一种调频控制系统及方法与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种调频控制系统及方法。

背景技术：

随着医疗器械的发展，在对非正常组织进行切割的手术中，水刀的使用越来越广泛。目前，水刀在使用过程中，主要通过柱塞泵为储液箱中的液体加压，以使储液箱中的液体以一定速率通过管路，从喷嘴喷出，实现切割操作，而水刀的切割速率(喷嘴喷出液体的速率)将直接影响水刀切割的准确性。现有的水刀在运行过程中柱塞泵的输出压力往往是固定的，因此，现有的技术中，在水刀运行过程中不能进行压力调控。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种调频控制系统及方法，实现了水刀运行过程中的压力调控。

一种调频控制系统，包括：压力检测器、水刀、调频模块及压力控制器，其中，

所述压力检测器被设置于水刀内，用于检测水刀中原液的当前压力，并将所述当前压力发送给所述调频模块；

所述调频模块，与所述压力控制器相连，用于为所述压力控制器输出动力值，当接收到所述压力检测器发送的当前压力时，根据所述当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值，在接收到旋转触发后，根据所述速率调变值，调变输出的运动速率；

所述压力控制器，与所述水刀相连，用于获取所述调频模块输出的所述运动速率，调整所述水刀的压力。

优选地，所述调频模块，包括：调频显示器、处理器及旋转调频开关，其中，

所述调频显示器，用于显示目标压力，接收并显示所述压力检测器发送的当前压力；

所述处理器，用于根据第一公式，计算速率调变值；

第一公式：

$v=K(\sqrt{P_0}-\sqrt{P_i})$

其中，v表征速率调变值；K表征速率与压强间的转换校正常数；P₀表征目标压力；P_i表征当前压力；

所述旋转调频开关，用于根据所述处理器计算得到的速率调变值，调变输出的运动速率。

优选地，所述旋转调频开关，用于设置变化值，并设置每顺时针旋转一周，增加一个所述变化值，每逆时针旋转一周，减少一个所述变化值，当所述处理器计算得到的所述速率调变值大于0时，则接收顺时针旋转；当所述处理器计算得到的所述速率调变值小于0时，则接收逆时针旋转；当所述处理器计算得到的所述速率调变值等于0时，则不接收任何旋转。

优选地，所述压力控制器包括：电机、转动轴及凸轮，其中，

所述电机，通过所述转动轴与所述凸轮相连，所述电机获取到所述调频模块输出的所述运动速率时，调整所述转动轴的运动速率；

所述转动轴，用于当接收到所述电机调整运动速率时，控制所述凸轮转动速率；

所述凸轮，用于当转动速率增大时，增加所述水刀的压力，当转动速率减小时，减小所述水刀的压力。

优选地，所述水刀包括：柱塞泵、蓄能器、管路和喷嘴，其中，

所述凸轮转动过程中，当控制所述柱塞泵压缩时，所述柱塞泵中的原液获得压力，被注入到所述蓄能器；

所述蓄能器，与所述柱塞泵相连，并通过所述管路与所述喷嘴相连，用于接收所述柱塞泵注入的所述原液，利用所述原液的压力，将所述原液通过所述管路注入到所述喷嘴；

所述喷嘴用于喷射注入的所述原液。

优选地，所述压力检测器设置在所述管路中；

所述压力检测器用于实时检测所述管路中的原液的当前压力；

和/或，

所述压力检测器设置在所述喷嘴中；

所述压力检测器用于实时检测所述喷嘴中的原液的当前压力；

和/或，

所述压力检测器设置在所述蓄能器中；

所述压力检测器用于实时检测所述蓄能器中的原液的当前压力。

优选地，所述压力检测器，包括：传感器和无线通信子模块，其中，

所述传感器，用于实时检测水刀中原液的当前压力；

所述无线通信子模块，用于获取所述传感器检测出的当前压力，并将所述当前压力以无线方式发送给所述调频模块。

一种调频控制方法，将压力检测器设置于水刀内，还包括：

为压力控制器输出动力值；

确定所述压力检测器检测到的当前压力；

根据所述当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值；

在接收到旋转触发后，根据所述速率调变值，调变输出的运动速率；

根据调变后的运动速率，通过压力控制器调整所述水刀的压力。

优选地，所述当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值，包括：

根据第一公式，计算速率调变值；

第一公式：

$V=K(\sqrt{P_0}-\sqrt{P_i})$

其中，v表征速率调变值；K表征速率与压强间的转换校正常数；P₀表征目标压力；P_i表征当前压力。

优选地，上述方法进一步包括：设置变化值，并设置每顺时针旋转一周，增加一个所述变化值，每逆时针旋转一周，减少一个所述变化值；

所述接收到旋转触发，包括：当所述速率调变值大于0时，则接收顺时针旋转；当所述速率调变值小于0时，则接收逆时针旋转；当所述速率调变值等于0时，则不接收任何旋转。

本发明实施例提供了一种调频控制系统及方法，该调频控制系统通过设置于水刀内的压力检测器，检测水刀中原液的当前压力，通过与压力控制器相连的调频模块根据当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值，根据速率调变值，接收到旋转触发，调变输出的运动速率，而通过调变输出的运动速率，使得与水刀相连的压力控制器根据调变后的运动速率，调整水刀的压力，由于在水刀运行过程中，调频模块能够接受用户的旋转，通过旋转调节输出的运动速率，当输出的运动速率改变时，对应的水刀的压力也将改变，因此，实现了水刀运行过程中的压力调控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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是本发明一个实施例提供的一种调频控制系统的结构示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种调频控制系统的结构示意图；

图3是本发明又一个实施例提供的一种调频控制系统的结构示意图；

图4是本发明另一个实施例提供的一种调频控制系统的结构示意图；

图5是本发明又一个实施例提供的一种调频控制系统的结构示意图；

图6是本发明一个实施例提供的一种调频控制方法的流程图；

图7是本发明另一个实施例提供的一种调频控制系统的结构示意图；

图8是本发明另一个实施例提供的一种调频控制方法的流程图。

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做出创造性劳动的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。

如图1所示，本发明实施例提供一种调频控制系统，包括：压力检测器101、水刀102、调频模块103及压力控制器104，其中，

所述压力检测器101被设置于水刀102内，用于检测水刀102中原液的当前压力，并将所述当前压力发送给所述调频模块103；

所述调频模块103，与所述压力控制器104相连，用于为所述压力控制器104输出动力值，当接收到所述压力检测器101发送的当前压力时，根据所述当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值，在接收到旋转触发后，根据所述速率调变值，调变输出的运动速率；

所述压力控制器104，与所述水刀102相连，用于获取所述调频模块103输出的所述运动速率，调整所述水刀102的压力。

在图1所示的实施例中，该调频控制系统通过设置于水刀内的压力检测器，检测水刀中原液的当前压力，通过与压力控制器相连的调频模块根据当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值，根据速率调变值，接收到旋转触发，调变输出的运动速率，而通过调变输出的运动速率，使得与水刀相连的压力控制器根据调变后的运动速率，调整水刀的压力，由于在水刀运行过程中，调频模块能够接受用户的旋转，通过旋转调节输出的运动速率，当输出的运动速率改变时，对应的水刀的压力也将改变，因此，实现了水刀运行过程中的压力调控。

如图2所示，在本发明另一实施例中，所述调频模块103，包括：调频显示器201、处理器202及旋转调频开关203，其中，

所述调频显示器201，用于显示目标压力，接收并显示所述压力检测器101发送的当前压力；

所述处理器202，用于根据公式(1)，计算速率调变值；

$v=K(\sqrt{P_0}-\sqrt{P_i})---\left(1\right)$

其中，v表征速率调变值；K表征速率与压强间的转换校正常数；P₀表征目标压力；P_i表征当前压力；

所述旋转调频开关203，用于根据所述处理器202计算得到的速率调变值，调变输出的运动速率。

在该实施例中通过调频显示器为医护人员显示水刀的当前压力和目标压力，并通过处理器计算出速率调变值，医护人员通过旋转调变开关，根据速率调变值调变输出的运动速率，从而实现了人机交互对水刀压力的调整。

在本发明一个实施例中，所述旋转调频开关203，用于设置变化值，并设置每顺时针旋转一周，增加一个所述变化值，每逆时针旋转一周，减少一个所述变化值，当所述处理器202计算得到的所述速率调变值大于0时，则接收顺时针旋转；当所述处理器202计算得到的所述速率调变值小于0时，则接收逆时针旋转；当所述处理器202计算得到的所述速率调变值等于0时，则不接收任何旋转。

通过本发明实施例提供的旋转调频开关实现了人工调整水刀压力，同时，该旋转调频开关通过不同方向的旋转即可实现对水刀压力的调整，另外，旋转调频开关的旋转方向与速率调变值相关，而且旋转调频开关只能根据速率调变值向一个方向旋转，而不能向相反方向旋转，当速率调变值为0，则不可以进行任何旋转，防止医护人员调整失误，有效地保证了水刀运行的安全性。

如图3所示，在本发明另一实施例中，所述压力控制器104包括：电机301、转动轴302及凸轮303，其中，

所述电机301，通过所述转动轴302与所述凸轮303相连，所述电机301获取到所述调频模块103输出的所述运动速率时，调整所述转动轴302的运动速率；

所述转动轴302，用于当接收到所述电机301调整运动速率时，控制所述凸轮303转动速率；

所述凸轮303，用于当转动速率增大时，增加所述水刀102的压力，当转动速率减小时，减小所述水刀102的压力。

通过本发明实施例提供的压力控制器中的电机301、转动轴302及凸轮303即可实现控制水刀压力，简化了压力控制方式。

如图4所示，在本发明另一实施例中，所述水刀102包括：柱塞泵401、蓄能器402、管路403和喷嘴404，其中，

所述凸轮303转动过程中，当控制所述柱塞泵401压缩时，所述柱塞泵401中的原液获得压力，被注入到所述蓄能器402；

所述蓄能器402，与所述柱塞泵401相连，并通过所述管路403与所述喷嘴404相连，用于接收所述柱塞泵401注入的所述原液，利用所述原液的压力，将所述原液通过所述管路403注入到所述喷嘴404；

所述喷嘴404用于喷射注入的所述原液。

在本发明另一实施例中，为了实现对水刀中原液的当前压力进行检测，所述压力检测器101设置在所述管路403中；所述压力检测器101用于实时检测所述管路403中的原液的当前压力。

在本发明又一实施例中，所述压力检测器101设置在所述喷嘴404中；所述压力检测器101用于实时检测所述喷嘴404中的原液的当前压力。

在本发明另一实施例中，所述压力检测器101设置在所述蓄能器402中；所述压力检测器101用于实时检测所述蓄能器402中的原液的当前压力。

如图5所示，在本发明又一实施例中，所述压力检测器101，包括：传感器501和无线通信子模块502，其中，

所述传感器501，用于实时检测水刀102中原液的当前压力；

所述无线通信子模块502，用于获取所述传感器501检测出的当前压力，并将所述当前压力以无线方式发送给所述调频模块103。

本发明实施例提供的无线通信子模块实现了与调频模块间的无线通信如通过蓝牙方式通信。

如图6所示，本发明实施例提供一种调频控制方法，该方法可以包括如下步骤：

步骤601：将压力检测器设置于水刀内；

步骤602：为压力控制器输出动力值；

步骤603：确定所述压力检测器检测到的当前压力；

步骤604：根据所述当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值；

步骤605：在接收到旋转触发后，根据所述速率调变值，调变输出的运动速率；

步骤606：根据调变后的运动速率，通过压力控制器调整所述水刀的压力。

在本发明一个实施例中，步骤604的具体实施方式，包括：根据公式(1)，计算速率调变值；

$v=K(\sqrt{P_0}-\sqrt{P_i})---\left(1\right)$

其中，v表征速率调变值；K表征速率与压强间的转换校正常数；P₀表征目标压力；P_i表征当前压力。

在本发明一个实施例中，为了方便医护人员调变水刀的压力，上述方法进一步包括：设置变化值，并设置每顺时针旋转一周，增加一个所述变化值，每逆时针旋转一周，减少一个所述变化值；接收旋转触发的具体实施方式，包括：当所述速率调变值大于0时，则接收顺时针旋转；当所述速率调变值小于0时，则接收逆时针旋转；当所述速率调变值等于0时，则不接收任何旋转，保证了旋转方向的准确性。

在本发明另一实施例中，通过图7所示的调频控制系统中各个模块间的相互作用，展开说明调频控制方法，如图8所示，该调频控制方法可以包括如下步骤：

步骤801：将压力检测器设置于水刀内；

在本发明实施例中，调频控制系统的连接方式如图7所示，压力检测器701被设置于水刀702内，其中，水刀702包括：柱塞泵7021、蓄能器7022、管路7023和喷嘴7024，该柱塞泵7021连接蓄能器7022，蓄能器7022通过管路7023连接喷嘴7024，压力检测器701可以设置于蓄能器7022、管路7023及喷嘴7024中任意一个或多个中，进行原液压力检测，压力检测器701包括：传感器7011和无线通信子模块7012，传感器7011与无线通信子模块7012相连；无线通信子模块7012通过无线方式如蓝牙等与调频模块703相连，该调频模块703包括：调频显示器7031、处理器7032及旋转调频开关7033，其中，调频显示器7031与无线通信子模块7012相连，接收并显示当前压力，处理器7032分别与调频显示器7031和旋转调频开关7033相连，该旋转调频开关7033与压力控制器704中的电机7041相连，该电机7041通过转动轴7042与凸轮7043相连，该凸轮7043与水刀702中的柱塞泵7021相连，各个模块的具体作用通过下述步骤展现。

步骤802：为旋转调频开关设置变化值，并设置每顺时针旋转一周，增加一个变化值，每逆时针旋转一周，减少一个变化值；

步骤803：调频模块为压力控制器输出动力值；

通过调节调频模块703中的旋转调频开关7033实现输出动力值给压力控制器704中的电机7041，电机7041通过转动轴7042带动凸轮7043旋转，凸轮旋转为柱塞泵7021提供压力，从而实现为水刀中原液提供压力。其中，凸轮转动过程中，在凸轮的轴心位置与柱塞泵和所述凸轮的连接处位置之间的距离处于越来越小时，柱塞泵进行拉伸运动，为柱塞泵内原液减压；在凸轮的轴心位置与柱塞泵和凸轮的连接处位置之间的距离越来越大时，柱塞泵进行压缩运动，为原液加压。

步骤804：调频模块确定所述压力检测器检测到的当前压力；

由于压力控制器将压力传输给水刀中的原液的过程中会有一定的损失，那么，水刀中原液的当前压力与压力控制器提供的压力有一定的差异，通过压力检测器701中的传感器7011检测原液压力，并通过无线通信子模块7012将原液当前压力发送给调频模块703中的调频显示器7031实现该步骤。

步骤805：根据所述当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值；

在该步骤中，根据公式(1)，计算速率调变值；

$v=K(\sqrt{P_0}-\sqrt{P_i})---\left(1\right)$

其中，v表征速率调变值；K表征速率与压强间的转换校正常数；P₀表征目标压力；P_i表征当前压力。该步骤的过程主要通过该调频模块703中的处理器7032计算实现。

步骤806：医护人员对调节调频模块中的旋转调频开关进行旋转触发；

在该步骤中，当所述速率调变值大于0时，则接收顺时针旋转；当所述速率调变值小于0时，则接收逆时针旋转；当所述速率调变值等于0时，则不接收任何旋转，避免医护人员旋转方向错误造成的操作失误，保证调整的准确性。

步骤807：在接收到旋转触发后，根据所述速率调变值，调变输出的运动速率；

在该步骤中，运动速率是指电机7041的旋转速率，电机7041的旋转速率通过转动轴7042传递给凸轮7043，该凸轮7043的旋转速率将影响水刀702中原液的压力，即凸轮7043的旋转速率越大，原液的压力越大。

步骤808：根据调变后的运动速率，通过压力控制器调整所述水刀的压力。

该步骤具体实现过程：调变电机7041的运动速率，来调整凸轮7043的旋转速率，通过凸轮7043旋转速率的调整，使得与其相连的柱塞泵7021压缩速率发生变化，从而实现调整所述水刀中原液的压力。

根据上述方案，本发明的各实施例，至少具有如下有益效果：

1.本发明实施例提供的调频控制系统通过设置于水刀内的压力检测器，检测水刀中原液的当前压力，通过与压力控制器相连的调频模块根据当前压力和预先设置的目标压力，生成速率调变值，根据速率调变值，接收到旋转触发，调变输出的运动速率，而通过调变输出的运动速率，使得与水刀相连的压力控制器根据调变后的运动速率，调整水刀的压力，由于在水刀运行过程中，调频模块能够接受用户的旋转，通过旋转调节输出的运动速率，当输出的运动速率改变时，对应的水刀的压力也将改变，因此，实现了水刀运行过程中的压力调控。

2.通过调频显示器显示目标压力，接收并显示所述压力检测器发送的当前压力，为医护人员显示水刀的当前压力和目标压力，并通过处理器计算出速率调变值，医护人员通过旋转调变开关，根据速率调变值调变输出的运动速率，从而实现了人机交互对水刀压力的调整。

3.本发明实施例提供的旋转调频开关通过不同方向的旋转即可实现对水刀压力的调整，实现了人工调整水刀压力，另外，旋转调频开关的旋转方向与速率调变值相关，而且旋转调频开关只能根据速率调变值向一个方向旋转，而不能向相反方向旋转，当速率调变值为0，则不可以进行任何旋转，防止医护人员调整失误，有效地保证了水刀运行的安全性。

4.通过在水刀内设置传感器和无线通信子模块，一方面实现了对水刀中原液压力的检测，另一方面实现了将压力检测结果通过无线方式发送给外面的调频模块，通过当前压力和目标压力，计算速率调变值，保证了压力调整的准确性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。