TWI843390B - 自動調節功率方法及消融系統 - Google Patents
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Abstract
一種自動調節功率方法及消融系統,所述方法用於調節消融板的輸出功率,消融板包括多個電極;所述方法包括:獲取消融過程中消融板各電極的實時電流值和實時電壓值;根據實時電流值和實時電壓值,確定各電極的實時阻抗,並基於實時阻抗從各電極中確定出一個指定電極;基於指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定各電極中至少一個電極的目標單極功率;基於至少一個電極的實時功率、以及目標單極功率,調整消融板的輸入電壓,以調整消融板的輸出功率。本案根據至少一個電極的目標單極功率來調整輸出功率,從而更精准地調整輸出功率。
Description
本發明屬於射頻消融技術領域,具體涉及一種自動調節功率的方法和系統。
射頻消融是將高頻交流電施加於目標物件的患處直至達到設定的能量,用來殺滅例如腫瘤或者癌細胞等特定組織的治療方法。該方法通常應用於呼吸系統常見的疾病的治療,用以解決傳統的藥物治療存在治療不徹底、不高效的問題。
目前,射頻消融的方法中,通常將各電極並聯,並輸出恒定不變的電壓,直到達到設定的消融能量。但是,在消融過程中,包括電極在內的電子元器件的溫度通常會升高,從而使得電子元器件的阻抗也升高。而阻抗增大,會導致該電極的輸出功率降低,從而影響消融效率。
本發明提供了一種自動調節功率的方法和系統,用以解決現有技術中,並沒有考慮到溫度與阻抗之間的關係,使得消融效率下降的問題。
本發明的基礎方案是:一種調節功率的方法,所述方法用於調節消融板的輸出功率,所述消融板包括多個電極;所述方法包括:
獲取消融過程中消融板各電極的實時電流值和實時電壓值;根據所述實時電流值和實時電壓值,確定各電極的實時阻抗,並基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極;基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率;基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,調整所述消融板的輸入電壓,以調整所述消融板的輸出功率。
本發明方案中,消融板的各電極並聯且實時功率受阻抗影響,由此可以根據各電極的實時阻抗來設定一個指定電極。基於該指定電極,可以根據預設單極功率來確定至少一個電極待調整至的目標單極功率,即通過調整輸入電壓來使得該至少一個電極的實時功率調整為盡可能接近目標單極功率,由此,可以更精准地調整輸出功率。
進一步,基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極,包括:將所述實時阻抗最小的電極確定為指定電極。
進一步,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率,包括:基於所述已設定的預設單極功率,確定所述指定電極的目標單極功率。
進一步,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率,還包括:針對除所述指定電極外的每個其他電極,計算所述指定電極的實時阻抗與該其他電極的實時阻抗的比值,並基於所述實時阻抗的比值、以及所述指定電極的目標單極功率,確定該其他電極的目標單極功率。
進一步,所述基於所述已設定的預設單極功率,確定所述指定電極的目標單極功率,包括:
獲取消融過程中所述指定電極對應的消融對象的實時溫度;根據所述指定電極對應的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值;所述功率調節值用於調節與所述指定電極對應的消融對象的實時溫度;基於所述已設定的預設單極功率和所述功率調節值,確定所述指定電極的目標單極功率。
進一步,所述溫度閾值包括預設溫度範圍和預設保護溫度,所述預設溫度範圍的最大值小於或等於所述預設保護溫度;所述目標單極功率為所述預設單極功率和所述功率調節值的和;根據所述指定電極對應的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值,包括:在所述指定電極對應消融對象的實時溫度處於預設溫度範圍時,將所述指定電極的功率調節值設定為0,以使所述目標單極功率等於所述預設單極功率;在所述指定電極對應消融對象的實時溫度大於預設保護溫度時,將所述指定電極的功率調節值設定小於0,以使所述目標單極功率小於所述預設單極功率;在所述指定電極對應消融對象的實時溫度小於預設溫度範圍的最小值時,將所述指定電極的功率調節值設定大於0,以使所述目標單極功率大於所述預設單極功率。
進一步,基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,調整所述消融板的輸入電壓,包括:將所述至少一個電極中,所有電極的目標單極功率之和確定為目標總功率;
基於所述至少一個電極中所有電極的實時功率之和、與所述目標總功率之間的差值,調整所述消融板的輸入電壓。
進一步,基於所述至少一個電極中所有電極的實時功率之和、與所述目標總功率之間的當前差值,調整所述消融板的輸入電壓,包括:基於上一次獲取到的所述至少一個電極中所有電極的實時功率,確定歷史實時功率之和,以及,確定所述歷史實時功率之和與所述目標總功率之間的歷史差值;在預設的功率差值範圍與電壓變化量的對應關係表中,查找所述當前差值所屬的當前功率差值範圍和對應的電壓變化量,以及所述歷史差值所屬的歷史功率差值範圍;若所述當前差值範圍與所述歷史功率差值範圍不同,則按照所述對應的電壓變化量調整所述消融板的輸入電壓;若所述當前差值範圍與所述歷史功率差值範圍相同,則獲取當前設置的電壓變化量,並減小當前設置的電壓變化量,並按照減小後的電壓變化量調整所述消融板的輸入電壓。
進一步,所述方法還包括:根據所述各路電極的實時電流值和實時電壓值,計算得到每一路在單位時間內產生的實時能量;將每一路在每個單位時間內產生的實時能量進行累加,得出該路電極產生的總能量;若所述總能量與預設能量值相等,將該路電極所在電路的輸出功率調整為0。
本發明還提供一種消融系統,包括功率輸出板和消融板;所述消融板,包括中央處理單元、採樣單元、和多個電極,其中,
所述電極,與一個或多個消融對象連接,並用於對相連的消融對象進行消融;所述採樣單元,用於檢測所述各電極的實時電流值和實時電壓值,併發送給所述中央處理單元;所述中央處理單元,用於:根據所述採樣單元發送的實時電流值和實時電壓值確定各電極的實時阻抗,並基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極;以及,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標電極單極功率;以及,基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,確定所述消融板需要發送的控制電壓訊號,並將所述控制電壓訊號發送至功率輸出板;所述功率輸出板,用於根據所述中央處理單元所發送的控制電壓訊號確定目標電壓,並根據所述控制電壓訊號調整所述電極的輸出功率。
進一步,所述採樣單元,還用於檢測所述指定電極相連的消融對象的實時溫度,並將所述實時溫度發送給所述中央處理單元;所述中央處理單元,還用於:根據所述指定電極相連的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值;以及,基於所述已設定的預設單極功率和所述功率調節值,確定所述指定電極的目標單極功率;其中,所述功率調節值用於調節與所述指定電極相連的消融對象的實時溫度。
進一步,所述消融板還包括繼電器控制單元;所述繼電器控制單元與所述多個電極相連,並用於控制各個電極的通斷;所述中央處理單元,還用於:根據所述各電極的實時電流值和實時電壓值,計算得到每一路在單位時間內產生的實時能量;並將每一路在每個單位時間內產生的實時能量進行累加,得出該路電極產生的總能量;若所述總能
量與預設能量值相等,則控制所述繼電器單元將該路電極斷開,以將該路電極所在電路的輸出功率調整為0。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
101~107:步驟
21:控制板
22:功率輸出板
23:消融板
231:通訊單元
232:中央處理單元
233:採樣單元
2331:電流檢測電路
23310:電流採樣電路
23311:差分放大電路
23312:整流電路
23313:直流濾波電路
23314:跟隨器
23315:RC濾波電路
23316:穩定電流檢測電路
2332:電壓檢測電路
23321:電壓衰減電路
23322:整流電路
23323:直流濾波電路
23324:跟隨器
23325:RC濾波電路
23326:穩定電壓檢測電路
2333:繼電器控制電路
23331:儲存器
23332:處理器
23333:比較器
23334:控制器
23335:繼電器單元
2334:中性電極檢測電路
23341:互感器
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23344:直流濾波電路
23345:跟隨器
23346:RC濾波電路
2335:溫度檢測電路
23351:溫度感測器
23352:溫度感測器濾波電路
23353:冷端補償溫度感測器
23354:冷端補償感測器濾波電路
23355:溫度檢測晶片
M7、M21、M22、M23、M24:模組
TAK10-050:互感器
R152:採樣電阻
U38:運放晶片
R156、R157、R220:電阻
U40:晶片
D40、D41:穩壓二極體
C147、C148:濾波電容
U1:光電繼電器
Q1:電晶體
R1、R2、R3、R4、R5:電阻
AVCC:電壓源
圖1為本發明第一實施方式提供的一種自動調節功率的方法的流程示意圖;圖2為本發明第二實施方式和第三實施方式提供的一種自動調節功率的系統的模組示意圖;圖3為本發明第三實施方式提供的一種自動調節功率的系統中一個示例的模組示意圖;圖4為圖2和圖3中採樣單元的模組示意圖;圖5為圖4中電流檢測電路的模組示意圖;圖6為圖4中電流檢測電路的電路示意圖;圖7為圖4中電壓檢測電路的模組示意圖;圖8為圖4中電壓檢測電路的電路示意圖;圖9為圖4中中性電極檢測電路的模組示意圖;圖10為圖4中中性電極檢測電路的電路示意圖;圖11為圖4中溫度檢測電路的模組示意圖;圖12為圖4中溫度檢測電路的電路示意圖;圖13為圖4中繼電器控制電路的模組示意圖;圖14為圖13中繼電器單元的電路示意圖;圖15為圖2中功率輸出板的電路示意圖。
下面通過具體實施方式進一步詳細的說明:為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而,本領域的普通技術人員可以理解,在本發明各實施方式中,為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是,即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化和修改,也可以實現本申請所要求保護的技術方案。
實施方式一:
本發明的第一實施方式提供一種自動調節功率的方法,所述方法用於調節消融板的輸出功率,所述消融板包括多個電極;所述方法包括:獲取消融過程中消融板各電極的實時電流值和實時電壓值;根據所述實時電流值和實時電壓值,確定各電極的實時阻抗,並基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極;基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率;基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,調整所述消融板的輸入電壓,以調整所述消融板的輸出功率。
在實施時,本方案的消融板獲取消融啟動訊號;根據所述消融啟動訊號,啟動消融;獲取消融過程中各電極實時的實時電流值和實時電壓值;根據所述實時電流值和實時電壓值,確定各電極的實時阻抗;根據各電極的實時阻抗,從所述各電極中確定出一個指定電極;基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率;根據所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,調整所述消融板的輸入電壓,以調整所述消融板的輸出功率。
本實施例中,消融板的各電極並聯且實時功率受阻抗影響,由此可以根據各電極的實時阻抗來設定一個指定電極。基於該指定電極,可以根據預設單極功率來確定至少一個電極待調整至的目標單極功率,即通過調整輸入電壓來使得該至少一個電極的實時功率調整為盡可能接近目標單極功率,由此,可以更精准地調整輸出功率。
下面對本實施方式的一種自動調節功率的方法的實現細節進行具體的說明,以下內容僅為方便理解提供的實現細節,並非實施本方案的必須,本實施方式的具體流程如圖1所示,本實施方式應用於一種自動調節功率的系統。
步驟101,獲取消融過程中消融板各電極的實時電流值和實時電壓值。
具體而言,本步驟101的實施前提具有兩種,其一,消融板在直接通電後直接進行步驟101,其二消融板在獲取到消融啟動訊號後,執行步驟101。
在一些示例中,在步驟101之前,所述方法還包括:S100,獲取消融啟動訊號。
具體而言,消融啟動訊號由用戶自行控制發送。通常用戶通過控制板通過點擊、選擇等方式觸發,從而產生消融啟動訊號。在具體實施時,通常由消融板的通訊單元來接收消融啟動訊號,消融啟動訊號通常是以LOW_MCU_RX、LOW_MCU_TX兩路訊號的形式進行傳輸。
在一些示例中,步驟101包括:S1-1,獲取消融過程中各電極的實時電流值;S1-2,獲取消融過程中各電極的實時電壓值。
具體而言,S1-1獲取消融過程中各電極的實時電流值,包括:S1-1-1,差分放大待檢測電流訊號,得到放大電流訊號;S1-1-2,對放大電
流訊號進行半波整流,整流為正半周的波形,得到電流整流波形;S1-1-3,對所述電流整流波形進行直流濾波,得到近似直流訊號;S1-1-4,將所述近似直流訊號轉化為波形接近線性的訊號,並進行RC濾波,得到穩定電流;S1-1-5,檢測所述穩定電流的電流值,並根據預設係數,推算出待檢測電流訊號的當前電流值。其中,所述預設係數與所述差分放大的倍數、半波整流的係數、直流濾波係數和RC濾波係數相關聯。
採用差分放大的方式將待檢測電流訊號進行放大,在檢測精度不變的情況下,提高待檢測電流訊號的檢測準確度。通過RC濾波使得輸出的電流更為穩定、基本不波動,避免檢測結果因為波動出現準確度下降。
具體而言,S1-2,獲取消融過程中各電極的實時電壓值,包括:S1-2-1,衰減所述待檢測電壓訊號,得到衰減電壓訊號;S1-2-2,對衰減電壓訊號進行半波整流,整流為正半周的波形,得到電壓整流波形;S1-2-3,對所述電壓整流波形進行直流濾波,得到近似直流電壓訊號;S1-2-4,將所述近似直流電壓訊號轉化為波形接近線性的訊號,並進行RC濾波,得到穩定電壓;S1-2-5,檢測所述穩定電壓的電流值,並根據預設係數,推算出待檢測電壓訊號的當前電壓值。其中,所述預設係數與所述衰減的倍數、半波整流的係數、直流濾波係數和RC濾波係數相關聯。
將測得的電壓值經過電阻分壓電路進行衰減處理,是因為測得的電壓值過大,需要電阻分壓的方式衰減電壓訊號,衰減到方便測量的狀態。對波形進行調製和濾波,使得供檢測的電壓更穩定、基本不波動,避免檢測結果因為波動出現準確度下降。
步驟102,根據所述實時電流值和實時電壓值,確定各電極的實時阻抗,並基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極。
具體而言,根據同一電極的實時電流值I和實時電壓值U,結合公式R=U/I,計算出該電極的實時阻抗R。隨後基於這些電極對應的實時阻抗,從各電極中選擇出一個作為指定電極。
在一個實施例中,基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極,包括:將所述實時阻抗最小的電極確定為指定電極,例如可以將該指定電極的阻抗記為Rmin。
在一個實施例中,各電極對應的實時阻抗可以反映出該電極是否與目標對象貼靠,對於未與目標對象貼靠的電極,可以確定為無效電極,在確定指定電極時將其去除。例如,在進行步驟S102中,基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極之前,所述方法還會對參與計算單極消融功率的電極進行篩選,篩選過程如下:S2-1,獲取預設的最大阻抗值和最小阻抗值;S2-2,在電極對應的當前阻抗大於最大阻抗值或者小於所述最小阻抗值時,將所述電極不計入所述單極消融功率的計算範圍。
通過使用者設置的最小阻抗值和最大阻抗值來判定是否電極是否貼靠;具體為,若當前阻抗大於最小阻抗值,且小於最大阻抗值,則判定該當前阻抗對應電極貼靠良好;若電極對應的當前阻抗大於最大阻抗值或者小於所述最小阻抗值,則判定該當前阻抗對應電極貼靠不良。
步驟103,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率。
其中,預設單極功率可以是使用者根據經驗確定的,例如可以是單個電極所能達到的最大功率。
其中,目標單極功率可以理解為,待調整至的目標功率。例如,對於指定電極,指定電極的當前實時功率為1W,確定該指定電極的目標單
極功率為2W,則可以將2W作為該指定電極待調整至的目標功率,即將該指定電極的實時功率調整為盡可能接近2W。
在一個實施例中,至少一個電極可以僅包括指定電極。基於此,步驟103的實施可以包括:
S3-1,基於所述已設定的預設單極功率,確定所述指定電極的目標單極功率。
在一個實施例中,至少一個電極可以包括指定電極和其他電極,例如可以包括該消融板中的所有電極,或者,可以包括該消融板中除了未貼靠的電極以外的其他所有電極。基於此,步驟103的實施在包括上述S3-1的基礎上,還可以包括:
S3-2,針對除所述指定電極外的每個其他電極,計算所述指定電極的實時阻抗Rmin與該其他電極(例如記為R)的實時阻抗的比值Rmin/R,並基於所述實時阻抗的比值、以及所述指定電極的目標單極功率,確定該其他電極的目標單極功率。
下面對上述步驟S3-1和步驟S3-2進行具體說明。
在實施時,S3-1中,首先設定一個預設單極功率P’,根據該預設單極功率P’,設定為指定電極的目標單極功率P0。例如,可以將該預設單極功率P’設置為該指定電極的目標單極功率P0;或者,也可以結合溫度調節機制,確定一個功率調節值,從而根據預設單極功率P’和功率調節至△P來確定目標單極功率P0。可以理解的是,由於指定電極在所有電極中電阻最小,因此該指定電極的功率是所有電極中最大的,從而,若將該指定電極調整至預設單極功率,則可以保證在所有電極的功率均不超過預設單極功率的基礎上,使整個電路在整體上達到最大功率,提高消融效率。
在一個實施例中,也可以基於預設單極功率P’和溫度調節機制來確定該指定電極的目標單極功率P0,具體在下文介紹,這裡暫不贅述。
可選地,預設單極功率值P’的預先設定可以通過以下幾種方式:(1)使用者設置的單極功率值P’是根據操作人員的經驗來確定,操作人員根據不同的消融部位和消融深度決定不同的消融功率。(2)將歷史的消融部位、消融深度、單極功率值組成集合,製作成表格;根據檢測到的消融部位和消融深度通過表格查找得到對應的消融深度。(3)將歷史的消融部位、消融深度和單極功率值組成基礎資料集,採用神經網路模型對該基礎資料集進行訓練,得到多個歷史消融部位、對應消融深度與單極功率值相關聯的模型;根據檢測到的多個消融部位和消融部位對應的消融深度,代入到訓練好的神經網路模型,得到對應的預設單極功率值P’。需要說明的是,上述幾種方式只是示例性說明,在實際應用中,還可以通過其他方法確定,本實施例不進行限定。
在一些示例中,步驟S3-1還可以包括:S3-1-1,獲取消融過程中所述指定電極對應的消融對象的實時溫度;S3-1-2,根據所述指定電極對應的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值△P,所述功率調節值△P用於調節與所述指定電極對應的消融對象的實時溫度;S3-1-3,基於所述已設定的預設單極功率P’和所述功率調節值△P,確定所述指定電極的目標單極功率P0。
可以理解的是,消融板通過電極對消融對象進行消融時,實際上是控制消融對象的溫度來進行消融。因此,有效的消融必須要將消融對象的溫度控制在適宜範圍內。
在一個實施例中,S3-1-2中,溫度閾值可以包括預設溫度範圍[a,b]和預設保護溫度c,所述預設溫度範圍的最大值b小於或等於所述預設保護
溫度c,即bc。其中,預設溫度範圍可以理解為消融效果較好的適宜範圍,預設保護溫度可以理解為防止消融對象收到損害的最高溫度。為便於描述,這裡將指定電極對應的消融對象的實時溫度記為x。
具體的,S3-1-2,根據所述指定電極對應的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值,包括:
S3-1-2-2,在所述指定電極對應消融對象的實時溫度x大於預設保護溫度c時(即x>c),將所述指定電極的功率調節值△P設定小於0,以降低所述指定電極的當前輸出功率P0;可以理解的是,若消融對象的實時溫度大於預設保護溫度,則可能對消融對象造成傷害,因此需要立即降低溫度。在一個例子中,可以通過降低功率來降低溫度。
S3-1-2-3,在所述指定電極對應消融對象的實時溫度x小於預設溫度範圍[a,b]的最小值a時(即x<a),將所述指定電極的功率調節值△P設定大於0,以提高所述指定電極的當前輸出功率。
可以理解的是,若消融對象的實時溫度小於預設溫度範圍的最小值,則可能由於溫度過低而導致消融效果不佳。因此,提高功率既可以提升消融效果,又可以提高消融效率。
在一些示例中,消融板還包括灌注泵,所述灌注泵用於向所述指定電極對應消融對象關注生理鹽水以降低所述對應消融對象的當前溫度。由此,通過提高灌注泵流速可以降低消融對象的當前溫度;通過降低灌注
泵流速可以提升消融對象的當前溫度。具體的,(1)在所述指定電極對應消融對象的實時溫度x大於所述預設保溫溫度時,即x>c,可以先加大所述灌注泵注入生理鹽水的流速v,若在灌注泵流提升到最高的情況下,實時溫度x仍大於c,則設置所述指定電極的功率調節值△P<0,從而在預設單極功率的基礎上降低作為目標單極功率,從而使得消融對象的實時溫度處於保護溫度以下;可選地,可以根據當前實時功率和目標單極功率來確定功率調節值,例如使得功率調節值小於實時功率與預設單極功率的差值,從而使得目標單極功率小於實時功率,從而通過降低功率來快遞降低目標對象的溫度;(2)在所述指定電極對應消融對象的實時溫度x大於所述預設溫度範圍的最大值b、且小於或等於所述預設保護溫度c時,即x(b,c],加大所述灌注泵注入生理鹽水的流速v,直至所述流速v大達到最大流速vmax;可選地,在灌注泵流提升到最高的情況下,也可以設置所述指定電極的功率調節值△P<0,從而在預設單極功率的基礎上降低作為目標單極功率,從而使得消融對象的實時溫度處於適宜範圍;(3)在所述指定電極對應消融對象的實時溫度x處於預設溫度範圍[a,b]時,即x[a,b],將所述指定電極的功率調節值△P設定為0,從而直接可以將預設單極功率作為目標功率P0;(4)在所述指定電極對應消融對象的實時溫度x小於所述預設溫度範圍的最小值a時,即x<a,將所述指定電極的功率調節值△P>0,從而在預設單極功率的基礎上提高作為目標單極功率,既可以提高消融對象的實時溫度提升消融效果,同時也可以提高消融效率,縮短消融時間;可選地,若達到單極最大功率後,消融對象的實時溫度x仍小於最小值a,則可以下調灌注泵注入生理鹽水的流速v,直至下調為最小值vmin。
在一個實施例中,功率調節值△P可以是預設的固定值,例如確定△P<0時,△P=-1;確定△P>0時,△P=1等。或者,功率調節值△P根據預設
的溫度差值與功率調節值的對應關係確定,例如:在x(b,c]時,可以根據x與b的差值,來確定功率調節值,一般地,該差值與功率調整值的絕對值成正相關。對於其他情況,也預設有類似的對應關係,這裡不再贅述。
具體的,S3-1-3,基於所述已設定的預設單極功率P’和所述功率調節值△P,確定所述指定電極的目標單極功率P0包括:根據使用者設置的預設單極功率值P’和溫度調節機制產生的調節量△P相加得到單極消融功率P0;其中,所述預設單極功率P’是使用者預先根據消融部位和消融深度預先設定的,所述消融溫度會在消融過程中實時變化,溫度調節機制可以控制消融溫度處於適宜範圍內。
S3-2中,所述指定電極的實時阻抗與該其他電極的實時阻抗的比值k=指定電極的實時阻抗Rmin/其他電極的實時阻抗R。基於所述實時阻抗的比值、以及所述指定電極的目標單極功率,確定該其他電極的目標單極功率。例如,可以將其他電極與指定電極之間,目標單極功率的比值與實時阻抗的比值成反比。具體為:根據反比關係式,計算出各電極的需要輸出的目標單極功率Px;其中,Rx代表了當前電極(即除指定電極外的任一其他電極)的阻抗值,Rmin代表了指定電極的阻抗值,P0代表了指定電極的目標單極功率,Px代表了當前電極(即阻抗值為Rx的電極)的目標單極功率。若處於正常工作狀態的電極中,除了指定電極外還有n個電極,則可以將每個電極的目標單極功率記為P 1~P n ,其中x的取值範圍是[1,n],n的取值為正整數。
本步驟中,各電極並聯且實時功率受阻抗R影響,並且阻抗R越小,電極的實時功率P越大。可以得知在各路中,阻抗R最小的電極,該電極的實時功率P是各路中最大的功率值。因此,將阻抗最小的電極設定為指定電
極,可以根據預設單極功率來確定指定電極待調整至的目標單極功率,即後續將指定電極的實時功率調整為盡可能接近預設單極功率。同時,根據指定電極的目標單極功率來確定其他電極的目標單極功率,也可以在後續調整功率時:既保證每個電極均不超過預設單極功率,也使得各電極的實時功率調整為盡可能地大,從而實現整個電路的最大輸出功率值,提高消融效率。此外,單極消融功率的計算,考慮到各電極的溫度隨著消融程度而實時變化,基於溫度的變化,設置溫度調節機制,使得單極消融功率充分考慮到溫度因素。其中,溫度調節機制中,以設定的單極消融功率為基準,可以將消融過程中的溫度始終處於保護溫度以下。
步驟104,基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,調整所述消融板的輸入電壓,以調整所述消融板的輸出功率。
具體而言,步驟104的實施包括:S4-1將所述至少一個電極中,所有電極的目標單極功率之和確定為目標總功率;S4-2,基於所述至少一個電極中所有電極的實時功率之和、與所述目標總功率之間的差值,調整所述消融板的輸入電壓。
其中,至少一個電極可以僅包括指定電極;或者也可以既包括指定電極、還包括其他電極。
在一個實施例中,至少一個電極僅包括指定電極,則可以先根據指定電極的實時的電壓值和電流值,計算實時功率,也即步驟104中所述的“實時功率之和”;然後,可以將該指定電極的目標單極功率作為步驟104中的“目標總功率”,從而,可以根據該指定電極的實時功率與目標單極功率調整輸入電壓。
可以理解的是,本實施例中通過單個電極(即指定電極)的功率來對輸入電壓進行回饋,計算較為簡單快捷,在保證準確性的基礎上,還提高了計算效率。
在一個實施例中,至少一個電極包括指定電極和其他電極,則可以先根據每路電極實時的電壓值和電流值,分別計算每路電極的實時功率,然後相加確定“實時功率之和”;然後,可以將每路電極對應的目標單極功率相加得到“目標總功率”,從而,可以根據該實時功率之和、與目標總功率調整輸入電壓。
其中,其他電極可以包括有效貼靠的電極,可以通過電極的阻抗來判斷是否有效貼靠。在當前阻抗小於或等於最大阻抗值、且大於或等於所述最小阻抗值的電極;最大阻抗值和最小阻抗值均是由使用者設置的;在“當前阻抗小於或等於最大阻抗值、且大於或等於所述最小阻抗值”這一範圍內的電極視為貼靠良好,計入功率計算範圍;其餘的情況的電極為沒有貼靠或者貼靠不良,不計入功率計算範圍。
可以理解的是,本實施例相比通過單極輸出功率和單極目標功率來進行直接控制而言,通過整個電路的總功率來回饋控制輸出電壓,可靠性更高;同時,由於電路中各電極的電阻是實時變化的,那麼電阻最小的指定電極也會發生改變(例如原指定電極為電極1,變更為電極2),由此,通過整個電路的總功率來回饋可以減少暫態電壓的波動,更有利於穩定的輸出。
具體的,S4-2,基於所述至少一個電極中所有電極的實時功率之和、與所述目標總功率之間的當前差值,調整所述消融板的輸入電壓,包括:
S4-2-1,基於上一次獲取到的所述至少一個電極中所有電極的實時功率,確定歷史實時功率之和,以及,確定所述歷史實時功率之和與所述目標總功率之間的歷史差值;在預設的功率差值範圍與電壓變化量(DAC電壓變化量)的對應關係表中,查找所述當前差值△P所屬的當前功率差值範圍和對應的電壓變化量,以及所述歷史差值所屬的歷史功率差值範圍;其中,所述對應關係表包括相關聯的功率差值範圍和電壓變化量(DAC電壓變化量)。
其中,在S4-2中,預設的功率差值範圍與電壓變化量的對應關係表是,經過多次實驗後,歸納出的功率差值範圍、功率變化範圍和DAC變化量的關係,並總結出多組資料相互對應的關聯。對照表可以是一一對應的多個映射,也可以通過歷史資料整理而形成的資料庫,還可以是總結歸納出的功率差值範圍與DAC變化量之間的模型。
在一個實施例中,在每一次對電流值、電壓值進行採樣後,可以計算出所述至少一個電極中所有電極的實時功率,然後計算出該實時功率與目標總功率之間的差值,並進行記錄,例如可以記錄在歷史差值表中;或者也可以僅記錄上一次計算出的差值;或者僅記錄上一次或歷史多次的差值所對應的差值範圍,例如記錄差值範圍對應的序號等。
可選地,在記錄歷史差值或歷史差值範圍時,可以在首次記錄前先將差值範圍初始化,將軟體後續要計算並判斷的差值範圍的數值先歸於原始未調整狀態,防止先前測試的資料對操作產生影響。
在一個實施例中,針對首次採樣得到的實時功率,可以直接在預設的功率差值範圍與電壓變化量的對應關係表中,查找與差值對應的電壓變化量,然後直接根據該電壓變化量進行調節。
在一個實施例中,針對非首次採樣得到的實時功率,在計算得到當前差值後,可以在查找上一次計算出的歷史差值;然後在對應關係表中分別查找當前差值所屬的當前功率差值範圍、以及歷史差值所屬的歷史功率差值範圍,並進行比較。
S4-2-2,若所述當前功率差值範圍與所述歷史功率差值範圍不同,則按照所述對應的電壓變化量調整所述消融板的輸入電壓,即,將設置的DAC變化量,從上一次的DAC變化量更新為與所述S4-2-1中得出的功率變化範圍相對應的當前DAC變化量。
其中,設置的DAC變化量可以用於調整輸入電壓,從而調整輸出功率。
S4-2-3,若所述當前功率差值範圍與所述歷史功率差值範圍相同,則獲取當前設置的電壓變化量,並減小當前設置的電壓變化量,並按照減小後的電壓變化量調整所述消融板的輸入電壓,從而可以調整輸出功率。
進一步,S4-2-3中,獲取當前設置的電壓變化量,並減小當前設置的電壓變化量,包括:電壓變化量(DAC變化量)按照預設的固定減少值進行減小,即將設置的DAC變化量,更新為:原有的DAC變化量-固定減少值;其中固定減少值為預設值。
在調整輸入電壓時,可以根據將設置的DAC變化量加上當前設置的DAC值,得到更新後的DAC值,將當前的DAC值反饋到電源電路中的相關模組處,通過這些相關模組將輸出電壓,進而調節輸出功率值。
可以理解的是,在本步驟中,用於調整輸入電壓的DAC變化量並非保持恒定不變,而是DAC變化量不斷減少,呈曲線狀地不斷接近預設的閾值,可以減少輸出電壓的波動,減少對輸出功率的影響。
另外,本方法在步驟101實施後,還可以有以下內容:
步驟105,根據各路電極實時的電流值和電壓值,限制電極在單位時間內所產生的能量。
具體而言,步驟105的實施包括:S5-1,根據所述各路電極實時的電流值、電壓值,結合串並聯連接方式,計算得到每一路在單位時間累加產生的能量;S5-2,將每一路在每個單位時間內產生的實時能量進行累加,得出該路電極產生的總能量;S5-3,比較所述每一路在累加產生的總能量與預設能量值的數值;S5-4,在累加產生的總能量與預設能量值相等時,將輸出功率調整為0。
其中,預設總能量是使用者預先設定的,可以是達到消融效果所需的消融能量。也就是說,在該極電路累加產生的總能量達到預設總能量時,可以認為該電極的消融對象已經達到消融效果,該路電極可以停止消融。
在一個實施例中,在任一路的電極輸出的總能量達到預設能量值時,可以確定該路電極的消融對象已達到消融效果,由此,可以通過關斷該電極對應的繼電器來控制該電極關斷,停止能量操作,既避免電極燒壞,又避免對消融對象產生不必要的損傷。
其中,所述繼電器與所述電極一一對應,繼電器用於控制對應電極的開斷。多個電極均有一一對應的控制繼電器,控制繼電器用來控制各電極的開與斷,實現對各電極的消融時間進行單獨控制,通過單獨控制各電極的消融時間,實現各電極的能量輸出一致。
步驟106,根據各路電極實時的電流值和電壓值,判斷負接板所引出的兩路中所有的電極是否貼好。
具體而言,步驟106的實施包括:S6-1比較負極板接觸一路的電流值與負極板接觸另一路的電流值;S6-2,在負極板接觸一路的電流值等於雙倍的負極板接觸另一路的電流值時,進行報警。
在一側電流是另一側的兩倍時,可以判斷電流值小的一側未貼靠好,直接進行報警,以提示使用者需要調整負極板的位置。例如:設定存在兩路電流差值達到1倍時,即I1=2I2時,判定電流小的那一路即I2為未貼靠好的狀態,出現這種情況時,軟體會發出報警訊號,提示人為調整負極板的位置。
步驟107,檢測各電極的溫度,在達到溫度上限值時,將該電極對應的繼電器關斷。
具體而言,步驟107的實施包括:S7-1,在各電極進行消融過程時,檢測各電極的當前溫度;S7-2,比較當前溫度與預設的溫度上限值;在當前溫度大於或等於所述溫度上限值時,控制繼電器關斷。其中,所述繼電器與所述電極一一對應,繼電器用於控制對應電極的開斷。多個電極均有一一對應的控制繼電器,控制繼電器用來控制各電極的開與斷,實現對各電極的消融時間進行單獨控制,通過單獨控制各電極的消融時間,實現各電極的能量輸出一致。實現了一旦某一電極的溫度超過設定的溫度上限值時,控制相應的繼電器關斷,不再執行後續的消融操作,避免出現故障。
上面各種方法的步驟劃分,只是為了描述清楚,實現時可以合併為一個步驟或者對某些步驟進行拆分,分解為多個步驟,只要包括相同的邏輯關係,都在本專利的保護範圍內;對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計,但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護範圍內。
實施方式二:
本發明的第二實施方式提供了種消融系統,如圖2所示,包括功率輸出板22和消融板23;所述消融板23,包括中央處理單元232、採樣單元233和多個電極,其中,所述電極,與一個或多個消融對象連接,並用於對相連的消融對象進行消融;所述採樣單元233,用於檢測所述各電極的實時電流值和實時電壓值,併發送給所述中央處理單元;所述中央處理單元232,用於:根據所述採樣單元233發送的實時電流值和實時電壓值確定各電極的實時阻抗,並基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極;以及,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標電極單極功率;以及,基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,確定所述消融板需要發送的控制電壓訊號,並將所述控制電壓訊號發送至功率輸出板22;所述功率輸出板22,用於根據所述中央處理單元所發送的控制電壓訊號確定目標電壓,並根據所述控制電壓訊號調整所述電極的輸出功率。
可以理解的是,消融板需要發送的控制電壓訊號,可以理解為用於指示目標電壓的控制電壓訊號。
在上述實施方式中,消融板的各電極並聯且實時功率受阻抗影響,由此可以根據各電極的實時阻抗來設定一個指定電極。基於該指定電極,可以根據預設單極功率來確定至少一個電極待調整至的目標單極功率,即即通過調整輸入電壓來使得該至少一個電極的實時功率調整為盡可能接近目標單極功率,由此,可以更精准地調整輸出功率。
在一個實施方式中,採樣單元,還用於檢測所述指定電極相連的消融對象的實時溫度,並將實時溫度發送給所述中央處理單元。
基於此,中央處理單元還用於:根據指定電極相連的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值;以及,基於已設定的預設單極功率和所述功率調節值,確定所述指定電極的目標單極功率;其中,所述功率調節值用於調節與所述指定電極相連的消融對象的實時溫度。
在計算單極消融功率和最大輸出功率時,充分考慮到了溫度對整體阻抗的影響,溫度調節機制所對應的調節量代表了由於溫度變化對阻抗的而影響量(電流值/電壓值的變化量)。將溫度調節機制所對應的調節量作為計算單極消融功率和最大輸出功率的計算因量之一,使得單極消融功率和最大輸出功率的計算更為準確,進而調整輸出功率更為精准。
在一個實施例中,消融板還包括繼電器控制單元;繼電器控制單元與所述多個電極相連,並用於控制各個電極的通斷。例如,繼電器控制單元中可以包括多個繼電器控制子單元,每個子單元與每個電極一一對應,從而由每個子單元來控制對應電極的通斷。
在一個實施例中,中央處理單元,還用於:根據各電極的實時電流值和實時電壓值,計算得到每一路在單位時間內產生的實時能量;並將每一路在每個單位時間內產生的實時能量進行累加,得出該路電極產生的總能量;若所述總能量與預設能量值相等,則控制所述繼電器單元將該路電極斷開,以將該路電極所在電路的輸出功率調整為0。
可選地,功率輸出板可以與繼電器控制單元相連,從而功率輸出板可以通過繼電器控制單元與電極連接,向電極輸出功率。由此,繼電器
控制單元在導通時,功率輸出板可以向電極輸出功率;繼電器控制單元的關斷時,功率輸出板無法向電極輸出功率,該路電極的輸出功率為0。
不難發現,本實施方式為與第一實施方式相對應的系統實施例,本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效,為了減少重複,這裡不再贅述。相應地,本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第一實施方式中。
實施方式三:
本實施方式基於第二實施方式,進一步提供一種自動調節功率的系統,如圖2所示,包括功率輸出板22和消融板23。所述消融板23中的中央處理單元232根據消融啟動訊號,啟動消融模式進入消融過程。所述消融啟動訊號可以包括預設的單級消融功率值、最大阻抗值和最小阻抗值中的一個或多個。
所述消融板23包括中央處理單元232、採樣單元233。採樣單元233,用於採集消融過程中各電極實時的實時電流值和實時電壓值,併發送給中央處理單元232。
所述中央處理單元232,還用於根據採樣單元233所發送的實時電流值和實時電壓值,確定各電極的實時阻抗,並基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極;以及,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率;以及,基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,確定所述消融板需要發送的控制電壓訊號,並將所述控制電壓訊號發送至功率輸出板22;所述功率輸出板22,用於根據所述中央處理單元232所發送的控制電壓訊號確定目標電壓,並根據所述控制電壓訊號調整所述電極的輸出功率。
在一些示例中,如圖3所示,自動調節功率的系統還包括控制板21,消融板還包括通訊單元231。控制板21用於向所述消融板23的通訊單元231發送消融啟動訊號;所述消融啟動訊號可以包括預設的單級消融功率值、最大阻抗值和最小阻抗值中的一個或多個。所述消融板23的通訊單元231,用於接收控制板21發送的消融啟動訊號,併發送給中央處理單元232,供中央處理單元232根據消融啟動訊號,啟動消融模式,進入消融進程。
通過控制板21來實現對於消融板23的遠端控制,直接或間接輸入消融啟動訊號。中央處理單元232接收到的消融啟動訊號可能源自於控制板21輸入,還可能是自身產生,或者通過其他方式接收到使用者指令後產生等,本實施例不進行限定。
在一個實施例中,所述消融板還包括及繼電器控制單元,繼電器控制單元與所述多個電極相連,並用於控制各個電極的通斷。
在一些示例中,繼電器控制單元可以屬於採樣單元,例如可以為採樣單元中的繼電器控制電路,下面以圖4為例進行介紹。如圖4所示,所述採樣單元233包括電流檢測電路2331、電壓檢測電路2332、繼電器控制電路2333、中性電極檢測電路2334和溫度檢測電路2335中的一個或多個。下面對採樣單元233中的電路(圖4中標號為2331-2335部分)分別進行介紹:所述電流檢測電路2331,電流檢測電路2331的輸出端與中央處理單元232的輸入端連接,用於檢測各路電極的電流,將各個電極利用採樣電阻採樣到的交流訊號轉換成直流電平發送給中央處理單元232;所述電壓檢測電路2332,電壓檢測電路2332的輸出端與中央處理單元232的輸入端連接,用於檢測射頻輸出的電壓,通過衰減電路將射頻輸出電壓變化成幅值更小的交流訊號並利用電壓採樣電路將其轉換成直流電平發送給中央處理單元232;
所述中性電極檢測電路2334,中性電極檢測電路2334的輸出端與中央處理單元232的輸入端連接,用於實時監測中性電極和人體接觸點是否接觸良好,通過互感器所檢測到的經過人體的電流訊號回流到輸出端,並在採樣處理後轉換成直流電平併發送給中央處理單元232;所述溫度檢測電路2335,溫度檢測電路2335的輸出端與中央處理單元232的輸入端連接,用於將放置於人體中的電極產生的溫度讀取出來並發送給中央處理單元232;所述繼電器控制電路2333,用於根據各路電極的電流和電壓控制繼電器的通斷;所述繼電器與所述電極一一對應,繼電器用於控制對應電極的開斷;可以理解的是,如圖4中的電路2331-2335可以應用於上述各個實施方式,而不僅局限於實施方式三。
基於上述採樣單元中的各個電路,所述中央處理單元232,用於根據電流檢測電路輸出2331的電流值和電壓檢測電路2332輸出的電壓值,結合單極功率值、溫度調節機制所對應的調節量和預設的阻抗,計算單極消融功率和最大輸出功率。中央處理單元232的輸出端與功率輸出板22的輸入端連接。
本方案中消融板23的電流檢測電路2331的輸出端和電壓檢測電路2332的輸出端均與中央處理單元232連接,連接方式可以通過引線連接,也可以通過藍牙wifi等先進行模數變化(類比數位轉換)後發送給中央處理單元232數模轉化(數位類比轉換),進而控制功率輸出板22。
本方案在計算單極消融功率和最大輸出功率時,一方面,充分考慮到了溫度對整體阻抗的影響,溫度調節機制所對應的調節量代表了由於溫度變化對阻抗的而影響量(電流值/電壓值的變化量),另一方面,考慮到了溫度過高時對目標對象可能在成損害。因此,通過設定預設溫度範圍、
以及保護溫度,通過本發明方法,既保障了消融效率,又可以將消融過程中的溫度始終處於保護溫度以下,避免對目標對象的損害。
在一些示例中,如圖5所示,所述電流檢測電路2331包括:電流採樣電路23310,包括採樣電阻,功率板輸出的訊號施加到採樣電阻上,在電流採樣電路23310(採樣電阻)上可以形成一個電壓訊號,且將這個訊號被輸入到後級電路(後續的差分放大電路23311);差分放大電路23311(一級運放放大電路),輸入端連接各電極的電流採樣電路,用於放大所述採樣電阻采到的電壓訊號,輸出放大後的放大電壓訊號;整流電路23312(二級運放整流電路),輸入端與所述一級運放放大電路的輸出端連接,用於對所述放大電壓訊號進行半波整流,濾除掉負半周的訊號,保留正半周的訊號,輸出正半周波形訊號;所述正半周波形訊號為只有正半周的正弦訊號;直流濾波電路23313,輸入端與所述二級運放整流電路的輸出端連接,用於對所述整流電路輸出的正半周波形訊號進行濾波,從而得到近似直流訊號的波形;跟隨器23314,輸入端與所述直流濾波電路的輸出端連接,用於將所述近似直流訊號的波形進行前後隔離,保證後級不會收到前面異常訊號的干擾,並得到一個電壓比較穩定的直流訊號,即波形接近線性的訊號;RC濾波電路23315,輸入端與所述跟隨器23314的輸出端連接,用於將所述波形接近線性的訊號進一步濾波得到一個電壓穩定的線性直流訊號,並發送給中央處理單元,以使得中央處理單元根據該線性直流訊號確定電流值。
在具體實施時,電流檢測電路2331的電路結構可以如圖6所示,這裡不再贅述。由採樣電阻測得的電流值,由於電流值過小,需要差分放大電路23311(一級運放放大電路)放大電流訊號,再經過整流電路23312(二級
運放整流電路),整流成為正半周的波形,將波形經過直流濾波電路23313,得到近似直流,經過跟隨器23314,得到接近線性的波形,再通過一個RC濾波電路23315,是為了更好地進行濾波作用,輸出檢測到的更穩定、基本不波動的電流值,最終達到精密檢測電流的目的。
進一步,所述穩定電流檢測電路23316中的預設係數與所述電流採樣電路23310中採樣電阻的阻值、差分放大電路23311中的放大倍數、整流電路23312中的半波整流係數、直流濾波電路23313中的直流濾波係數和RC濾波電路23315中的RC濾波係數相關聯。
本示例中採用差分放大的方式將待檢測電流訊號進行放大,在檢測精度不變的情況下,提高待檢測電流訊號的檢測準確度。通過RC濾波使得輸出的電流更為穩定、基本不波動,避免檢測結果因為波動出現準確定下降。
在一些示例中,如圖7所示,所述電壓檢測電路2332包括:電壓衰減電路23321,輸入端連接各電極的待檢測電壓,用於衰減所述待檢測電壓訊號,將射頻輸出訊號施加在衰減電路上會得到一個按一定比例衰減後的電壓,然後將這個電壓發送給後級電路,即輸出衰減後的衰減電壓訊號,其中所述電壓衰減電路的衰減倍數由使用者設定;整流電路23322(二級運放整流電路),輸入端與所述電壓衰減電路23321的輸出端連接,用於對所述衰減電壓訊號進行半波整流,濾除掉負半周的訊號,保留正半周的訊號,整流為正半周的波形,並發送給直流濾波電路23323;正半周的波形為只有正半周的正弦訊號;直流濾波電路23323,輸入端與所述整流電路23322(二級運放整流電路)的輸出端連接,用於對所述整流電路23322輸出的正半周波形進行濾波,濾成近似直流訊號的波形,從而得到近似直流訊號;
跟隨器23324,輸入端與所述直流濾波電路23323的輸出端連接,用於將所述近似直流訊號的波形進行前後隔離,保證後級不會收到前面異常訊號的幹擾,並得到一個電壓比較穩定直流訊號,即,轉化為波形接近線性的訊號;RC濾波電路23325,輸入端與所述跟隨器23324的輸出端連接,用於將所述波形接近線性的訊號進行濾波處理,進一步得到一個電壓穩定的線性直流訊號,用於指示設備輸出電壓,並輸入到中央處理單元232處理;供中央處理單元232根據所述穩定的線性直流訊號,進行電壓數值檢測,並根據預設係數進行計算得到各個電極處的檢測電壓訊號的電壓值。
本示例在實施時,將測得的電壓值經過電阻分壓電路進行衰減處理,是因為測得的電壓值過大,需要電阻分壓的方式衰減電壓訊號,衰減到方便測量的狀態。對波形進行調製和濾波,使得供檢測的電壓更穩定、基本不波動,避免檢測結果因為波動出現準確度下降。
詳細地,電壓檢測電路2332的電路結構可以如圖8所示。其中,電壓衰減電路(電阻分壓電路)23321可以如圖8中的模組M7所示,直流濾波電路23323可以如模組M22所示,跟隨器可以如模組M23所示,RC濾波器可以如模組M24所示,具體的結構可以這裡不再贅述。
進一步,所述電壓檢測電路的預設係數與所述電壓衰減電路的衰減倍數、整流電路的半波整流、直流濾波電路的直流濾波係數和RC濾波電路的RC濾波係數關聯。
在一些實施例中,功率輸出板22通過一套電源裝置實現調節電壓的作用,輸入端接220V交流電經過整流電路轉換成300-400V直流電壓,通過DA模組將數位量轉換成類比量,再反饋到DC-DC裝置中的SC腳,並控
制DC-DC裝置輸出0-48V直流電,連接儲能電感,輸出電壓。輸出的電壓連接功率放大電路。
在一些示例中,所述中性電極檢測電路2334,如圖9所示包括:互感器23341,用於感應負極板通路上的電流,將流經人體的電流訊號經過中性電極,重新流回輸出端,並將這一電流通過電感線圈並產生一個感應電流,該感應電流經過採樣電阻後,可以基於該採樣電阻向下一級輸出用於指示該感應電流的電壓;運算放大電路23342(一級運放放大電路),利用運算放大器將互感器23341輸出的用於指示感應電流的電壓進行放大,並送入整流電路23343;整流電路23343(二級運放整流電路),輸入端與運算放大電路23342(一級運放放大電路)的輸出端連接,對放大後的電流訊號進行整流,濾除掉負半周的訊號,保留正半周的訊號,整流為正半周的波形,並發送給直流濾波電路23344;正半周的波形為只有正半周的正弦訊號;直流濾波電路23344,輸入端與所述整流電路23343的輸出端連接,將用於對所述整流電路23343輸出的正半周波形進行濾波,濾成近似直流訊號的波形,從而得到近似直流訊號;跟隨器23345,輸入端與所述直流濾波電路23344的輸出端連接,用於將所述近似直流訊號的波形進行前後隔離,保證後級不會收到前面異常訊號的干擾,並得到一個電壓比較穩定直流訊號,即,轉化為波形接近線性的訊號;RC濾波電路23346,輸入端與所述跟隨器23345的輸出端連接,用於將所述波形接近線性的訊號進行濾波處理,進一步得到一個電壓穩定的線性直流訊號,即穩定電壓,並輸入到中央處理單元232處理。供中央處理單元232
根據所述穩定電流進行電流數值檢測,並根據預設係數進行計算得到所述互感器所產生的感應電流的電流值。
進一步,所述中性電極檢測電路的預設係數與所述互感器採樣的比例、差分放大電路中的放大倍數、整流電路中的半波整流係數、直流濾波電路中的直流濾波係數和RC濾波電路中的RC濾波係數相關聯。
本案通過檢測所述互感器所在電路的互感電流,通過計算得到負極板通路上的電流,便於檢測負極板的電流值。互感器是相互感應的器件。互感器有四個腳,其中有兩腳串在負極板的電流通路上,負極板電流便會經過互感器。通路上的電流過大,不方便檢測,由互感器的另外兩腳接進電路來進行負極板電流的檢測。如圖10所示,該中性電極檢測電路可以包括互感器TAK10-050、採樣電阻R152;一級運放方法電路可以包括運放晶片U38,該運放晶片的正輸入端經電阻R220連接至採樣電阻R152,以獲取用於指示感應電流的電壓訊號;直流濾波電路可以包括電阻R156、濾波電容C147與穩壓二極體D41;跟隨器可以包括晶片U40;RC濾波電路包括穩壓二極體D40、電阻R157和濾波電容C148。至於各個電路之間的連接關係、以及其他的電路元件,可以參照圖10所示實施例,這裡不再贅述。
在一些示例中,溫度檢測電路2335,如圖11和圖12所示,包括:溫度感測器23351,用於通過導管內部的微型溫度感測器探頭將檢測到的溫度轉變成電流訊號,發送給溫度感測器濾波電路23352;溫度感測器濾波電路23352,用於將溫度感測器23351所發送的電流訊號進行濾波,得到濾波後的電流訊號,並發送給溫度檢測晶片23355;冷端補償溫度感測器23353,用於利用冷端補償溫度感測器23353將冷端溫度進行讀取,併發送給冷端補償感測器濾波電路23354;康銅線和銅線的結合點稱之為冷端;
冷端補償感測器濾波電路23354,用於對冷端補償溫度感測器23353發送的冷端溫度訊號進行濾波,並發送給溫度檢測晶片23355;溫度檢測晶片23355,用於將溫度感測器濾波電路23352發送的所述濾波後的電流訊號,結合冷端補償感測器濾波電路23354發送的濾波後的冷端溫度訊號,計算出實際溫度並以暫存器的形式發送給中央處理單元232。
進一步,所述溫度採集電路2335的採集精度與所述溫度感測器23351、溫度感測器濾波電路23352、溫度檢測晶片23355、冷端補償溫度感測器23353、冷端補償感測器濾波電路23354相關聯。
進一步,如圖13所示,所述中央處理單元,還包括包括儲存器23331、處理器23332、比較器23333、控制器23334。可選地,該控制器與繼電器單元23335連接;所述儲存器23331,用於儲存使用者輸入的預設能量值E;處理器23332,用於接收所述電流檢測電路2331發送的各路電極的電流和所述電壓檢測電路發送2332的總電極的電壓,結合所述採樣單元233的串並聯連接方式,計算得到單位時間內累加產生的能量值En;比較器23333,用於比較所述處理器23332發送的所述單位時間內累加產生的能量值En和所述儲存設備中的預設能量值E,在所述單位時間內累加產生的能量值En和預設能量值E數值相等時,輸出平等訊號;控制器23334,用於根據所述平等訊號,控制所述繼電器單元23335所在電路斷開;其中,繼電器單元23335與所述電極一一對應,繼電器單元23335用於控制對應電極的開斷。
實施時,使用者設定溫度上限值,在溫度感測器監測得到的溫度值超過設定的溫度上限值時,便會直接控制繼電器關斷,不再執行後續消融,起到設備的保護作用。
所述繼電器單元23335,用於使用多個大功率繼電器並聯將電源板提供的功率分成多個功率輸出。在具體實施時,在有多個電極需要檢測電流時,對應設置多路一一對應的繼電器,一對一地控制相應電極的電流檢測電路。
如圖14所示,所述繼電器單元包括:繼電器電阻R1、繼電器電阻R2、繼電器電阻R3、繼電器電阻R4和繼電器電阻R5、以及光電繼電器U1。所述電晶體Q1為NPN型電晶體,所述電晶體Q1的基極連接所述繼電器電阻R1的第二端;所述電晶體Q1的集電極連接所述光電繼電器U1的LEDK端;所述電晶體Q1的發射極接地;所述繼電器電阻R1的第一端連接所述控制模組(例如可以是圖13中的中央控制單元);所述繼電器電阻R1的第二端連接所述繼電器電阻R5的第一端;所述繼電器電阻R5的第二端連接所述電晶體的發射極。所述繼電器電阻R2的第一端連接一個12V的高電平的電壓源AVCC,所述繼電器電阻R2的第二端連接所述光電繼電器U1的LEDA端。所述繼電器電阻R3的第一端連接所述光電繼電器U1的OUT1端,所述繼電器電阻R3的第二端連接功率輸出板、以及電壓檢測通道。所述繼電器電阻R4的第一端連接所述光電繼電器U1的OUT2端,所述繼電器電阻R4的第二端連接消融電極。
在一些示例中,功率輸出板如圖15所示,包括AC-DC變壓電路和DA控制模組。
所述AC-DC變壓電路由整流部分電路和直流變壓部分電路組成;所述整流部分電路,用於與220VAC的市電連接,將220VAC市電通過整流橋從交流電轉變成直流電壓,輸入到直流變壓部分電路;所述直流變壓部分電路,用於將所述整流部分電路輸出的直流大電壓換成設備所需的直流電壓。所述直流變壓部分電路輸出的直流電壓由模組的SC引腳控制。
所述DA控制模組包括DA晶片和運算放大晶片;所述DA晶片,與所述消融板23的中央處理單元232通訊連接,用於接收中央處理單元232發送的目標電壓(數位訊號形式),將這一數位訊號轉換成電壓訊號控制SC引腳上的電壓,從而控制輸出電壓;由運算放大器組成的跟隨器電路的輸入端與DA控制晶片的輸出端連接,隨後跟隨器將DA控制晶片輸出的訊號發送給SC引腳,跟隨器將前後兩個電壓電壓進行了隔離。
不難發現,本實施方式和第二實施方式均為與第一實施方式相對應的系統實施例,本實施方式和第二實施方式均可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效,為了減少重複,這裡不再贅述。相應地,本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第一實施方式中。
以上所述的僅是本發明的實施例,方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述,所屬領域普通技術人員知曉申請日或者優先權日之前發明所屬技術領域所有的普通技術知識,能夠獲知該領域中所有的現有技術,並且具有應用該日期之前常規實驗手段的能力,所屬領域普通技術人員可以在本申請給出的啟示下,結合自身能力完善並實施本方案,一些典型的公知結構或者公知方法不應當成為所屬領域普通技術人員實施本申請的障礙。應當指出,對於本領域的技術人員來說,在不脫離本發明結構的前提下,還可以作出若干變形和改進,這些也應該視為本發明的保護範圍,這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護範圍應當以其權利要求的內容為准,說明書中的具體實施方式等記載可以用於解釋權利要求的內容。
101~107 步驟
Claims (12)
- 一種調節功率方法,用於調節消融板的輸出功率,所述消融板包括多個電極,所述調節功率方法包括:獲取消融過程中消融板各電極的實時電流值和實時電壓值;根據所述實時電流值和實時電壓值,確定各電極的實時阻抗,並基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極;基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率;以及基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,調整所述消融板的輸入電壓,以調整所述消融板的輸出功率。
- 如請求項1所述之調節功率方法,基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極,包括:將所述實時阻抗最小的電極確定為指定電極。
- 如請求項1所述之調節功率方法,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率,包括:基於所述已設定的預設單極功率,確定所述指定電極的目標單極功率。
- 如請求項3所述之調節功率方法,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標單極功率,還包括: 針對除所述指定電極外的每個其他電極,計算所述指定電極的實時阻抗與該其他電極的實時阻抗的比值,並基於所述實時阻抗的比值、以及所述指定電極的目標單極功率,確定該其他電極的目標單極功率。
- 如請求項3或請求項4中任一項所述之調節功率方法,所述基於所述已設定的預設單極功率,確定所述指定電極的目標單極功率,包括:獲取消融過程中所述指定電極對應的消融對象的實時溫度;根據所述指定電極對應的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值;所述功率調節值用於調節與所述指定電極對應的消融對象的實時溫度;基於所述已設定的預設單極功率和所述功率調節值,確定所述指定電極的目標單極功率。
- 如請求項5所述之調節功率方法,所述溫度閾值包括預設溫度範圍和預設保護溫度,所述預設溫度範圍的最大值小於或等於所述預設保護溫度;所述目標單極功率為所述預設單極功率和所述功率調節值的和;根據所述指定電極對應的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值,包括:在所述指定電極對應消融對象的實時溫度處於預設溫度範圍時,將所述指定電極的功率調節值設定為0,以使所述目標單極功率等於所述預設單極功率;在所述指定電極對應消融對象的實時溫度大於預設保護溫度時,將所述指定電極的功率調節值設定小於0,以使所述目標單極功率小於所述預設單極功率; 在所述指定電極對應消融對象的實時溫度小於預設溫度範圍的最小值時,將所述指定電極的功率調節值設定大於0,以使所述目標單極功率大於所述預設單極功率。
- 如請求項1所述之調節功率方法,基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,調整所述消融板的輸入電壓,包括:將所述至少一個電極中,所有電極的目標單極功率之和確定為目標總功率;基於所述至少一個電極中所有電極的實時功率之和、與所述目標總功率之間的差值,調整所述消融板的輸入電壓。
- 如請求項7所述之調節功率方法,基於所述至少一個電極中所有電極的實時功率之和、與所述目標總功率之間的當前差值,調整所述消融板的輸入電壓,包括:基於上一次獲取到的所述至少一個電極中所有電極的實時功率,確定歷史實時功率之和,以及,確定所述歷史實時功率之和與所述目標總功率之間的歷史差值;在預設的功率差值範圍與電壓變化量的對應關係表中,查找所述當前差值所屬的當前功率差值範圍和對應的電壓變化量,以及所述歷史差值所屬的歷史功率差值範圍;若所述當前差值範圍與所述歷史功率差值範圍不同,則按照所述對應的電壓變化量調整所述消融板的輸入電壓;若所述當前差值範圍與所述歷史功率差值範圍相同,則獲取當前設置的電壓變化量,並減小當前設置的電壓變化量,並按照減小後的電壓變化量調整所述消融板的輸入電壓。
- 如請求項1所述之調節功率方法,還包括:根據所述各電極的實時電流值和實時電壓值,計算得到每一路在單位時間內產生的實時能量;將每一路在每個單位時間內產生的實時能量進行累加,得出路電極產生的總能量;若所述總能量與預設能量值相等,將該路電極所在電路的輸出功率調整為0。
- 一種消融系統,包括功率輸出板和消融板;所述消融板,包括中央處理單元、採樣單元和多個電極,其中,所述電極,與一個或多個消融對象連接,並用於對相連的消融對象進行消融;所述採樣單元,用於檢測所述各電極的實時電流值和實時電壓值,並發送給所述中央處理單元;所述中央處理單元,用於:根據所述採樣單元發送的實時電流值和實時電壓值確定各電極的實時阻抗,並基於所述實時阻抗從所述各電極中確定出一個指定電極;以及,基於所述指定電極的實時阻抗和已設定的預設單極功率,確定所述各電極中至少一個電極的目標電極單極功率;以及,基於所述至少一個電極的實時功率、以及所述目標單極功率,確定所述消融板需要發送的控制電壓訊號,並將所述控制電壓訊號發送至功率輸出板;所述功率輸出板,用於根據所述中央處理單元所發送的控制電壓訊號確定目標電壓,並根據所述控制電壓訊號調整所述電極的輸出功率。
- 如請求項10所述之消融系統,所述採樣單元,還用於檢測所述指定電極相連的消融對象的實時溫度,並將所述實時溫度發送給所述中央處理單元;所述中央處理單元,還用於:根據所述指定電極相連的消融對象的實時溫度與預設的溫度閾值之間的比較結果,確定所述指定電極的功率調節值;以及,基於所述已設定的預設單極功率和所述功率調節值,確定所述指定電極的目標單極功率;其中,所述功率調節值用於調節與所述指定電極相連的消融對象的實時溫度。
- 如請求項10所述之消融系統,所述消融板還包括繼電器控制單元;所述繼電器控制單元與所述多個電極相連,並用於控制各個電極的通斷;所述中央處理單元,還用於:根據所述各電極的實時電流值和實時電壓值,計算得到每一路在單位時間內產生的實時能量;並將每一路在每個單位時間內產生的實時能量進行累加,得出路電極產生的總能量;若所述總能量與預設能量值相等,則控制所述繼電器單元將該路電極斷開,以將該路電極所在電路的輸出功率調整為0。
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CN111214289A (zh) | 2019-12-24 | 2020-06-02 | 杭州诺诚医疗器械有限公司 | 射频能量发生装置以及射频消融系统 |
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