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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及手术台,具体涉及一种骨科关节置换手术台及控制方法。
技术介绍
1、骨科关节置换手术台是用于进行骨科关节置换手术的手术台。骨科关节置换手术是骨科领域中一种常见且成熟的手术方式,主要用于治疗因关节炎、创伤或其他病理情况导致的关节功能障碍,其通过替换损坏的关节部分或整个关节,改善患者的生活质量,恢复关节的功能,提高患者活动能力。在骨科关节置换手术台上往往会安装用于控制肢体移动的液压装置,一般情况下,液压装置可以通过pid(proportion integrationdifferentiation,比例-积分-微分)控制器实现移动控制。目前,当通过pid控制器进行控制时,通常采用的方法为:通过人工经验设置比例增益系数,并依据设置的比例增益系数,通过pid控制器进行控制。
2、然而,当通过人工经验设置比例增益系数,并依据设置的比例增益系数,通过pid控制器,控制患者肢体进行移动时,经常会存在如下技术问题:
3、当通过人工经验设置比例增益系数时,往往是凭借人工主观经验对比例增益系数进行设置,导致设置的比例增益系数主要受到了人为主观因素的影响,所以,得到的设置结果往往不合理,因此,当通过人工经验设置比例增益系数时,往往导致比例增益系数设置的合理性较差,从而导致依据设置的比例增益系数进行肢体移动时的稳定性较差。
技术实现思路
1、为了解决由于比例增益系数设置的合理性较差而导致的依据设置的比例增益系数进行肢体移动时的稳定性较差的技术问题,本专利技术提出了一种骨科
2、第一方面,本专利技术提供了一种骨科关节置换手术台的控制方法,该方法包括:
3、通过待调节液压装置,对模拟患者的待调节肢体进行预设数量次模拟移动,并获取待调节肢体的每次模拟移动过程对应的时长、调整次数和移动速度序列;
4、根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的时长和调整次数,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子;
5、根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子及其移动速度序列的波动情况,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的目标稳定系数;
6、对模拟患者的每个其他肢体进行预设数量次模拟移动,并获取每个其他肢体的每次模拟移动过程对应的目标位移序列,其中,目标位移序列中的目标位移表示在其他肢体的模拟移动过程中带动待调节肢体产生的位移;
7、根据所有目标稳定系数和所有目标位移序列,对待调节液压装置的pid控制器的比例增益系数进行修正,得到目标比例增益系数;
8、根据目标比例增益系数,控制待手术患者的待调节肢体进行移动。
9、结合上述第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的时长和调整次数,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子,包括:
10、将待调节肢体的每次模拟移动过程对应的时长和调整次数的乘积,确定为待调节肢体的每次模拟移动过程对应的移动状态因子;
11、根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的移动状态因子,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子,其中,移动状态因子与响应及时因子呈负相关关系。
12、结合上述第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子及其移动速度序列的波动情况,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的目标稳定系数,包括:
13、将待调节肢体的每次模拟移动过程对应的移动速度序列中所有移动速度的方差,确定为待调节肢体的每次模拟移动过程对应的速度波动因子;
14、根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子和速度波动因子,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的目标稳定系数,其中,响应及时因子与目标稳定系数呈正相关关系,速度波动因子与目标稳定系数呈负相关关系。
15、结合上述第一方面,在一种可能的实现方式中,待调节肢体的模拟移动过程对应的目标稳定系数对应的公式为:
16、;
17、其中,是待调节肢体的第次模拟移动过程对应的目标稳定系数;是待调节肢体的模拟移动过程的序号;是双曲正切函数;是待调节肢体的第次模拟移动过程对应的响应及时因子;是自然指数函数;是待调节肢体的第次模拟移动过程对应的速度波动因子。
18、结合上述第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据所有目标稳定系数和所有目标位移序列,对待调节液压装置的pid控制器的比例增益系数进行修正,得到目标比例增益系数,包括:
19、根据所有目标稳定系数,确定稳定代表系数,其中,目标稳定系数与稳定代表系数呈正相关关系;
20、将每个其他肢体的每次模拟移动过程对应的目标位移序列中所有目标位移的均值,确定为每个其他肢体的每次模拟移动过程对应的参考代表位移;
21、根据所有其他肢体的相同次数的模拟移动过程对应的参考代表位移,确定待调节肢体在所有其他肢体的相同次数的模拟移动过程中的整体带动位移,其中,参考代表位移与整体带动位移呈正相关关系;
22、根据所有整体带动位移,确定状态维系因子,其中,整体带动位移与状态维系因子呈负相关关系;
23、根据所述稳定代表系数和所述状态维系因子,确定待调节因子,其中,所述稳定代表系数和所述状态维系因子均与所述待调节因子呈负相关关系;
24、根据所述待调节因子,对待调节液压装置的pid控制器的比例增益系数进行修正,得到目标比例增益系数。
25、结合上述第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据所有目标稳定系数,确定稳定代表系数,包括:
26、将所有目标稳定系数的均值,确定为稳定代表系数。
27、结合上述第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据所有其他肢体的相同次数的模拟移动过程对应的参考代表位移,确定待调节肢体在所有其他肢体的相同次数的模拟移动过程中的整体带动位移,包括:
28、将所有其他肢体的相同次数的模拟移动过程对应的参考代表位移的累加值,确定为待调节肢体在所有其他肢体的相同次数的模拟移动过程中的整体带动位移。
29、结合上述第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据所有整体带动位移,确定状态维系因子,包括:
30、将所有整体带动位移的均值,确定为带动位移代表系数;
31、根据所述带动位移代表系数,确定状态维系因子,其中,所述带动位移代表系数与所述状态维系因子呈负相关关系。
32、结合上述第一方面,在一种可能的实现方式中,待调节因子对应的公式为:
33、;
34、其中, s是待调节因子;是自然指数函数;是状态维系因子;是稳定代表系数。
35、第二方面,本专利技术提供了一种骨科关节置换手术台,上述骨科关节置换手术台包括:用于控制移动待调节肢体的待调节液压装置及其pi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,所述根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的时长和调整次数,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子,包括:
3.根据权利要求1所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,所述根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子及其移动速度序列的波动情况,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的目标稳定系数,包括:
4.根据权利要求3所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,待调节肢体的模拟移动过程对应的目标稳定系数对应的公式为:
5.根据权利要求1所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,所述根据所有目标稳定系数和所有目标位移序列,对待调节液压装置的PID控制器的比例增益系数进行修正,得到目标比例增益系数,包括:
6.根据权利要求5所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,所述根据所有目标稳定系数,确定稳定代表系数,包括:
7.根据
8.根据权利要求5所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,所述根据所有整体带动位移,确定状态维系因子,包括:
9.根据权利要求5所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,待调节因子对应的公式为:
10.一种骨科关节置换手术台,其特征在于,包括用于控制移动待调节肢体的待调节液压装置及其PID控制器、用于控制移动其他肢体的液压装置及其PID控制器、数据采集器和数据处理器,数据处理器用于实现权利要求1-9中任一项所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,所述根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的时长和调整次数,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子,包括:
3.根据权利要求1所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,所述根据待调节肢体的每次模拟移动过程对应的响应及时因子及其移动速度序列的波动情况,确定待调节肢体的每次模拟移动过程对应的目标稳定系数,包括:
4.根据权利要求3所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,待调节肢体的模拟移动过程对应的目标稳定系数对应的公式为:
5.根据权利要求1所述的一种骨科关节置换手术台的控制方法,其特征在于,所述根据所有目标稳定系数和所有目标位移序列,对待调节液压装置的pid控制器的比例增益系数进行修正,得到目标比例增益系数,包括:
6...
【专利技术属性】
技术研发人员:王勇平,顾浩铧,刘小荣,李军,李勇,王雄,
申请(专利权)人:广东施泰宝医疗科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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