CN116020016B - 一种注射模拟器的参数标定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种注射模拟器的参数标定方法及系统，用于标定设备，所述方法包括：获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库；获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积；若不存在，则在所述注射参数数据库中筛选出与所述某一截面积相邻的至少一个截面积以及与所述至少一个截面积相关联的至少一个注射参数；根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数。实现了能够对不同尺寸规格的注射模拟器进行快速标定，大大减少了标定时间。
Description
技术领域
本发明属于医疗模拟器械技术领域，尤其涉及一种注射模拟器的参数标定方法及系统。
背景技术
随着我国医疗事业的发展，临床对输液精度和定量给药时间的要求越来越高，传统的重力输液方式已远不适应。注射泵以其将少量液体和药物精确、恒量、恒速、持续泵入人体内的特点，成为ICU治疗中的常规设备。
注射泵包括步进电机、传动支架以及推块，传动支架用于安装待标定的注射模拟器，推块用于抵接待标定的注射模拟器的活塞芯杆的端部。工作时，控制系统发出控制脉冲使步进电机运转，再由步进电机通过传动箱驱动丝杆运转，由丝杆和螺母将旋转运动转换为直线运行，而动力杆组件和螺母是紧固连接的，由推块推动注射模拟器（通常注射模拟器包括针筒和设置在针筒内的推杆，在使用时针筒上配套安装有针头）的推杆移动而进行注射。由于现有的注射泵将注射器的尺寸规格信息烧写到控制系统中，烧写后的数据不能进行修改，因此，精确完成药物注射功能的前提是使用专用配套的注射。
当注射模拟器的直径发生变化后，就会造成速率不准。目前的解决办法是收集不同注射模拟器的尺寸数据，把这些数据都烧写在程序中，并根据尺寸数据进行精度校准。但是不可能把所有尺寸数据都写入程序中，而且在写入尺寸数据的过程中需要反复计算精度，消耗了大量人力物力资源。
发明内容
本发明提供一种注射模拟器的参数标定方法及系统，用于解决注射模拟器的直径发生变化后，造成速率不准的技术问题。
第一方面，本发明提供一种注射模拟器的参数标定方法，用于标定设备，所述方法包括：获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库，其中，所述注射参数数据库中包含注射参数以及与所述注射参数相关联的注射模拟器的截面积；获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积；若不存在，则根据所述某一截面积在所述注射参数数据库中筛选出至少一个注射参数，其中，所述至少一个注射参数相关联的至少一个截面积与所述某一截面积相邻；根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数。
第二方面，本发明提供一种注射模拟器的参数标定系统，用于标定设备，所述系统包括：构建模块，配置为获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库，其中，所述注射参数数据库中包含注射参数以及与所述注射参数相关联的注射模拟器的截面积；判断模块，配置为获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积；筛选模块，配置为若不存在，则根据所述某一截面积在所述注射参数数据库中筛选出至少一个注射参数，其中，所述至少一个注射参数相关联的至少一个截面积与所述某一截面积相邻；修正模块，配置为根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数。
第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的注射模拟器的参数标定方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的注射模拟器的参数标定方法的步骤。
本申请的注射模拟器的参数标定方法及系统，通过在注射参数数据库中筛选出与注射模拟器的某一截面积相邻的至少一个截面积以及与至少一个截面积相关联的至少一个注射参数，并根据某一截面积与至少一个截面积的差值对至少一个注射参数进行修正，得到与某一截面积相关联的目标注射参数，实现了能够对不同尺寸规格的注射模拟器进行快速标定，大大减少了标定时间，并且使得注射泵在应用不同的注射模拟器时，控制系统上设置的脉冲频率与实际相符，保证了输注速率的准确性，从而保证了注射泵的注射精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种注射模拟器的参数标定方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的一种注射模拟器的参数标定系统的结构框图；
图3是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其示出了本申请的一种注射模拟器的参数标定方法的流程图。本申请的注射模拟器的参数标定方法应用于标定设备，标定设备可以是注射泵。
如图1所示，注射模拟器的参数标定方法具体包括以下步骤：
步骤S101，获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库，其中，所述注射参数数据库中包含注射参数以及与所述注射参数相关联的注射模拟器的截面积。
在本实施例中，根据标定指令获取注射模拟器的活塞芯杆移动的距离，以及获取注射泵中的步进电机的实时脉冲；根据预设目标速度、注射模拟器的截面积、实时脉冲以及活塞芯杆移动的距离，得到注射泵的脉冲频率；在计算出注射泵的脉冲频率后，能标定注射模拟器在预设输液速度时所需要的步进电机控制频率，即完成了对于注射模拟器的注射参数的标定。
需要说明的是，注射模拟器的活塞芯杆移动的距离可以通过距离传感器获取。具体为：接收到标定启动指令后，执行启动程序以驱动注射泵中的步进电机开始运行，并输出电机脉冲。步进电机启动后，通过推块带动注射模拟器的活塞芯杆同步移动，在步进电机停止工作后，获取距离测量单元采集的移动距离数据，移动距离数据即注射模拟器的活塞芯杆移动的距离。
进一步地，在注射泵中包括有累计计数器，获取注射泵中的步进电机的实时脉冲的步骤，包括：在步进电机启动时控制累计计数器开始记录实时脉冲；在步进电机停止时控制累计计数器停止记录实时脉冲；统计累计计数器采集的步进电机的实时脉冲。
具体地，根据预设目标速度、注射模拟器的截面积、实时脉冲以及活塞芯杆移动的距离，得到注射泵的脉冲频率的步骤，包括：
根据注射模拟器的截面积以及活塞芯杆移动的距离计算得到注射模拟器的推注体积，根据注射器的推注体积△V以及实时脉冲数n得到注射器的刻度脉冲数k0=n/△V；根据刻度脉冲数k0以及设置的速率值计算得到实际运行的脉冲频率。
在具体实施时，将注射模拟器的截面积与计算得到的实际运行脉冲频率进行关联后，将注射模拟器的截面积与实际运行脉冲频率存储至注射参数数据库中。
步骤S102，获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积。
在本实施例中，在构建注射参数数据库后，需要对某一注射模拟器进行参数标定时，获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断注射参数数据库中是否存在与某一截面积相等的一截面积。
若存在，则将与一截面积相关联的注射参数直接作为某一截面积的目标注射参数。这样，能够快速的完成对某一注射模拟器的参数标定工作。
在具体应用中，截面积可以由厂家进行统计获取。厂家使用校准治具收集各个品牌对应各种规格的注射模拟器的品牌数据和规格数据，并通过各注射模拟器的规格数据计算出对应注射模拟器品牌和规格的截面积。具体地，注射模拟器的截面积还可以通过获取注射器的针筒垂直于推进方向的截面图像，并基于图像识别模型对截面图像进行处理，得到注射器的截面积。
步骤S103，若不存在，则在所述注射参数数据库中筛选出与所述某一截面积相邻的至少一个截面积以及与所述至少一个截面积相关联的至少一个注射参数。
步骤S104，根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数。
在本实施中，由于造成注射模拟器的速率不准的原因是因为注射模拟器的直径发生变化，但是设定注射泵的脉冲频率并未发生变化，因此，注射泵的脉冲频率与注射模拟器的截面积存在唯一对应关系。从而根据某一截面积与至少一个截面积的差值对至少一个注射参数进行修正，直接得到与某一截面积相关联的目标注射参数。具体地，目标注射参数为与某一截面积相关联的注射泵的脉冲频率。
具体修正过程为：获取所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值xi，i=1,2；对差值xi分别赋予权重wi，i=1,2；根据所述权重wi以及所述至少一个注射参数与所述至少一个截面积的比值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与某一截面积相关联的目标注射参数。
需要说明的是，通过设定权重及截面积计算目标注射参数考虑了注射泵的脉冲频率与注射模拟器的截面积可能存在非线性的对应关系，这样有效地提高了计算得到某一截面积相关联的目标注射参数准确度。
其中，修正的表达式为：
式中，f0为某一截面积相关联的目标注射参数，s0为某一截面积， s1为与某一截面积相邻的一截面积，f1为与某一截面积相邻的一截面积相关联的一注射参数，s2为与某一截面积相邻的另一截面积，f2为与某一截面积相邻的另一截面积相关联的另一注射参数，w1为某一截面积与一截面积的差值的权重，w2为另一截面积与某一截面积的差值的权重。
需要说明的是，将一差值xi与总差值的比值作为一差值xi的权重。例如，某一截面积为30mm2，在注射参数数据库中存在与某一截面积相邻的第一截面积（20mm2）和第二截面积（60mm2），因此，一差值为30-20=10mm2，另一差值为60-30=30mm2，从而一差值对应的权重为10/40=0.25，另一差值对应的权重为30/40=0.75。
综上，本申请的方法，通过在注射参数数据库中筛选出与注射模拟器的某一截面积相邻的至少一个截面积以及与至少一个截面积相关联的至少一个注射参数，并根据某一截面积与至少一个截面积的差值对至少一个注射参数进行修正，得到与某一截面积相关联的目标注射参数，实现了能够对不同尺寸规格的注射模拟器进行快速标定，大大减少了标定时间，并且使得注射泵在应用不同的注射模拟器时，控制系统上设置的脉冲频率与实际相符，保证了输注速率的准确性，从而保证了注射泵的注射精度。
请参阅图2，其示出了本申请的一种注射模拟器的参数标定系统的结构框图。
如图2所示，参数标定系统200，包括构建模块210、判断模块220、筛选模块230以及修正模块240。
其中，构建模块210，配置为获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库，其中，所述注射参数数据库中包含注射参数以及与所述注射参数相关联的注射模拟器的截面积；判断模块220，配置为获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积；筛选模块230，配置为若不存在，则根据所述某一截面积在所述注射参数数据库中筛选出至少一个注射参数，其中，所述至少一个注射参数相关联的至少一个截面积与所述某一截面积相邻；修正模块240，配置为根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数。
应当理解，图2中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图2中的诸模块，在此不再赘述。
在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意方法实施例中的注射模拟器的参数标定方法；
作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库，其中，所述注射参数数据库中包含注射参数以及与所述注射参数相关联的注射模拟器的截面积；
获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积；
若不存在，则根据所述某一截面积在所述注射参数数据库中筛选出至少一个注射参数，其中，所述至少一个注射参数相关联的至少一个截面积与所述某一截面积相邻；
根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据注射模拟器的参数标定系统的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至注射模拟器的参数标定系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图3是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例注射模拟器的参数标定方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与注射模拟器的参数标定系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式，上述电子设备应用于注射模拟器的参数标定系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库，其中，所述注射参数数据库中包含注射参数以及与所述注射参数相关联的注射模拟器的截面积；
获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积；
若不存在，则根据所述某一截面积在所述注射参数数据库中筛选出至少一个注射参数，其中，所述至少一个注射参数相关联的至少一个截面积与所述某一截面积相邻；
根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种注射模拟器的参数标定方法，用于标定设备，其特征在于，所述方法包括：
获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库，其中，所述注射参数数据库中包含注射参数以及与所述注射参数相关联的注射模拟器的截面积；
获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积；
若不存在，则在所述注射参数数据库中筛选出与所述某一截面积相邻的至少一个截面积以及与所述至少一个截面积相关联的至少一个注射参数；
根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数，其中，所述根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数包括：
获取所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值xi，i=1,2；
对差值xi分别赋予权重wi，i=1,2；
根据所述权重wi以及所述至少一个注射参数与所述至少一个截面积的比值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与某一截面积相关联的目标注射参数，其中，修正的表达式为：
,
式中，f0为某一截面积相关联的目标注射参数，s0为某一截面积， s1为与某一截面积相邻的一截面积，f1为与某一截面积相邻的一截面积相关联的一注射参数，s2为与某一截面积相邻的另一截面积，f2为与某一截面积相邻的另一截面积相关联的另一注射参数，w1为某一截面积与一截面积的差值的权重，w2为另一截面积与某一截面积的差值的权重。
2.根据权利要求1所述的一种注射模拟器的参数标定方法，其特征在于，所述标定设备为注射泵。
3.根据权利要求2所述的一种注射模拟器的参数标定方法，其特征在于，在获取不同注射模拟器的注射参数，根据至少一个注射参数构建注射参数数据库之前，所述方法还包括：
根据标定指令获取所述注射模拟器的活塞芯杆移动的距离，以及获取所述注射泵中的步进电机的实时脉冲；
根据预设目标速度、所述注射模拟器的截面积、所述实时脉冲以及所述活塞芯杆移动的距离，得到所述注射泵的脉冲频率；
根据所述注射泵的脉冲频率，标定所述注射模拟器的注射参数。
4.根据权利要求1所述的一种注射模拟器的参数标定方法，其特征在于，在判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积之后，所述方法还包括：
若存在，则将与所述一截面积相关联的注射参数直接作为所述某一截面积的目标注射参数。
5.一种注射模拟器的参数标定系统，用于标定设备，其特征在于，所述系统包括：
构建模块，配置为获取不同注射模拟器的注射参数，根据注射参数构建注射参数数据库，其中，所述注射参数数据库中包含注射参数以及与所述注射参数相关联的注射模拟器的截面积；
判断模块，配置为获取当前某一注射模拟器的某一截面积，并判断所述注射参数数据库中是否存在与所述某一截面积相等的一截面积；
筛选模块，配置为若不存在，则根据所述某一截面积在所述注射参数数据库中筛选出至少一个注射参数，其中，所述至少一个注射参数相关联的至少一个截面积与所述某一截面积相邻；
修正模块，配置为根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数，其中，所述根据所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与所述某一截面积相关联的目标注射参数包括：
获取所述某一截面积与所述至少一个截面积的差值xi，i=1,2；
对差值xi分别赋予权重wi，i=1,2；
根据所述权重wi以及所述至少一个注射参数与所述至少一个截面积的比值对所述至少一个注射参数进行修正，得到与某一截面积相关联的目标注射参数，其中，修正的表达式为：
,
式中，f0为某一截面积相关联的目标注射参数，s0为某一截面积， s1为与某一截面积相邻的一截面积，f1为与某一截面积相邻的一截面积相关联的一注射参数，s2为与某一截面积相邻的另一截面积，f2为与某一截面积相邻的另一截面积相关联的另一注射参数，w1为某一截面积与一截面积的差值的权重，w2为另一截面积与某一截面积的差值的权重。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至4任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述的方法。
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