒以预设前进速度匀速前进；

获取推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比；

根据推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比与预先标定所得的占空比-推力映射关系表，分析得到对应的实时推力。

采用上述技术方案的有益效果是：在驱动推筒匀速前进的过程中获取此时的占空比，再根据预先标定所得的占空比-推力映射关系表即可得到对应的实时推力。

进一步，在分析得到对应的实时推力后，还包括以下步骤：

根据实时推力与预设的推力-组织映射关系表，计算出针头的针尖所处的组织。

采用上述技术方案的有益效果是：针尖刺穿不同组织所受到的反馈力各不相同，因此，在本发明中，通过实时推力能够一方面判断麻醉剂的注射量相关，另一方面还能判断出针尖所处的组织，确保麻醉剂能够浸润在牙周膜上。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种麻醉注射器控制系统，所述麻醉注射器内设置有用于驱动推筒的马达，所述系统包括处理器、存储器和通信总线；

所述存储器上存储有可被所述处理器执行的程序；

所述通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器执行程序以实现如下步骤：

S1.发出马达运转信号，所述马达运转信号用于控制马达运转，以驱动推筒前进，开始注射麻醉剂；

S2.获取注射过程中马达的实时推力；所述实时推力与麻醉剂的注射量相关；

S3.对比实时推力与预设的推力阈值的大小关系，得到推力对比结果；所述推力对比结果为：实时推力＞推力阈值或者实时推力≤推力阈值；

S4.当实时推力≤推力阈值时，返回步骤S1，马达继续运转，继续注射麻醉剂；当实时推力＞推力阈值时，中断马达运转信号，马达停止运转，停止注射，并执行步骤S5；

S5.计算马达的停止运行时间；

S6.对比停止运行时间与浸润时间阈值的大小关系，得到时间对比结果；所述浸润时间阈值与麻醉剂的扩散量相关；所述时间对比结果为：停止运行时间＜浸润时间阈值或者停止运行时间＝浸润时间阈值；

S7.当停止运行时间＜浸润时间阈值时，马达保持停止运转，并返回步骤S5，继续累计马达的停止运行时间；当停止运行时间＝浸润时间阈值时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂。

本发明的有益效果在于：通过判断实时推力是否达到推力阈值，来判断当前注入牙周膜的注射量是否过大，当实时推力大于推力阈值时停止注射，麻醉剂进行充分浸润，当停止运行时间达到浸润时间阈值时，注射的麻醉剂已充分扩散，此时再进一步注射，直至将麻醉剂注射完成。通过这样的方式，一方面，能够有效防止过快注入麻醉剂而造成疼痛肿胀，减轻患者不适，另一方面，还能够使得麻醉剂被充分吸收，提升麻醉效果。

进一步，

还包括以下步骤：

获取推筒前进量，所述推筒前进量与麻醉剂的余量相关；

判断推筒前进量是否已经到达最大值，得到余量判断结果；所述余量判断结果包括：麻醉剂注射完毕或者麻醉剂未注射完毕；

当余量判断结果为麻醉剂注射完毕时，发出注射完成信号，注射结束；当余量判断结果为麻醉剂未注射完毕时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂，直至麻醉剂注射完毕。

采用上述技术方案的有益效果是：根据推筒前进量判断麻醉剂的余量，当推筒前进量已经到达最大值，说明麻醉剂已经注射完毕，此时就停止注射；否则，继续注射，直至麻醉剂注射完毕。

进一步，在步骤S4中，当实时推力＞推力阈值时，还进一步根据实时推力获取浸润时间阈值，具体包括以下步骤：

根据实时推力在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配，获取与实时推力一一对应的浸润时间阈值。

采用上述技术方案的有益效果是：实时推力与麻醉剂的注射量相关，根据不同的实时推力，在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配出不同的浸润时间阈值，能够进一步提升麻醉的效果。

进一步，获取实时推力具体包括以下步骤：

获取推筒的实时前进速度；

比较推筒的实时前进速度与预设前进速度，得到速度偏差值；

根据速度偏差值调节马达的占空比，驱动推筒以预设前进速度匀速前进；

获取推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比；

根据推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比与预先标定所得的占空比-推力映射关系表，分析得到对应的实时推力。

采用上述技术方案的有益效果是：在驱动推筒匀速前进的过程中获取此时的占空比，再根据预先标定所得的占空比-推力映射关系表即可得到对应的实时推力。

进一步，在分析得到对应的实时推力后，还包括以下步骤：

根据实时推力与预设的推力-组织映射关系表，计算出针头的针尖所处的组织。

采用上述技术方案的有益效果是：针尖刺穿不同组织所受到的反馈力各不相同，因此，在本发明中，通过实时推力能够一方面判断麻醉剂的注射量相关，另一方面还能判断出针尖所处的组织，确保麻醉剂能够浸润在牙周膜上。

附图说明

图1为本发明一种麻醉注射器控制方法的流程图；

图2为本发明一种麻醉注射器控制方法和现有技术的实时推力变化对比图；

图3为本发明一种麻醉注射器控制系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

为了在实施牙周膜注射麻醉的过程中减轻患者不适和提升麻醉效果，本发明提供了一种麻醉注射器控制方法和系统。

如图1所示，一种麻醉注射器控制方法，所述麻醉注射器内设置有用于驱动推筒的马达，所述控制方法包括以下步骤：

S1.发出马达运转信号，所述马达运转信号用于控制马达运转，以驱动推筒前进，开始注射麻醉剂。牙医在通过自动式的麻醉注射器实施麻醉时，马达运行，驱动推筒前进，推筒进而压缩麻醉剂，将麻醉剂从注射器内注入牙周膜。所述推筒，即为注射器中将麻醉剂压出的机构。

S2.获取注射过程中马达的实时推力；所述实时推力与麻醉剂的注射量相关。在马达运行的过程中，通过马达为推筒提供驱动力，此驱动力即为实时推力。而且，在此过程中，实时推力并不是保持稳定的，而是会在不同的阶段发生相应的变化。

S3.对比实时推力与预设的推力阈值的大小关系，得到推力对比结果；所述推力对比结果为：实时推力＞推力阈值或者实时推力≤推力阈值。牙周膜是一种类似于软骨的组织，将注射器刺入牙周膜并开始往牙周膜注射麻醉剂时，麻醉剂由于无法及时浸润扩散，会形成较大的压力，当此压力到时一定值时，就会给患者造成不适。通过多次实验和标定可取得这一临界值，即为推力阈值。步骤S3对比实时推力与预设的推力阈值的大小关系，以控制注射器执行下一步操作。

S4.当实时推力≤推力阈值时，返回步骤S1，马达继续运转，继续注射麻醉剂；当实时推力＞推力阈值时，中断马达运转信号，马达停止运转，停止注射，并执行步骤S5。如上所述，推力阈值为给患者造成不适的压力临界值。当实时推力≤推力阈值时，说明此时还能继续注射，因此，对应操作为马达继续运转，继续注射麻醉剂；实时推力＞推力阈值时，说明压力已经到达患者所能接受的限度，此时对应操作为中断马达运转信号，马达停止运转，停止注射。

S5.计算马达的停止运行时间。马达停止运转后，麻醉剂将不会进一步注入牙周膜内，而是浸润渗透入牙周膜。随着浸润的进行，麻醉剂会被牙周膜所吸收，在此过程中，计算马达的停止运行时间。

S6.对比停止运行时间与浸润时间阈值的大小关系，得到时间对比结果；所述浸润时间阈值与麻醉剂的扩散量相关；所述时间对比结果为：停止运行时间＜浸润时间阈值或者停止运行时间＝浸润时间阈值。浸润时间阈值，即马达停止运行的最长时间，麻醉剂可在此时间内扩散。浸润时间阈值可为一个预设值，也可通过其他方式确定。

S7.当停止运行时间＜浸润时间阈值时，马达保持停止运转，并返回步骤S5，继续累计马达的停止运行时间；当停止运行时间＝浸润时间阈值时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂。当停止运行时间＜浸润时间阈值时，说明还可以继续进行浸润，此时马达保持停止运转，并继续累计马达的停止运行时间，直到停止运行时间＝浸润时间阈值；当停止运行时间＝浸润时间阈值时，说明大部分的麻醉剂已经被牙周膜所吸收，此时，重新开始注射。

与现有技术中依靠人力或者机器一次性将麻醉剂注入牙周膜不同，本发明提供了一种根据分段式的注射方法，在注射的过程中采集马达的实时推力，通过分析实时推力是否达到推力阈值，来判断当前注入牙周膜的注射量是否过大，当实时推力大于推力阈值时停止注射，麻醉剂进行充分浸润，当停止运行时间达到浸润时间阈值时，注射的麻醉剂已充分扩散，此时再进一步注射，直至将麻醉剂注射完成。通过这样的方式，一方面，能够有效防止过快注入麻醉剂而造成疼痛肿胀，减轻患者不适，另一方面，还能够使得麻醉剂被充分吸收，提升麻醉效果。

优选地，除了步骤S1-S7外，本发明还同时执行余量判断程序，具体包括以下步骤：

获取推筒前进量，所述推筒前进量与麻醉剂的余量相关。只要麻醉剂未注射完成，麻醉注射器都在步骤S1-S7之间循环。而为了判断注射是未已经完成，本发明还会实时获取推筒前进量。

判断推筒前进量是否已经到达最大值，得到余量判断结果；所述余量判断结果包括：麻醉剂注射完毕或者麻醉剂未注射完毕。

当余量判断结果为麻醉剂注射完毕时，发出注射完成信号，注射结束。当余量判断结果为麻醉剂未注射完毕时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂，直至麻醉剂注射完毕。

根据推筒前进量判断麻醉剂的余量，当推筒前进量已经到达最大值，说明麻醉剂已经注射完毕，此时就停止注射；否则，继续注射，直至麻醉剂注射完毕。

如图2所示，C1为本发明所对应的压力时间曲线，C2为现有技术所对应的压力时间曲线。可以看出，现有技术是一次性将所有的麻醉剂打入牙周膜内，在t1时刻到达推力阈值f0后，仍继续注射，直到t2时刻，麻醉剂注射完毕，再逐渐扩散开来，t3时刻浸润完毕。在此过程中，麻醉剂会在牙周膜内形成很大的压力，对患者造成不适。而采用本发明后，压力实时曲线对应为C1，当在t1时刻到达推力阈值f0时，即停止注射，此时，麻醉剂逐渐浸润扩散开来，当停止运行时间达到浸润时间阈值时，注射的麻醉剂已充分扩散，此时再进一步注射，直至将麻醉剂注射完成。

优选地，在步骤S4中，当实时推力＞推力阈值时，还进一步根据实时推力获取浸润时间阈值，具体包括以下步骤：

根据实时推力在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配，获取与实时推力一一对应的浸润时间阈值。

浸润时间阈值的确定方式至少有两种，一是通过预设的方式进行确定，即设置一个固定的浸润时间阈值，马达的停止运行时间达到预设的浸润时间阈值后，即重新开始注射；二是根据实时推力来确定浸润时间阈值。本发明优选第二种浸润时间阈值的获取方式。

所述推力-浸润时间关系表，即一个通过标定所得到的的二维表。当实时推力较大时，说明注入的麻醉剂较大，对应的浸润时间应该更长；当实时推力较小时，说明注入的麻醉剂较小，对应的浸润时间应该更短。只需要获取实时推力，便可根据实时推力得到对应的浸润时间。

系统所能采集到的实时推力，是一系列离散的数据，比如，每间隔50ms采集一次实时推力。假设推力阈值为100，当前一时刻采集到的实时推力为90，后一时刻采集到的实时推力为100时，在后一时刻马达立即停止运行，此时，浸润时间较短；而当前一时刻采集到的实时推力为99，后一时刻采集到的实时推力为120时，在后一时刻马达立即停止运行，此时，浸润时间较长。因此，实时推力与麻醉剂的注射量相关，根据不同的实时推力，在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配出不同的浸润时间阈值，能够进一步提升麻醉的效果。

马达的电功率为：

其中，P为马达的电功率，U为电压，I为电流，F为马达的牵引力，V为马达的旋转速度或者推筒的运动速度，而R为马达的等效电阻。在电动注射器工作的过程中，根据牛顿第三定律，马达的牵引力等于针头所受到的推力。

当马达匀速旋转时，被马达驱动的推筒也匀速前进，此时加载在马达上的电压和马达的等效电阻均为固定值。本发明的创新点在于：当推筒也匀速前进时，针头所受到的推力F与U的平方正相关。在本发明中是采用PWM驱动马达旋转，因此，占空比的平方与针头所受到的推力相关。另外，当针头的针尖刺入口腔内的不同组件时会受到不同的推力，因此，可通过针头所受到的推力来判断针头的针尖所处的组织。

优选地，获取实时推力具体包括以下步骤：

获取推筒的实时前进速度。获取推筒的实时前进速度的方法有多种，可通过霍尔元件和磁铁块的组合、霍尔元件列和磁铁块的组合、电容阵列和电容触控探头的组合、电阻阵列和导电触头的组合、焊盘反射阵列和激光收发装置的组合等五种方法来获取推筒的实时前进速度。

比较推筒的实时前进速度与预设前进速度，得到速度偏差值。这一步骤所得的速度偏差值用于调节占空比的数值。

根据速度偏差值调节马达的占空比，驱动推筒以预设前进速度匀速前进。通过调节马达的占空比来使得马达匀速旋转，从而驱动推筒以预设前进速度匀速前进。

获取推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比。当驱动推筒以预设前进速度匀速前进时，获取实时的占空比的数值。

根据推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比与预先标定所得的占空比-推力映射关系表，分析得到对应的实时推力。

在电动注射器中，由于占空比的平方与针头所受到的推力相关，因此，通过标定得到占空比-推力映射关系表，可以得到占空比与针头所受到的推力之间的关系。根据占空比-推力映射关系表，只需要确定占空比，即可获得此时针头所受到的推力。通过上述方式，在驱动推筒匀速前进的过程中获取此时的占空比，再根据预先标定所得的占空比-推力映射关系表即可得到对应的实时推力。

以通过霍尔元件和磁铁块的组合为例，说明如何获取推筒的实时前进速度：马达的旋转盘上的磁铁块触发固定盘上的霍尔元件，单片机根据霍尔元件的输出信号，计算马达旋转的圈数；

单片机获取马达的运行时间，马达的运行时间即为推筒的运动时间；

单片机根据马达旋转的圈数和马达的运行时间，得到推筒的实时前进速度。

为了通过霍尔元件和磁铁块获取推筒的实时前进速度，马达通过前端的转动轴与转动杆固定连接，且马达通过前端的转动轴带动转动杆转动；马达后端的转动轴上设置有一旋转盘，且马达通过后端的转动轴带动所述旋转盘转动；马达的后端还设置有一固定盘，所述固定盘设置在马达与所述旋转盘之间。具体地，旋转盘设置在马达后端的转动轴上，而固定盘设置在马达后端，马达后端的转动轴穿过固定盘。因此，在马达工作时，其转动轴只带动旋转盘旋转，而固定盘则保持静止。需要说明的是，转动轴为马达内部的轴，当马达工作时，转动轴旋转；转动轴与转动杆并不是同一部件。

所述旋转盘上设置有磁铁块，所述固定盘上设置有霍尔元件，所述单片机与所述霍尔元件相连。具体地，壳体的内部还设置有电路板，所述单片机设置在电路板上。

具体工作时，设置在旋转盘的磁铁块会反复触发设置在固定盘上的霍尔元件，当磁铁块触发一次霍尔元件时，则说明马达转动了一圈时。因此，通过计算霍尔元件被触发的次数，便可计算马达旋转的圈数，进而确定推筒的行程。

马达后端的转动轴上设置有旋转盘，马达与旋转盘之间设置有固定盘。通过设置在旋转盘上的磁铁块触发设置在固定盘上的霍尔元件并采集霍尔元件输出的触发信号，便可计算马达的圈数。

一方面，不需要额外增设其它电子元件便可实现计数，具有结构简单的优点；另一方面，只需要在马达在生产的过程中设置好旋转盘和固定盘等结构，装配时直接安装设置有旋转盘和固定盘的马达即可，具有实施成本低的优点。

具体地，所述单片机的型号为STM8L152K6U，所述霍尔元件的型号为AH180。型号为AH180的霍尔元件具有OUTPUT、VDD和GND三个管脚，其中，VDD管脚接工作电压，GND管脚接地，而OUTPUT为输出管脚；输出管脚用于当感应到磁场变化时，输出触发信号。所述旋转盘与所述固定盘之间的距离为1mm-5mm，即可控制霍尔元件与磁铁块相隔1-5mm；较佳地，霍尔元件与磁铁块相隔2mm。这个距离能够保证二者不会发生相互接触，同时又可以通过磁铁块触发霍尔元件。优选地，旋转盘上设置有1-3个磁铁块。型号为STM8L152K6U的单片机具有PWM管脚。具体地，PWM管脚对应的管脚为16-bit Timer 2、16-bit Timer 3和16-bit Timer1中的其中一个管脚。霍尔元件和单片机上的连接关系为：所述霍尔元件的输出管脚与所述单片机的PWM管脚相连。

马达前端的转动轴带动所述转动转动杆旋转，在转动轴旋转的过程中，会一并带动设置在旋转盘上的磁铁块，因此磁铁块触发设置在固定盘上的霍尔元件，被触发的霍尔元件会通过其输出管脚向单片机的PWM管脚输出触发信号。单片机的PWM管脚接收到一个触发信号时便进行计数，形成PWM信号，单片机所得到的PWM信号的周期即为马达的旋转圈数。再根据各个部件的机械连接关系，当马达旋转N圈时，驱动套筒和推筒前进M个单位长度，如此一来，即可得到推筒的行程。

比如，当旋转盘上设置1个磁铁块时，单片机所得到的PWM信号有300个周期，此时说明磁铁块触发了霍尔元件300次，则说明马达旋转了300圈；若马达旋转100圈时驱动套筒和推筒前进1个单位长度，就可知道此时驱动套筒和推筒前进了3个单位长度。

在计算出马达旋转的圈数后，再根据马达旋转的圈数和马达的运行时间，便可得到推筒的实时前进速度。

优选地，在注射麻醉剂的前期，在分析得到对应的实时推力后，还包括以下步骤：

根据实时推力与预设的推力-组织映射关系表，计算出针头的针尖所处的组织。

所述推力-组织映射关系表中，所述组织包括牙周膜、上颚和前庭沟；其中，牙周膜对应的推力范围为220-360PSI，上颚对应的推力范围为50-80PSI，前庭沟对应的推力范围为10-20PSI；根据实时推力与预设的推力-组织映射关系表，计算出针头的针尖所处的组织，具体包括：根据实时推力的数值，在预设的推力-组织映射关系表中进行对照查找，得到针头的针尖处于周膜或上颚或前庭沟内。

由于当驱动推筒以预设前进速度匀速前进时，占空比的平方与针头所受到的推力相关，因此，可通过实时的占空比的数值得到对应的实时推力；又由于针头的针尖刺入口腔内的不同组织时会受到不同的推力，因此，可通过实时推力来计算出针头的针尖所处的组织。因此，本发明在驱动推筒匀速前进的过程中获取此时的占空比，再根据预先标定所得的占空比-推力映射关系表即可得到对应的实时推力，再结合实时推力与预设的推力-组织映射关系表，即可确定针头的针尖是否刺入牙周膜内，从而确保麻醉剂能够浸润在牙周膜上。当针尖确实刺入牙周膜内时，继续注射；否则，及时发出提醒信号，停止注射。

如图3所示，对应地，一种麻醉注射器控制系统，其特征在于，所述麻醉注射器内设置有用于驱动推筒的马达，所述系统包括处理器1、存储器2和通信总线；

所述存储器上存储有可被所述处理器执行的程序；

所述通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器执行程序以实现如下步骤：

S1.发出马达运转信号，所述马达运转信号用于控制马达运转，以驱动推筒前进，开始注射麻醉剂；

S2.获取注射过程中马达的实时推力；所述实时推力与麻醉剂的注射量相关；

S3.对比实时推力与预设的推力阈值的大小关系，得到推力对比结果；所述推力对比结果为：实时推力＞推力阈值或者实时推力≤推力阈值；

S4.当实时推力≤推力阈值时，返回步骤S1，马达继续运转，继续注射麻醉剂；当实时推力＞推力阈值时，中断马达运转信号，马达停止运转，停止注射，并执行步骤S5；

S5.计算马达的停止运行时间；

S6.对比停止运行时间与浸润时间阈值的大小关系，得到时间对比结果；所述浸润时间阈值与麻醉剂的扩散量相关；所述时间对比结果为：停止运行时间＜浸润时间阈值或者停止运行时间＝浸润时间阈值；

S7.当停止运行时间＜浸润时间阈值时，马达保持停止运转，并返回步骤S5，继续累计马达的停止运行时间；当停止运行时间＝浸润时间阈值时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂。

通过判断实时推力是否达到推力阈值，来判断当前注入牙周膜的注射量是否过大，当实时推力大于推力阈值时停止注射，麻醉剂进行充分浸润，当停止运行时间达到浸润时间阈值时，注射的麻醉剂已充分扩散，此时再进一步注射，直至将麻醉剂注射完成。通过这样的方式，一方面，能够有效防止过快注入麻醉剂而造成疼痛肿胀，减轻患者不适，另一方面，还能够使得麻醉剂被充分吸收，提升麻醉效果。

优选地，除了步骤S1-S7外，本发明还同时执行余量判断程序，

具体包括以下步骤：

获取推筒前进量，所述推筒前进量与麻醉剂的余量相关；

判断推筒前进量是否已经到达最大值，得到余量判断结果；所述余量判断结果包括：麻醉剂注射完毕或者麻醉剂未注射完毕；

当余量判断结果为麻醉剂注射完毕时，发出注射完成信号，注射结束；当余量判断结果为麻醉剂未注射完毕时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂，直至麻醉剂注射完毕。

根据推筒前进量判断麻醉剂的余量，当推筒前进量已经到达最大值，说明麻醉剂已经注射完毕，此时就停止注射；否则，继续注射，直至麻醉剂注射完毕。

在步骤S4中，当实时推力＞推力阈值时，还进一步根据实时推力获取浸润时间阈值，具体包括以下步骤：

根据实时推力在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配，获取与实时推力一一对应的浸润时间阈值。

实时推力与麻醉剂的注射量相关，根据不同的实时推力，在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配出不同的浸润时间阈值，能够进一步提升麻醉的效果。

获取实时推力具体包括以下步骤：

获取推筒的实时前进速度；

比较推筒的实时前进速度与预设前进速度，得到速度偏差值；

根据速度偏差值调节马达的占空比，驱动推筒以预设前进速度匀速前进；

获取推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比；

根据推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比与预先标定所得的占空比-推力映射关系表，分析得到对应的实时推力。

在驱动推筒匀速前进的过程中获取此时的占空比，再根据预先标定所得的占空比-推力映射关系表即可得到对应的实时推力。

根据实时推力与预设的推力-组织映射关系表，计算出针头的针尖所处的组织。

针尖刺穿不同组织所受到的反馈力各不相同，因此，在本发明中，通过实时推力能够一方面判断麻醉剂的注射量相关，另一方面还能判断出针尖所处的组织，确保麻醉剂能够浸润在牙周膜上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种麻醉注射器控制系统，其特征在于，所述麻醉注射器内设置有用于驱动推筒的马达，所述系统包括处理器、存储器和通信总线；

所述存储器上存储有可被所述处理器执行的程序；

所述通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器执行程序以实现如下步骤：

S1.发出马达运转信号，所述马达运转信号用于控制马达运转，以驱动推筒前进，开始注射麻醉剂；

S2.获取注射过程中马达的实时推力；所述实时推力与麻醉剂的注射量相关；

S3.对比实时推力与预设的推力阈值的大小关系，得到推力对比结果；所述推力对比结果为：实时推力＞推力阈值或者实时推力≤推力阈值；

S4.当实时推力≤推力阈值时，返回步骤S1，马达继续运转，继续注射麻醉剂；当实时推力＞推力阈值时，中断马达运转信号，马达停止运转，停止注射，并执行步骤S5；

S5.计算马达的停止运行时间；

S6.对比停止运行时间与浸润时间阈值的大小关系，得到时间对比结果；所述浸润时间阈值与麻醉剂的扩散量相关；所述时间对比结果为：停止运行时间＜浸润时间阈值或者停止运行时间＝浸润时间阈值；

S7.当停止运行时间＜浸润时间阈值时，马达保持停止运转，并返回步骤S5，继续累计马达的停止运行时间；当停止运行时间＝浸润时间阈值时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂。

2.根据权利要求1所述的一种麻醉注射器控制系统，其特征在于：

还包括以下步骤：

获取推筒前进量，所述推筒前进量与麻醉剂的余量相关；

判断推筒前进量是否已经到达最大值，得到余量判断结果；所述余量判断结果包括：麻醉剂注射完毕或者麻醉剂未注射完毕；

当余量判断结果为麻醉剂注射完毕时，发出注射完成信号，注射结束；当余量判断结果为麻醉剂未注射完毕时，返回步骤S1，重新发出马达运转信号，驱动推筒前进，再次开始注射麻醉剂，直至麻醉剂注射完毕。

3.根据权利要求1所述的一种麻醉注射器控制系统，其特征在于：

在步骤S4中，当实时推力＞推力阈值时，还进一步根据实时推力获取浸润时间阈值，具体包括以下步骤：

根据实时推力在预设的推力-浸润时间关系表内进行匹配，获取与实时推力一一对应的浸润时间阈值。

4.根据权利要求1所述的一种麻醉注射器控制系统，其特征在于：

获取实时推力具体包括以下步骤：

获取推筒的实时前进速度；

比较推筒的实时前进速度与预设前进速度，得到速度偏差值；

根据速度偏差值调节马达的占空比，驱动推筒以预设前进速度匀速前进；

获取推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比；

根据推筒以预设前进速度匀速前进时马达的占空比与预先标定所得的占空比-推力映射关系表，分析得到对应的实时推力。

5.根据权利要求1所述的一种麻醉注射器控制系统，其特征在于：在分析得到对应的实时推力后，还包括以下步骤：

根据实时推力与预设的推力-组织映射关系表，计算出针头的针尖所处的组织。

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