CN115568932A - 肿瘤微创治疗电气控制系统 - Google Patents

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Abstract

本说明书提供肿瘤微创治疗电气控制系统,肿瘤微创治疗电气控制系统包括:控制模块、灌注模块、电源箱和交互模块,灌注模块包括冷工质灌注模块,冷工质灌注模块包括冷罐罐体、罐体放气阀、加液阀和杜瓦;交互模块包括运动控制手柄和运动把手;电源箱还包括电池和运动控制单元,运动控制单元包括运动控制板和动力轮;控制模块,用于控制罐体放气阀和加液阀的开关,以将杜瓦中的工质输入至冷罐罐体;电池,用于给运动控制单元供电;运动控制板,用于检测运动把手的档位状态和运动控制手柄的位置状态;并根据档位状态和位置状态,控制动力轮的运动状态。如此,设备可以轻松、方便地进行移动,防止设备在狭窄的坡路上发生碰撞,方便工作人员操作。

Description

肿瘤微创治疗电气控制系统
本申请为申请号202110832038.5,申请日2021年07月22日,发明名称为“肿瘤微创治疗电气控制系统”的分案申请。
技术领域
本说明书涉及医疗器械技术领域,特别涉及肿瘤微创治疗电气控制系统。
背景技术
随着医学技术和科学技术的快速发展,各种智能化医疗设备应运而生。据临床数据显示,单一的冷冻或加热治疗可以对肿瘤组织起到杀灭作用,但是如果冷冻不够彻底,有可能导致癌细胞组织不会完全被破坏,在加热治疗过程中,人体疼痛感略强,且高温可以刺激血液循环,在一定程度上可以促进癌细胞沿血管扩散。如何使其更加精确地控制低温工质以完成对病灶组织的安全有效的消融治疗,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本说明书实施例提供了一种肿瘤微创治疗电气控制系统,以解决现有技术中存在的缺陷。
本说明书实施例提供了一种肿瘤微创治疗电气控制系统,所述系统包括:控制模块、灌注模块和电源箱,所述灌注模块包括工质存储罐体、罐体液位计、罐体压力传感器、罐体放气阀、加液阀和外接工质容器;
所述电源箱,用于给所述控制模块和所述灌注模块供电;
所述控制模块,用于接收所述罐体液位计和所述罐体压力传感器发送的工质参数,并在所述工质参数符合灌注条件的情况下,控制所述罐体放气阀和加液阀的开关,以将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体。
本说明书提供的肿瘤微创治疗电气控制系统,在肿瘤微创治疗电气控制系统中设置了控制模块和灌注模块,灌注模块中的罐体液位计和罐体压力传感器可以检测工质存储罐体的相关工质参数,并将该工质参数发送给控制模块,控制模块可以基于工质参数,确定是否符合灌注条件,并在符合灌注条件的情况下,自动控制罐体放气阀和加液阀的开关,从而可以自动将外接工质容器中的工质输入至工质存储罐体,实现了工质的自动添加,简化了工质的添加过程,节省了人力和时间成本,保证了可以自动、准确地添加工质,大大提高了工质添加的及时性、准确性和效率,保证了后续可以精确地控制高温工质和低温工质以完成对病灶组织的安全有效的消融治疗。
附图说明
图1是本说明书一实施例提供的一种肿瘤微创治疗电气控制系统的结构框架图;
图2是本说明书一实施例提供的另一种肿瘤微创治疗电气控制系统的结构框架图;
图3a是本说明书一实施例提供的一种冷工质灌注模块的电路示意图;
图3b是本说明书一实施例提供的一种增压结构示意图;
图4是本说明书一实施例提供的一种热工质灌注模块的电路示意图;
图5是本说明书一实施例提供的一种阀箱的结构示意图;
图6是本说明书一实施例提供的一种工质回收模块的结构示意图;
图7是本说明书一实施例提供的一种动力轮的运动状态切换示意图;
图8是本说明书一实施例提供的一种运动控制单元的结构示意图;
图9是本说明书一实施例提供的一种电源箱的电路示意图;
图10是本说明书一实施例提供的一种控制模块的电路示意图;
图11是本说明书一实施例提供的一种肿瘤微创治疗电气控制方法的处理流程图;
图12a是本申请一实施例提供的一种冷工质自动灌注过程的处理流程图;
图12b是本申请一实施例提供的一种辅助增压过程的处理流程图;
图13是本申请一实施例提供的一种热工质自动灌注过程的处理流程图;
图14a是本申请一实施例提供的一种加热过程的处理流程图;
图14b是本申请一实施例提供的一种比例调节阀调节过程的处理流程图;
图15是本申请一实施例提供的一种控制模块数据处理过程的处理流程图;
图16是本说明书一实施例提供的另一种肿瘤微创治疗电气控制方法的处理流程图;
图17是本说明书一实施例提供的一种计算设备的结构框图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本说明书。但是本说明书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说明书内涵的情况下做类似推广,因此本说明书不受下面公开的具体实施的限制。
在本说明书一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本说明书一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,尽管在本说明书一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下,第一也可以被称为第二,类似地,第二也可以被称为第一。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
需要说明的是,高低温多模态肿瘤微创治疗系统是一种采用物理疗法治疗肿瘤的微创设备。据临床数据显示,单一的冷冻或加热治疗可以对肿瘤组织起到杀灭作用,但是如果冷冻不够彻底,有可能导致癌细胞组织不会完全被破坏,反而对癌细胞起到低温“保护”作用,在加热治疗过程中,人体疼痛感略强,且高温可以刺激血液循环,在一定程度上可以促进癌细胞沿血管扩散。因此,深度低温,高温热疗结合于一体的复合式肿瘤治疗设备在癌症治疗领域可以发挥更好作用。
目前,已经研发的高低温冷冻手术系统中,缺少冷热工质自动加注功能,需要操作人员手动添加,存在工质添加错误风险,在设备遇到狭小空间的上坡路面较难推动,有撞击人员及设备风险。另外,有工作人员提出在手术过程中需要增加辅助测温等功能。
因而,本说明书设计了一套肿瘤微创治疗电气控制系统,在该系统中设置了控制模块、灌注模块和电源箱,通过控制模块自动控制冷、热工质的添加,从而避免工质添加错误,提高工质添加的及时性、准确性和效率。
在本说明书中,提供了一种肿瘤微创治疗电气控制系统,在下面的实施例中进行详细说明。
图1示出了根据本说明书一实施例提供的一种肿瘤微创治疗电气控制系统的结构框架图,该系统包括:控制模块102、灌注模块104和电源箱106,所述灌注模块104包括工质存储罐体、罐体液位计、罐体压力传感器、罐体放气阀、加液阀和外接工质容器;
所述电源箱106,用于给所述控制模块102和所述灌注模块104供电;
所述控制模块102,用于接收所述罐体液位计和所述罐体压力传感器发送的工质参数,并在所述工质参数符合灌注条件的情况下,控制所述罐体放气阀和加液阀的开关,以将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体。
具体的,控制模块用于实时接收灌注模块检测到的各种工质参数,并基于实时的工质参数自动控制灌注模块执行相关操作,以控制灌注模块自动完成工质的灌注操作。其中,该工质为在治疗手术过程中需要通过治疗设备输出的治疗介质,也即肿瘤微创治疗电气控制系统的工质存储罐体中需要存储的治疗介质,该工质可以包括冷工质,如液氮,还可以包括热工质,如酒精。
实际应用中,所述工质存储罐体,用于接收并存储外接工质容器灌注的工质,后续通过连接的消融针输出,用于治疗肿瘤;所述罐体液位计和罐体压力传感器,位于所述工质存储罐体内,用于实时检测所述工质存储罐体的工质参数,并实时将所述工质参数发送给所述控制模块。
所述罐体放气阀,用于控制所述工质存储罐体内的压强,如通过打开所述罐体放气阀,可以降低所述工质存储罐体内的压强;所述加液阀,位于所述工质存储罐体和所述外接工质容器之间的输送管道上,用于控制外接工质容器向所述工质存储罐体内灌注工质,如所述加液阀打开时,所述外接工质容器中的工质可以灌注至所述工质存储罐体内,所述加液阀关闭时,所述外接工质容器中的工质无法灌注至所述工质存储罐体内。
需要说明的是,所述罐体液位计和所述罐体压力传感器发送的工质参数可以表示工质存储罐体内存储的工质的情况,因而控制模块在接收到工质参数时,可以进行分析,确定是否满足灌注条件,若满足,则说明所述工质存储罐体内存储的工质可能不足,此时,可以自动控制所述罐体放气阀和加液阀的开关,从而自动控制将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体。
其中,灌注条件可以是预先设置的、开始灌注工质的条件,用于指示控制所述罐体放气阀和加液阀的开关,以将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体所需满足的条件。
本实施例一个可选的实施方式中,所述罐体液位计发送的工质参数为所述工质存储罐体内工质的液位,所述罐体压力传感器发送的工质参数为所述工质存储罐体的罐体压强;所述控制模块102,进一步用于:
在接收到的液位低于第一液位阈值的情况下,确定接收到的罐体压强是否低于第一压强阈值;
若不低于,则打开所述罐体放气阀,以降低所述工质存储罐体的内部压强;
继续确定接收到的罐体压强是否低于所述第一压强阈值,直至确定出接收到的罐体压强低于所述第一压强阈值,保持所述罐体放气阀处于打开状态,并打开所述加液阀,以将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体。
具体的,第一液位阈值是预先设置的数值,用于判断工质存储罐体中存储的工质是否充足,如第一液位阈值可以为95%、90%等。第一压强阈值也是预先设置的数值,用于判断工质存储罐体的压强是否过大,如第一压强阈值可以为300kPa。
本实施例一个可选的实施方式中,所述加液阀位于所述工质存储罐体与所述外接工质容器之间的输送管道上,所述加液阀靠近所述工质存储罐体设置,所述加液阀处于打开状态时,所述外接工质容器中的工质可以经所述输送管道灌注至所述工质存储罐体。
需要说明的是,控制模块在接收到罐体液位计发送的液位后,可以确定接收到的液位是否低于第一液位阈值,若不低于,则表示工质存储罐体存储的工质较为充足,无需灌注;若低于,则表示工质存储罐体存储的工质不够充足,需要进行灌注。
由于工质存储罐体用于接收并存储工质,如果该工质存储罐体的内部压强过大,直接开始灌注可能会发生危险,因而在控制模块确定出接收到的液位低于第一液位阈值的情况下,还需要进一步判断所述罐体压力传感器发送的罐体压强是否低于第一压强阈值。若不低于,则说明工质存储罐体的内容压强较大,若直接开始灌注,则可能会发生危险,因而此时可以控制打开所述罐体放气阀,以降低所述工质存储罐体的内部压强,此时不能灌注工质。在打开罐体放气阀进行放气,降低工质存储罐体的内部压强后,可以继续实时确定接收到的罐体压强是否低于第一压强阈值,直至确定出接收到的罐体压强低于第一压强阈值,说明此时工质存储罐体的内容压强较小,可以开始灌注工质,此时可以打开所述加液阀,以将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体。另外,由于在工质灌注过程中,工质存储罐体的内容压强可能会增大,产生危险,因而此时可以在打开加液阀,灌注工质的过程中,保持所述罐体放气阀处于打开状态,进行放气,控制工质存储罐体的内容压强不会过大。
若罐体压力传感器发送的罐体压强低于第一压强阈值,则说明所述工质存储罐体的内容压强较小,灌注比较安全,此时可以直接控制打开所述加液阀,以将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体,并在输入工质的过程中,实时确定接收到的罐体压强是否低于第一压强阈值,若出现不低于第一压强阈值的情况,则控制打开所述罐体放气阀,以降低所述工质存储罐体的内部压强,避免灌注过程中,气压增大,发生危险。
实际应用中,控制模块可以通过高低电平控制各种阀门的打开和关闭,也即本说明中涉及到的各种阀门均可以为电阀门,在接收到高电平时打开,接收到低电平时关闭,或者,接收到低电平时打开,接收到高电平时关闭。例如,控制模块在需要关闭所述罐体放气阀时,可以向所述罐体放气阀发送高电平信号,该罐体放气阀可以在接收到高电平信号时自动关闭,在需要打开所述罐体放气阀时,控制模块可以向所述罐体放气阀发送低电平信号,该罐体放气阀在接收到低电平信号时,自动打开。另外,控制加液阀开关的方法也可以和上述罐体放气阀控制方法相似,通过高低电平实现加液阀的开关控制。
本说明书中各个阀门的控制均可以参照上述高低电平的控制方法,当然也可以为其他能够控制阀门开关的方法,如在阀门中安装继电器,控制模块可以通过控制信号控制继电器的吸合和弹开,从而控制阀门的开关,本说明对此不进行限制。
本实施例一个可选的实施方式中,如图1所示,所述系统还可以包括阀箱108,所述阀箱108中包括工质输出阀;所述控制模块102,进一步用于:
在打开所述加液阀时,关闭所述工质输出阀。
具体的,阀箱中可以包括多个阀门,用于实现多种功能的控制;工质输出阀用于控制工质存储罐体中存储的工质在手术过程中输出至消融针,从而对肿瘤进行治疗。
需要说明的是,在打开所述加液阀时,说明工质存储罐体中存储的工质不够充足,需要进行灌注,而在将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体中,即灌注工质的过程中,不可以同时输出工质,以免发生危险,因而在打开所述加液阀的同时,还需要控制关闭所述工质输出阀,以控制工质无法进行输出,避免同时进行灌注和工质输出发生危险,提高安全性。
本实施例一个可选的实施方式中,图2示出了另一种肿瘤微创治疗电气控制系统的结构框架图,如图2所示,所述灌注模块104可以包括冷工质灌注模块1042,所述工质存储罐体为冷罐罐体,所述外接工质容器为杜瓦,所述杜瓦与所述冷罐罐体通过杜瓦输送管道连接;所述冷工质灌注模块104还包括冷罐灌注口插入检测单元;
所述控制模块102,进一步用于:
在接收到的液位低于第一液位阈值的情况下,根据所述冷罐灌注口插入检测单元发送的插入信息,检测所述杜瓦输送管道与所述冷罐罐体是否连接;
在所述杜瓦输送管道与所述冷罐罐体连接的情况下,执行所述确定接收到的罐体压强是否低于第一压强阈值的操作步骤。
如图2所示,本说明书中提供的肿瘤微创治疗电气控制系统中,可以进行冷工质的自动灌注,也即灌注模块可以包括冷工质灌注模块,此时工质存储罐体为冷罐罐体;罐体液位计用于测量冷罐罐体内的冷工质的液位,并发送给控制模块进行分析处理;罐体压力传感器用于测量冷罐罐体的内部压强,并发送给控制模块进行分析处理;罐体放气阀用于控制所述冷罐罐体的内部压强;加液阀用于控制冷工质的自动灌注;工质输出阀为冷阀,用于控制冷工质输出至消融针;外接工质容器为杜瓦,杜瓦是指外部盛装液氮的装置,接入杜瓦后才能给冷罐罐体内添加冷工质。
实际应用中,加液阀位于杜瓦输送管道上,所述加液阀靠近冷罐罐体设置,所述加液阀处于打开状态时,所述杜瓦中的冷工质可以经所述杜瓦输送管道灌注至所述冷罐罐体内。
需要说明的是,在自动灌注冷工质时,需要外接杜瓦,杜瓦与冷罐罐体之间通过杜瓦输送管道连接,以将杜瓦中存储的液氮灌注至冷罐罐体内,因而在进行冷工质灌注之前,还需要检测杜瓦输送管道是否连接,在控制模块检测出杜瓦输送管道正常连接后,再检测冷罐罐体的内部压强是否需要在灌注冷工质之前进行放气降压,也即在控制模块确定出接收到的液位低于第一液位阈值的情况下,并在确定冷罐罐体的内部压强是否较小之前,还可以根据所述冷罐灌注口插入检测单元发送的插入信息,检测所述杜瓦输送管道与所述冷罐罐体是否连接,在正常连接的情况下,再执行确定接收到的罐体压强是否低于第一压强阈值的操作步骤,以进行后续的冷工质自动灌注过程。
实际应用中,冷罐灌注口插入检测单元可以位于冷罐罐体的罐口位置,用于检测杜瓦输送管道是否连接到位,当杜瓦输送管到连接到位后,该冷罐灌注口插入检测单元可以向控制模块发送连接成功信号,控制模块在接收到该信号后,确定杜瓦输送管道成功连接,可以继续进行后续的冷工质自动灌注过程。
示例的,连接在杜瓦上的杜瓦输送管道前端有一个磁环,冷罐罐体的罐口位置设置的冷罐灌注口插入检测单元为磁环检测器,当杜瓦输送管道连接到位后,磁环检测器可以检测到磁环,会生成一个连接成功信号,并将该信号传递给控制模块,控制模块此时检测出杜瓦输送管道与冷罐罐体正常连接。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述冷工质灌注模块1042还包括加液放气阀,所述加液放气阀位于所述杜瓦输送管道上,且靠近所述杜瓦设置;所述阀箱108中还包括相分离阀;
所述控制模块102,进一步用于:
在打开所述加液阀时,打开所述相分离阀,并关闭所述加液放气阀。
需要说明的是,在自动灌注冷工质的过程中,冷罐罐体内的冷工质已经充足时,需要停止灌注,关闭加液阀,此时若杜瓦没有及时关闭,则杜瓦还会向杜瓦输送管道输出冷工质,但是加液阀已经关闭,输送管道中的冷工质无法输送至冷罐罐体内,可能会气化为气体大量囤积在杜瓦输送管道中,导致杜瓦输送管道中的压强过大,发生危险,因而还可以在杜瓦输送管道上设置加液放气阀,并使该加液放气阀靠近杜瓦设置,在加液阀关闭的情况下,杜瓦中输出的冷工质在经过该加液放气阀时,会气化为气体,并经由该加液放气阀排出,可以释放杜瓦输送管道内的气体,降低压强,提高安全性。
另外,在打开所述加液阀时,说明需要将杜瓦中的冷工质(液氮)输入至冷罐罐体内,此时若加液放气阀处于开启状态,则杜瓦中的冷工质进入杜瓦输送管道后,可能在加液放气阀处发生气化,变成气体,从加液放气阀排出,无法实现冷工质的灌注,因而在打开所述加液阀时,需要关闭所述加液放气阀,避免冷工质从杜瓦中流出后,在加液放气阀处气化、排出,保证灌注效率。
实际应用中,在冷工质的输出过程中,沿途会损失冷量,导致一部分冷工质变成气体,因而还可以在阀箱中设置相分离阀,相分离阀的作用是把气态的氮气排出,让管道里流的都是液氮,便于液态的冷工质进入冷罐罐体内部,从而尽可能的减少冷罐罐体内的压强。因而,在打开所述加液阀灌注冷工质时,还可以同时打开所述相分离阀。也即是,在灌注冷工质时,除了打开加液阀,关闭冷阀之外,还需要打开相分离阀,并同时关闭加液放气阀。
另外,对于自动灌注冷工质的情况,需要将杜瓦中的液氮灌注至冷罐罐体内,若整个系统掉电时,罐体放气阀和加液放气阀接收到低电平而关闭,则可能会导致冷罐罐体,或者杜瓦输送管道的压强过大,产生危险,因而对于冷工质灌注模块来说,冷罐罐体内设置的罐体放气阀,以及在杜瓦输送管道上设置的加液放气阀,应该在接收到低电平时打开,接收到高电平时关闭,从而避免由于系统掉电,导致冷罐放气阀和加液放气阀自动关闭,以保证系统的安全性。
示例的,控制模块在需要打开冷罐罐体内的罐体放气阀时,可以向冷罐罐体内的罐体放气阀发送低电平信号,冷罐罐体内的罐体放气阀可以在接收到低电平信号时自动打开,控制模块在需要关闭冷罐罐体内的罐体放气阀时,可以向冷罐罐体内的罐体放气阀发送高电平信号,冷罐罐体内的罐体放气阀在接收到高电平信号时,自动关闭。
需要说明的是,除了冷罐罐体内设置的罐体放气阀,以及在杜瓦输送管道上设置的加液放气阀为高电平关闭,低电平打开之外,本说明书中涉及到的其他阀门均可以为正常的电阀门,即高电平打开,低电平关闭。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述冷工质灌注模块1042还包括灌注口压力传感器;所述灌注口压力传感器,用于检测所述冷罐罐体的灌注口压强,并发送给所述控制模块;
所述控制模块102,进一步用于:
在打开所述加液阀后的第一预设时长时,确定接收到的液位是否低于第一液位阈值;
若低于,则确定所述灌注口压强是否大于第二压强阈值,若不大于,则反馈打开杜瓦的提醒信息;若大于,则继续确定接收到的液位是否低于所述第一液位阈值,直至接收到的液位不低于所述第一液位阈值。
具体的,灌注口压力传感器设置于杜瓦的灌注口,用于检测杜瓦的灌注口压强,杜瓦具备自增压功能,杜瓦打开后可以进行自增压,因而可以通过灌注口压力传感器检测杜瓦的灌注口处的压强,从而确定杜瓦是否打开。另外,第一预设时长是预先设置的时间段,该预设时长可以基于向冷罐罐体中灌注冷工质所需的时长设置,如2分钟、5分钟、7分钟等,也即经过第一预设时长的灌注,冷罐罐体内的液位应该超过第一液位阈值。第二压强阈值可以是预先设置的压强数值,用于判断杜瓦的灌注口处的压强是否较大,从而确定杜瓦是否打开,如第二压强阈值可以为5kPa。
实际应用中,在打开加液阀后的第一预设时长时,可以确定接收到的液位是否低于第一液位阈值,若仍低于第一液位阈值,则说明杜瓦可能并没有打开,因而虽然打开了加液阀,但是杜瓦中并没有冷工质输出,因而可能并没有成功灌注冷工质,因而此时可以确定灌注口压强是否大于第二压强阈值,若小于,则说明杜瓦没有打开,此时可以反馈打开杜瓦的提醒信息,提醒工作人员打开杜瓦;若不小于,则说明杜瓦已经打开,此时正在进行冷工质的灌注,只需继续等待即可,即继续确定实时接收到的液位是否低于第一液位阈值,直至接收到的液位不低于第一液位阈值,说明冷工质灌注完成。
本实施例一个可选的实施方式中,所述控制模块102,进一步用于:
在确定出接收到的液位不低于所述第一液位阈值的情况下,关闭所述罐体放气阀、所述加液阀和所述相分离阀,并保持所述工质输出阀处于关闭状态,打开所述加液放气阀;
确定所述灌注口压强是否低于第三压强阈值;
若低于,则反馈拔出所述杜瓦输送管道的提醒信息;
若不低于,则保持所述罐体放气阀、所述加液阀、所述工质输出阀、所述相分离阀和所述加液放气阀的开关状态不变,直至接收到的灌注口压强低于所述第三压强阈值。
具体的,第三压强阈值可以是预先设置的压强数值,用于判断是否可以安全拔出杜瓦输送管道,如第三压强阈值可以为10kPa。
实际应用中,若确定出接收到的液位不低于第一液位阈值,则说明冷罐罐体内的冷工质已经充足,可以停止灌注冷工质,此时控制模块可以控制关闭为了灌注冷工质而打开的罐体放气阀、加液阀和相分离阀,此时由于杜瓦输送管道还未拨出,因而依旧不能进行冷工质输出至消融针的过程,因而需要继续保持工质输出阀处于关闭状态,且打开所述加液放气阀,以使得杜瓦输出的冷工质在经过所述加液放气阀时,可以气化为气体排出,从而降低杜瓦的灌注口处的压强。
若确定出灌注口压强低于第三压强阈值,则说明灌注口压强较小,较为安全,此时可以反馈拔出杜瓦输送管道的提醒信息,使得工作人员可以安全拔出杜瓦。
若确定出灌注口压强不低于第三压强阈值,则说明杜瓦的灌注口处的压强较大,此时若拔出杜瓦输送管道可能会发生危险,因而可以继续保持罐体放气阀、加液阀、工质输出阀、相分离阀和加液放气阀的开关状态不变,直至接收到的灌注口压强低于第三压强阈值,再反馈拔出杜瓦输送管道的提醒信息。
需要说明的是,罐体放气阀、加液阀、相分离阀、工质输出阀、加液放气阀等均可以为电磁阀,需要满足电压24V,电流1A以下。冷工质灌注模块中的罐体压力传感器和灌注口压力传感器为24V供电,输出4~20mA电流信号,测量范围0~1MPa。另外,冷工质灌注模块中的罐体液位计需要满足24V供电,输出4~20mA电流信号,其测量范围根据冷罐内部高度而定(需要定制),且由于冷罐内温度范围为20℃~-196℃,因此需要选择耐低温的液位计。
另外,冷工质灌注模块中的冷罐罐体上还可以设置有增压阀,用于在需要输出冷工质时,增大冷罐罐体内的压强,从而在治疗手术中通过压强差输出冷工质。如此,通过在系统中添加增压阀,可以在原有的工作压力范围内增大工作压力,从而使更细的消融针投入使用,提供更多系列消融针供工作人员配合使用。
示例的,图3a是本说明书一实施例提供的一种冷工质灌注模块的电路示意图,如图3a所示,冷工质灌注模块包括加液放气阀、罐体放气阀、加液阀、2个增压阀、罐体压力传感器、灌注口压力传感器和罐体液位计,相应的,阀箱包括相分离阀、4个冷阀(即冷工质灌注模块对应的工质输出阀)。其中,YV表示电磁阀、BP表示压力传感器、BL表示液位计、PE表示接地的引脚,RLY1-10表示继电器,用于数字量控制信号的输入,AI0-2表示模拟量信号输入,AL[2,4]表示总模拟量输入信号,24Vv1、24Vv2和24Vv3分别表示不同路的24V输入电流。如图3a所示,加液放气阀、罐体放气阀、加液阀、相分离阀和4个冷阀为一路24V输入电流(24Vv1),2个增压阀为一路输入电流(24Vv2),罐体压力传感器、灌注口压力传感器和罐体液位计为一路电流(24Vv3),另外,d+和d-也表示输入电流,连接4个冷阀,CAN表示总线。
也即是,24V输入电流可以分多路,作用不同的阀门和传感器可以通过不同路的电流控制,从而便于对不同作用的阀门和传感器分开单独控制,以实现相应的功能。
本说明书中控制模块可以在确定出冷罐罐体内的液位不足时,打开罐体放气阀、加液阀、相分离阀,关闭工质输出阀、加液放气阀,自动执行冷工质的添加过程,并在冷工质添加完毕后,自动控制关闭罐体放气阀、加液阀、相分离阀,保持工质输出阀也处于关闭状态,并打开加液放气阀,停止冷工质的添加过程。如此,控制模块可以自动检测冷罐罐体内的液位是否充足,并在不充足的情况下,自动控制冷工质的添加,无需工作人员手动添加,实现了工质的自动添加,简化了工质的添加过程,节省了人力和时间成本,保证了可以自动、准确地添加工质,大大提高了工质添加的及时性、准确性和效率。
进一步地,由于液位降低之后,气体的气象空间较大,气体(如液氮气化后的氮气)的体积增加后,降低了与外界热交换的速度,所以随着液位的降低,冷罐罐体的增压时间会越来越长。在实际的治疗手术过程中,若冷罐罐体内的液位低于40%时,继续通过开启冷罐罐体上设置的增压阀,采用自增压的方式进行增压,可能会导致冷罐罐体的增压速度较慢,因而为了在液位较低的情况下减少冷罐罐体的增压时间,确保治疗手术能在正常的压力范围内进行,可以改变原增压方式,如可以在冷罐罐体周围放置一个体积约3L的真空罐,该真空罐与冷罐及空压机连接,在管路上分别连接有真空罐加液阀及辅助增压阀。使用该真空罐及空压机与冷罐相连接能实现迅速增压的功能,即利用闪蒸原理,将液氮加注至压力较低的真空罐内,使液氮迅速沸腾气化,变成氮气,达到迅速增压的目的。
图3b是本说明书一实施例提供的一种增压结构示意图,如图3b所示,肿瘤微创治疗电气控制系统还可以包括真空罐和空压机,所述真空罐设置有真空罐压力传感器P,所述真空罐和所述空压机之间设置有抽真空管道,所述抽真空管道上设置有抽真空阀和单向阀;所述冷罐罐体与所述真空罐之间设置有液体传输管道和气体传输管道,所述液体传输管道上设置有真空罐加液阀,所述气体传输管道上设置有辅助增压阀。
需要说明的是,抽真空阀开启后,空压机可以从真空罐中抽取出空气,以降低真空罐内的压强,由于空压机关闭后,抽真空阀可能没有立即关闭(正常情况下会有控制指令延时),为了避免空气回流至真空罐,还可以在抽真空管道上设置单向阀,该单向阀为一个机械阀门,保证气体只能单向流通,即气体只能从真空罐传输至抽真空管道,不能从抽真空管道传输至真空罐,以维持真空罐的当前压强状态。
本实施例一个可选的实施方式中,所述控制模块,进一步用于:
控制打开所述增压阀后,确定第二预设时长内所述冷罐罐体的罐体压强是否达到第四压强阈值;
若未达到所述第四压强阈值,则控制打开所述真空罐加液阀,以将所述冷罐罐体内的冷工质通过所述液体传输管道压入所述真空罐中;
确定所述真空罐压力传感器发送的真空罐压强是否高于第五压强阈值,若高于所述第五压强阈值,则控制关闭所述真空罐加液阀,并打开所述辅助增压阀,增大所述冷罐罐体内的压强;
确定所述冷罐罐体的罐体压强是否大于第六压强阈值,若大于所述第六压强阈值,则控制关闭所述辅助增压阀。
具体的,第二预设时长可以是指预先设置的时间段,如第二预设时长可以为1分钟,第四压强阈值可以是指预先设置的压强数值,如第四压强阈值可以为50kPa,第二预设时长和第四压强阈值用于判断冷罐罐体的增压速度是否正常,如1分钟内压强是否增加至50kPa以上。另外,第五压强阈值、第六压强阈值均可以是指预先设置的压强数值,第五压强阈值用于判断真空罐压强是否够大,可以实现辅助冷罐罐体增压,如第五压强阈值可以为1000kPa;第六压强阈值用于判断冷罐罐体内的罐体压强是否增加至足够大,如第六压强阈值可以为900kPa。
需要说明的是,控制模块控制打开增压阀后,可以实时监测冷罐罐体内的罐体压强,确定第二预设时长内冷罐罐体的罐体压强是否达到第四压强阈值,若未达到第四压强阈值,则可以认为可能由于冷罐罐体内的液位较低或者增压管路堵塞或者冷罐罐体与外界热交换较差等原因,导致了增压速度较慢,此时可以基于真空罐进行辅助增压,因而可以控制打开真空罐加液阀,真空罐加液阀打开后,由于冷罐罐体内的罐体压强大于真空罐压强,所以可以将冷罐罐体内的冷工质(如液氮)压入真空罐,真空罐内的冷工质在压强较低的情况下其沸点也会降低,此时冷工质会迅速气化,变成气体,增大真空罐内的压强。
然后,控制模块可以一直监测真空罐压力传感器发送的真空罐压强,确定真空罐压强是否高于第五压强阈值,若监测到高于第五压强阈值,说明真空罐压强已经足够大,可以辅助冷罐罐体增压,因而此时可以控制关闭真空罐加液阀,并打开辅助增压阀,此时真空罐中的气体可以经过气体传输管道进入冷罐罐体内,以增大冷罐罐体内的罐体压强。之后,控制模块可以监测冷罐罐体的罐体压强,确定罐体压强是否大于第六压强阈值,若大于第六压强阈值,则说明冷罐罐体的罐体压强已经增加至足够大,此时可以控制关闭辅助增压阀,即停止辅助增压的过程。
另外,关闭辅助增压阀和真空罐加液阀之后,由于借助了真空罐对冷罐罐体进行辅助增压,真空罐压强增大了,不能满足下一次辅助增压需求,因而此时还可以控制打开抽真空阀和空压机,抽取真空罐中的空气,直至真空罐压强降低至满足增压需求的压强(如监测到真空罐压强低于10Pa超过1分钟),可以关闭真空阀和空压机,等待下一次增压指令。
本实施例一个可选的实施方式中,由于真空罐压强足够低时,后续才可以利用压强差将冷罐罐体内的冷工质压入真空罐中,且才可以促进冷工质进入真空罐中后迅速气化,增大压强,因而在确定出第二预设时长内冷罐罐体的罐体压强未达到第四压强阈值,即冷罐罐体的增压速度较慢,需要进行辅助增压之前,还可以先判断真空罐压强是否足够低,也即所述控制模块,进一步用于:
确定所述真空罐压强是否低于第七压强阈值达到第三预设时长;
若所述真空罐压强未低于第七压强阈值达到第三预设时长,则控制打开所述空压机和所述抽真空阀,并返回执行确定所述真空罐压强是否低于第七压强阈值达到第三预设时长的操作步骤;
若所述真空罐压强低于第七压强阈值达到第三预设时长,则控制关闭所述空压机和所述抽真空阀,并执行所述控制打开所述真空罐加液阀的操作步骤。
具体的,第三预设时长可以是指预先设置的时间段,如第三预设时长也可以为1分钟,第七压强阈值可以是指预先设置的压强数值,如第七压强阈值可以为10kPa,第三预设时长和第七压强阈值用于判断真空罐压强是否低于一定的压强,且持续一定的时间,如真空罐压强低于10Pa超过1分钟。
需要说明的是,控制模块可以监测真空罐压强是否低于第七压强阈值达到第三预设时长,若真空罐压强未低于第七压强阈值达到第三预设时长,则说明真空罐压强还不够低,不满足条件,无法实现后续的辅助增压需求,因而此时可以控制打开空压机和抽真空阀,通过空压机抽取真空罐内的空气,以降低真空罐压强,并继续监测真空罐压强是否低于第七压强阈值达到第三预设时长,即持续监测真空罐压强是否满足后续增压需求。若监测到真空罐压强低于第七压强阈值达到第三预设时长,则说明真空罐压强满足后续增压需求,此时可以控制关闭空压机和抽真空阀,并打开真空罐加液阀,以进行辅助增压的过程。
由于液位较低或增压管路堵塞或冷罐罐体与外界热交换较差等原因,均可能会导致冷罐罐体的增压速度较慢,本说明书中为了保证冷罐罐体的罐体压强,在系统中设置了真空罐,通过真空罐的压强变化,辅助冷罐罐体进行增压,减少了冷罐罐体的增压时间,确保治疗手术能在正常的压力范围内进行。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述灌注模块104还可以包括热工质灌注模块1044,所述工质存储罐体为热罐罐体,所述外接工质容器为酒精瓶,所述热工质灌注模块1044还包括酒精输入泵,所述酒精输入泵位于所述热罐罐体与所述酒精瓶之间的输送管道上,且靠近所述酒精瓶设置;
所述控制模块102,进一步用于:
在打开所述加液阀时,打开所述酒精输入泵,以将所述酒精瓶中的热工质输入至所述热罐罐体;
确定接收到的液位在第四预设时长后是否发生变化,若未发生变化,则反馈酒精瓶更换提醒信息;
若发生变化,则继续确定接收到的液位是否低于所述第一液位阈值,直至接收到的液位不低于所述第一液位阈值,关闭所述罐体放气阀、所述加液阀和所述酒精输入泵。
本说明书中提供的肿瘤微创治疗电气控制系统中,可以进行热工质的自动灌注,也即灌注模块可以包括热工质灌注模块,此时工质存储罐体为热罐罐体;罐体液位计用于测量热罐罐体内的热工质的液位,并发送给控制模块进行分析处理;罐体压力传感器用于测量热罐罐体的内部压强,并发送给控制模块进行分析处理;罐体放气阀用于控制所述冷罐罐体的内部压强;加液阀用于控制热工质的自动灌注;工质输出阀为热阀,用于控制热工质输出至消融针;外接工质容器为酒精瓶,热罐罐体与酒精瓶之间的输送管道上还设置有酒精输入泵,通过该酒精输入泵可以将酒精瓶中的酒精输入至热罐罐体中。
实际应用中,加液阀位于热罐罐体与酒精瓶之间的输送管道上,所述加液阀靠近热罐罐体设置,所述加液阀和所述酒精输入泵处于打开状态时,所述酒精瓶中的热工质可以通过该酒精输入泵,经输送管道灌注至所述热罐罐体内。
需要说明的是,在自动灌注热工质时,除了打开加液阀外,还需要打开酒精输入泵,才可以将酒精瓶中的热工质输入至热罐罐体,且也需要关闭工质输出阀(即热阀,控制热工质输出至消融针的阀门)。另外,第四预设时长是预先设置的时间段,该第四预设时长可以基于向热罐罐体中灌注热工质所需的时长设置,如2分钟、5分钟、7分钟等,也即经过第四预设时长的灌注,热罐罐体内的液位应该发生变化,另外,第四预设时长可以和第一预设时长相同,也可以不同。
实际应用中,在打开加液阀后的第四预设时长时,可以确定接收到的液位是否发生变化,若未发生变化,则说明酒精瓶中的酒精可能用完了,因而虽然打开了加液阀和酒精输入泵,但是并没有热工质输出,因而一段时间后,热罐罐体内的液位并未发生变化,此时可以反馈更换酒精瓶的提醒信息,提醒工作人员更换酒精瓶;若热罐罐体内的液位发生了变化,则说明酒精瓶中的酒精正在输出至热罐罐体,即正在进行热工质的灌注,只需继续等待即可,即继续确定接收到的液位是否低于第一液位阈值,直至接收到的液位不低于第一液位阈值,说明热工质灌注完毕,此时可以关闭罐体放气阀、加液阀和酒精输入泵。
具体实现时,酒精输入泵为自动添加过程的动力源,其电气规格应满足控制电压24V,最大电流3A以下;热工质灌注模块中的加液阀、罐体放气阀、工质输出阀,这些电磁阀应满足控制电压24V,电流1A以下。热工质灌注模块中的罐体液位计需要满足24V供电,输出4~20mA电流信号,测温范围(量程)需要根据热罐高度而定(需要定制),热罐内温度范围20℃~150℃,因此需要选择耐高温的液位计。
本说明书中控制模块可以在确定出热罐罐体内的液位不足时,打开罐体放气阀、加液阀、酒精输入泵,关闭工质输出阀,自动执行热工质的添加过程,并在热工质添加完毕后,自动控制关闭罐体放气阀、加液阀,保持工质输出阀也处于关闭状态,停止热工质的添加过程。如此,控制模块可以自动检测热罐罐体内的液位是否充足,并在不充足的情况下,自动控制热工质的添加,无需工作人员手动添加,实现了工质的自动添加,简化了工质的添加过程,节省了人力和时间成本,保证了可以自动、准确地添加工质,大大提高了工质添加的及时性、准确性和效率。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述电源箱106包括主电源和电池;所述热工质灌注模块1044还包括加热器和罐体温度传感器;所述控制模块102,进一步用于:
在接收到的液位高于第二液位阈值的情况下,确定所述加热器是否为主电源供电;
若为所述主电源供电,则确定接收到的所述罐体温度传感器发送的热罐罐体温度是否达到第一温度阈值,若未达到所述第一温度阈值,控制所述加热器开始加热;
在接收到的热罐罐体温度达到所述第一温度阈值的情况下,控制所述加热器停止加热。
具体的,电源箱包括主电源和电池,主电源可以为墙上插座给出的220V电源,电池作为备用电源,可以输出24V电压,如电池包括但不限于锂电池。第二液位阈值可以是预先设置的数值,用于判断热罐罐体中的热工质是否可以进行加热,避免干烧,如第二液位阈值可以5%、10%等。第一温度阈值可以是预先设置的数值,用于确定热罐罐体内的温度是否达到所需的温度值,如第一温度阈值可以为119℃。
实际应用中,首先罐体液位计检测当前热罐罐体的液位,并将该液位发送给控制模块,若控制模块确定出接收到的液位低于第二液位阈值,则控制模块控制加热器停止加热(防止液位过低发生干烧),若液位高于第二液位阈值,控制模块可以继续判断是否为主电源供电,即电源是否由墙上插座(220V)给出,若检测到电源为电池(备用电源)给出,则控制模块可以控制加热器停止加热(防止输出功率过大导致电池电量较快耗尽),若检测到为主电源供电,则控制模块可以继续检测热罐罐体内的温度是否达到第一温度阈值,若达到第一温度阈值,则控制模块可以控制加热器停止加热,若未达到第一温度阈值,则控制模块可以控制加热器开始加热,直至加热到热罐罐体温度达到第一温度阈值,控制加热器停止加热,如第一温度阈值可以为119℃。
本实施例一个可选的实施方式中,所述控制模块102,进一步用于:
在控制所述加热器加热的过程中,确定接收到的罐体压强是否超过第八压强阈值;
若超过所述第八压强阈值,则打开所述罐体放气阀,并继续确定接收到的罐体压强是否超过所述第八压强阈值,直至接收到的罐体压强不超过所述第八压强阈值,关闭所述罐体放气阀。
具体的,第八压强阈值可以是指预先设置的压强数值,用于判断加热过程中,热罐罐体内的压强是否过大,从而便于在压强过大的情况下,打开罐体放气阀,降低热罐罐体内的压强,避免压强过大,发生危险,如第八压强阈值可以为410kPa。
实际应用中,由于加热过程中酒精会变成酒精蒸汽,使得热罐罐体内的压强增大,因而还可以在控制加热器对热罐罐体进行加热的过程中,实时基于罐体压强传感器监测热罐罐体内的压强。具体实现时,控制模块可以实时检测热罐罐体内的压强情况,若罐体压强超过第八压强阈值,则控制模块可以控制打开罐体放气阀,以降低热罐罐体的内部压强,直至罐体压强降低至第八压强阈值以下时,控制模块可以控制关闭该罐体放气阀,停止放气,控制模块继续检测热罐罐体内的温度。
另外,除了上述确定出接收到的罐体压强不超过第八压强阈值时,关闭罐体放气阀之外,还可以在打开罐体放气阀后,继续确定接收到的罐体压强是否低于第五压强阈值,直至接收到的罐体压强低于第五压强阈值,关闭罐体放气阀。其中,第五压强阈值可以是指预先设置的压强数值,用于判断热罐罐体内的压强是否安全,如第五压强阈值可以为390kPa。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述加热器内部设置有温度开关;所述控制模块102,进一步用于:
确定接收到的热罐罐体温度是否超过第二温度阈值;
若超过,则控制断开所述温度开关,并反馈温度报警信息。
具体的,温度开关用于在加热器异常,无法正常关闭时,强制断开加热。第二温度阈值可以是预先设置的数值,用于确定热罐罐体内的温度是否为异常的温度值,该第二温度阈值设置的比第一温度阈值高,如121℃。
需要说明的是,如果控制模块检测到热罐罐体温度超过第二温度阈值,则说明热罐罐体内的温度异常高,此时可以控制断开温度开关,并反馈温度报警信息,使得工作人员获知热罐罐体中的加热器可能发生故障,已经强制关闭,从而使得工作人员可以及时采取相应地处理措施进行处理,提高安全性。
实际应用中,加热器选用220VAC供电,功率1KW以上的加热棒;温度开关置于加热器内部,断开温度为第二温度阈值,如121℃,恢复温度可以为第一温度阈值,如119℃,用于避免热罐罐体的温度过高。罐体温度传感器可以为PT100温度传感器,用于测量热罐罐体内的温度,测温范围0℃~150℃。罐体压力传感器可以为24V供电,输出4~20mA电流信号,测量范围0~0.4MPa。
另外,热罐罐体的加热控制策略可以为加热命令由控制模块发送给加热器,若加热器5秒钟内未收到控制模块发送的加热命令,则加热器可以主动停止加热。
示例的,图4是本说明书一实施例提供的一种热工质灌注模块的电路示意图,如图4所示,热工质灌注模块包括酒精输入泵、加热器、温度开关、罐体温度传感器、罐体液位计、罐体压力传感器、加液阀、罐体放气阀,相应的,阀箱中包括4个热阀(热工质灌注模块对应的工质输出阀)。其中,M表示电机,YV表示电磁阀,BP表示压力传感器,BL表示液位计,PE表示接地的引脚,RLY11-17表示继电器,用于数字量控制信号的输入,AI0-1表示模拟量信号输入,Herting+表示输入的交流电的正极,Herting-表示输入的交流电的负极,DI1 KI1和DI2 KI2表示输入的数字量控制信号,PT100为温度传感器,PT100+和PT100-分别表示罐体温度传感器的正、负电源。另外,24Vv1、24Vv2和24Vv3分别表示不同路的24V输入电流,如图4所示,加液阀、罐体放气阀和4个热阀为一路24V输入电流(24Vv1),酒精输入泵为一路输入电流(24Vv2),罐体压力传感器和罐体液位计为一路电流(24Vv3)。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述阀箱108还包括测温针接口和热电偶采集板;
所述测温针接口,用于连接测温针,所述测温针内设置有热电偶测温点;
所述热电偶采集板与所述测温针相连,用于采集所述热电偶测温点测得的温度,并发送给所述控制模块。
需要说明的是,阀箱主要用于控制冷、热工质的输出,阀箱可以用于连接测温针,该测温针可以在手术过程中,辅助测量冰球周围的温度分布,并进行反馈,使得工作人员可以更加方便地观察肿瘤周围温度分布及变化,帮助工作人员更好地使用设备全面杀死癌细胞。
其中,冰球是指设备在正常运行过程中,冷工质(液氮)对靶组织进行换热,形成“冰球”,杀死癌细胞,测温针可以与消融针同向或有一定倾角插入组织内部,测温针表面布置1-4个测温点,可以检测冰球或组织周围的温度,并反馈给阀箱中的热电偶采集板,热电偶采集板可以将温度反馈给控制模块,从而基于控制模块反馈给交互模块进行显示,便于工作人员观察。
示例的,图5是本说明书一实施例提供的一种阀箱的结构示意图,如图5所示,阀箱上设置有4个测温针接口,该4个测温针接口可以用于连接4个测温针,每个测温针上设置有1-4个测温点(图5中以4个为例)。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述阀箱108还包括消融针接口、消融针入口温度传感器、消融针回流温度传感器和探针输送管插入检测开关;
所述消融针接口,用于连接工质传输管道,所述工质传输管道用于连接消融针,所述工质传输管道和所述消融针包括工质输出管道和工质回流管道;
所述探针输送管插入检测开关,用于检测所述工质传输管道是否接入所述消融针接口,并在检测到未接入时,通过所述控制模块反馈接入提醒信息;
所述消融针入口温度传感器,用于检测所述工质输出管道的输出温度,并发送给所述控制模块;
所述消融针回流温度传感器,用于检测所述工质回流管道的回流温度,并发送给所述控制模块。
需要说明的是,工质灌注模块中工质存储罐体存储的冷、热工质可以输出至消融针中,工作人员可以操作消融针,以对肿瘤进行操作,以实现治疗目的。消融针可以通过工质传输管道连接至阀箱的消融针接口,工质传输管道和消融针中均分为两个管道,一个为工质输出管道,另一个为工质回流管道,当工质传输管道和消融针连接后,工质传输管道的工质输出管道与消融针的工质输出管道连通,工质传输管道的工质回流管道与消融针的工质回流管道连通,从工质存储罐体输出的工质经过工质传输管道的工质输出管道,流向消融针中的工质输出管道,经该工质输出管道流向消融针的针头后,再经消融针的工质回流管道流回工质传输管道的工质回流管道,从而流回设备进行回收。
实际应用中,探针输送管插入检测开关可以位于消融针接口的位置,用于检测工质传输管道是否连接到位,当工质传输管道连接到位后,该探针输送管插入检测开关可以向控制模块发送接入成功信号,控制模块在接收到该信号后,确定工质传输管道成功接入,可以继续进行后续治疗过程。
具体实现时,工质传输管道前端可以设置有一个磁环,消融针接口位置设置的探针输送管插入检测开关可以为磁环检测器,当工质传输管道接入后,磁环检测器可以检测到磁环,会生成一个接入成功信号,并将该信号传递给控制模块,控制模块此时检测出工质传输管道正常接入。
示例的,如图5所示,阀箱上还可以设置有4个消融针接口,该4个消融针接口可以用于连接4个工质传输管道,4个工质传输管道可以用于连接4个消融针,工质传输管道和消融针均包括工质输出管道和工质回流管道。
进一步地,由于肿瘤微创治疗电气控制系统可以连接多根消融针,而在实际的治疗手术过程中,多根消融针输出的冰球大小存在差异,尤其是当只有两根消融针时,该问题表现十分明显。为了解决该问题,本说明书中采用了输出冰球大小可控的方式,将阀箱包括的工质输出阀(即冷阀)改造为比例调节阀。
本实施例一个可选的实施方式中,所述工质输出阀为比例调节阀;所述控制模块,进一步用于:
在连接两根消融针的情况下,确定两根消融针的回流温度是否同时位于第一温度区间,若同时位于第一温度区间,则控制所述两根消融针对应的比例调节阀打开至预设比例;
若不是同时位于第一温度区间,则确定两根消融针的回流温度是否同时位于第二温度区间,若同时位于第二温度区间,则根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀;
若不是同时位于第二温度区间,则确定两根消融针的回流温度是否同时位于第三温度区间,若同时位于第三温度区间,则根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀。
具体的,第一温度区间、第二温度区间和第三温度区间可以是指预先设置的温度范围,第一温度区间的温度范围高于第二温度区间的温度范围高于第三温度区间的温度范围,如第一温度区间可以为大于-100℃,第二温度区间可以为-140℃至-100℃,第三温度区域可以为-196℃至-140℃。
需要说明的是,在连接两根消融针的情况下,可以确定两根消融针的回流温度是否同时位于第一温度区间,若同时位于第一温度区间,则说明两根消融针的回流温度相对较高,即使两根消融针的回流温度存在温度差,输出的冰球大小也不会差异较大,因而此时可以不调节比例调节阀,直接控制两根消融针对应的比例调节阀均打开至预设比例,其中,该预设比例可以是指预先设置的比例,如100%。
另外,若两根消融针的回流温度不是同时位于第一温度区间,则可以进一步确定两根消融针的回流温度是否同时位于第二温度区间,若同时位于第二温度区间,则说明两根消融针的回流温度相对较低,若两根消融针的回流温度存在较大的温度差,则说明输出的冰球可能差异较大,此时可以根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀,从而调节输出的冰球的大小。
再者,若两根消融针的回流温度不是同时位于第二温度区间,则可以进一步确定两根消融针的回流温度是否同时位于第三温度区间,若同时位于第三温度区间,则说明两根消融针的回流温度极低,若两根消融针的回流温度存在较大的温度差,则说明输出的冰球可能差异极大,此时也可以根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀,从而调节输出的冰球的大小。
进一步地,若连接的消融针不是两根,那么则可以直接控制消融针对应的比例调节阀打开至预设比例,不进行调节。
本实施例一个可选的实施方式中,所述控制模块,进一步用于:
确定两根消融针的回流温度之间的第一温度差是否大于等于第一差值阈值;
若大于等于第一差值阈值,则控制两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小所述第一温度差对应的数值;
若不大于等于第一差值阈值,则控制两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小所述第一差值阈值对应的数值。
具体的,第一差值阈值可以是指预先设置的温度阈值,用于判断两根消融针的回流温度之间的第一温度差是否过大,如第一差值阈值可以是20℃。
实际应用中,若两根消融针的回流温度同时位于第二温度区间内,根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀时,可以先确定两根消融针的回流温度之间的第一温度差是否大于等于第一差值阈值,若大于等于第一差值阈值,则说明两根消融针的回流温度相差较大,此时可以控制两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小第一温度差对应的数值。其中,第一温度差对应的数值可以预先存储,如可以预先设置第一温度差22℃对应的数值为22%,即可以控制回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小22%。
若不大于等于第一差值阈值,则说明两根消融针的回流温度相差不大,此时可以直接控制两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小第一差值阈值对应的数值。其中,第一差值阈值对应的数值可以预先存储,如可以预先设置第一差值阈值20℃对应的数值为20%,即若两根消融针的回流温度之间的第一温度差为15℃,那么可以控制回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小20%。
另外,若两根消融针的回流温度同时位于第三温度区间内,根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀时,调节方式可以与同时位于第二温度区间内的调节方式类似,本说明书中在此不再进行赘述。
需要说明的是,消融针的回流温度可以指示冰球的大小,因而可以基于消融针的回流温度,来调节对应的比例调节阀,从而调节输出的冰球的大小,避免不同消融针输出的冰球大小差异过大。因而,在调节比例输出阀后,还可以继续监控消融针的回流温度,以确定是否需要继续调节比例调节阀。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述系统还包括工质回收模块110,所述工质回收模块110包括工质回流口、回热器和工质输出口,所述工质输出口下方设置有储液杯,所述储液杯下方设置有称重传感器;
所述工质回流口和所述工质输出口位于所述回热器的不同端口,消融针中的工质回流管道回流的工质,经过所述工质回流口进入所述回热器,并从所述工质输出口输出;
所述储液杯,用于储存所述工质输出口输出的液体;
所述称重传感器,用于测量所述储液杯中的储液重量,并反馈给所述控制模块;
所述控制模块,进一步用于接收所述称重传感器反馈的储液重量,在所述储液重量大于重量阈值时,反馈储液报警信息。
需要说明的是,热工质可以经工质回流管道、回热器上设置的工质回流口进入回热器,在回热器中由气态变成液态,因而在工质输出口下方需要设置一个储液杯,该储液杯下端设置有称重传感器,该称重传感器可以检测并反馈储液重量,使得控制模块在储液重量大于重量阈值时可以反馈储液报警信息,提醒工作人员清理储液杯。冷工质也可以经工质回流管道、回热器上设置的工质回流口进入回热器,在回热器中换热后由液态变成气态,通过工质输出口直接排放。
具体实现时,控制模块在储液重量大于重量阈值时,反馈储液报警信息可以通过交互模块的显示器显示报警信息,也可以通过控制交互模块上的灯带闪烁,来反馈储液报警信息。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述工质回收模块110还包括风扇,所述风扇靠近所述回热器设置;所述工质回流口处设置有回收温度传感器;
所述回收温度传感器,用于测量所述工质回流口的工质回收温度,并将所述工质回收温度反馈给所述控制模块;
所述控制模块,进一步用于接收所述工质回收温度,在所述工质回收温度高于第三温度阈值,或低于第四温度阈值时,控制所述风扇开始工作。
需要说明的是,风扇可以由回收温度传感器反馈控制,回收温度传感器可以设置在工质回流口,以测量工质回流口的工质回收温度,当工质回收温度高于第三温度阈值,或低于第四温度阈值时,控制模块可以控制打开风扇,对着回热器的翅片吹,防止回热器温度过低或过高,进一步防止回热器温度过高,酒精蒸汽排放至空气中。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述工质回收模块110还包括储液抽屉和限位开关;
所述储液抽屉,用于设置所述储液杯;
所述限位开关,用于检测所述储液杯是否放置完成,在检测到所述储液杯放置完成时,基于控制模块反馈满足手术条件提醒。
需要说明的是,储液杯仅为盛装热工质的装置,该储液杯可以放置在储液抽屉上,当储液抽屉未撞击到限位开关时,控制模块认为不满足手术条件,在交互模块的显示器上会弹框显示该状态,提示工作人员将储液杯放置到位。当储液抽屉撞击到限位开关时,控制模块认为此时满足手术条件,在交互模块的显示器上会弹框显示满足手术条件提醒,提示工作人员可以进行手术。
示例的,图6是本说明书一实施例提供的一种工质回收模块的结构示意图,如图6所示,在回热器的上端设置4个工质回流口,该工质回流口与4个消融针接口连接,用于回收消融针回流的工质。在回热器下端设置工质输出口,在工质输出口的下方设置储液杯,储液杯设置在储液抽屉上,风扇靠近回热器设置,对着回热器吹。
本实施例一个可选的实施方式中,如图2所示,所述系统还包括交互模块112,所述交互模块112包括运动控制手柄和运动把手;所述电源箱还包括电池和运动控制单元,所述运动控制单元包括运动控制板和动力轮;
所述电池,用于给所述运动控制单元供电;
所述运动控制板,用于检测所述运动把手的档位状态和所述运动控制手柄的位置状态;并根据所述档位状态和所述位置状态,控制所述动力轮的运动状态。
需要说明的是,电池可以输出24V的电流作为运动控制单元(主要起设备移动助力及电子刹车作用)的电源,为运动控制单元供电,运动控制单元作为核心控制器件,通过接收交互模块包括运动控制手柄和运动把手移动的控制命令,来驱动动力轮,完成相应的运动指令。
实际应用中,运动控制手柄包括按下和抬起两个位置状态,运动把手包括前进、空挡和后退3个档位状态,不同的位置状态和档位状态均可以控制动力轮处于不同的运动状态。
本实施例一个可选的实施方式中,所述运动控制板,进一步用于:
在检测到所述档位状态为空挡状态时,控制所述动力轮的运动状态处于空挡状态;
在检测到所述位置状态为抬起状态时,控制所述动力轮的运动状态处于停车状态,在所述停车状态下,若检测到所述动力轮的位置信号为高电平,则控制所述动力轮的运动状态处于上升状态;
在检测到所述档位状态为非空挡状态,且所述位置状态为按下状态时,控制所述动力轮的运动状态处于下降状态,在检测到所述动力轮下降完毕时,将所述动力轮的位置信号置为高电平;
在检测到所述档位状态为非空挡状态,所述位置状态为按下状态,且所述位置信号为高电平时,控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态,若检测到所述档位状态为前进档时,控制所述动力轮的运动状态处于前进状态,若检测到所述档位状态为后退档时,控制所述动力轮的运动状态处于后退状态。
实际应用中,动力轮可以处于收起状态和放下状态,当所述动力轮处于收起状态时,设备固定在当前位置,无法进行移动;当所述动力轮处于放下状态时,设备可以通过动力轮进行前进、后退等移动。
需要说明的是,图7是本说明书一实施例提供的一种动力轮的运动状态切换示意图,如图7所示,在检测到所述档位状态为空挡状态时,可以控制所述动力轮的运动状态处于空挡状态,此时所述动力轮处于收起状态,动力轮的方向为万向,动力轮保持收起状态,不移动,即不上升,也不下降。之后,若检测到位置状态为抬起状态时,控制所述动力轮的运动状态处于停车状态,在所述停车状态下,所述动力轮依旧处于收起状态,且此时动力轮的方向为全锁,动力轮保持收起状态,即不上升,也不下降;若在所述停车状态下,若检测到所述动力轮的位置信号为高电平,也就是说检测到动力处于放下转态,此时可以控制所述动力轮的运动状态处于上升状态,即将所述动力轮收起。
在检测到所述档位状态为非空挡状态,且所述位置状态为按下状态时,说明可能需要移动设备,此时可以控制所述动力轮的运动状态处于下降状态,以将动力轮放下,并在检测到所述动力轮下降完毕时,将所述动力轮的位置信号置为高电平,也即是,动力轮的位置信号为高电平,表示动力轮放下,动力轮的位置信号为低高电平,表示动力轮收起。
在检测到所述档位状态为非空挡状态,所述位置状态为按下状态,且所述位置信号为高电平时,说明动力轮已经放下,但是并没有给出移动方向,因而此时可以控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态,即动力轮的移动方向为万向,但是不移动,等待移动指令。后续,若检测到所述档位状态为前进档时,则说明接收到了前进指令,此时控制所述动力轮的运动状态处于前进状态,向前移动,若检测到所述档位状态为后退档时,则说明接收到了后退指令,此时控制所述动力轮的运动状态处于后退状态,向后移动。
本实施例一个可选的实施方式中,所述运动控制板,进一步用于:
控制所述动力轮的运动状态处于下降状态的第五预设时长后,若检测到所述动力轮的位置信号为低电平,存储并反馈动力轮报警信息;
控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态后的第六预设时长后,若检测到所述动力轮的运动状态未发生变化,则控制所述动力轮的运动状态处于上升状态;在检测到所述动力轮上升完毕时,将所述动力轮的位置信号置为低电平,若第七预设时长后检测到所述位置信号为高电平,则存储并反馈动力轮报警信息;
若检测所述动力轮存在电流异常,则存储并反馈动力轮报警信息。
实际应用中,如图7所示,控制所述动力轮的运动状态处于下降状态的第五预设时长后,动力轮应该成功放下,此时动力轮的位置信号应该为高电平,但是若检测到所述动力轮的位置信号持续低电平,则说明动力轮可能出现了故障,并没有下降成功,即动力轮无法成功放下,此时运动控制板可以控制动力轮处于报警状态,存储并反馈动力轮报警信息。
另外,下位刹车态是等待移动的一种状态,在控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态后的第六预设时长后,若检测到所述动力轮的运动状态未发生变化,则说明动力轮放下后,一段时间内并没有接收到移动指令,说明可能无需移动设备,此时可以控制所述动力轮的运动状态处于上升状态,即缩回动力轮;在检测到所述动力轮上升完毕时,将所述动力轮的位置信号置为低电平,第七预设时长后动力轮应该成功缩回,即动力轮的位置信号应该为低电平,若第七预设时长后检测到所述位置信号持续高电平,则说明动力轮可能出现了故障,并没有成功缩回,此时可以控制动力轮处于报警状态,存储并反馈动力轮报警信息。
再者,若检测所述动力轮存在电流异常,运动控制板也可以控制动力轮处于报警状态,存储并反馈动力轮报警信息。
本实施例一个可选的实施方式中,所述动力轮内设置有动力电机和升降电机;所述运动控制板,进一步用于:
确定所述动力电机和所述升降电机电流是否异常;
在所述电流异常时,停止向所述动力电机和升降电机供电,存储并反馈动力轮报警信息。
本实施例一个可选的实施方式中,所述交互模块还包括急停按钮;所述运动控制板,进一步用于:
在检测到所述急停按钮被按下时,控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态,并存储并反馈急停报警信息。
需要说明的是,交互模块中还包括急停按钮,在出现进行情况时,可以按下该急停按钮,控制设置停止运动,提高安全性。因而运动控制板在检测到急停按钮被按下时,可以控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态,即停止继续运动,存储并反馈急停报警信息。
示例的,图8是本说明书一实施例提供的一种运动控制单元的结构示意图,如图8所示,看门狗芯片,用来防止程序跑飞,具有地址识别功能,用来实现插板的唯一性识别;掉电非易失性存储器,用于实现参数存储功能;232收发器实现一路232通信功能,连接调试串口,对系统进行调试;485收发器实现二路485通信功能,一为与控制模块通信,二为与电池通信。另外,运动控制单元具有24V电源检测,来确认动力电机和升降电机的动力电源24V是否上电:采用的是电压比较器与隔离通信芯片(即隔离电流传感器)的结构,具有隔离的2路电机控制(分别为动力电机控制和升降电机控制);再者,还包括隔离通信芯片(即隔离电流传感器)、MOS驱动芯片、MOS管组成的H桥(一个动力电机,一个升降电机)。运动控制单元具有电流反馈功能,采用霍尔芯片做电流的隔离检测(即隔离电流传感器),通过调节电流来调节扭矩,即速度,具有堵转检测及保护,一旦过流发生时,切断运动控制的电源的输出(即切断动力电机和升降电机的电源),同时告知控制模块。
实际应用中,如图8所示,一旦过流发生时,可以停止向所述动力电机和升降电机供电,进行过流保护,同时告知控制模块,以通过交互模块的显示器显示报警信息。具体的,经实测动力电机的堵转电流为>25A,升降电机的堵转电流为>10A,两个电机的电流值通过运放其转化为0~1.5V电压信号,在通过电压比较器进行比较,超过1.35V即认为超过正常值,可以判定为电机堵转。为防止信号干扰,每次采集52次并取值,去除最大值和最小值再取50个值的平均值,若判断为电机堵转,或按下急停按钮,经过或非门后可以给出达灵顿管信号,继电器不吸合,电机不会动作。
本实施例一个可选的实施方式中,所述运动控制板,还用于:
获取所述电池的属性参数,并将所述属性参数反馈给所述交互模块进行显示;
根据所述电池属性参数,确定所述电池是否存在异常;
在所述电池存在异常时,向所述交互模块反馈电池报警信息。
需要说明的是,电池可以给运动控制单元供电,运动控制板需要与电池通讯,因而运动控制板还可以实时显示电池剩余电量、电池充放电状态以及电池电芯情况等电池属性参数。且运动控制板还可以基于获取到的电池属性参数,确定电池是否存在异常,在存在异常时,向所述交互模块反馈电池报警信息,使得工作人员可以及时处理电池异常的情况。
示例的,可以通过对电池总电量进行分段,5段分别独立控制指示电池电量,如当前电量为60%,则只有3段指示灯点亮,若在充电状态,会动态显示充电效果,在系统正常开机显示器正常显示情况下,若电池的充电器异常或电池电芯异常(主要为温度异常)时,显示器会报出对应故障,报警信息即为故障内容。
实际应用中,运动控制板可以具备存储功能,存储动力轮运动过程中的各种关键参数,和报警信息,以供查询。例如,运动控制板可以存储电池的电量信息、动力轮中的动力电机和升降电机的运行电流等参数,且在动力电机或升降电机过流、升降电机未升降到位、电池与运动控制板通讯异常、急停按钮被按下等情况下均会产生对应报警信息,并进行存储。
另外,运动控制单元可以具备8路开关量输入接口,实现运动把手、动力轮到位开关、急停按钮输入的检测功能,设计时可以一共设计8路,但是实际使用可以仅为5路,还有3路冗余,其中运动把手有3路(前进、后退、空挡),动力轮到位开关1路,急停按钮1路。还可以具备8路开关量输出接口,实现动力轮的控制和电池的电池属性参数的显示功能,设计时可以一共设计8路,但是实际使用可以仅为5路,还有3路冗余,实际输出控制量为升降电机升起、降落两路,动力电机前进、后退两路,电池属性参数控制1路,共5路。再者,还可以在动力电机或升降电机过流,升降电机未升降到位,电池与运动控制板通讯异常,急停按钮被按下等情况下产生对应报警信息。
本说明书中增加了运动控制单元,使得设备可以轻松、方便地进行移动,且可以在出现紧急情况下,进行刹车和急停,防止设备在狭窄的坡路上发生碰撞,方便工作人员操作和使用。
本实施例一个可选的实施方式中,所述交互模块112还包括显示器、功能键盘、指示灯、无线通信单元和启动按钮;
所述显示器,用于显示报警信息和/或提醒信息,以及控制手术状态;
所述功能键盘,用于控制手术状态;
所述指示灯,用于指示报警信息;
所述无线通信单元,用于进行无线通信;
所述启动按钮,用于启动所述肿瘤微创治疗电气控制系统。
需要说明的是,在交互模块中增加了无线通信单元,使得工作人员可以远离设备,更方便地进行手术。且显示器和指示灯可以显示各种报警信息和提醒信息,以进行人机交互,方便工作人员及时获知设备情况,更方便地操作设备。
本实施例一个可选的实施方式中,图9是本说明书一实施例提供的一种电源箱的电路示意图,如图9所示,所述电源箱106还包括空气开关、软启动电路、医用隔离变压器。
需要说明的是,电源箱部分主要功能为从电源进线转化成各子系统所需要的电源,并起到隔离及保护的作用,同时集成工控机及运动控制系统。另外,如图9所示,电源箱的电源进线为交流电电源插头,电源箱中还包括滤波器,交流电电源插头、滤波器和软启动电路均和接地铜排连接。其中,接地铜排用于接地,PE为接地的引脚,L为相线(即火线),N为中性线(即零线)。
实际应用中,如图9所示,设备供电由220V电源通过电源插头、电源线进入系统,先经过空气开关(主要起超负荷、短路保护作用),滤波器(主要起滤除特定频率以外的干扰信号),软启动电路(主要起减少隔离变压器上电瞬间的峰值电流)至医用隔离变压器(主要起初级侧及次级侧电气绝缘,保护人身安全)的初级。隔离变压器的次级分成2组输出,一组给220VAC加热器(主要起加热热工质作用)供电,一组给AC-DC开关电源(主要起为设备分配隔离电源作用)以及电池充电器(主要起为电池充电作用)供电。开关电源的输出24V1,作为控制系统的主电源,为整机的电气系统供电;电池的输出24V2,作为系统的备用电源,在220VAC电源意外断电时,继续为控制系统供电。
需要说明的是,本说明书中的控制模块主要是11块电路板组成的下位机控制系统,该部分的主要功能为与工控机进行通讯,执行工作人员具体操作,反馈当前系统状态,当系统出现异常时给工作人员发出提示等动作。具体的,控制模块可以将当前系统状态反馈给工控机,工控机通过显示器显示具体内容,给工作人员发出提示信息主要有2部分:显示器界面可以弹出对话框提示信息;或者,可以通过3色LED灯板进行提示。
实际应用中,控制模块的开关量输入主要包括开关机按键、急停按键、储液杯抽屉限位开关、冷罐灌注口插入检测、开关电源24V电源指示、工控机上电5V信号(工控机上电以后USB端口会检测到5V电压,通过此电压可以得知工控机是否上电),一共6路。
控制模块的开关量输出主要包括冷工质灌注模块相应的相分离阀、4个冷阀、罐体放气阀、增压阀、加液放气阀、加液阀,热工质灌注模块相应的加液阀、罐体放气阀、酒精输入泵和4个热阀,以及灯带3色指示灯、开关机按键指示灯、1个外接蜂鸣器控制、系统启动后的电源使能信号、风扇(19V)、工控机电源(19V),因此需要控制的开关量输出信号为:24V信号22路,19V信号3路。其中,24V控制包括冷工质灌注模块相应的相分离阀、4个冷阀、罐体放气阀、增压阀、加液放气阀、加液阀,热工质灌注模块相应的酒精输入泵、加液阀、罐体放气阀、4个热阀,以及灯带3色指示灯、开关机按键指示灯、1个外接蜂鸣器控制、系统启动后的电源使能信号,共22路,19V控制包括2路风扇、工控机控制1路,共3路。
控制模块的模拟量输入包括4~20mA模拟量信号,分别为冷工质灌注模块包括的罐体压力传感器、灌注口压力传感器和罐体液位计,热工质灌注模块包括的罐体液位计和罐体压力传感器,以及工质回收模块包括的储液杯称重传感器,一共6路模拟量输入信号。
控制模块还包括温度采集信号:4个工质输出口和4个工质回流口的热电偶温度采集,一共8路热电偶温度采集。还包括加热控制信号,一路加热器通断控制信号,一路加热电流检测信号,1路热罐的罐体温度传感器PT100检测信号,1路温度开关温度检测信号,在加热器工作时整个回路会有加热电流,通过霍尔传感器可以测得加热电流大小。
因而,控制模块中需要设计插板10块:主控板1块,温度采集板1块,电流采集板1块,大功率输出板4块,电源板2块,加热控制板1块,背板1块。其中,主控板主要功能为:a)与上位机串口通讯;b)与其他电路板的通讯功能(CAN总线);c)实现所有电路板的插入检测功能;d)实现开关机按键的输入信号检测以及开关机按键指示灯的控制;e)实现急停按键、储液杯抽屉限位开关、冷罐灌注口的插入检测及工控机上电信号的输入检测功能。
温度采集板主要功能:a)实现12路热电偶的温度采集功能,温度检测范围-200℃~100℃,精度误差小于3℃;b)实现2路板上PT100的温度采集功能,用作12路热电偶的温度补偿;c)与主控板通讯功能(CAN总线)。
电流采集板主要功能:a)实现16路4~20mA模拟电流信号采集;b)与主控板通讯功能(CAN总线)。
大功率输出板主要功能:a)实现8路开关量输出,每路输出电流能力至少1A,大功率输出板的主要作用是起到输出控制作用,前边提到的24V及19V控制均是由大功率输出板实现;b)每路输出都具有执行器件的状态反馈,并通过输出状态指示灯显示;c)与主控板通讯功能(CAN总线)。
电源板主要功能:a)具有开关电源24V输入接口(24V1、20A),具有电池24V电源输入接口(24V2、20A);b)自动检测开关电源24V1的输入状态,当开关电源掉电时,自动切换到电池24V2电源为系统供电;C)可以输出19V电压。
加热控制板主要功能:a)实现1路220VAC加热器的通断控制功能(为防止继电器粘连,需要做冗余设计);b)实现加热器电流的检测范围功能,加热电流最大10A;c)实现1路PT100热罐温度采集功能,温度检测范围0℃~150℃,精度误差小于3℃;d)急停开关保护、热罐温度开关保护功能:当外部急停开关按下或者热罐内温度开关断开后,都可以控制加热器停止加热;e)与主控板通讯功能(CAN总线);
背板主要功能:a)背板为无源电路板,除连接器端子外,没有其它元器件;b)背板上的BIN接口由各个插板来提供高/低电平,作为每块插板的插入检测信号。
图10是本说明书一实施例提供的一种控制模块的电路示意图,如图10所示,24V1为开关电源(24V),24V2为电池(24V)。在系统启动后,主控板需要输出一个使能信号(E_OUT0),以使能电池,做为系统的备用电源;在系统关闭后,主控板需要关闭这个使能信号(E_OUT0),使电池不再做为系统的备用电源。S0是一个自动切换电路,24V1正常时,24V_O1=24V1;当24V1掉电后,24V_O1=24V2。S0切换电路由4个MOS管和控制逻辑电路组成,其中每个MOS的工作电流在20A左右,功率1W,温升60℃,需要散热处理(加散热片)。24V_O1作为系统内的24V总电源,直接给启动按钮、急停按钮及其它开关量输入供电。U1是一个隔离的DC-DC电源模块,它的输出24Vd1给主控板供电。
U1后面接一个继电器K1,K1的输出给机箱内的其它电路板供电。在系统启动后,主控板需要输出一个使能信号(E_OUT1),使其它电路板上电;在系统关闭后,主控板需要关闭这个使能信号(E_OUT1),使其它电路板掉电。继电器K3是系统内所有外设的总电源开关。继电器K4是系统内所有开关阀,酒精输入泵的电源开关。
K3后面的24V_O3,作为报警蜂鸣器、灯带等(急停按钮按下后仍然工作的)外设的电源。K4后面的24V_O2,作为各种开关阀、酒精输入泵等(急停按钮按下后需要断电的)外设的电源。K3,K4的控制信号E_OUT3、E_OUT4由主控板控制。U2是一个隔离的DC-DC电源模块,它的输出24Ve给液位计、压力传感器等4~20mA传感器供电。U3是一个非隔离的DC-DC输出可调开关电源电路,其输出19V_O给工控机、回热器风扇供电。U4是一个非隔离的DC-DC输出可调开关电源电路,其输出21.5V_O给流量阀电源(用于调节工质的输出流量)供电。以上,控制模块的电源控制功能,由电源板1和电源板2实现,冷罐及其相关组件为系统的冷工质自动添加及增压、保护的装置。
本说明书提供的肿瘤微创治疗电气控制系统,该系统包括:控制模块、灌注模块和电源箱,所述灌注模块包括工质存储罐体、罐体液位计、罐体压力传感器、罐体放气阀、加液阀和外接工质容器;所述电源箱,用于给所述控制模块和所述灌注模块供电;所述控制模块,用于接收所述罐体液位计和所述罐体压力传感器发送的工质参数,并在所述工质参数符合灌注条件的情况下,控制所述罐体放气阀和加液阀的开关,以将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体。
这种情况下,在肿瘤微创治疗电气控制系统中设置了控制模块和灌注模块,灌注模块中的罐体液位计和罐体压力传感器可以检测工质存储罐体的相关工质参数,并将该工质参数发送给控制模块,控制模块可以基于工质参数,确定是否符合灌注条件,并在符合灌注条件的情况下,自动控制罐体放气阀和加液阀的开关,从而可以自动将外接工质容器中的工质输入至工质存储罐体,实现了工质的自动添加,简化了工质的添加过程,节省了人力和时间成本,保证了可以自动、准确地添加工质,大大提高了工质添加的及时性、准确性和效率。
另外,该系统还可以包括运动控制单元,使得设备可以轻松、方便地进行移动,且可以在出现紧急情况下,进行刹车和急停,防止设备在狭窄的坡路上发生碰撞,方便工作人员操作和使用。再者,还增加了辅助温度检测功能,可以使工作人员更方便观察肿瘤周围温度分布及变化范围,保证了可以精确地控制高温工质和低温工质以完成对病灶组织的安全有效的消融治疗,帮助工作人员更好地使用设备全面杀死癌细胞。
图11示出了本说明书一实施例提供的一种肿瘤微创治疗电气控制方法的处理流程图,所述方法应用于上述肿瘤微创治疗电气控制系统中,具体包括以下步骤:
步骤1102:罐体液位计和罐体压力传感器检测工质存储罐体的工质参数,并将所述工质参数发送给控制模块。
需要说明的是,罐体液位计发送的工质参数可以为工质存储罐体内工质的液位,罐体压力传感器发送的工质参数可以为工质存储罐体的罐体压强。
步骤1104:控制模块接收所述罐体液位计和罐体压力传感器发送的工质参数,并在所述工质参数符合灌注条件的情况下,控制罐体放气阀和加液阀的开关,以将外接工质容器中的工质输入至工质存储罐体。
本实施例一个可选的实施方式中,在所述工质参数符合灌注条件的情况下,控制罐体放气阀和加液阀的开关,以将外接工质容器中的工质输入至工质存储罐体,具体实现过程可以如下:
在接收到的液位低于第一液位阈值的情况下,确定接收到的罐体压强是否低于第一压强阈值;
若不低于,则打开所述罐体放气阀,以降低所述工质存储罐体的内部压强;
继续确定接收到的罐体压强是否低于所述第一压强阈值,直至确定出接收到的罐体压强低于所述第一压强阈值,保持所述罐体放气阀处于打开状态,并打开所述加液阀,以将所述外接工质容器中的工质输入至所述工质存储罐体。
其中,所述加液阀位于工质存储罐体与所述外接工质容器之间的输送管道上,所述加液阀靠近所述工质存储罐体设置,所述加液阀处于打开状态时,所述外接工质容器中的工质经所述输送管道灌注至所述工质存储罐体。
本实施例一个可选的实施方式中,保持所述罐体放气阀处于打开状态,并打开所述加液阀之后,还包括:
在打开所述加液阀时,关闭所述工质输出阀。
一种可能的实现方式中,灌注模块为冷工质灌注模块,此时确定接收到的罐体压强是否低于第一压强阈值之前,还包括:
在接收到的液位低于第一液位阈值的情况下,根据所述冷罐灌注口插入检测单元发送的插入信息,检测所述杜瓦输送管道与所述冷罐罐体是否连接;
在所述杜瓦输送管道与所述冷罐罐体连接的情况下,执行所述确定接收到的罐体压强是否低于第一压强阈值的操作步骤。
本实施例一个可选的实施方式中,保持所述罐体放气阀处于打开状态,并打开所述加液阀之后,还包括:
在打开所述加液阀时,打开所述相分离阀,并关闭所述加液放气阀。
本实施例一个可选的实施方式中,保持所述罐体放气阀处于打开状态,并打开所述加液阀之后,还包括:
在打开所述加液阀后的第一预设时长时,确定接收到的液位是否低于第一液位阈值;
若低于,则确定所述灌注口压强是否大于第二压强阈值,若不大于,则反馈打开杜瓦的提醒信息;若大于,则继续确定接收到的液位是否低于所述第一液位阈值,直至接收到的液位不低于所述第一液位阈值。
本实施例一个可选的实施方式中,在打开所述加液阀后的第一预设时长时,确定接收到的液位是否低于第一液位阈值之后,还包括:
在确定出接收到的液位不低于所述第一液位阈值的情况下,关闭所述罐体放气阀、所述加液阀和所述相分离阀,并保持所述工质输出阀处于关闭状态,打开所述加液放气阀;
确定所述灌注口压强是否低于第三压强阈值;
若低于,则反馈拔出杜瓦输送管道的提醒信息;
若不低于,则保持所述罐体放气阀、所述加液阀、所述工质输出阀、所述相分离阀和所述加液放气阀的开关状态不变,直至接收到的灌注口压强低于所述第三压强阈值。
示例的,图12a是本申请一实施例提供的一种冷工质自动灌注过程的处理流程图,如图12a所示,罐体液位计检测当前冷罐罐体内的液位,并将该液位发送给控制模块,控制模块确定当前接收到的液位是否低于95%,若否,则退出。若是,则可以执行液氮自动添加操作,此时控制模块检测杜瓦输送管道是否连接,若否,则退出;若是,则控制模块确定当前的罐体压强是否大于300kPa,若是,则控制模块控制打开冷罐罐体内的罐体放气阀,执行放气动作,并返回执行控制模块确定当前的罐体压强是否大于300kPa的操作步骤;若否,则控制模块控制打开罐体放气阀、加液阀、相分离阀,关闭加液放气阀、冷阀,执行液氮添加动作。
控制模块一直检测冷罐罐体内的液位,控制模块确定液位是否低于95%,若是,则控制模块确定灌注口压强是否小于5kPa,若小于5kPa,则证明杜瓦未打开,控制模块给工控机发送提醒信息,在显示器上提示工作人员打开杜瓦,若不小于5kPa,则返回执行控制模块确定液位是否低于95%的操作步骤,直至液位不低于95%,此时判定液位已经加满,控制模块控制关闭罐体放气阀、加液阀、相分离阀、冷阀,打开加液放气阀,控制模块确定灌注口压强是否小于10kPa,若是,则认为此时可以安全拔出杜瓦输送管道,控制模块给工控机发送信息,在显示器上提示工作人员拔出杜瓦输送管道,结束液氮添加流程,若否,返回执行控制模块控制关闭罐体放气阀、加液阀、相分离阀、冷阀,打开加液放气阀的步骤(即保持罐体放气阀、加液阀、相分离阀、冷阀和加液放气阀的开关状态不变),直至灌注口压强小于10kPa。
本实施例一个可选的实施方式中,肿瘤微创治疗电气控制系统还可以包括真空罐和空压机,真空罐设置有真空罐压力传感器P,真空罐和空压机之间设置有抽真空管道,抽真空管道上设置有抽真空阀;冷罐罐体与真空罐之间设置有液体传输管道和气体传输管道,液体传输管道上设置有真空罐加液阀,气体传输管道上设置有辅助增压阀。在向冷罐罐体内灌注冷工质后,控制模块还可以控制将冷罐罐体内的冷工质输出至消融针,以进行治疗手术,也即所述肿瘤微创治疗电气控制方法,还包括:
控制打开增压阀后,确定第二预设时长内冷罐罐体的罐体压强是否达到第四压强阈值;
若未达到第四压强阈值,则控制打开真空罐加液阀,以将冷罐罐体内的冷工质通过液体传输管道压入真空罐中;
确定真空罐压力传感器发送的真空罐压强是否高于第五压强阈值,若高于第五压强阈值,则控制关闭真空罐加液阀,并打开辅助增压阀,增大冷罐罐体内的罐体压强;
确定冷罐罐体的罐体压强是否大于第六压强阈值,若大于第六压强阈值,则控制关闭辅助增压阀。
本实施例一个可选的实施方式中,在打开真空罐加液阀对冷罐罐体进行辅助增压之前,还需要检测真空罐压强是否满足条件,控制打开真空罐加液阀之前,还包括:
确定所述真空罐压强是否低于第七压强阈值达到第三预设时长;
若所述真空罐压强未低于第七压强阈值达到第三预设时长,则控制打开所述抽真空阀,并返回执行确定所述真空罐压强是否低于第七压强阈值达到第三预设时长的操作步骤;
若所述真空罐压强低于第七压强阈值达到第三预设时长,则控制关闭所述抽真空阀,并执行所述控制打开所述真空罐加液阀的操作步骤。
示例的,图12b是本申请一实施例提供的一种辅助增压过程的处理流程图,如图12b所示,控制模块控制打开增压阀,冷罐开始增压;控制模块检测1分钟内冷罐罐体的罐体压强是否达到50kPa,若是,则正常通过增压阀执行增压。若否,则控制模块确定真空罐压强是否低于10kPa持续1分钟以上,若否,则控制模块控制打开空压机和抽真空阀,并继续确定真空罐压强是否低于10kPa持续1分钟以上,直至确定出真空罐压强低于10kPa持续1分钟以上,控制模块控制关闭抽真空阀和空压机。若真空罐压强低于10kPa持续1分钟以上,则控制模块控制打开真空罐加液阀,以将冷罐罐体内的冷工质通过液体传输管道压入真空罐中,冷工质在真空罐中气化为气体,使得真空罐压强增大,控制模块确定真空罐压强是否高于1000kPa,若否,则返回执行控制模块控制打开真空罐加液阀(即保持真空罐加液阀处于打开状态,持续监测真空罐压强),若是,则控制关闭真空罐加液阀,并打开辅助增压阀,增大冷罐罐体内的罐体压强。控制模块确定冷罐罐体的罐体压强是否大于900kPa,若否,则返回执行控制关闭真空罐加液阀,并打开辅助增压阀(即保持真空罐加液阀处于关闭状态,辅助增压阀处于打开状态,持续监测冷罐罐体的罐体压强),若是,则控制关闭辅助增压阀(且保持真空罐加液阀处于关闭状态),并控制打开空压机和抽真空阀。
另一种可能的实现方式中,灌注模块还可以为热工质灌注模块,此时保持所述罐体放气阀处于打开状态,并打开所述加液阀之后,还包括:
在打开所述加液阀时,打开所述酒精输入泵,以将所述酒精瓶中的热工质输入至所述热罐罐体;
确定接收到的液位在第四预设时长后是否发生变化,若未发生变化,则反馈酒精瓶更换提醒信息;
若发生变化,则继续确定接收到的液位是否低于所述第一液位阈值,直至接收到的液位不低于所述第一液位阈值,关闭所述罐体放气阀、所述加液阀和所述酒精输入泵。
示例的,图13是本申请一实施例提供的一种热工质自动灌注过程的处理流程图,如图13所示,罐体液位计检测当前热罐罐体内的液位,罐体液位计将液位发送给控制模块,控制模块确定液位是否低于85%,若否,则退出;若是,即可自动执行酒精加注动作,此时控制模块确定罐体压强是否大于100kPa,若是,则控制模块控制打开罐体放气阀、停止加热,执行放气动作,并返回执行控制模块确定罐体压强是否大于100kPa的步骤,若否,则控制模块控制打开罐体放气阀、加液阀、酒精输入泵,执行酒精添加动作。
控制模块确定液位是否低于85%,若是,则控制模块确定1分钟内热罐罐体的液位是否无变化,若有变化,则返回执行控制模块确定液位是否低于85%的操作步骤,若无变化,则证明酒精瓶内无液体,控制模块给工控机发送提醒信息,在显示器上提示工作人员更换酒精瓶,并返回执行控制模块确定液位是否低于85%的操作步骤。若不低于85%,则控制模块控制关闭罐体放气阀、加液阀、酒精输入泵,结束酒精添加动作。
本实施例一个可选的实施方式中,灌注模块为热工质灌注模块时,肿瘤微创治疗电气控制方法还可以包括:控制模块在接收到的液位高于第二液位阈值的情况下,确定所述加热器是否为主电源供电;若为所述主电源供电,则确定接收到的所述罐体温度传感器发送的热罐罐体温度是否达到第一温度阈值,若未达到所述第一温度阈值,控制所述加热器开始加热;在接收到的热罐罐体温度达到所述第一温度阈值的情况下,控制所述加热器停止加热。
本实施例一个可选的实施方式中,控制所述加热器开始加热之后,还包括:
在控制所述加热器加热的过程中,确定接收到的罐体压强是否超过第八压强阈值;
若超过所述第八压强阈值,则打开所述罐体放气阀,并继续确定接收到的罐体压强是否超过所述第八压强阈值,直至接收到的罐体压强不超过所述第八压强阈值,关闭所述罐体放气阀。
示例的,图14a是本申请一实施例提供的一种加热过程的处理流程图,如图14a所示,热罐罐体内的罐体液位计检测当前热罐罐体内的液位,并将液位发送给控制模块。控制模块确定液位是否低于5%,若是,则控制模块控制加热器停止加热。若否,则控制模块确定电源是否为电池供电,若为电池供电,则控制模块控制加热器停止加热;若不为电池供电,则控制模块检测热罐罐体内的温度是否达到119℃,若达到119℃,则控制模块控制加热器停止加热,若未达到119℃,则控制模块控制加热器开始加热。之后,由于手术过程中会消耗热工质,因而热罐罐体内的液位会将降低,因而还需要返回执行控制模块确定液位是否低于5%之后的加热操作步骤。
同时控制模块确定罐体压强是否超过410kPa,若否,则说明无需放气,继续执行加热过程,即返回执行控制模块确定液位是否低于5%之后的加热操作步骤。若是,则控制模块控制打开罐体放气阀,降低热罐罐体的内部压强,控制模块确定罐体压强是否低于390kPa,若是,则控制模块控制关闭罐体放气阀,停止放气,返回执行控制模块确定液位是否低于5%之后的加热操作步骤,若否,则返回执行控制模块控制打开罐体放气阀的操作步骤,继续放气。
本实施例一个可选的实施方式中,确定接收到的所述罐体温度传感器发送的热罐罐体温度是否达到第一温度阈值之后,还包括:
确定接收到的热罐罐体温度是否超过第二温度阈值;
若超过,则控制断开所述温度开关,并反馈温度报警信息。
本实施例一个可选的实施方式中,阀箱还可以包括有测温针接口和热电偶采集板,此时肿瘤微创治疗电气控制方法还可以包括:
测温针接口可以连接测温针,该测温针内可以设置有热电偶测温点;
热电偶采集板与测温针相连,采集热电偶测温点测得的温度,并发送给控制模块。
本实施例一个可选的实施方式中,阀箱还可以包括有消融针接口、消融针入口温度传感器、消融针回流温度传感器和探针输送管插入检测开关,此时肿瘤微创治疗电气控制方法还可以包括:
消融针接口连接工质传输管道,该工质传输管道连接消融针,工质传输管道和消融针包括工质输出管道和工质回流管道;
探针输送管插入检测开关检测工质传输管道是否接入消融针接口,并在检测到未接入时,通过所述控制模块反馈接入提醒信息;
消融针入口温度传感器检测所述工质输出管道的输出温度,并发送给所述控制模块;
消融针回流温度传感器检测所述工质回流管道的回流温度,并发送给所述控制模块。
本实施例一个可选的实施方式中,工质输出阀可以为比例调节阀,通过调节比例调节阀的开启比例,可以调节消融针输出的冰球的大小,从而在连接两根消融针的情况下,控制输出的冰球大小,避免两根消融针输出的冰球差异过大;也即肿瘤微创治疗电气控制方法还包括:
在连接两根消融针的情况下,确定两根消融针的回流温度是否同时位于第一温度区间,若同时位于第一温度区间,则控制所述两根消融针对应的比例调节阀打开至预设比例;
若不是同时位于第一温度区间,则确定两根消融针的回流温度是否同时位于第二温度区间,若同时位于第二温度区间,则根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀;
若不是同时位于第二温度区间,则确定两根消融针的回流温度是否同时位于第三温度区间,若同时位于第三温度区间,则根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀。
本实施例一个可选的实施方式中,根据两根消融针的回流温度之间的温度差,调节两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀,具体实现过程可以如下:
确定两根消融针的回流温度之间的第一温度差是否大于等于第一差值阈值;
若大于等于第一差值阈值,则控制两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小所述第一温度差对应的数值;
若不大于等于第一差值阈值,则控制两根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小所述第一差值阈值对应的数值。
示例的,图14b是本申请一实施例提供的一种比例调节阀调节过程的处理流程图,如图14b所示,控制模块确定连接的消融针的数量是否为2,若不为2,则控制模块控制消融针对应的比例调节阀打开至100%。若为2,则控制模块确定2根消融针的回流温度是否同时大于-100℃,若是,则控制模块控制消融针对应的比例调节阀打开至100%;若否,则控制模块确定2根消融针的回流温度是否同时大于等于-140℃且小于等于-100℃,若同时大于等于-140℃且小于等于-100℃,则控制模块确定2根消融针的回流温度之间的第一温度差是否大于等于20℃,若大于等于20℃,则控制模块控制2根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小第一温度差对应的数值,若不大于等于20℃,则控制模块控制2根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小20%。
若确定2根消融针的回流温度不是同时大于等于-140℃且小于等于-100℃,则控制模块确定2根消融针的回流温度是否同时大于等于-196℃且小于等于-140℃,若否,则返回继续执行控制模块确定2根消融针的回流温度是否同时大于-100℃。若是,则控制模块确定2根消融针的回流温度之间的第二温度差是否大于等于30℃,若大于等于30℃,则控制模块控制2根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小第二温度差对应的数值,若不大于等于30℃,则控制模块控制2根消融针中回流温度较低的消融针对应的比例调节阀减小30%。调节比例调节阀后,均可以返回继续执行控制模块确定2根消融针的回流温度是否同时大于-100℃。
本实施例一个可选的实施方式中,肿瘤微创治疗电气控制还可以包括工质回收模块,工质回收模块包括工质回流口、回热器和工质输出口,工质输出口下方设置有储液杯,储液杯下方设置有称重传感器,工质回流口和工质输出口位于回热器的不同端口,消融针中的工质回流管道回流的工质,经过工质回流口进入回热器,并从工质输出口输出,此时肿瘤微创治疗电气控制方法还可以包括:
储液杯储存所述工质输出口输出的液体;
称重传感器测量所述储液杯中的储液重量,并反馈给所述控制模块;
控制模块用于接收所述称重传感器反馈的储液重量,在所述储液重量大于重量阈值时,反馈储液报警信息。
本实施例一个可选的实施方式中,工质回收模块中还可以包括有风扇,风扇可以靠近回热器设置,此时肿瘤微创治疗电气控制方法还可以包括:
回收温度传感器测量工质回流口的工质回收温度,并将工质回收温度反馈给控制模块;
控制模块接收所述工质回收温度,在所述工质回收温度高于第三温度阈值,或低于第四温度阈值时,控制所述风扇开始工作。
本实施例一个可选的实施方式中,工质回收模块还可以包括有储液抽屉和限位开关,此时肿瘤微创治疗电气控制方法还可以包括:
储液抽屉设置所述储液杯;
限位开关检测所述储液杯是否放置完成,在检测到所述储液杯放置完成时,基于控制模块反馈满足手术条件提醒。
本实施例一个可选的实施方式中,肿瘤微创治疗电气控制系统还可以包括交互模块,交互模块可以包括运动控制手柄和运动把手;电源箱还可以包括电池和运动控制单元,运动控制单元包括运动控制板和动力轮,此时肿瘤微创治疗电气控制方法还可以包括:
电池给所述运动控制单元供电;
运动控制板检测所述运动把手的档位状态和所述运动控制手柄的位置状态;并根据所述档位状态和所述位置状态,控制所述动力轮的运动状态。
本实施例一个可选的实施方式中,根据所述档位状态和所述位置状态,控制所述动力轮的运动状态,具体实现过程可以如下:
在检测到所述档位状态为空挡状态时,控制所述动力轮的运动状态处于空挡状态;
在检测到所述位置状态为抬起状态时,控制所述动力轮的运动状态处于停车状态,在所述停车状态下,若检测到所述动力轮的位置信号为高电平,则控制所述动力轮的运动状态处于上升状态;
在检测到所述档位状态为非空挡状态,且所述位置状态为按下状态时,控制所述动力轮的运动状态处于下降状态,在检测到所述动力轮下降完毕时,将所述动力轮的位置信号置为高电平;
在检测到所述档位状态为非空挡状态,所述位置状态为按下状态,且所述位置信号为高电平时,控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态,若检测到所述档位状态为前进状态时,控制所述动力轮的运动状态处于前进状态,若检测到所述档位状态为后退状态时,控制所述动力轮的运动状态处于后退状态。
本实施例一个可选的实施方式中,根据所述档位状态和所述位置状态,控制所述动力轮的运动状态,具体实现过程还可以如下:
控制所述动力轮的运动状态处于下降状态的第五预设时长后,若检测到所述动力轮的位置信号为低电平,存储并反馈动力轮报警信息;
控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态后的第六预设时长后,若检测到所述动力轮的运动状态未发生变化,则控制所述动力轮的运动状态处于上升状态;在检测到所述动力轮上升完毕时,将所述动力轮的位置信号置为低电平,若第七预设时长后检测到所述位置信号为高电平,则存储并反馈动力轮报警信息;
若检测所述动力轮存在电流异常,则存储并反馈动力轮报警信息。
本实施例一个可选的实施方式中,检测所述运动把手的档位状态和所述运动控制手柄的位置状态,具体实现过程还可以如下:
确定所述动力电机和所述升降电机电流是否异常;
在所述电流异常时,停止向所述动力电机和升降电机供电,存储并反馈动力轮报警信息。
本实施例一个可选的实施方式中,检测所述运动把手的档位状态和所述运动控制手柄的位置状态之后,还可以包括:
在检测到所述急停按钮被按下时,控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态,并存储并反馈急停报警信息。
本实施例一个可选的实施方式中,肿瘤微创治疗电气控制方法还可以包括:运动控制板获取所述电池的属性参数,并将所述属性参数反馈给所述交互模块进行显示;根据所述电池属性参数,确定所述电池是否存在异常;在所述电池存在异常时,向所述交互模块反馈电池报警信息。
示例的,图15是本申请一实施例提供的一种控制模块数据处理过程的处理流程图,如图15所示,控制模块在接收数据(该数据可以是指肿瘤微创治疗电气控制系统中任一元件发送给控制模块的数据)后,解析数据,确定是否获取到所需数据。若否,则确定是否为急停按钮按下或温度开关断开的异常情况,若是,则获取急停状态记录,消除错误报警,或者获取开关状态记录,消除错误报警。若获取到所需数据,则可以遍历各个通道接收到的数据(即不同元件发送的数据),对接收到的数据进行模数装换,得到相应的压强、温度、液位等数据。
本说明书提供的肿瘤微创治疗电气控制方法,灌注模块中的罐体液位计和罐体压力传感器可以检测工质存储罐体的相关工质参数,并将该工质参数发送给控制模块,控制模块可以基于工质参数,确定是否符合灌注条件,并在符合灌注条件的情况下,自动控制罐体放气阀和加液阀的开关,从而可以自动将外接工质容器中的工质输入至工质存储罐体,实现了工质的自动添加,简化了工质的添加过程,节省了人力和时间成本,保证了可以自动、准确地添加工质,大大提高了工质添加的及时性、准确性和效率。
另外,该系统还可以包括运动控制单元,使得设备可以轻松、方便地进行移动,且可以在出现紧急情况下,进行刹车和急停,防止设备在狭窄的坡路上发生碰撞,方便工作人员操作和使用。再者,还增加了辅助温度检测功能,可以使工作人员更方便观察肿瘤周围温度分布及变化范围,保证了可以精确地控制高温工质和低温工质以完成对病灶组织的安全有效的消融治疗,帮助工作人员更好地使用设备全面杀死癌细胞。
上述为本实施例的一种肿瘤微创治疗电气控制方法的示意性方案。需要说明的是,该肿瘤微创治疗电气控制方法的技术方案与上述的肿瘤微创治疗电气控制系统的技术方案属于同一构思,肿瘤微创治疗电气控制方法的技术方案未详细描述的细节内容,均可以参见上述肿瘤微创治疗电气控制系的技术方案的描述。
图16示出了本说明书一实施例提供的另一种肿瘤微创治疗电气控制方法的处理流程图,所述方法应用于上述肿瘤微创治疗电气控制系统的控制模块中,具体包括以下步骤:
步骤1602:接收罐体液位计和罐体压力传感器发送的工质参数。
步骤1604:在所述工质参数符合灌注条件的情况下,控制罐体放气阀和加液阀的开关,以将外接工质容器中的工质输入至工质存储罐体。
实际应用中,对于冷工质添加过程,罐体液位计可以检测当前冷罐罐体内的液位,并将该液位发送给控制模块,若液位低于95%,即可执行冷工质添加操作,然后控制模块检测杜瓦输送管道是否连接(连接在杜瓦上的杜瓦输送管道前端有一个磁环,冷工质灌注模块内部有一个磁环检测器,当杜瓦输送管道连接到位后检测器检测到磁环,会发出信号,此时证明杜瓦输送管道与设备正常连接),若检测到杜瓦输送管道正常连接,将该信号传递给控制模块,控制模块继续检测冷罐罐体的罐体压强,若罐体压强>300kPa,则控制模块控制打开冷罐的罐体放气阀,执行放气动作(防止压强过高产生危险),若罐体压强≤300kPa,则控制模块控制打开冷罐的罐体放气阀、加液阀、相分离阀,关闭加液放气阀、冷阀,执行液氮添加动作。
控制模块一直检测冷罐罐体的液位,若液位低于95%,控制模块继续检测冷罐灌注口的灌注口压强,若灌注口压强<5kPa,则证明杜瓦未打开,控制模块给工控机(IPC)发送信息,在显示器上提示工作人员打开杜瓦,若灌注口压强≥5kPa,则一直检测冷罐罐体的液位,直至液位≥95%,此时判定液位已经加满,控制模块控制关闭罐体放气阀、加液阀、相分离阀、冷阀,打开加液放气阀,控制模块继续检测灌注口压强,若灌注口压强<10kPa,则认为此时可以安全拔出输送管,控制模块给IPC发送信息,在显示器上提示工作人员可以拔出输送管,结束液氮添加流程,若灌注口压强≥10kPa,控制模块可以控制关闭冷罐放气阀、加液阀、相分离阀、冷阀,打开加液放气阀,直至灌注口压强<10kPa。
对于热工质添加过程,罐体液位计可以检测当前热罐罐体内的液位,并将该液位发送给控制模块,若液位低于85%,即可执行加注动作,控制模块检测热罐罐体的罐体压强,若罐体压强>100kPa,则控制模块控制打开罐体放气阀、停止加热,执行放气动作(防止压力过高产生危险),若罐体压强≤100kPa,则控制模块控制打开热罐的罐体放气阀、加液阀、酒精输入泵,执行酒精添加动作。控制模块一直检测热罐罐体的液位,若液位低于85%,同时1分钟内热罐罐体的液位不变化,则证明酒精瓶内无液体,控制模块可以给IPC发送信息,在显示器上提示工作人员需要更换酒精瓶,若液位高于85%,则控制模块可以控制关闭热罐的罐体放气阀、加液阀、酒精输入泵,结束酒精添加动作。
另外,该系统还可以包括运动控制单元,使得设备可以轻松、方便地进行移动,且可以在出现紧急情况下,进行刹车和急停,防止设备在狭窄的坡路上发生碰撞,方便工作人员操作和使用。再者,还增加了辅助温度检测功能,可以使工作人员更方便观察肿瘤周围温度分布及变化范围,帮助工作人员更好地使用设备全面杀死癌细胞。
本说明书提供的肿瘤微创治疗电气控制方法,在肿瘤微创治疗电气控制系统中设置了控制模块和灌注模块,灌注模块中的罐体液位计和罐体压力传感器可以检测工质存储罐体的相关工质参数,并将该工质参数发送给控制模块,控制模块可以基于工质参数,确定是否符合灌注条件,并在符合灌注条件的情况下,自动控制罐体放气阀和加液阀的开关,从而可以自动将外接工质容器中的工质输入至工质存储罐体,实现了工质的自动添加,简化了工质的添加过程,节省了人力和时间成本,保证了可以自动、准确地添加工质,大大提高了工质添加的及时性、准确性和效率,保证了后续可以精确地控制高温工质和低温工质以完成对病灶组织的安全有效的消融治疗。
上述为本实施例的一种肿瘤微创治疗电气控制方法的示意性方案。需要说明的是,该肿瘤微创治疗电气控制方法的技术方案与上述的肿瘤微创治疗电气控制系统、上述图11所示的肿瘤微创治疗电气控制方法的技术方案属于同一构思,肿瘤微创治疗电气控制方法的技术方案未详细描述的细节内容,均可以参见上述肿瘤微创治疗电气控制系统、上述图11所示的肿瘤微创治疗电气控制方法的技术方案的描述。
图17示出了根据本说明书一实施例提供的一种计算设备1700的结构框图。该计算设备1700的部件包括但不限于存储器1710和处理器1720。处理器1720与存储器1710通过总线1730相连接,数据库1750用于保存数据。
计算设备1700还包括接入设备1740,接入设备1740使得计算设备1700能够经由一个或多个网络1760通信。这些网络的示例包括公用交换电话网(PSTN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、个域网(PAN)或诸如因特网的通信网络的组合。接入设备1740可以包括有线或无线的任何类型的网络接口(例如,网络接口卡(NIC))中的一个或多个,诸如IEEE802.11无线局域网(WLAN)无线接口、全球微波互联接入(Wi-MAX)接口、以太网接口、通用串行总线(USB)接口、蜂窝网络接口、蓝牙接口、近场通信(NFC)接口,等等。
在本说明书的一个实施例中,计算设备1700的上述部件以及图17中未示出的其他部件也可以彼此相连接,例如通过总线。应当理解,图17所示的计算设备结构框图仅仅是出于示例的目的,而不是对本说明书范围的限制。本领域技术人员可以根据需要,增添或替换其他部件。
计算设备1700可以是任何类型的静止或移动计算设备,包括移动计算机或移动计算设备(例如,平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本等)、移动电话(例如,智能手机)、可佩戴的计算设备(例如,智能手表、智能眼镜等)或其他类型的移动设备,或者诸如台式计算机或PC的静止计算设备。计算设备1700还可以是移动式或静止式的服务器。
其中,处理器1720用于执行如下计算机可执行指令,以实现上述肿瘤微创治疗电气控制方法的操作步骤。
上述为本实施例的一种计算设备的示意性方案。需要说明的是,该计算设备的技术方案与上述的肿瘤微创治疗电气控制系统的技术方案属于同一构思,计算设备的技术方案未详细描述的细节内容,均可以参见上述肿瘤微创治疗电气控制系统的技术方案的描述。
本说明书一实施例还提供一种计算机可读存储介质,其存储有计算机指令,该指令被处理器执行时以用于实现上述肿瘤微创治疗电气控制方法的操作步骤。
上述为本实施例的一种计算机可读存储介质的示意性方案。需要说明的是,该存储介质的技术方案与上述的肿瘤微创治疗电气控制系统的技术方案属于同一构思,存储介质的技术方案未详细描述的细节内容,均可以参见上述肿瘤微创治疗电气控制系统的技术方案的描述。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
所述计算机指令包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简便描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本说明书并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本说明书,某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定都是本说明书所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上公开的本说明书优选实施例只是用于帮助阐述本说明书。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本说明书的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本说明书。本说明书仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (11)

1.一种肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述系统包括:控制模块、灌注模块、电源箱和交互模块,所述灌注模块包括冷工质灌注模块,所述冷工质灌注模块包括冷罐罐体、罐体放气阀、加液阀和杜瓦;所述交互模块包括运动控制手柄和运动把手;所述电源箱还包括电池和运动控制单元,所述运动控制单元包括运动控制板和动力轮;
所述控制模块,用于控制所述罐体放气阀和加液阀的开关,以将所述杜瓦中的工质输入至所述冷罐罐体;
所述电池,用于给所述运动控制单元供电;
所述运动控制板,用于检测所述运动把手的档位状态和所述运动控制手柄的位置状态;并根据所述档位状态和所述位置状态,控制所述动力轮的运动状态。
2.根据权利要求1所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述冷工质灌注模块还包括罐体液位计、灌注口压力传感器、冷罐灌注口插入检测单元和加液放气阀,所述加液放气阀位于所述杜瓦输送管道上,且靠近所述杜瓦设置;所述系统还包括阀箱,所述阀箱中还包括相分离阀;
所述控制模块,进一步用于在打开所述加液阀时,打开所述相分离阀,并关闭所述加液放气阀;
所述灌注口压力传感器,用于检测所述冷罐罐体的灌注口压强,并发送给所述控制模块;
所述控制模块,进一步用于在打开所述加液阀后的第一预设时长时,确定所述罐体液位计检测到的液位是否低于第一液位阈值;若低于,则确定所述灌注口压强是否大于第二压强阈值,若不大于,则反馈打开杜瓦的提醒信息;若大于,则继续确定检测到的液位是否低于所述第一液位阈值,直至检测到的液位不低于所述第一液位阈值。
3.根据权利要求2所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述阀箱中还包括工质输出阀,所述控制模块,进一步用于:
在确定出检测到的液位不低于所述第一液位阈值的情况下,关闭所述罐体放气阀、所述加液阀和所述相分离阀,并保持所述工质输出阀处于关闭状态,打开所述加液放气阀;
确定所述灌注口压强是否低于第三压强阈值;
若低于,则反馈拔出所述杜瓦输送管道的提醒信息;
若不低于,则保持所述罐体放气阀、所述加液阀、所述工质输出阀、所述相分离阀和所述加液放气阀的开关状态不变,直至接收到的灌注口压强低于所述第三压强阈值。
4.根据权利要求3所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述系统还包括真空罐和空压机,所述真空罐设置有真空罐压力传感器,所述真空罐和所述空压机之间设置有抽真空管道,所述抽真空管道上设置有抽真空阀和单向阀;所述冷罐罐体与所述真空罐之间设置有液体传输管道和气体传输管道,所述液体传输管道上设置有真空罐加液阀,所述气体传输管道上设置有辅助增压阀。
5.根据权利要求4所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述冷工质灌注模块还包括罐体压力传感器,所述冷罐罐体上还设置有增压阀;所述控制模块,进一步用于:
控制打开所述增压阀后,确定第二预设时长内所述罐体压力传感器检测到的冷罐罐体的罐体压强是否达到第四压强阈值;
若未达到所述第四压强阈值,则控制打开所述真空罐加液阀,以将所述冷罐罐体内的冷工质通过所述液体传输管道压入所述真空罐中;
确定所述真空罐压力传感器发送的真空罐压强是否高于第五压强阈值,若高于所述第五压强阈值,则控制关闭所述真空罐加液阀,并打开所述辅助增压阀,增大所述冷罐罐体内的罐体压强;
确定所述冷罐罐体的罐体压强是否大于第六压强阈值,若大于所述第六压强阈值,则控制关闭所述辅助增压阀。
6.根据权利要求5所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述控制模块,进一步用于:
确定所述真空罐压强是否低于第七压强阈值达到第三预设时长;
若所述真空罐压强未低于第七压强阈值达到第三预设时长,则控制打开所述空压机和所述抽真空阀,并返回执行确定所述真空罐压强是否低于第七压强阈值达到第三预设时长的操作步骤;
若所述真空罐压强低于第七压强阈值达到第三预设时长,则控制关闭所述空压机和所述抽真空阀,并执行所述控制打开所述真空罐加液阀的操作步骤。
7.根据权利要求1-6任一项所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述运动控制板,进一步用于:
在检测到所述档位状态为空挡状态时,控制所述动力轮的运动状态处于空挡状态;
在检测到所述位置状态为抬起状态时,控制所述动力轮的运动状态处于停车状态,在所述停车状态下,若检测到所述动力轮的位置信号为高电平,则控制所述动力轮的运动状态处于上升状态;
在检测到所述档位状态为非空挡状态,且所述位置状态为按下状态时,控制所述动力轮的运动状态处于下降状态,在检测到所述动力轮下降完毕时,将所述动力轮的位置信号置为高电平;
在检测到所述档位状态为非空挡状态,所述位置状态为按下状态,且所述位置信号为高电平时,控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态,若检测到所述档位状态为前进状态时,控制所述动力轮的运动状态处于前进状态,若检测到所述档位状态为后退状态时,控制所述动力轮的运动状态处于后退状态。
8.根据权利要求7所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述运动控制板,进一步用于:
控制所述动力轮的运动状态处于下降状态的第五预设时长后,若检测到所述动力轮的位置信号为低电平,存储并反馈动力轮报警信息;
控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态后的第六预设时长后,若检测到所述动力轮的运动状态未发生变化,则控制所述动力轮的运动状态处于上升状态;在检测到所述动力轮上升完毕时,将所述动力轮的位置信号置为低电平,若第七预设时长后检测到所述位置信号为高电平,则存储并反馈动力轮报警信息;
若检测所述动力轮存在电流异常,则存储并反馈动力轮报警信息。
9.根据权利要求1-6任一项所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述动力轮内设置有动力电机和升降电机;所述运动控制板,进一步用于:
确定所述动力电机和所述升降电机电流是否异常;
在所述电流异常时,停止向所述动力电机和升降电机供电,存储并反馈动力轮报警信息。
10.根据权利要求1-6任一项所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述交互模块还包括急停按钮;所述运动控制板,进一步用于:
在检测到所述急停按钮被按下时,控制所述动力轮的运动状态处于下位刹车态,并存储并反馈急停报警信息。
11.根据权利要求1-6任一项所述的肿瘤微创治疗电气控制系统,其特征在于,所述运动控制板,还用于:
获取所述电池的属性参数,并将所述属性参数反馈给所述交互模块进行显示;
根据所述电池属性参数,确定所述电池是否存在异常;
在所述电池存在异常时,向所述交互模块反馈电池报警信息。
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