CN117137610A - 一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统及方法，针对现有的消融装置不能自适应调整温度，从而存在损坏消融装置及对组织造成无意损伤的风险问题，通过将压力传感器固定在出水管上，在手术中控制模块对冷却管道内的压力情况进行监测，当出水口压力接近最大控制压力时，控制模块及时调整微波能量输出；同时监测消融区域的温度，当温度超过温度上限时，控制模块及时调整泵的转速，对消融区域进行降温，从而既能保障消融手术正常进行，又可保护消融装置和消融区域周边的组织。

Description

一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统及方法

技术领域

本发明属于医疗器械的技术领域，尤其涉及一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统及方法。

背景技术

现有技术中电磁消融装置需要冷却，以在理想的参数范围内操作，才不会损坏消融装置或者对组织造成无意损伤。

如CN104042338A公开了一种医疗装置冷却系统和用于冷却医疗消融装置的系统。医疗装置冷却系统包括贮存器连接件组件和细长构件。细长构件具有与贮存器流体连通的第一和第二管腔。第一管腔包括流出端口并且第二管腔包括返回端口，所述管腔均与贮存器流体连通。装置还包括管道系统，所述管道系统具有第一端部和第二端部。第一端部与流出端口流体连通地连接，第二端部与返回端口流体连通地连接。第二端部构造成使得流体返回到贮存器。管道系统连接到能量输送装置，以冷却流体。

现有的冷却装置主要靠泵组成的冷却系统，所述泵将盐水或者其它流体强迫通过管道系统，所述管道系统可操作连接到能量输送装置。盐水或其他流体溶液从能量输送装置汲取热量，然后被泵送到流体贮存装置中。

然而，这些冷却装置需要恒定供应的生理盐水袋或者其他流体，造成浪费，且不能根据电磁消融过程，自适应调整温度，从而保证不损坏消融装置，不对组织造成无意损伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应的能量稳定及多信号处理的能量输出系统，将包含泵的冷却部分和自适应的控制模块结合在一起，在消融手术中，控制模块自适应调节泵的转速，使消融的温度始终处于消融最高和最低温度之间，以保证不损坏消融装置且不对组织造成无意损伤。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，包括：

能源发生装置：用于产生能量通过消融装置将所述能量导入至消融区域，快速升温至消融温度以实施消融；

冷却模块，用于通过泵迫使流体在管路内流动以调节能量导入过程中的温度，所述冷却模块的出水口设置压力传感器；

控制模块，用于自适应调节适应参数来控制消融区域的温度在消融所允许最佳手术温度范围[T_下, T_上]内，其被配置为：实时读取消融区域当前的消融区域温度Ti、冷却管路当前的水路压力传感器压力值Pi，当消融区域温度Ti大于预设消融温度常量Ts时，Ts< T_上，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw增大来使消融区域温度下降；若消融区域温度Ti小于等于预设消融温度常量Ts ，Ts> T_下, 调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw减少来使消融区域温度上升，直至采集到当前消融区域温度位于最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内。

根据本发明一实施例，所述控制模块进一步被配置为：

采集下一时刻温度作为当前消融区域温度Ti，若Ti >Ts，则进一步调整输出功率P_w+1= Pw +K*（Ts- Ti )/Ts*Pw，直至采集到当前消融区域温度降低到最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内；其中，K是温度补偿因子，输出功率Pw为能源发生装置所产生的功率。

根据本发明一实施例，所述控制模块的自适应调节包括：控制模块根据β=1+(P_MAX-Pi)计算出调整的泵转速增量因子β，泵转速n_i+1=βni计算出调整后泵转速n_i+1，再计算出调整后的输出功率Pw。

根据本发明一实施例，系统还包括：

与消融装置连接的多信号接口模块，用于将消融装置包括耗材识别在内的信息反馈给所述控制模块；

所述消融装置上还设置温度传感器，消融区域的当前温度Ti是通过所述温度传感器、所述多信号接口模块传至所述控制模块；

所述多信号接口模块进一步包括交互接口模块和预配置方案模块，所述预配置方案模块中预存储针对包含消融面积和消融部位在内的手术适应配置项，包括预期功率Pw、控温Ts、输出时间T、冷却系统预期转速N在内的数据或内在关联关系；所述交互接口模块用于接收被手动配置的包括预期功率Pw、控温Ts、输出时间T、冷却系统预期转速N在内的数据或内在关联关系；

所述控制模块接收到所述多信号接口模块传送的数据，用以接收温度、耗材型号针检测在内的数据传输，且具有可调节自动治疗方案配置和/或手动可选快捷设定的接口数据，以进一步自适应调节适应参数来将消融区域的温度控制在消融所允许最佳手术温度范围[T_下，T_上]内。

根据本发明一实施例，系统还包括电源模块，所述电源模块包括第一降压单元、第二降压单元及隔离电源；

所述第一降压单元，用于将交流电转化为可输出至所述能源发生装置的工作电压；

所述第二降压单元，用于将交流电转化为输出至所述隔离电源使用的直流电压；

所述隔离电源，用于该直流电分隔为A+5V、D+5V、GND和DGND，供给所述控制模块。

根据本发明一实施例，所述冷却模块进一步还包括外部入水口、泵连接线和外部出水口，泵连接线和压力传感器线与泵接口连接，控制模块通过控制泵转速以控制外部入水口和外部出水口的水流速度，控制模块通过采集压力传感器的值监测泵工作状态，以防止泵压力异常情况发生。

一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出方法，包括：

配置能源发生装置产生能量通过消融装置将所述能量导入至消融区域，快速升温至消融温度以实施消融；

配置冷却模块通过泵迫使流体在管路内流动以调节能量导入过程中的温度，所述冷却模块的出水口设置压力传感器；

控制模块自适应调节适应参数来将消融区域的温度控制在消融所允许最佳手术温度范围[T_下，T_上]内，其被配置为：

实时读取消融区域当前的消融区域温度Ti、冷却管路当前的水路压力传感器压力值Pi，

当消融区域温度Ti大于预设消融温度常量Ts时，Ts< T_上，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw增大来使消融区域温度下降；

若消融区域温度Ti小于等于预设消融温度常量Ts，Ts> T_下, 调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw减少来使消融区域温度上升；

直至采集到当前消融区域温度位于佳手术温度范围[T_下，T_上]之内。

根据本发明一实施例，该方法还包括：

采集下一时刻温度作为当前消融区域温度Ti，若Ti >Ts,则进一步调整输出功率P_w+1= Pw +K*（Ts- Ti )/Ts*Pw，直至采集到当前消融区域温度降低到最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内，K是温度补偿因子，输出功率Pw为能源发生装置所产生的功率。

根据本发明一实施例，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数进一步包括：

控制模块根据β=1+(P_MAX-Pi)计算出调整后的泵转速增量因子β，

根据调整后的泵转速增量因子β计算泵转速n_i+1=βni计算出调整后泵转速n_i+1，

再计算出调整后的输出功率Pw。

根据本发明一实施例，该方法还包括：

设置泵连接线和压力传感器线与泵接口连接，控制模块通过控制泵转速以控制外部入水口和外部出水口的水流速度，控制模块通过采集压力传感器的值监测泵工作状态，以防止泵压力异常情况发生；

当管路由于异物堵塞导致Pi超过P_MAX时，控制模块降低泵转速来缓解管路内部压力；

当泵转速被调整至低于最低消融转速Nmin时，控制模块判别为管路堵塞，停止功率能量输出，并输出报警提示；

当检测管路压力值低于正常内部管路最低压力值Pmin时，控制模块判别管路出现泄漏故障，停机报警。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明一实施例中的自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，针对现有的消融装置不能自适应调整温度，从而存在损坏消融装置及对组织造成无意损伤的风险问题，通过将压力传感器固定在出水管上，在手术中控制模块对冷却管道内的压力情况进行监测，当出水口压力接近最大控制压力时，控制模块及时调整微波能量输出；同时监测消融区域的温度，当温度超过温度上限时，控制模块及时调整泵的转速，对消融区域进行降温，从而既能保障消融手术正常进行，又可保护消融装置和消融区域的组织。

附图说明

图1 为本发明一实施例中的自适应能量稳定的医疗装置能量输出系框图；

图2 为本发明一实施例中的系统自适应温度调节流程图；

图3 为本发明一实施例中的控制模块框图；

图4 为本发明一实施例中的控制逻辑图；

图5 为本发明一实施例中的冷却模块框图；

图6 为本发明一实施例中的多信号接口母座示意图；

图7 为本发明一实施例中的电源模块框图；

图8 为本发明一实施例中的电源电路图；

图9 为本发明一实施例中的自适应治疗方案的实施流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

在治疗癌症的手术中，使用诸如组织消融的能量输送程序，可以实施消融癌细胞等不期望组织。通常能量（诸如电能）通过一个或多个电极并使，电极相接触的组织升温到消融温度来实施消融。

上述能量也可以为热能或者磁能等其他一些能量。微波消融就是采用电磁能量进行消融，其中，通过微波辐射将能量施加到组织是通过消融天线针将由微波主机发生的微波能量导入到人体内肿瘤所在处，在肿瘤处迅速产生高温热场，使肿瘤组织凝固性死亡。

本实施例提供了一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，包括：控制模块、冷却模块、能源发生装置，其中，能源发生装置用于产生能量通过消融装置将所述能量导入至消融区域，快速升温至消融温度以实施消融。该能源发生装置可以是微波源，也可以是射频源，以下以微波源为例进行说明。冷却模块与现有的相比，在其出水管的出水口安装了压力传感器，该压力传感器与控制模块通信连接，以便控制器模块实时采集出水口的压力。该自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统的重点在于控制模块，与现有的相比，本实施例对控制模块进行了二次改造。该控制模块的控制逻辑包括：实时读取消融区域当前的消融区域温度Ti、冷却管路当前的水路压力传感器压力值Pi，当消融区域温度Ti大于预设消融温度常量Ts时，Ts< T_上，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw增大来使消融区域温度下降；若消融区域温度Ti小于等于预设消融温度常量Ts ，Ts> T_下,调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw减少来使消融区域温度上升，直至采集到当前消融区域温度位于最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内。采集下一时刻温度作为当前消融区域温度Ti，若Ti >Ts,则进一步调整输出功率P_w+1= Pw +K*（Ts- Ti )/Ts*Pw，直至采集到当前消融区域温度降低到最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内；其中，K是温度补偿因子，视超温影响的权重程度，一般取0.5；其中输出功率Pw为能源发生装置所产生的功率。

其中，Ts是[T_下，T_上]之内的值，且Ts与T_上之间相差5~10度。当控制模块检测到消融区域温度Ti大于Ts时，需要控制泵的转速来降低消融区域的温度。而这个控制过程是需要时间的，为了避免出现因来不及降温导致高温对正常的人体组织造成破坏的情况，将Ts设置成小于T_上5~10度。如此，一旦消融区域温度Ti大于Ts后，在Ti继续上升到T_上的过程中，足够控制器模块完成对泵转速的控制降低消融区域的温度。

控制模块对泵转速进行控制的时机，包括以下两种情况：

一、当消融区域温度Ti大于预设消融温度常量Ts时，控制模块调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw增大来使消融区域温度下降。这里调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数进一步包括：

控制模块根据β=1+(P_MAX-Pi)计算出调整后的泵转速增量因子β，其中，P_MAX是冷却管路最大容许压力值；根据调整后的泵转速增量因子β计算泵转速n_i+1=βni计算出调整后泵转速n_i+1，再计算出调整后的输出功率Pw。

二、当消融区域温度Ti小于等于预设消融温度常量Ts ，控制模块调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw减少来使消融区域温度上升，直至采集到当前消融区域温度位于最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内。这里调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数进一步包括：

控制模块根据α=1-(P_MAX-Pi)计算出调整后的泵转速减量因子α，根据调整后的泵转速减量因子α计算泵转速n_i+1=αni计算出调整后泵转速n_i+1，再计算出调整后的输出功率Pw。

该自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，将压力传感器固定在出水管上，在手术中控制模块对冷却管道内的压力情况进行监测，当出水口压力接近最大控制压力时，控制模块及时调整微波能量输出；同时监测消融区域的温度，当温度超过温度上限时，控制模块及时调整泵的转速，对消融区域进行降温，从而既能保障消融手术正常进行，又可保护消融装置和消融周边的组织。

具体的，请参看图1、图2，在系统开机时，显示界面显示手术消融针工作部分的温度，控制模块2通过多信号接口模块5对连接的手术消融针进行识别，被识别的手术消融针通过控制模块2自适应匹配功率、转速、工作时间，未被识别的手术消融针可选择手动设置功率、消融时间，也可以根据手术针的直径手动在屏幕上快捷设定。设置完成后，控制模块2读取该型号针的功率、转速、工作时间等信息。先打开冷却模块3的泵运行开关，选择手术的工作模式（连续模式或间歇模式，默认为连续模式），将手术消融针的工作部分送到待消融的位置，按下微波运行按钮，消融针开始工作，实时读取消融区域温度和冷却管路的压力。判断消融区域温度是否过高，若是，则判断压力是否小于最大容许压力，若是，则控制水泵增大泵转速，冷却管道内压力增大，加大冷却液的输出，降低消融区域的温度；若否，则判断压力是否等于最大容许压力，若是，则降低微波源的输出功率，同样可降低消融区域的温度。当判断消融区域温度是否过高，得到的结果是否时，则判断消融区域的温度是否过低，若是，则减小水泵的泵转速，减小冷却管道内的压力，使消融区域的温度升高。若消融区域的温度没有过低，则保存现状，继续工作直至到达工作时限，停止水泵及微波源。

请参看图3，控制模块2主要包括主控单元21、显示屏控制单元22、泵控制单元23、微波控制单元24、压力检测单元25、信号接口单元26，显示屏控制单元22、泵控制单元23、微波控制单元24、压力监测单元25、信号接口单元26均与主控单元21通信连接。本系统的人机交互界面是显示屏控制单元22。显示屏控制单元22与主控单元21相连接，在显示屏控制单元22上可进行对功率大小、运行时间、工作模式、泵运行/停止、微波启/停等功能的设置。人机交互指令通过显示屏控制单元22传送到主控单元21，主控单元21采集压力检测单元25、信号接口单元26上的压力、温度、手术针类型信息进行分析后，主控单元21发送处理信息给泵控制单元23、微波控制单元24、显示屏控制单元22。

主控单元21可以自适应调节，使消融手术过程的温度始终稳定在最佳手术温度上下限内。一般的，根据使用的泵类型，水路管路结构及应用端所接耗材的内部水路结构，可以确定整个管路最大容许压力值设为P_MAX。另外，根据手术类型及消融部位的差异性，本系统所控制的消融区域温度设为Ts，此外确保消融效果，泵有一个最低起步转速Nmin，这三个参数在单片机控制部分中为可编程数值，实现较好的自适应性。

具体的，请参看图4，设备（消融针）开始手术时，主控单元21读取消融区域温度Ti、压力传感器压力值Pi、泵转速ni、设备工作时间t、设置功率Pw、设置工作时间t0、设置最佳消融温度范围、设置压力最大值等参数；消融温度可以在显示界面中进行设置，设置消融温度常量Ts，Ts为最佳消融温度范围[T_下，T_上]之内的值，若Ts为75摄氏度，那么T_上可在80~85摄氏度选值。设置好参数后，微波源开始工作，输出微波。当主控单元21读取到消融区域温度Ti≤Ts时，判断Ti是否小于T_下（即图4中的T_min），若是，则主控单元21调节控制泵转速的α值，泵转速n_i+1=αni，减慢泵转速，冷却管道的压力Pi将减小（即P_i+1<Pi），使消融区域温度升高。若Ti大于T_下，则设备持续运行，直至设备工作时间到达设置工作时间t0，设备停止输出。当到消融区域温度Ti＞Ts且压力传感器压力Pi < P_MAX，可以将P_MAX设为1.3KPa，也可以是其他值。主控单元21调节控制泵转速的β值，泵转速n_i+1=βni，加快泵转速，冷却管道的压力Pi将增大（即P_i+1>Pi），使消融区域温度降低；如果降低的过程中泵压力Pi >= P_MAX，消融区域温度还是超过Ts，主控单元21根据输出功率P_w+1=Pw +K*（Ts- Ti )/Ts*Pw，适度对输出功率进行调节，使消融区域降低到最佳手术温度上下限内，直到到达设置的工作时间t0。一般地，对于系统输出控制效果，预期消融区域越大,则对应预期输出功率Pw也越大，相应温度范围也会增大，此时冷却系统压力和转速也会上升，从而实现在满足系统性能和保护周围正常组织情况下较快完成病灶组织的消融。

本实施例中的冷却模块3，其与其他的系统不同的地方在于将冷却部分通过管路连接至设备内部的流体压力传感检测装置的水路结构。此设计一方面可以实现对消融部分的温度精准把控，使用压力监测的方法使冷却部分03的工作状态具有可控性。另一方面尽可能确保冷却装置不发生管路堵塞和管路破裂所带来的风险。这是其它常见消融设备中的冷却装置所没有的，大大提高手术的安全和可控。请参看图5，冷却模块3包括：外部入水口31、泵32、泵连接线33、压力传感器34、外部出水口35。泵连接线33、压力传感器34通过泵接口连接控制模块2。控制模块2通过控制泵32转速可以控制外部入水口31和外部出水口35的水流速度。控制模块2通过采集压力传感器34的值可以监测泵32工作状态，防止泵32压力异常使冷却部分崩溃，严重时造成设备损坏。一般工作下的管路压力Pi不会超过额定最大压力P_MAX，但管路出现由于异物堵塞Pi将超过P_MAX，此时主控部分会尝试降低泵转速来迅速缓解内部压力，但当转速调整至低于最低消融转速Nmin,系统判别为管路堵塞，将停止功率能量输出，给予报警提示；类似的，当检测管路压力值低于正常内部管路最低压力值Pmin，则系统判别管路出现泄漏故障，停机报警。

本实施例中的自适应的能量稳定及多信号处理的能量输出系统还提供了多信号接口模块5，该多信号接口模块5包括消融针识别单元、消融针温度监测单元及磁导航接口；其中，消融针识别单元用于识别消融针的型号，匹配相应的工作功率、消融工作时间；消融针温度监测单元用于采集消融针的实时温度，以便对冷却模块及能源发生装置做自适应调节；磁导航接口用于对消融位置的精准定位。

该多信号接口模块5具有多种手术针检测的功能，可以自适应匹配最合适的功率、泵转速、消融时间等信息。对于未能针检测的针也可手动根据手术针类型在显示屏上快捷设定，此设计大大节约了操作者的的调节时间。在设备用于手术治疗前可选的进行方案配置自定义或使用预设配置方案，配置方案包括但不限于消融面积和消融部位这两个配置手术项，然后基于这两个手术目标有对应的预期功率Pw、控温Ts、输出时间、冷却系统预期转速实施配置，待配置完毕后即存入系统配置方案中。操作者选择好病变组织部位和大小即可生成对应的治疗方案。手术针温度检测方便与系统在消融手术中对冷却部分、微波部分自适应调节。磁导航接口有助于设备对消融位置的精准定位。该多信号接口模块5的接口母座请参看图6。具体的请参看图9，体现了该自适应的能量稳定及多信号处理的能量输出系统的交互界面自适应治疗方案实施流程。

由于微波源在工作时功耗比较大，如选型不合适，容易造成消融手术事故。为了避免出现这种情况，使得适配任意微波源，本实施例提供了电源模块1，请参看图7，该电源模块1包括降压模块U1、降压模块U2及隔离电源U3。其中，降压模块U1将220V交流电转化为27V直流电输出至微波源4。该降压模块U1具有体积小，结构简单、输出稳定、带负载能力强的特点，最高输出功率高达200W，可以满足本系统在最高功率下持续运行。

降压模块U2连接其他的部分，需要的最高电压为12V，但是与之相连的信号线、控制线比较多，多为电子敏感器件，容易受外界高压和各种线缆干扰，导致系统报错或者造成消融手术失败。因此，需要隔离，以降低信号干扰。本实施例提供了隔离电源U3实现信号干扰。具体的，降压模块U2输出恒压12V，最大输出功率120W，隔离电源U3的隔离电压为1500VDC，可以大大提高系统的抗干扰能力，进一步充分保护系统。为使温度信号采集的更精准和其他的电源不被温度信号干扰，本实施例采用12VDC电经隔离电源U3后，将A+5V和D+5V、GND和DGND隔开的设计方案，为系统供电，其供电电路请参看图8。从图8中可以看出，12VDC经过前级滤波进入U2DCDC隔离输出5VDC后再经过共模电感L3和L4转成A+5V和 D+5V。

相应的，上述系统的自适应能量稳定的医疗装置能量输出方法包括以下步骤：

配置能源发生装置产生能量通过消融装置将所述能量导入至消融区域，快速升温至消融温度以实施消融；

配置冷却模块通过泵迫使流体在管路内流动以调节能量导入过程中的温度，所述冷却模块的出水口设置压力传感器；

控制模块自适应调节适应参数来将消融区域的温度控制在消融所允许最佳手术温度范围[T_下，T_上]内，其被配置为：

实时读取消融区域当前的消融区域温度Ti、冷却管路当前的水路压力传感器压力值Pi，

当消融区域温度Ti大于预设消融温度常量Ts时，Ts< T_上，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw增大来使消融区域温度下降；

若消融区域温度Ti小于等于预设消融温度常量Ts，Ts> T_下, 调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw减少来使消融区域温度上升；

直至采集到当前消融区域温度位于佳手术温度范围[T_下，T_上]之内。

采集下一时刻温度作为当前消融区域温度Ti，若Ti >Ts，则进一步调整输出功率P_w+1= Pw +K*（Ts- Ti )/Ts*Pw，直至采集到当前消融区域温度降低到最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内，K是温度补偿因子，输出功率Pw为能源发生装置所产生的功率。

其中，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数进一步包括：

控制模块根据β=1+(P_MAX-Pi)计算出调整后的泵转速增量因子β，根据调整后的泵转速增量因子β计算泵转速n_i+1=βni计算出调整后泵转速n_i+1，再计算出调整后的输出功率Pw。

调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数进一步包括：

控制模块根据α=1-(P_MAX-Pi)计算出调整后的泵转速减量因子α，根据调整后的泵转速减量因子α计算泵转速n_i+1=αni计算出调整后泵转速n_i+1，再计算出调整后的输出功率Pw。

进一步地，该方法还包括：

设置泵连接线和压力传感器线与泵接口连接，控制模块通过控制泵转速以控制外部入水口和外部出水口的水流速度，控制模块通过采集压力传感器的值监测泵工作状态，以防止泵压力异常情况发生；

当管路由于异物堵塞导致Pi超过P_MAX时，控制模块降低泵转速来缓解管路内部压力；

当泵转速被调整至低于最低消融转速Nmin时，控制模块判别为管路堵塞，停止功率能量输出，并输出报警提示；

当检测管路压力值低于正常内部管路最低压力值Pmin时，控制模块判别管路出现泄漏故障，停机报警。

该自适应能量稳定的医疗装置能量输出方法请参看图2和图4，具体不再赘述。

综上，本实施例提供的自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统通过温控调节机制，保证不损坏消融装置及手术耗材，且避免对正常组织造成损伤。其中冷却模块经过内置管路，且对出水口压力进行监测，从而准确判断水冷系统的运行状态避免故障带来的手术风险。另外，系统内置多信号接口，可达到温度、耗材型号针检测、及其它信号传输，并且具有可调节自动治疗方案配置功能和手动可选快捷设定，便于操作者使用和维护配置的治疗方案。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，其特征在于，包括：

能源发生装置：用于产生能量通过消融装置将所述能量导入至消融区域，快速升温至消融温度以实施消融；

冷却模块，用于通过泵迫使流体在管路内流动以调节能量导入过程中的温度，所述冷却模块的出水口设置压力传感器；

控制模块，用于自适应调节适应参数来控制消融区域的温度在消融所允许最佳手术温度范围[T_下，T_上]内，其被配置为：实时读取消融区域当前的消融区域温度Ti、冷却管路当前的水路压力传感器压力值Pi，当消融区域温度Ti大于预设消融温度常量Ts时，Ts< T_上，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw增大来使消融区域温度下降；若消融区域温度Ti小于等于预设消融温度常量Ts ，Ts> T_下, 调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw减少来使消融区域温度上升，直至采集到当前消融区域温度位于最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内。

2.如权利要求1所述的自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，其特征在于，所述控制模块进一步被配置为：

采集下一时刻温度作为当前消融区域温度Ti，若Ti >Ts,则进一步调整输出功率P_w+1=Pw +K*（Ts- Ti )/Ts*Pw，直至采集到当前消融区域温度降低到最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内；其中，K是温度补偿因子，输出功率Pw为能源发生装置所产生的功率。

3.如权利要求1所述的自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，其特征在于，所述控制模块的自适应调节包括：控制模块根据β=1+(P_MAX-Pi)计算出调整的泵转速增量因子β，泵转速n_i+1=βni计算出调整后泵转速n_i+1，再计算出调整后的输出功率Pw，P_MAX为冷却管道最大容许压力。

4.如权利要求1所述的自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，其特征在于，还包括：

与消融装置连接的多信号接口模块，用于将消融装置包括耗材识别在内的信息反馈给所述控制模块；

所述消融装置上还设置温度传感器，消融区域的当前温度Ti是通过所述温度传感器、所述多信号接口模块传至所述控制模块；

所述多信号接口模块进一步包括交互接口模块和预配置方案模块，所述预配置方案模块中预存储针对包含消融面积和消融部位在内的手术适应配置项，包括预期功率Pw、控温Ts、输出时间T、冷却系统预期转速N在内的数据或内在关联关系；所述交互接口模块用于接收被手动配置的包括预期功率Pw、控温Ts、输出时间T、冷却系统预期转速N在内的数据或内在关联关系；

所述控制模块接收到所述多信号接口模块传送的数据，用以接收温度、耗材型号针检测在内的数据传输，且具有可调节自动治疗方案配置和/或手动可选快捷设定的接口数据，以进一步自适应调节适应参数来将消融区域的温度控制在消融所允许最佳手术温度范围[T_下，T_上]内。

5.如权利要求1所述的自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括第一降压单元、第二降压单元及隔离电源；

所述第一降压单元，用于将交流电转化为可输出至所述能源发生装置的工作电压；

所述第二降压单元，用于将交流电转化为输出至所述隔离电源使用的直流电压；

所述隔离电源，用于该直流电分隔为A+5V、D+5V、GND和DGND，供给所述控制模块。

6.如权利要求1所述的自适应能量稳定的医疗装置能量输出系统，其特征在于，所述冷却模块进一步还包括外部入水口、泵连接线和外部出水口，泵连接线和压力传感器线与泵接口连接，控制模块通过控制泵转速以控制外部入水口和外部出水口的水流速度，控制模块通过采集压力传感器的值监测泵工作状态，以防止泵压力异常情况发生。

7.一种自适应能量稳定的医疗装置能量输出方法，其特征在于，包括：

配置能源发生装置产生能量通过消融装置将所述能量导入至消融区域，快速升温至消融温度以实施消融；

配置冷却模块通过泵迫使流体在管路内流动以调节能量导入过程中的温度，所述冷却模块的出水口设置压力传感器；

控制模块自适应调节适应参数来将消融区域的温度控制在消融所允许最佳手术温度范围[T_下，T_上]内，其被配置为：

实时读取消融区域当前的消融区域温度Ti、冷却管路当前的水路压力传感器压力值Pi，

当消融区域温度Ti大于预设消融温度常量Ts时，Ts< T_上，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw增大来使消融区域温度下降；

若消融区域温度Ti小于等于预设消融温度常量Ts，Ts> T_下, 调节包括泵转速减量因子α在内的适应参数，控制冷却管道压力Pw减少来使消融区域温度上升；

直至采集到当前消融区域温度位于佳手术温度范围[T_下，T_上]之内。

8.如权利要求7所述的自适应能量稳定的医疗装置能量输出方法，其特征在于，还包括：

采集下一时刻温度作为当前消融区域温度Ti，若Ti >Ts,则进一步调整输出功率P_w+1=Pw +K*（Ts- Ti )/Ts*Pw，直至采集到当前消融区域温度降低到最佳手术温度范围[T_下，T_上]之内，K是温度补偿因子，输出功率Pw为能源发生装置所产生的功率。

9.如权利要求7所述的自适应能量稳定的医疗装置能量输出方法，其特征在于，调节包括泵转速增量因子β在内的适应参数进一步包括：

控制模块根据β=1+(P_MAX-Pi)计算出调整后的泵转速增量因子β，

根据调整后的泵转速增量因子β计算泵转速n_i+1=βni计算出调整后泵转速n_i+1，

再计算出调整后的输出功率Pw，

P_MAX为冷却管道最大容许压力。

10.如权利要求7所述的自适应能量稳定的医疗装置能量输出方法，其特征在于，还包括：

设置泵连接线和压力传感器线与泵接口连接，控制模块通过控制泵转速以控制外部入水口和外部出水口的水流速度，控制模块通过采集压力传感器的值监测泵工作状态，以防止泵压力异常情况发生；

当管路由于异物堵塞导致Pi超过P_MAX时，控制模块降低泵转速来缓解管路内部压力；

当泵转速被调整至低于最低消融转速Nmin时，控制模块判别为管路堵塞，停止功率能量输出，并输出报警提示；

当检测管路压力值低于正常内部管路最低压力值Pmin时，控制模块判别管路出现泄漏故障，停机报警。