CN114271902B - 提高手术刀控制精度的方法、装置、手术刀及介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种提高手术刀控制精度的方法、装置、手术刀及介质。包括：获取手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集手术刀刀头当前的振动频率；根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定当前的振动频率在预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；根据第二阻抗谐振点与第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对手术刀的能量控制部件的能量调整参数；根据能量调整参数调整能量控制部件的能量输出，以减小阻抗差值。通过阻抗谐振点之间的阻抗差值，可以准确控制手术刀的能量输出，进而控制手术刀刀头的频率，可以防止频率与手术刀谐振点不匹配造成手术刀断裂，提高了手术成功率和手术精度。
Description
技术领域
本公开涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种提高手术刀控制精度的方法、装置、手术刀及介质。
背景技术
在手术切割中，为使得切割的伤口减小，会减小手术刀刀头的直径，然而手术刀刀头的直径减小，易导致波导杆断裂，并且能量组件输出能量会造成手术刀刀头的频率增大，容易导致切割超过预期，影响手术效果。
发明内容
基于此，有必要针对测量待测温对象的温度准确性较低的问题，提供一种提高手术刀控制精度的方法、装置、手术刀及介质。
本公开第一方面，提供一种提高手术刀控制精度的方法，包括：
获取所述手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集所述手术刀刀头当前的振动频率；
根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定所述当前的振动频率在所述预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；
根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
根据所述能量调整参数调整所述能量控制部件的能量输出，以减小所述阻抗差值。
在其中一个实施例中，所述手术刀的刀柄内设置有电动伸缩杆，所述手术刀刀头固定在所述电动伸缩杆的一端，所述电动伸缩杆的另一端固定在所述刀柄的内腔上，所述电动伸缩杆能够调整所述手术刀刀头伸缩所述刀柄的长度；
所述方法还包括：
响应于用户对手术模式的选择，根据用户选中的手术模式，确定所述电动伸缩杆的当前伸缩量，所述手术模式与所述电动伸缩杆的伸缩量存在一一对应关系；
以所述当前伸缩量为目标伸缩量调整所述电动伸缩杆的伸缩量，以调整所述手术刀刀头伸出所述刀柄的长度；
在所述手术切割过程中，获取所述手术刀与水平面的角度信息；
根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵；
根据所述雅可比矩阵以及所述手术刀刀头上刀刃的切割点强度信息，确定所述手术刀的补偿阻抗；
在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗，以更新所述的阻抗差值，并循环执行从所述获取所述手术刀与水平面的角度信息，至所述在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗的步骤。
在其中一个实施例中，所述根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵，包括：
根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量、调整所述伸缩量前的历史伸缩量以及历史伸缩量对应的目标工作频率，构建所述当前伸缩量的特征矩阵；
根据所述角度信息计算所述特征矩阵的一阶偏导矩阵，在所述一阶偏导矩阵小于等于预设阈值的情况下，将所述一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
循环执行以下步骤：
在所述一阶偏导值大于所述预设阈值的情况下，对所述一阶偏导值求导，得到所述特征矩阵的二阶偏导值；
根据所述一阶偏导值以及所述二阶偏导值，确定所述当前伸缩量的伸缩量变化量；
以所述伸缩量变化量为步长，减小所述特征矩阵，并根据所述角度信息计算减小后的特征矩阵的一阶偏导矩阵，直到减小后的特征矩阵对应所述一阶偏导矩阵小于等于所述预设阈值，将该一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在其中一个实施例中，所述根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数，包括：
确定所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值所处的目标阻抗差值范围，并将所述目标阻抗差值范围对应的能量调整参数确定为针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
其中，每一所述阻抗差值范围对应一条能量调整曲线。
本公开第二方面，提供一种提高手术刀控制精度的装置，包括：
第一获取模块，被配置为用于获取所述手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集所述手术刀刀头当前的振动频率；
第一确定模块，被配置为用于根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定所述当前的振动频率在所述预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；
第二确定模块，被配置为用于根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
第一调整模块，被配置为用于根据所述能量调整参数调整所述能量控制部件的能量输出，以减小所述阻抗差值。
在其中一个实施例中，所述手术刀的刀柄内设置有电动伸缩杆，所述手术刀刀头固定在所述电动伸缩杆的一端，所述电动伸缩杆的另一端固定在所述刀柄的内腔上，所述电动伸缩杆能够调整所述手术刀刀头伸缩所述刀柄的长度；
所述装置还包括：
第三确定模块，被配置为用于响应于用户对手术模式的选择，根据用户选中的手术模式，确定所述电动伸缩杆的当前伸缩量，所述手术模式与所述电动伸缩杆的伸缩量存在一一对应关系；
第二调整模块，被配置为用于以所述当前伸缩量为目标伸缩量调整所述电动伸缩杆的伸缩量，以调整所述手术刀刀头伸出所述刀柄的长度；
第二获取模块，被配置为用于在所述手术切割过程中，获取所述手术刀与水平面的角度信息；
第四确定模块，被配置为用于根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵；
第五确定模块，被配置为用于根据所述雅可比矩阵以及所述手术刀刀头上刀刃的切割点强度信息，确定所述手术刀的补偿阻抗；
更新模块，被配置为用于在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗，以更新所述的阻抗差值，并循环执行从所述获取所述手术刀与水平面的角度信息，至所述在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗的步骤。
在其中一个实施例中，所述第四确定模块，包括：
构建子模块，被配置为用于根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量、调整所述伸缩量前的历史伸缩量以及历史伸缩量对应的目标工作频率，构建所述当前伸缩量的特征矩阵；
计算子模块，被配置为用于根据所述角度信息计算所述特征矩阵的一阶偏导矩阵，在所述一阶偏导矩阵小于等于预设阈值的情况下，将所述一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在其中一个实施例中，所述计算子模块，还被配置为用于循环执行以下步骤：
在所述一阶偏导值大于所述预设阈值的情况下，对所述一阶偏导值求导，得到所述特征矩阵的二阶偏导值；
根据所述一阶偏导值以及所述二阶偏导值，确定所述当前伸缩量的伸缩量变化量；
以所述伸缩量变化量为步长，减小所述特征矩阵，并根据所述角度信息计算减小后的特征矩阵的一阶偏导矩阵，直到减小后的特征矩阵对应所述一阶偏导矩阵小于等于所述预设阈值，将该一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在其中一个实施例中，所述第二确定模块，被配置为用于确定所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值所处的目标阻抗差值范围，并将所述目标阻抗差值范围对应的能量调整参数确定为针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
其中，每一所述阻抗差值范围对应一条能量调整曲线。
本公开第三方面，提供一种手术刀，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现第一方面中任意一项所述方法的步骤。
本公开第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现第一方面中任意一项所述方法的步骤。
上述提高手术刀控制精度的方法通过获取手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集手术刀刀头当前的振动频率；根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定当前的振动频率在预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；根据第二阻抗谐振点与第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对手术刀的能量控制部件的能量调整参数；根据能量调整参数调整能量控制部件的能量输出，以减小阻抗差值。通过阻抗谐振点之间的阻抗差值，可以准确控制手术刀的能量输出，进而控制手术刀刀头的频率，可以防止频率与手术刀谐振点不匹配造成手术刀断裂，提高了手术成功率和手术精度。
附图说明
图1为其中一个实施例的提高手术刀控制精度的方法的流程图。
图2为其中一个实施例的提高手术刀控制精度的方法的流程图。
图3为其中一个实施例的实现图2中步骤S24的流程图。
图4为其中一个实施例的提高手术刀控制精度的装置的框图。
图5为其中一个实施例的提高手术刀控制精度的装置的框图。
具体实施方式
为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本公开的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开。但是本公开能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本公开内涵的情况下做类似改进，因此本公开不受下面公开的具体实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
图1为其中一个实施例的提高手术刀控制精度的方法的流程图，应用于配置有等离子体发生装置的手术刀，如图1所示，包括：
在步骤S11中，获取所述手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集所述手术刀刀头当前的振动频率。
在步骤S12中，根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定所述当前的振动频率在所述预设频振曲线中的第二阻抗谐振点。
其中，预设频振曲线可以是以横轴为振动频率，纵轴为阻抗谐振点，经过平滑处理后的曲线。振动频率与阻抗谐振点的对应关系可以是通过神经网络模型得到的，例如，预先根据手术刀的材质以及手术刀的类型，人工标注相应的手术刀在不同振动频率下的阻抗谐振点。并将振动频率输入到神经网络模型，经神经网络模型中隐藏层逐层传递至输出层，输出相应的阻抗谐振点，计算输出的阻抗谐振点与人工标注的阻抗谐振点之间的差值，在差值小于预设阈值的情况下，结束训练，在差值大于预设阈值的情况下，则转至误差反向传播。
在反向传播时，将输出误差(即输出的阻抗谐振点与人工标注的阻抗谐振点之间的差值)按原通路反传计算，通过隐藏层反向，直至输入层，在反传过程中将误差分摊给各层的各个单元，获得各层各单元的误差信号，并将其作为修正各单元的权值的依据。这一计算过程使用梯度下降法完成，在不停地调整各层神经元的权值和阈值后，使误差信号减小到最低限度。
这样，经过信号正向传播与误差反向传播，权值和阈值的调整反复进行，一直进行到预先设定的学习训练次数，或输出误差减小到允许的程度，得到不同振动频率下的阻抗谐振点。进而根据振动频率与输出的阻抗谐振点建立预设频振曲线。
在步骤S13中，根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数。
在步骤S14中，根据所述能量调整参数调整所述能量控制部件的能量输出，以减小所述阻抗差值。
其中，第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值大于0，说明在此基础上可以增大能量输出，即增大振动频率，以提高手术效率；第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值小于0，说明在此基础上应当减小能量输出，波导杆存在断裂的风险。
上述技术方案通过获取手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集手术刀刀头当前的振动频率；根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定当前的振动频率在预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；根据第二阻抗谐振点与第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对手术刀的能量控制部件的能量调整参数；根据能量调整参数调整能量控制部件的能量输出，以减小阻抗差值。通过阻抗谐振点之间的阻抗差值，可以准确控制手术刀的能量输出，进而控制手术刀刀头的频率，可以防止频率与手术刀谐振点不匹配造成手术刀断裂，提高了手术成功率和手术精度。
在图1所示出的实施例的基础上，所述手术刀的刀柄内设置有电动伸缩杆，所述手术刀刀头固定在所述电动伸缩杆的一端，所述电动伸缩杆的另一端固定在所述刀柄的内腔上，所述电动伸缩杆能够调整所述手术刀刀头伸缩所述刀柄的长度；
在图1的基础上，图2为其中一个实施例的提高手术刀控制精度的方法的流程图，所述方法还包括：
在步骤S21中，响应于用户对手术模式的选择，根据用户选中的手术模式，确定所述电动伸缩杆的当前伸缩量，所述手术模式与所述电动伸缩杆的伸缩量存在一一对应关系；
可选地，可以在终端上选择手术模式，例如，通过手术刀与终端连接，在终端的显示界面可以显示手术模式，医护人员可以在显示界面上选择需要使用的手术模式，也可以在手术刀的刀柄设置按钮，通过按钮选择手术模式。
进一步地，在医护人员选中相应的手术模式后，将选中的手术模式对应的电动伸缩杆的伸缩量作为当前伸缩量。其中，手术模式可以是根据手术切割的部位进行区分，示例地，根据切割的肌肉密度以及切割的深度进行区分。例如，肌肉密度越大电动伸缩杆的伸缩量越小，切割的深度越深电动伸缩杆的伸缩量越大，为平衡切割的肌肉密度以及切割的深度与电动伸缩杆的伸缩量的关系，可以建立切割的肌肉密度以及切割的深度与电动伸缩杆的伸缩量的代价函数。
在步骤S22中，以所述当前伸缩量为目标伸缩量调整所述电动伸缩杆的伸缩量，以调整所述手术刀刀头伸出所述刀柄的长度。
在步骤S23中，在所述手术切割过程中，获取所述手术刀与水平面的角度信息。
其中，可以通过设置在刀柄的微信惯导装置获取所述手术刀与水平面的角度信息。手术刀与水平面的角度信息可以表征手术过程中需要切割力度的大小，手术刀与水平面的角度越小，需要的切割力度越大；手术刀与水平面的角度越大，需要的切割力度越小。
在步骤S24中，根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在图2的基础上，图3为其中一个实施例的实现图2中步骤S24的流程图，在步骤S24中，所述根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵，包括：
在步骤S241中，根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量、调整所述伸缩量前的历史伸缩量以及历史伸缩量对应的目标工作频率，构建所述当前伸缩量的特征矩阵。
例如，以当前伸缩量、调整所述伸缩量前的历史伸缩量以及历史伸缩量对应的目标工作频率，构建一阶特征矩阵。
在步骤S242中，根据所述角度信息计算所述特征矩阵的一阶偏导矩阵，在所述一阶偏导矩阵小于等于预设阈值的情况下，将所述一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在图3的基础上，所述方法还包括循环执行以下步骤：
在所述一阶偏导值大于所述预设阈值的情况下，对所述一阶偏导值求导，得到所述特征矩阵的二阶偏导值；
根据所述一阶偏导值以及所述二阶偏导值，确定所述当前伸缩量的伸缩量变化量；
以所述伸缩量变化量为步长，减小所述特征矩阵，并根据所述角度信息计算减小后的特征矩阵的一阶偏导矩阵，直到减小后的特征矩阵对应所述一阶偏导矩阵小于等于所述预设阈值，将该一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在步骤S25中，根据所述雅可比矩阵以及所述手术刀刀头上刀刃的切割点强度信息，确定所述手术刀的补偿阻抗。
示例地，通过以下公式确定补偿阻抗τi：
其中，σi表示所述切割点强度信息、Ji表示所述雅可比矩阵、表示征所述雅可比矩阵的伪逆矩阵，/>表示所述雅可比矩阵的逆矩阵，I表示所述雅可比矩阵的单位矩阵，τ0表示切割点强度信息的权重，该权重与每一次连续切割的时长负相关。
在步骤S26中，在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗，以更新所述的阻抗差值，并循环执行从所述获取所述手术刀与水平面的角度信息，至所述在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗的步骤。
即将阻抗差值与补偿阻抗相加得到更新后的阻抗差值。并在手术过程中持续上述步骤。
在其中一个实施例中，所述根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数，包括：
确定所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值所处的目标阻抗差值范围，并将所述目标阻抗差值范围对应的能量调整参数确定为针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
其中，每一所述阻抗差值范围对应一条能量调整曲线。
基于相同的发明构思，本公开还提供一种提高手术刀控制精度的装置，图4为其中一个实施例的提高手术刀控制精度的装置的框图，所述装置400包括：
第一获取模块401，被配置为用于获取所述手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集所述手术刀刀头当前的振动频率；
第一确定模块402，被配置为用于根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定所述当前的振动频率在所述预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；
第二确定模块403，被配置为用于根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
第一调整模块404，被配置为用于根据所述能量调整参数调整所述能量控制部件的能量输出，以减小所述阻抗差值。
上述装置通过阻抗谐振点之间的阻抗差值，可以准确控制手术刀的能量输出，进而控制手术刀刀头的频率，可以防止频率与手术刀谐振点不匹配造成手术刀断裂，提高了手术成功率和手术精度。
在其中一个实施例中，所述手术刀的刀柄内设置有电动伸缩杆，所述手术刀刀头固定在所述电动伸缩杆的一端，所述电动伸缩杆的另一端固定在所述刀柄的内腔上，所述电动伸缩杆能够调整所述手术刀刀头伸缩所述刀柄的长度；
图5为其中一个实施例的提高手术刀控制精度的装置的框图，所述装置400还包括：
第三确定模块405，被配置为用于响应于用户对手术模式的选择，根据用户选中的手术模式，确定所述电动伸缩杆的当前伸缩量，所述手术模式与所述电动伸缩杆的伸缩量存在一一对应关系；
第二调整模块406，被配置为用于以所述当前伸缩量为目标伸缩量调整所述电动伸缩杆的伸缩量，以调整所述手术刀刀头伸出所述刀柄的长度；
第二获取模块407，被配置为用于在所述手术切割过程中，获取所述手术刀与水平面的角度信息；
第四确定模块408，被配置为用于根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵；
第五确定模块409，被配置为用于根据所述雅可比矩阵以及所述手术刀刀头上刀刃的切割点强度信息，确定所述手术刀的补偿阻抗；
更新模块410，被配置为用于在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗，以更新所述的阻抗差值，并循环执行从所述获取所述手术刀与水平面的角度信息，至所述在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗的步骤。
在其中一个实施例中，所述第四确定模块408，包括：
构建子模块，被配置为用于根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量、调整所述伸缩量前的历史伸缩量以及历史伸缩量对应的目标工作频率，构建所述当前伸缩量的特征矩阵；
计算子模块，被配置为用于根据所述角度信息计算所述特征矩阵的一阶偏导矩阵，在所述一阶偏导矩阵小于等于预设阈值的情况下，将所述一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在其中一个实施例中，所述计算子模块，还被配置为用于循环执行以下步骤：
在所述一阶偏导值大于所述预设阈值的情况下，对所述一阶偏导值求导，得到所述特征矩阵的二阶偏导值；
根据所述一阶偏导值以及所述二阶偏导值，确定所述当前伸缩量的伸缩量变化量；
以所述伸缩量变化量为步长，减小所述特征矩阵，并根据所述角度信息计算减小后的特征矩阵的一阶偏导矩阵，直到减小后的特征矩阵对应所述一阶偏导矩阵小于等于所述预设阈值，将该一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
在其中一个实施例中，所述第二确定模块，被配置为用于确定所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值所处的目标阻抗差值范围，并将所述目标阻抗差值范围对应的能量调整参数确定为针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
其中，每一所述阻抗差值范围对应一条能量调整曲线。
本公开还提供一种手术刀，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现前述中任意一项所述提高手术刀控制精度的方法的步骤。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现前述中任意一项所述提高手术刀控制精度的方法的步骤。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对公开专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种提高手术刀控制精度的装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，被配置为用于获取所述手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集所述手术刀刀头当前的振动频率；
第一确定模块，被配置为用于根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定所述当前的振动频率在所述预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；
第二确定模块，被配置为用于根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
第一调整模块，被配置为用于根据所述能量调整参数调整所述能量控制部件的能量输出，以减小所述阻抗差值；
其中，所述手术刀的刀柄内设置有电动伸缩杆，所述手术刀刀头固定在所述电动伸缩杆的一端，所述电动伸缩杆的另一端固定在所述刀柄的内腔上，所述电动伸缩杆能够调整所述手术刀刀头伸缩所述刀柄的长度；
第三确定模块，被配置为用于响应于用户对手术模式的选择，根据用户选中的手术模式，确定所述电动伸缩杆的当前伸缩量，所述手术模式与所述电动伸缩杆的伸缩量存在一一对应关系；
第二调整模块，被配置为用于以所述当前伸缩量为目标伸缩量调整所述电动伸缩杆的伸缩量，以调整所述手术刀刀头伸出所述刀柄的长度；
第二获取模块，被配置为用于在所述手术切割过程中，获取所述手术刀与水平面的角度信息；
第四确定模块，被配置为用于根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵；
第五确定模块，被配置为用于根据所述雅可比矩阵以及所述手术刀刀头上刀刃的切割点强度信息，确定所述手术刀的补偿阻抗，包括：通过以下公式确定补偿阻抗：
其中，表示所述切割点强度信息、/>表示所述雅可比矩阵、/>表示所述雅可比矩阵的伪逆矩阵，/>表示所述雅可比矩阵的逆矩阵，/>表示所述雅可比矩阵的单位矩阵，/>表示切割点强度信息的权重，该权重与每一次连续切割的时长负相关；
更新模块，被配置为用于在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗，以更新所述的阻抗差值，并循环执行从所述获取所述手术刀与水平面的角度信息，至所述在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗的步骤；
其中，所述第四确定模块，包括：
构建子模块，被配置为用于根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量、调整所述当前伸缩量前的历史伸缩量以及历史伸缩量对应的目标工作频率，构建所述当前伸缩量的特征矩阵；
计算子模块，被配置为用于根据所述角度信息计算所述特征矩阵的一阶偏导矩阵，在所述一阶偏导矩阵小于等于预设阈值的情况下，将所述一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算子模块，还被配置为用于循环执行以下步骤：
在所述一阶偏导矩阵大于所述预设阈值的情况下，对所述一阶偏导矩阵求导，得到所述特征矩阵的二阶偏导矩阵；
根据所述一阶偏导矩阵以及所述二阶偏导矩阵，确定所述当前伸缩量的伸缩量变化量；
以所述伸缩量变化量为步长，减小所述特征矩阵，并根据所述角度信息计算减小后的特征矩阵的一阶偏导矩阵，直到减小后的特征矩阵对应所述一阶偏导矩阵小于等于所述预设阈值，将该一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，被配置为用于：
确定所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值所处的目标阻抗差值范围，并将所述目标阻抗差值范围对应的能量调整参数确定为针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
其中，每一所述阻抗差值范围对应一条能量调整曲线。
4.一种手术刀，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现：
获取所述手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集所述手术刀刀头当前的振动频率；
根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定所述当前的振动频率在所述预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；
根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
根据所述能量调整参数调整所述能量控制部件的能量输出，以减小所述阻抗差值；
其中，所述手术刀的刀柄内设置有电动伸缩杆，所述手术刀刀头固定在所述电动伸缩杆的一端，所述电动伸缩杆的另一端固定在所述刀柄的内腔上，所述电动伸缩杆能够调整所述手术刀刀头伸缩所述刀柄的长度；
响应于用户对手术模式的选择，根据用户选中的手术模式，确定所述电动伸缩杆的当前伸缩量，所述手术模式与所述电动伸缩杆的伸缩量存在一一对应关系；
以所述当前伸缩量为目标伸缩量调整所述电动伸缩杆的伸缩量，以调整所述手术刀刀头伸出所述刀柄的长度；
在所述手术切割过程中，获取所述手术刀与水平面的角度信息；
根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵，包括：根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量、调整所述伸缩量前的历史伸缩量以及历史伸缩量对应的目标工作频率，构建所述当前伸缩量的特征矩阵；并根据所述角度信息计算所述特征矩阵的一阶偏导矩阵，在所述一阶偏导矩阵小于等于预设阈值的情况下，将所述一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵；
根据所述雅可比矩阵以及所述手术刀刀头上刀刃的切割点强度信息，确定所述手术刀的补偿阻抗，包括：通过以下公式确定补偿阻抗：
其中，表示所述切割点强度信息、/>表示所述雅可比矩阵、/>表示所述雅可比矩阵的伪逆矩阵，/>表示所述雅可比矩阵的逆矩阵，/>表示所述雅可比矩阵的单位矩阵，/>表示切割点强度信息的权重，该权重与每一次连续切割的时长负相关；
在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗，以更新所述的阻抗差值，并循环执行从所述获取所述手术刀与水平面的角度信息，至所述在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗的步骤。
5.根据权利要求4所述的手术刀，其特征在于，所述处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以循环执行以下步骤：
在所述一阶偏导矩阵大于所述预设阈值的情况下，对所述一阶偏导矩阵求导，得到所述特征矩阵的二阶偏导矩阵；
根据所述一阶偏导矩阵以及所述二阶偏导矩阵，确定所述当前伸缩量的伸缩量变化量；
以所述伸缩量变化量为步长，减小所述特征矩阵，并根据所述角度信息计算减小后的特征矩阵的一阶偏导矩阵，直到减小后的特征矩阵对应所述一阶偏导矩阵小于等于所述预设阈值，将该一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
6.根据权利要求4或5所述的手术刀，其特征在于，所述处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现：
确定所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值所处的目标阻抗差值范围，并将所述目标阻抗差值范围对应的能量调整参数确定为针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
其中，每一所述阻抗差值范围对应一条能量调整曲线。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现：
获取手术刀在手术切割过程中的第一阻抗谐振点，并通过手术刀刀头内置的传感器，采集所述手术刀刀头当前的振动频率；
根据预设频振曲线中振动频率与阻抗谐振点的对应关系，确定所述当前的振动频率在所述预设频振曲线中的第二阻抗谐振点；
根据所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值，确定针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
根据所述能量调整参数调整所述能量控制部件的能量输出，以减小所述阻抗差值；
其中，所述手术刀的刀柄内设置有电动伸缩杆，所述手术刀刀头固定在所述电动伸缩杆的一端，所述电动伸缩杆的另一端固定在所述刀柄的内腔上，所述电动伸缩杆能够调整所述手术刀刀头伸缩所述刀柄的长度；
响应于用户对手术模式的选择，根据用户选中的手术模式，确定所述电动伸缩杆的当前伸缩量，所述手术模式与所述电动伸缩杆的伸缩量存在一一对应关系；
以所述当前伸缩量为目标伸缩量调整所述电动伸缩杆的伸缩量，以调整所述手术刀刀头伸出所述刀柄的长度；
在所述手术切割过程中，获取所述手术刀与水平面的角度信息；
根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量以及所述角度信息，确定针对所述手术刀的雅可比矩阵，包括：根据所述电动伸缩杆的当前伸缩量、调整所述伸缩量前的历史伸缩量以及历史伸缩量对应的目标工作频率，构建所述当前伸缩量的特征矩阵；并根据所述角度信息计算所述特征矩阵的一阶偏导矩阵，在所述一阶偏导矩阵小于等于预设阈值的情况下，将所述一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵；
根据所述雅可比矩阵以及所述手术刀刀头上刀刃的切割点强度信息，确定所述手术刀的补偿阻抗，包括：通过以下公式确定补偿阻抗：
其中，表示所述切割点强度信息、/>表示所述雅可比矩阵、/>表示所述雅可比矩阵的伪逆矩阵，/>表示所述雅可比矩阵的逆矩阵，/>表示所述雅可比矩阵的单位矩阵，/>表示切割点强度信息的权重，该权重与每一次连续切割的时长负相关；
在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗，以更新所述的阻抗差值，并循环执行从所述获取所述手术刀与水平面的角度信息，至所述在所述阻抗差值的基础上叠加所述补偿阻抗的步骤。
8.根据权利要求7所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时循环执行以下步骤：
在所述一阶偏导矩阵大于所述预设阈值的情况下，对所述一阶偏导矩阵求导，得到所述特征矩阵的二阶偏导矩阵；
根据所述一阶偏导矩阵以及所述二阶偏导矩阵，确定所述当前伸缩量的伸缩量变化量；
以所述伸缩量变化量为步长，减小所述特征矩阵，并根据所述角度信息计算减小后的特征矩阵的一阶偏导矩阵，直到减小后的特征矩阵对应所述一阶偏导矩阵小于等于所述预设阈值，将该一阶偏导矩阵确定为针对所述手术刀的雅可比矩阵。
9.根据权利要求7或8所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现：
确定所述第二阻抗谐振点与所述第一阻抗谐振点的阻抗差值所处的目标阻抗差值范围，并将所述目标阻抗差值范围对应的能量调整参数确定为针对所述手术刀的能量控制部件的能量调整参数；
其中，每一所述阻抗差值范围对应一条能量调整曲线。
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