專利名稱：用于相位預測的阻抗損耗模型校準和補償?shù)南到y(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及電外科學。更具體來說，本發(fā)明涉及用于補償損耗以獲取無繩或固定電抗的有線電外科系統(tǒng)中的準確的電氣測量值的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
電外科手術涉及施加高頻電流以在外科手術過程中切割或改變生物組織。電外科手術是使用電外科生成器、有源電極，以及返回電極來執(zhí)行的。電外科生成器(也簡稱為電源或波形發(fā)生器)生成通過有源電極施加于病人的組織并通過返回電極返回到電外科生成器的交流電(AC)。交流電電流通常具有高于100千赫的頻率以避免肌肉和/或神經(jīng)刺激。在執(zhí)行電外科手術過程中，由電外科生成器所生成的交流電電流通過位于有源電極和返回電極之間的組織來傳導。組織的阻抗將與交流電電流相關聯(lián)的電能(也簡稱為電外科能量)轉(zhuǎn)換為熱量，該熱量使組織溫度上升。電外科生成器通過控制提供給組織的電能(即，單位時間的電能)來控制組織的發(fā)熱。雖然有許多其他可變因素影響組織的總的發(fā)熱，但是，增大的電流密度通常導致發(fā)熱增多。電外科能量通常用于切割、分割、燒蝕、凝結(jié)和/或密封組織。電外科生成器包括控制在某個時間段內(nèi)施加于組織的功率的控制器。施加于組織的功率是基于功率測量值和由用戶設置的功率級別或?qū)崿F(xiàn)期望的組織效果所期望的功率級別來控制的。功率測量值是通過測量由電外科生成器的RF輸出級所生成的RF信號的電壓和電流并基于測量到的電壓和電流來計算功率而獲得的。然而，由電外科生成器的傳感器測量到的電壓和電流可能由于將電外科生成器的RF輸出級連接到電外科儀器的電極的傳輸線路中的RF阻抗損耗而與施加于組織的實際電壓和電流不相同。結(jié) 果，功率計算可能不準確，并可能導致對施加于組織的電外科能量的不適當?shù)目刂啤F阻抗損耗對功率和阻抗計算的影響可以通過更準確地采樣電壓和電流之間的相位來降低。然而，此方法要求較大的計算復雜性以及更昂貴的高速硬件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法基于預測的相位值來準確地確定施加于組織的實際功率和/或組織部位處的實際阻抗。所公開的用于預測相位值的方法簡單，要求低計算復雜性，并可以使用常用的微處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)。—方面,本發(fā)明公開了確定與電外科系統(tǒng)內(nèi)的傳輸線路相關聯(lián)的阻抗損耗模型參數(shù)的方法的特征。根據(jù)此方法，傳感施加于耦接到電外科系統(tǒng)的輸出端的負載的電壓和電流，以獲取傳感的電壓和傳感的電流，基于傳感的電壓和傳感的電流，計算傳感的阻抗值，基于傳感的阻抗值預測相位值，以獲取預測的相位值，以及基于預測的相位值、傳感的電壓、傳感的電流以及期望的負載阻抗值，計算阻抗損耗模型參數(shù)。阻抗損耗模型參數(shù)可以是源阻抗參數(shù)，可以通過反向計算源阻抗參數(shù)來計算源阻抗參數(shù)。阻抗損耗模型參數(shù)可以是漏阻抗參數(shù)，可以通過反向計算漏阻抗參數(shù)來計算漏阻抗參數(shù)。阻抗損耗模型參數(shù)可以通過下列操作來計算:(I)基于預測的相位值將傳感的電壓轉(zhuǎn)換為峰值電壓值，(2)基于預測的相位值將傳感的電流轉(zhuǎn)換為峰值電流值，以及，(3)基于峰值電壓值、峰值電流值以及期望的負載阻抗值，反向計算阻抗損耗模型參數(shù)。在另一方面，本發(fā)明公開了確定與電外科設備相關聯(lián)的阻抗損耗模型參數(shù)的方法的特征。根據(jù)此方法，傳感施加于分開地耦接到電外科設備的輸出端的多個負載中的每一個的電壓和電流，以獲取多個傳感的電壓和多個傳感的電流。接下來，基于多個傳感的電壓以及多個傳感的電流，計算多個傳感的阻抗值。接下來，基于多個傳感的阻抗值預測多個相位值。接下來，基于多個相位值的第一預測的相位值、多個傳感的電壓的第一傳感的電壓、多個傳感的電流的第一傳感的電流以及對應于多個負載的第一負載的第一預定負載阻抗值，計算源阻抗參數(shù)。類似地，基于多個相位值的第二預測的相位值、多個傳感的電壓的第二傳感的電壓、多個傳感的電流的第二傳感的電流以及對應于多個負載的第二負載的第二預定負載阻抗值，計算漏阻抗參數(shù)。可以基于多個傳 感的阻抗值的多項式函數(shù)來預測多個相位值。多項式函數(shù)可以是三階多項式函數(shù)。多個負載可以包括O歐姆和5000歐姆之間的負載。源阻抗參數(shù)可以通過下列操作來計算:(I)基于預測的第一相位值將第一傳感的電壓轉(zhuǎn)換為第一峰值電壓值；(2)基于預測的第一相位值將第一傳感的電流轉(zhuǎn)換為第一峰值電流值；(3)基于第一峰值電壓值、第一峰值電流值以及先前的源阻抗參數(shù)，計算第一輸出電壓值；(4)基于第一輸出電壓值、第一峰值電流值以及先前的漏阻抗參數(shù)，計算第一輸出電流值；以及(5)基于第一輸出電流值、第一預定負載阻抗值、第一峰值電壓值以及第一峰值電流值，反向計算源阻抗參數(shù)。源阻抗參數(shù)可以通過下列操作來反向計算:(I)通過將第一輸出電流值乘以第一預定負載阻抗值，反向計算期望的輸出電壓值，(2)通過從第一峰值電壓值減去期望的輸出電壓值，反向計算期望的源電壓值，以及(3)通過將期望的源電壓值除以第一峰值電流值，反向計算源阻抗參數(shù)。第一預定負載阻抗值可以小于第二預定負載阻抗值。確定與電外科設備相關聯(lián)的阻抗損耗模型參數(shù)的方法還可以包括使用阻抗計來傳感多個負載中的每一負載的阻抗，以獲取多個預定負載阻抗值。多個預定負載阻抗值可以包括第一預定負載阻抗值以及第二預定負載阻抗值。漏阻抗參數(shù)可以通過下列操作來計算:(I)基于預測的第二相位值將第二傳感的電壓轉(zhuǎn)換為第二峰值電壓值；(2)基于預測的第二相位值將第二傳感的電流轉(zhuǎn)換為第二峰值電流值；(3)基于第二峰值電壓值、第二峰值電流值以及先前的源阻抗參數(shù)，計算第二輸出電壓值；以及，(4)基于第二輸出電壓值、第二預定負載阻抗值以及第二峰值電流值，反向計算漏阻抗參數(shù)。先前的源阻抗參數(shù)和先前的漏阻抗參數(shù)可以被設置為第一迭代之前的初始值。漏阻抗參數(shù)可以通過下列操作來反向計算:(I)通過將第二輸出電壓值除以第二預定負載阻抗值，反向計算期望的輸出電流值，(2)通過從第二峰值電流值減去期望的輸出電流，反向計算期望的電流值，以及⑶通過將期望的電流值除以第二輸出電壓值，反向計算漏阻抗參數(shù)。
漏阻抗參數(shù)還可以進一步通過下列操作來計算:(1)迭代計算第一輸出電壓值的步驟，(2)計算第一輸出電流值，(3)反向計算源阻抗參數(shù)，(4)計算第二輸出電壓值，以及，
(5)反向計算漏阻抗參數(shù)。在又一方面，本發(fā)明公開了用于校準電外科設備的測量電路的計算機系統(tǒng)的特征。計算機系統(tǒng)包括存儲器、耦接到存儲器的處理器，以及通信接口。存儲器存儲包括多個傳感器電壓值、多個傳感器電流值、多個預測的相位值以及多個預定負載阻抗值的數(shù)據(jù)。處理器基于多個相位值的第一預測的相位值、多個傳感的電壓的第一傳感的電壓、多個傳感的電流的第一傳感的電流以及第一預定負載阻抗值，計算源阻抗參數(shù)。處理器還基于多個相位值的第二預測的相位值、多個傳感的電壓的第二傳感的電壓、多個傳感的電流的第二傳感的電流以及第二預定負載阻抗值，計算漏阻抗參數(shù)。通信接口可以將源阻抗參數(shù)和漏阻抗參數(shù)傳輸?shù)诫娡饪圃O備的測量電路。通信接口從電外科設備接收多個傳感器電壓值和多個傳感器電流值，并可以將多個傳感器電壓值和多個傳感器電流值存儲在存儲器中。處理器可以是第一處理器，源阻抗參數(shù)可以是第一源阻抗參數(shù)，漏阻抗參數(shù)可以是第一漏阻抗參數(shù)，計算機系統(tǒng)還可以包括第二處理器。第二處理器基于多個相位值的第一預測的相位值、多個傳感的電壓的第一傳感的電壓、多個傳感的電流的第一傳感的電流以及第一預定負載阻抗值，計算第二源阻抗參數(shù)。第二處理器還基于多個相位值的第二預測的相位值、多個傳感的電壓的第二傳感的電壓、多個傳感的電流的第二傳感的電流以及第二預定負載阻抗值，計算第二漏阻抗參數(shù)。然后，第二處理器求第一源阻抗參數(shù)和第二源阻抗參數(shù)的平均值，以獲取平均源阻抗參數(shù)，并求第一漏阻抗參數(shù)和第二漏阻 抗參數(shù)的平均值以獲取平均漏阻抗參數(shù)。通信接口可以將平均源阻抗參數(shù)和平均漏阻抗參數(shù)傳輸?shù)诫娡饪圃O備的測量電路。


參考各個附圖描述了本發(fā)明的各實施例，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的各實施例的電外科系統(tǒng)的組件的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的各實施例的與校準計算機系統(tǒng)進行通信的電外科系統(tǒng)的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的各實施例的與校準計算機系統(tǒng)進行通信的便攜式手持式電外科系統(tǒng)的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的校準阻抗損耗模型參數(shù)的方法的流程圖；圖5是圖4的計算阻抗損耗模型參數(shù)的方法的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的其他實施例的校準阻抗損耗模型參數(shù)，即，源阻抗參數(shù)和漏阻抗參數(shù)的方法的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖6的計算源阻抗參數(shù)的方法的流程圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖6的計算漏阻抗參數(shù)的方法的流程圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖6的計算源阻抗參數(shù)和漏阻抗參數(shù)的方法的流程圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖7和圖9的反向計算源阻抗參數(shù)的方法的流程圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖8和圖9的反向計算漏阻抗參數(shù)的方法的流程圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的各實施例的電外科系統(tǒng)中的補償損耗的方法的流程圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖12的計算至少一個度量的方法的流程圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖12的預測相位值的方法的流程圖；以及圖15是根據(jù)本發(fā)明的其他實施例的圖12的計算至少一個度量的方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的系統(tǒng)和方法校準與電外科系統(tǒng)內(nèi)的傳輸線路相關聯(lián)的阻抗損耗模型。這些系統(tǒng)和方法涉及傳感施加于耦接到電外科系統(tǒng)的輸出端的測試負載的電壓和電流，計算傳感的阻抗，基于傳感的阻抗預測電壓和電流之間的相位，以及基于測量的電壓和電流、電壓和電流之間預測的相位以及測試負載的預定阻抗來計算內(nèi)部阻抗值。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法還使用已校準的阻抗損耗模型來補償電外科系統(tǒng)的傳輸線路中的阻抗損耗。這些系統(tǒng)和方法涉及傳感由電外科系統(tǒng)生成并施加于組織部位的電外科信號的電壓和電流，基于傳感的電壓和傳感的電流預測相位值，基于傳感的電壓、傳感的電流、預測的相位值以及與電外科系統(tǒng)的傳輸線路或電纜相關聯(lián)的至少一個阻抗損耗模型參數(shù)，計算組織部位處的至少一個度量。圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的各實施例的校準和補償系統(tǒng)和方法的電外科系統(tǒng)100的透視圖。電外科系統(tǒng)100包括用于生成電外科能量的電外科生成器102，以及電連接到生成器102的并在外科手術過程向組織提供電外科能量的各種電外科儀器112，114。如下面進一步詳細描述的，生成 器102包括測量阻抗并計算提供給組織的能量的電子線路(例如，模擬和數(shù)字電路)。電外科生成器102包括多個輸出端,例如,端子104和106,用于與各種電外科儀器，例如，返回板110、單極有源電極112，以及雙極電外科鉗114連接。返回板110和單極有源電極112被用來執(zhí)行單極電外科過程，雙極電外科鉗被用來執(zhí)行雙極電外科過程。電外科生成器102包括為各種電外科模式(例如，切割、凝結(jié)、或燒蝕)和過程(例如，單極、雙極、或容器密封)生成射頻能量的電子線路。電外科儀器112、114包括用于對病人的組織進行醫(yī)治的一個或多個電極(例如，電外科切割探針或燒蝕電極(未示出))。電外科能量，例如，射頻(RF)電流，由電外科生成器102通過供電線路116提供給單極有源電極112，供電線路116連接到電外科生成器102的有源端子104，可使單極有源電極112凝結(jié)、密封、燒蝕和/或以別的方式對組織進行醫(yī)治。電外科電流通過返回板110的返回線路118從組織返回到生成器102到電外科生成器102的返回端子106。有效端子104和返回端子106可以包括被配置為與位于單極有源電極112的供電線路的末端和返回板110的返回線路118的末端的插頭(未示出)連接的連接器(也未示出)。返回板110包括被配置為通過最大化與病人的組織的總的接觸面積來最小化組織損傷的風險的返回電極120和122。另外，電外科生成器102和返回板110可以被配置為監(jiān)視組織與病人的接觸，以確保在返回板110和病人之間存在足夠的接觸，以最小化組織損傷的風險。電外科系統(tǒng)100還包括具有用于醫(yī)治病人的組織的電極124，126的雙極電外科鉗114。雙極電外科鉗114包括相對的頜構件134，136。第一頜構件134包括有源電極124，第二頜構件136包括返回電極126。有源電極124和返回電極126可通過電纜128連接到電外科生成器102，電纜128包括供電線路130和返回線路132。供電線路130可連接到有源端子104，返回線路132可連接到返回端子106。雙極電外科鉗114通過位于電纜128末端的插頭(未顯式地示出)連接到電外科生成器102的有源端子104和返回端子106。電外科生成器102可以包括多個連接器，以適應各種類型的電外科儀器(例如，單極有源電極112和雙極電外科鉗114)。電外科生成器102還可以包括開關機構(例如，中繼器)以在連接器 之間切換RF能量的供應。例如，當單極有源電極112連接到電外科生成器102時，開關機構將RF能量的供應只切換到單極插頭。有源端子104和返回端子106可以耦接到電外科生成器102的多個連接器(例如，輸入端和輸出端)以給各種儀器提供電能。電外科生成器102包括用于控制電外科生成器102的合適的輸入控件(例如，按鈕、激活器、開關，或觸摸屏)。另外，電外科生成器102可以包括一個或多個用于給用戶提供各種輸出信息(例如，強度設置和治療完成指示器)的顯示屏幕。控件可使用戶調(diào)整RF電能的參數(shù)(例如，功率或波形)，以便它們適用于特定任務(例如，凝結(jié)、組織密封，或切割)。電外科儀器112和114還可以包括可以與電外科生成器102的某一輸入控件重復的多個輸入控件。將輸入控件放置在電外科儀器112和114處可以保證在外科手術過程中更加容易和更快地修改RF能量參數(shù)，而不要求與電外科生成器102的交互。圖2是包括圖1的生成器102和校準計算機系統(tǒng)240的電外科系統(tǒng)200的框圖。電外科系統(tǒng)100的生成器102包括控制器220、高壓電源202，以及射頻輸出級206，它們一起操作以生成通過電外科儀器230的電極209，210向組織施加的電外科信號。控制器220包括數(shù)字信號處理器(DSP)222、主處理器224，以及存儲器226。控制器220可以是任何合適的微控制器、微處理器(例如，哈佛或馮諾依曼體系結(jié)構)、PLD、PLA或其他數(shù)字邏輯。存儲器226可以是易失性、非易失性、固態(tài)、磁性或其他合適的存儲器。控制器220還可以包括充當主處理器224及電外科生成器102內(nèi)的其他電路(例如，放大器和緩存器)之間的接口的各種電路。控制器220接收被主處理器224和/或DSP222使用的各種反饋信號，以生成控制生成器102的各種子系統(tǒng)(包括HVPS202和RF輸出級206)的控制信號。這些子系統(tǒng)被控制以生成用于對組織執(zhí)行外科手術過程的具有期望的特征的電外科能量，在圖2中通過負載234 (ZlMd)來表示。生成器102包括從交流電(AC)源203接收電源的AC/DC電源205。AC/DC電源將AC轉(zhuǎn)換為直流電(DC)，并將DC提供到能量轉(zhuǎn)換電路204。然后，能量轉(zhuǎn)換電路204基于從控制器220接收到的控制信號，將第一能量級的DC電源轉(zhuǎn)換為第二、不同的能量級的DC電源。能量轉(zhuǎn)換電路204將第二不同的能量級提供到RF輸出級206。RF輸出級206顛倒DC電源，以產(chǎn)生向組織施加的高頻交流電電流(例如，RF AC)。例如，RF輸出級206可以使用包含在RF輸出級206內(nèi)的升壓變壓器(未示出)的初級端的推挽晶體管來生成高頻交流電電流。電外科生成器102包括被配置為準確地確定組織部位處的電壓、電流、阻抗以及功率的測量電路，以便控制器220可以使用此反饋信息來準確地控制電外科輸出的特征。此測量電路包括耦接到RF輸出級206的輸出端的電壓傳感器211和電流傳感器212。電壓傳感器211傳感RF輸出級206的輸出端上的電壓，并將表示傳感的電壓213 (Vsense)的模擬信號提供到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 215，后者將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。類似地，電流傳感器212傳感RF輸出級206的輸出端的電流，并將表示傳感的電流214 (Isense)的模擬信號提供到另一個ADC215，后者將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。DSP222接收傳感的電壓和傳感的電流數(shù)據(jù)，并使用它來計算組織部位處的阻抗和/或功率。控制器220的主處理器224執(zhí)行使用傳感的電壓、傳感的電流、阻抗和/或功率的算法，以控制HVPS202和/或RF輸出級206。例如，主處理器224可以基于計算出的功率和期望的功率級別(可以是由用戶選擇的)來執(zhí)行PID控制算法，以確定在組織部位處實現(xiàn)和維護期望的功率級別應該由RF輸出級206提供的電流量。為準確地控制施加于組織的電外科能量，控制器220需要準確地傳感組織處的電壓和電流。然而，由電壓傳感器211傳感的電壓和由電流傳感器212傳感的電流，可能由于與在RF輸出級206和電極209，210之間連接的第一和第二傳輸線路221，223相關聯(lián)的RF阻抗損耗而不準確。換言之 ，由電壓和電流傳感器211，212在RF輸出級206測量的電壓和電流可能由于RF阻抗損耗而與負載(即，組織)處的實際電壓和電流231，232不相同。這些RF阻抗損耗可以被建模為與第一傳輸線路221串聯(lián)的源阻抗252和在第一傳輸線路221和第二傳輸線路223之間連接的漏阻抗254。源阻抗252和漏阻抗254的此布局構成阻抗損耗模型250。從RF輸出級206輸出的(并分別由電壓和電流傳感器211,212傳感的)電壓和電流表不分別施加于阻抗損耗模型250的輸入電壓255 (Vin)和輸入電流256 (Iin)。此外，從生成器102輸出的并提供給負載234(ZlMd)的電壓和電流還分別表示從阻抗損耗模型250輸出的輸出電壓257 (Vout)和輸出電流258 (1ut)。為補償向傳感器數(shù)據(jù)中引入錯誤的阻抗損耗，電外科系統(tǒng)200校準與阻抗損耗模型250的源阻抗252和漏阻抗254相關聯(lián)的源阻抗和漏阻抗損耗模型參數(shù)，然后，基于這些參數(shù)來計算新的傳感的電壓和電流。新的傳感的電壓和電流表示對組織處的電壓和電流的精確測量。校準過程涉及傳感施加于耦接到電外科系統(tǒng)的輸出端的測試負載的電外科信號的電壓和電流，傳感電壓和電流之間的相位，以及，基于傳感的電壓、傳感的電流、傳感的相位以及測試負載的預定阻抗，計算源阻抗損耗模型參數(shù)和漏阻抗損耗模型參數(shù)。利用來阻抗計來測量測試負載的預定阻抗。通過可連接到生成器102的控制器220的外部校準計算機系統(tǒng)240來計算阻抗損耗模型參數(shù)。校準計算機系統(tǒng)240包括處理器242、存儲器244以及通信接口 245。處理器242通過通信接口 245來訪問包括傳感器電壓值、傳感器電流值、以及預測的相位值的測量數(shù)據(jù)，并將測量數(shù)據(jù)存儲在存儲器244中。然后，處理器242基于測量數(shù)據(jù)來執(zhí)行校準過程以計算阻抗損耗模型參數(shù)。在執(zhí)行校準過程之后，處理器242將阻抗損耗模型參數(shù)加載到控制器220的存儲器226中。在某些實施例中，校準計算機系統(tǒng)240的功能由生成器102的控制器220執(zhí)行。在操作過程中，主處理器224訪問存儲器226以檢索已經(jīng)校準的阻抗損耗模型參數(shù)，并將它們提供到DSP222。DSP222使用已經(jīng)校準的阻抗損耗模型參數(shù)和電壓、電流以及相位測量數(shù)據(jù)，來計算組織部位處的準確的電壓、電流、阻抗和/或功率。
校準和補償過程的準確性部分地取決于相位的準確性。相位可以通過采樣傳感的電壓和傳感的電流和計算傳感的電壓和傳感的電流之間的相位來確定。然而，此方法要求復雜的算法和昂貴、功耗大并且高速的硬件。根據(jù)本發(fā)明的各實施例，電外科系統(tǒng)200的內(nèi)部傳輸線路221，223以及外部電纜207,208在物理上以這樣的方式排列，使得可以使用一次方程和便宜、低功率以及低速的硬件,來預測施加于組織的電壓和電流之間的相位。具體而言，內(nèi)部傳輸線路221，223和外部電纜207，208被這樣配置，使得它們具有固定的并且已知的阻抗(B卩，阻抗的虛部)。例如，內(nèi)部傳輸線路221，223的匝數(shù)被指定，以便它們具有固定并且已知的阻抗。如此，如果外部阻抗變化(例如，組織阻抗的變化)由電阻而不是電抗的變化來支配，則可以基于傳感的外部阻抗來預測傳感的電壓和傳感的電流之間的相位，如下列公式
所示:
權利要求
1.一種確定與電外科系統(tǒng)內(nèi)的傳輸線路相關聯(lián)的阻抗損耗模型參數(shù)的方法，包括: 傳感施加于耦接到電外科系統(tǒng)的輸出端的負載的電壓和電流，以獲取傳感的電壓和傳感的電流； 基于所述傳感的電壓和所述傳感的電流，計算傳感的阻抗值； 基于所述傳感的阻抗值預測相位值，以獲取預測的相位值；以及基于所預測的相位值、所述傳感的電壓、所述傳感的電流以及期望的負載阻抗值，計算所述阻抗損耗模型參數(shù)。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述阻抗損耗模型參數(shù)是源阻抗參數(shù)，并且其中計算所述源阻抗參數(shù)包括反向計算所述源阻抗參數(shù)。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述阻抗損耗模型參數(shù)是漏阻抗參數(shù)，并且其中計算所述漏阻抗參數(shù)包括反向計算所述漏阻抗參數(shù)。
4.如權利要求1所述的方法，其中計算所述阻抗損耗模型參數(shù)包括: 基于所預測的相位值將所述傳感的電壓轉(zhuǎn)換為峰值電壓值； 基于所預測的相位值將所述傳感的電流轉(zhuǎn)換為峰值電流值；以及 基于所述峰值電壓值、所述峰值電流值以及所述期望的負載阻抗值，反向計算所述阻抗損耗模型參數(shù)。
5.一種確定與電外科設備相關聯(lián)的阻抗損耗模型參數(shù)的方法，包括: 傳感施加于分開地稱接到電外科設備的輸出端的多個負載中的每一個的電壓和電流，以獲取多個傳感的電壓和多個傳感的電流； 基于所述多個傳感的電壓以及所述多個傳感的電流，計算多個傳感的阻抗值； 基于所述多個傳感的阻抗值預測多個相位值； 基于所述多個相位值的第一預測的相位值、所述多個傳感的電壓的第一傳感的電壓、所述多個傳感的電流的第一傳感的電流以及對應于所述多個負載的第一負載的第一預定負載阻抗值，計算源阻抗參數(shù)；以及 基于所述多個相位值的第二預測的相位值、所述多個傳感的電壓的第二傳感的電壓、所述多個傳感的電流的第二傳感的電流以及對應于所述多個負載的第二負載的第二預定負載阻抗值，計算漏阻抗參數(shù)。
6.如權利要求5所述的方法，其中計算所述源阻抗參數(shù)包括: 基于所預測的第一相位值將第一傳感的電壓轉(zhuǎn)換為第一峰值電壓值； 基于所預測的第一相位值將第一傳感的電流轉(zhuǎn)換為第一峰值電流值； 基于第一峰值電壓值、第一峰值電流值以及先前的源阻抗參數(shù)，計算第一輸出電壓值； 基于第一輸出電壓值、第一峰值電流值以及先前的漏阻抗參數(shù)，計算第一輸出電流值；以及 基于第一輸出電流值、第一預定負載阻抗值、第一峰值電壓值以及第一峰值電流值，反向計算所述源阻抗參數(shù)。
7.如權利要求6所述的方法，其中反向計算所述源阻抗參數(shù)包括: 通過將第一輸出電流值乘以第一預定負載阻抗值，反向計算期望的輸出電壓值； 通過從第一峰值電壓值減去所述期望的輸出電壓值，反向計算期望的源電壓值；以及通過將期望的源電壓值除以第一峰值電流值，反向計算所述源阻抗參數(shù)。
8.如權利要求6所述的方法，其中計算所述漏阻抗參數(shù)包括: 基于所預測的第二相位值將第二傳感的電壓轉(zhuǎn)換為第二峰值電壓值； 基于所預測的第二相位值將第二傳感的電流轉(zhuǎn)換為第二峰值電流值； 基于第二峰值電壓值、第二峰值電流值以及先前的源阻抗參數(shù)，計算第二輸出電壓值；以及 基于第二輸出電壓值、第二預定負載阻抗值以及第二峰值電流值，反向計算所述漏阻抗參數(shù)。
9.如權利要求8所述的方法，其中反向計算所述漏阻抗參數(shù)包括: 通過將第二輸出電壓值除以第二預定負載阻抗值，反向計算期望的輸出電流值； 通過從第二峰值電流值減去所述期望的輸出電流，反向計算期望的電流值；以及 通過將所述期望的電流值除以第二輸出電壓值，反向計算所述漏阻抗參數(shù)。
10.如權利要求8所述的方法，其中計算所述漏阻抗參數(shù)還包括迭代計算第一輸出電壓值、計算第一輸出電流值，反向計算所述源阻抗參數(shù)，計算第二輸出電壓值，以及反向計算所述漏阻抗參數(shù)的步驟。
11.如權利要求10所述的方法，其中先前的源阻抗參數(shù)和先前的漏阻抗參數(shù)被設置為第一迭代之前的初始值。
12.如權利要求8所述的方法，其中第一預定負載阻抗值小于第二預定負載阻抗值。
13.如權利要求5所述的方法，其中預測所述多個相位值包括基于所述多個傳感的阻抗值的多項式函數(shù)來預測所述多個相位值。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述多項式函數(shù)是三階多項式函數(shù)。
15.如權利要求5所述的方法，其中所述多個負載包括在O歐姆和5000歐姆之間的負載。
16.如權利要求5所述的方法，還包括使用阻抗計來傳感所述多個負載中的每一負載的阻抗，以獲取多個預定負載阻抗值，所述多個預定負載阻抗值包括第一預定負載阻抗值和第二預定負載阻抗值。
17.一種用于校準電外科設備的測量電路的計算機系統(tǒng)，包括: 存儲器，存儲包括多個傳感器電壓值、多個傳感器電流值、多個預測的相位值以及多個預定負載阻抗值的測量數(shù)據(jù)； 耦接到所述存儲器的處理器，所述處理器被配置為(I)基于所述多個相位值的第一預測的相位值、所述多個傳感的電壓的第一傳感的電壓、所述多個傳感的電流的第一傳感的電流以及第一預定負載阻抗值，計算源阻抗參數(shù)，以及(2)基于所述多個相位值的第二預測的相位值、所述多個傳感的電壓的第二傳感的電壓、所述多個傳感的電流的第二傳感的電流以及第二預定負載阻抗值，計算漏阻抗參數(shù)；以及 通信接口，將所述源阻抗參數(shù)和所述漏阻抗參數(shù)傳輸?shù)剿鲭娡饪圃O備的測量電路。
18.如權利要求17所述的計算機系統(tǒng)，其中所述通信接口從所述電外科設備接收所述多個傳感器電壓值和所述多個傳感器電流值，并將所述多個傳感器電壓值和所述多個傳感器電流值存儲在所述存儲器中。
19.如權利要求17所述的計算機系統(tǒng)，其中所述處理器是第一處理器，所述源阻抗參數(shù)是第一源阻抗參數(shù)，并且所述漏阻抗參數(shù)是第一漏阻抗參數(shù)，還包括執(zhí)行下列各項操作的第二處理器:基于所述多個相位值的第一預測的相位值、所述多個傳感的電壓的第一傳感的電壓、所述多個傳感的電流的第一傳感的電流以及第一預定負載阻抗值，計算第二源阻抗參數(shù)；基于所述多個相位值的第二預測的相位值、所述多個傳感的電壓的第二傳感的電壓、所述多個傳感的電流的第二傳感的電流以及第二預定負載阻抗值，計算第二漏阻抗參數(shù)；求第一源阻抗參數(shù)和第二源阻抗參數(shù)的平均值，以獲取平均源阻抗參數(shù)；以及求第一漏阻抗參數(shù)和第二漏阻抗參數(shù)的平均值，以獲取平均漏阻抗參數(shù)， 其中，所述通信接口將所述平均源阻抗參數(shù)和所述平均漏阻抗參數(shù)傳輸?shù)剿鲭娡饪圃O備的測 量電路。
全文摘要
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法校準與沒有外部電纜或具有帶有固定或已知電抗的外部電纜的電外科系統(tǒng)相關聯(lián)的阻抗損耗模型參數(shù)，并通過使用已經(jīng)校準的阻抗損耗模型參數(shù)來補償與電外科設備的傳輸線路相關聯(lián)的阻抗損耗，獲取組織部位的準確的電氣測量值。計算機系統(tǒng)存儲一系列不同的測試負載的電壓和電流傳感器數(shù)據(jù)，計算每一個測試負載的傳感的阻抗值。然后，計算機系統(tǒng)使用每一相應的負載阻抗值，來預測每一負載的相位值。計算機系統(tǒng)基于電壓和電流傳感器數(shù)據(jù)、預測的相位值、以及測試負載的阻抗值來反向計算包括源阻抗參數(shù)和漏阻抗參數(shù)的阻抗損耗模型參數(shù)。在操作過程中，電外科設備傳感電壓和電流，基于傳感的電壓和電流來預測相位值，并基于傳感的電壓和電流、預測的相位值、源阻抗參數(shù)，以及漏阻抗參數(shù)，來計算組織部位處的度量值。
文檔編號A61B18/12GK103222892SQ20131002870
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權日2012年1月27日
發(fā)明者D·W·赫克爾 申請人:科維蒂恩有限合伙公司