CN114778995A - 一种高频电刀精度自动测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频电刀精度自动测量方法及装置，属于医疗仪器技术领域。本发明所提出方法面向高频电刀的精度自动化测量问题，主要包括测试准备、测试参数设置、电刀及电刀分析仪数据采集、测试数据拟合、参数精度图像绘制、电刀精度合格判定等步骤；执行本发明方法的电刀精度自动测量装置包括电刀接入模块、分析仪接入模块、信息采集模块、数据保存模块、精度测量模块，有效实现了所提出的精度测量方法。本发明成果实现了高频电刀运行过程中的自动参数提取、数据保存、数据拟合、精度测量，方法全程无需人工操作；同时，方法能够确保电刀精度测量结果的准确性，有效减少了测量过程中的数据错误，降低了质量检测成本。

Description

一种高频电刀精度自动测量方法及装置

技术领域

本发明涉及一种高频电刀精度自动测量方法及装置，属于医疗仪器技术领域。

背景技术

随着高频微波电刀手术器在医疗领域的发展及广泛应用，对于高频电刀仪器的需求量逐年提升。在高频电刀的生产环节，对于输出能量误差有较为精细的要求，需对电刀各项输出参数进行大量的测试和检测工作。

高频电刀的检测过程通常采用电刀分析仪对高频电刀的输出功率、电流电压等输出参数测试，目前主要采用人工采样测试的办法，为保证数据准确度，人工采样测试过程需不断地手动修改电刀参数进行测量，该项工作重复性强且效率较低，需要专业人士按严格步骤操作，耗费人力，且人工记录准确率无法保障，容易造成数据错误；同时，人工采样测试方法不能自动地根据某项参数的若干采样点进行数据精度测量，往往需要应用其它的数学工具得到结果后再进行精度判断，当被测高频电刀精度较差时还需要手动更新参数再输入被测高频微波电刀手术仪器中，使得测试流程更加复杂。

自动化测试技术通过与质量检测人员简单的窗***换操作获取大量测试数据，并根据获取的参数自动判断仪器精度是否合格，全过程无需重复性地手动记录测量结果，其在质量检测领域有着广泛的应用，而目前在高频电刀精度测量方面尚缺乏有效的自动测试方法与装置。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明针对高频电刀参数检测过程效率低、易出现数据错误等问题，提出一种高频电刀精度自动测量方法及装置。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种高频电刀精度自动测量方法，包括如下步骤：

步骤1，测试准备，连接电刀分析仪与电刀，连接测试装置与电刀，连接测试装置与电刀分析仪；

步骤2，设置初始测试参数，测试参数调整规则，测试结束条件；

步骤3，以步骤2设置初始测试参数启动电刀、电刀分析仪、测试装置开始测试，测试装置采集电刀运行过程中的相关参数及电刀分析仪数据，并对上述数据进行保存；

步骤4，停止电刀，按照步骤2设置测试参数调整规则调整测试参数，重复执行步骤3，当满足步骤2测试结束条件时，结束测试；

步骤5，针对不同的电刀参数，在平面直角坐标系中对测试过程所得数据点集进行拟合，并绘制该参数的精度曲线图像；

步骤6，对步骤5的数据点集以及精度曲线图像进行保存；

步骤7，判断步骤6所得精度测量结果是否符合要求，若符合则表示电刀精度合格，否则电刀精度不合格。

进一步地，步骤2中的初始测试参数包括：电刀最大安全功率，安全等待时间，初始DA值，DA步进值；

测试参数调整规则为：当前DA值+DA步进值，并以预设安全等待时间暂停测试；

测试结束条件为：当前电刀功率>预设电刀最大安全功率。

进一步地，步骤3中电刀运行过程中的相关参数为DA电流值，DA电压值；电刀分析仪数据为实时功率、实时电压、实时电流、当前阻抗。

进一步地，步骤5中对数据点集进行拟合的方法为：

当测量电刀参数为功率模拟值时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )} （x _n 为第n次测量时由电刀分析仪所测得的实际功率，y _n 为第n次测试时所设置的DA值）按照 式

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制模拟功率精度曲线；

当测量电刀参数为功率数字值时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )} （x _n 为第n次测量时根据所采集电刀AD电压与AD电流值计算得出的自测功率值，计算方法 为：自测功率=c ₁×AD电压×AD电流，c ₁为常数；y _n 为第n次测试时电刀分析仪所测得的实际 功率）按照式

，采用最小二乘法计算出a，b，c的值，并绘制数字功率精度曲线；

当测量电刀参数为电流/电压时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )} （x _n 为第n次测量时根据所采集电刀AD电压/AD电流值；y _n 为第n次测试时电刀分析仪所测得 的实际电流/电压）按照式

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制电流/电压 精度曲线；

当测量电刀参数为低阻抗时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )}（x x _n 为第n次测量时根据所采集电刀AD电压与AD电流值计算得出的阻抗值，计算方法为：阻抗=c ₂×（AD电压÷AD电流），c ₂为常数，y _n 为第n次测试时电刀分析仪所测得的实际阻抗值）按照 式

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制低阻抗精度曲线；

进一步地，步骤7中判断精度测量结果是否符合要求的标准是：基于数据点集{(x _n , y _n )}，依据某个数据点x _n 在精度曲线上的y值与实际测量值y _n 所计算得到的均方差小于某个阈值，或均方差与测量平均值之比小于某个阈值，则认为所测电刀精度合格。

进一步地，执行高频电刀精度自动测量方法的高频电刀精度自动测量装置，由电刀接入模块、分析仪接入模块、信息采集模块、数据保存模块、精度测量模块组成，其中：

电刀接入模块接入高频电刀的输出数据信号；

分析仪接入模块接入电刀分析仪的输出数据信号；

信息采集模块采集电刀接入模块与分析仪接入模块的测试数据，完成测试过程中的数据点的拟合、精度曲线图像的绘制步骤；

数据保存模块对信息采集模块所采数据点集、精度曲线图像进行保存；

精度测量模块按照预设合格判定规则对数据保存模块保存数据进行精度测量，判断所测电刀精度是否合格。

有益效果

本发明提供高频电刀的输出参数的自动化检测方法，能够实现高频电刀的自动数据保存、精度检测，方法全程无需人工测量、记录、计算等操作，减轻了测试人员负担；

本发明的电刀精度测量方法确保了参数检测结果的准确性，有效减少了测量过程的数据错误，降低了电刀质量检测成本。

附图说明

图1为本发明精度测量方法的步骤图；

图2为本发明电刀精度测量连接示意图；

图3为本发明精度测量过程对电流参数进行拟合所得精度曲线图像；

图4为本发明测量装置模块组成图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。

如图1所示，本发明高频电刀的精度自动测量方法步骤为：

步骤1，测试准备，连接电刀分析仪与电刀，连接测试装置与电刀，测试装置与电刀分析仪，如图2所示。

步骤2，设置初始测试参数，测试参数调整规则，测试结束条件，在本实施例中，初始测试参数为电刀最大安全功率150w，安全等待时间1-2秒，初始DA值100（DA值是用于控制电刀功率大小的设定值，通过调整DA值的大小控制电刀输出功率的大小），DA步进值100（DA步进值是每个测量循环结束后DA值的递增值，用于自动增加DA值以便继续自动测量更高功率情况下的各项参数）；

测试参数调整规则为：新DA值 = 当前DA值 + DA步进值，如：100 + 100 = 200，电刀功率随之增加；

测试结束条件为：电刀分析仪测量实际功率>最大安全功率150w。

步骤3，以步骤2设置初始测试参数启动电刀、电刀分析仪、测试装置开始测试，测试装置采集电刀运行过程中的相关参数及电刀分析仪数据，并对上述数据进行保存，在本实施例中，通过电刀本身通过内置的模数转换电路对自身的输出值进行采样，获取自测参数数据电刀运行过程中DA电流值，DA电压值；电刀分析仪数据为实时功率、实时电压、实时电流、当前阻抗。

步骤4，停止电刀，按照步骤2预设等待时间暂停，按照设置测试参数调整规则调整测试参数，重复执行步骤3，当满足步骤2测试结束条件时，结束测试，在实施例中，测试过程中DA值不断步进使电刀功率增大，当调节DA值至电刀分析仪测量实际功率接近最大安全功率150w时，结束测试，此时的DA值为2600。

步骤5，针对不同的电刀参数，在平面直角坐标系中对测试过程所得数据点集进行拟合，并绘制该参数的精度曲线图像，

当测量电刀参数为功率模拟值时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )} （x _n 为第n次测量时由电刀分析仪所测得的实际功率，y _n 为第n次测试时所设置的DA值）按照 模型

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制模拟功率精度曲线；

当测量电刀参数为功率数字值时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )} （x _n 为第n次测量时根据所采集电刀AD电压与AD电流值计算得出的自测功率值，计算方法 为：自测功率=c ₁×AD电压×AD电流，c ₁为预设常数，在本实施例中，c ₁ = 0.001；y _n 为第n次测 试时电刀分析仪所测得的实际功率）按照模型

，采用最小二乘法计算出a，b，c的值，并绘制数字功率精度曲线；

当测量电刀参数为电流/电压时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )} （x _n 为第n次测量时根据所采集电刀AD电压/AD电流值；y _n 为第n次测试时电刀分析仪所测得 的实际电流/电压）按照模型

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制电流/电 压精度曲线；

当测量电刀参数为低阻抗时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )}（x _n 为 第n次测量时根据所采集电刀AD电压与AD电流值计算得出的阻抗值，计算方法为：阻抗=c ₂ ×（AD电压÷AD电流），c ₂为预设常数，在本实施例中，c ₂ = 1，y _n 为第n次测试时电刀分析仪 所测得的实际阻抗值）按照模型

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制低阻 抗精度曲线；

当测量电刀参数为高阻抗时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )}（x _n 为第n次测量时根据所采集电刀AD电压与AD电流值计算得出的阻抗值，计算方法为：阻抗=c ₂×（AD电压÷AD电流），c ₂为预设常数，在本实施例中，c ₂ = 1，y _n 为第n次测试时电刀分析仪 所测得的实际阻抗值）按照模型

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制高阻 抗精度曲线。

如：对电刀电流参数进行拟合，得到一组数据：

X=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]，Y=[1.1, 2.2, 3.5, 4.6, 6.2, 7.8, 11.5]，电流拟 合模型

，采用最小二乘法计算得到a = 1.61，b = -1.17，绘制电流精度曲线图 像如图3所示。

步骤6，对步骤5的数据点集以及精度曲线图像进行保存；

步骤7，判断步骤6所得精度测量结果是否符合要求，若符合则表示电刀精度合格，否则电刀精度不合格，在本实施例中，精度合格判定标准设定为：基于某个参数的数据点集{(x _n , y _n )}，依据某个数据点x _n 在精度曲线上的y值与实际测量值y _n 所计算得到的均方差小于10，或均方差与测量平均值之比小于3%，则认为所测电刀精度合格。

如：当精度测量参数为低阻抗时，采用数学模型

并根据最小二乘法拟 合得到的a、b值绘制而成，均方误差

的计算方法为：

其中，(x _n , y _n )为测量过程中保存下来的第n次测量时的低阻抗数据点值，N为数据 点总数，

为点x _n 在低阻抗精度曲线上对应的y值，当满足

时，则认为所测电刀该参数精度合格，如果该参数不符合精度要求，则记录该电刀序列号待 下一步处理。

如图4所示，执行本发明高频电刀的精度自动测量方法的电刀精度自动测量装置由电刀接入模块、分析仪接入模块、信息采集模块、数据保存模块、精度测量模块组成，其中：

电刀接入模块接入高频电刀的输出数据信号，在本实施例中，通过该模块对电刀本身内置的模数转换电路输出值进行采样，获取自测参数数据电刀运行过程中DA电流值，DA电压值；

分析仪接入模块接入电刀分析仪的输出数据信号，在本实施例中，通过该模块读取电刀分析仪测试所得的实时功率、实时电压、实时电流、当前阻抗等数据信息；

信息采集模块采集电刀接入模块与分析仪接入模块的测试数据，完成测试过程中的数据点的拟合、精度曲线图像的绘制步骤；

数据保存模块对信息采集模块所采数据点集、精度曲线图像进行保存；

精度测量模块按照预设合格判定规则对数据保存模块保存数据进行精度测量，判断所测电刀精度是否合格。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高频电刀精度自动测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，测试准备，连接电刀分析仪与电刀，连接测试装置与电刀，连接测试装置与电刀分析仪；

步骤S2，设置初始测试参数，测试参数调整规则，测试结束条件；

步骤S3，以所述步骤S2设置初始测试参数启动电刀、电刀分析仪、测试装置开始测试，测试装置采集电刀运行过程中的相关参数及电刀分析仪数据，并对上述数据进行保存；

步骤S4，停止电刀，按照步骤S2所述测试参数调整规则调整测试参数，重复执行步骤S3，当满足步骤S2所述测试结束条件时，结束测试；

步骤S5，针对不同的电刀参数，在平面直角坐标系中对测试过程所得数据点集进行拟合，并绘制该参数的精度曲线图像；

步骤S6，对步骤S5的数据点集以及精度曲线图像进行保存；

步骤S7，基于步骤S6所保存数据点集与精度曲线图像，判断是否符合要求，若符合则表示电刀精度合格，否则电刀精度不合格。

2.如权利要求1所述的一种高频电刀精度自动测量方法，其特征在于，所述步骤S2中的初始测试参数包括：电刀最大安全功率，安全等待时间，初始DA值，DA步进值；

测试参数调整规则为：当前DA值+DA步进值，并以安全等待时间暂停测试；

测试结束条件为：当前电刀功率>电刀最大安全功率。

3.如权利要求1所述的一种高频电刀精度自动测量方法，其特征在于，所述步骤S3中电刀运行过程中的相关参数为DA电流值，DA电压值；电刀分析仪数据为实时功率、实时电压、实时电流、当前阻抗。

4.如权利要求1所述的一种高频电刀精度自动测量方法，其特征在于，所述步骤S5中对数据点集进行拟合的方法为：

当测量电刀参数为功率模拟值时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )}，x _n 为 第n次测量时由电刀分析仪所测得的实际功率，y _n 为第n次测试时所设置的DA值，按照式

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制模拟功率精度曲线；

当测量电刀参数为功率数字值时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )}，x _n 为 第n次测量时根据所采集电刀AD电压与AD电流值计算得出的自测功率值，计算方法为：自测 功率=c ₁×AD电压×AD电流，c ₁为预设常数，y _n 为第n次测试时电刀分析仪所测得的实际功 率，按照式

，采用最小二乘法计算出a，b，c的值，并绘制数字功率精度曲 线；

当测量电刀参数为电流/电压时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )}，x _n 为 第n次测量时根据所采集电刀AD电压/AD电流值；y _n 为第n次测试时电刀分析仪所测得的实 际电流/电压，按照式

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制电流/电压精度 曲线；

当测量电刀参数为低阻抗时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )}，x _n 为第n 次测量时根据所采集电刀AD电压与AD电流值计算得出的阻抗值，计算方法为：阻抗 = c ₂× （AD电压÷AD电流），c ₂为预设常数，y _n 为第n次测试时电刀分析仪所测得的实际阻抗值，按照 式

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制低阻抗精度曲线；

当测量电刀参数为高阻抗时，在平面直角坐标系中基于坐标点集{(x _n , y _n )}，x _n 为第n 次测量时根据所采集电刀AD电压与AD电流值计算得出的阻抗值，计算方法为：阻抗 = c ₂× （AD电压÷AD电流），c ₂为预设常数，y _n 为第n次测试时电刀分析仪所测得的实际阻抗值，按照 式

，采用最小二乘法计算出a，b的值，并绘制高阻抗精度曲线。

5. 如权利要求1所述的一种高频电刀精度自动测量方法，其特征在于，所述步骤S7中判断精度测量结果是否符合要求的标准是：基于数据点集{(x _n , y _n )}，依据某个数据点x _n 在精度曲线图像上的y值与实际测量值y _n 所计算得到的均方差小于某个阈值，或均方差与测量平均值之比小于某个阈值，则认为所测电刀精度合格。

6.一种执行如权利要求1所述的高频电刀精度自动测量方法的高频电刀精度自动测量装置，其特征在于，由电刀接入模块、分析仪接入模块、信息采集模块、数据保存模块、精度测量模块组成，其中：

电刀接入模块用于接入高频电刀的输出数据信号；

分析仪接入模块用于接入电刀分析仪的输出数据信号；

信息采集模块采集电刀接入模块与分析仪接入模块的测试数据，完成测试过程中的数据点的拟合、精度曲线图像的绘制步骤；

数据保存模块对信息采集模块所采数据点集、精度曲线图像进行保存；

精度测量模块按照预设合格判定规则对数据保存模块保存数据进行精度测量，判断所测电刀精度是否合格。

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