[發(fā)明專利]一種白內障無縫合角膜切口控制與路徑設置的機械操作臂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910595102.5
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110227008B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃凱;白善榮;夏俊
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: A61F9/007
• 分類號: A61F9/007;A61B34/30
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

1.一種用于白內障無縫合角膜切口的機械操作臂，包括機器操作臂和安裝于所述機器操作臂上的手術刀(1)，所述機器操作臂包括夾持所述手術刀(1)的夾持裝置(2)和驅動所述夾持裝置(2)擺動的驅動臂；所述驅動臂上設置有第一線性馬達(3)和第二線性馬達(4)，所述夾持裝置(2)裝有第三線性馬達(5)，其特征在于，還包括顯微鏡攝像系統(tǒng)，所述機械操作臂通過以下步驟運行：

步驟一：使用顯微鏡攝像系統(tǒng)拍攝眼部圖像；

步驟二：步驟一中的圖像用于計算虹膜、手術刀的位置和相對深度，切口位置定位在虹膜邊緣上距離瞳孔中心最近的一個點；

步驟三：將所述機器操作臂控制手術刀(1)沿設定的切口路徑運動 ；

切口路徑定義如下：

S1：手術刀(1)進入角膜層(6)；

S2：手術刀(1)抬起40-50度，在第一個遠程中心點(7)執(zhí)行RCM運動；

S3：手術刀(1)按照S2中的角度前進直到抵達第二個遠程中心點(8)；

S4：執(zhí)行RCM運動，手術刀(1)下降40-50度；

S5：手術刀(1)按照S4的角度繼續(xù)前進直至穿過角膜層(6)；

手術刀(1)執(zhí)行RCM運動，RCM點的位置固定，RCM點的控制策略公式如下：

其中，x_R為RCM點的X軸坐標位置；y_R為RCM點的Y軸坐標位置；L₁為第一線性馬達的線性位移；L₂為第二線性馬達的線性位移；L_tool為夾持裝置與手術刀刀尖的距離；L₃為第三線性馬達的線性位移；為手術刀刀面與夾持裝置連接端的夾角；θ為手術刀刀面與水平面的夾角；L_o為刀面長度；dm為L₃到L₁或L₂水平軸的垂直距離；

手術刀(1)圍繞RCM點旋轉，且θ的角度變化軌跡為θ＝f(t)，第一線性馬達、第二線性馬達和第三線性馬達的設定軌跡公式如下：

其中，h為第一線性馬達和第二線性馬達的直線距離。

2.根據(jù)權利要求1所述的用于白內障無縫合角膜切口的機械操作臂，其特征在于，所述機器操作臂的控制方法為，所述第一線性馬達(3)、所述第二線性馬達(4)和第三線性馬達(5)通過使用線性插值的方法定義從上一個目標位置到下一個目標位置之間的位置，并設定兩個目標位置之間的步長。

3.根據(jù)權利要求2所述的用于白內障無縫合角膜切口的機械操作臂，其特征在于，每一步目標位置通過計算所述切口路徑運動來獲得每一毫秒的位置。

4.根據(jù)權利要求1所述的用于白內障無縫合角膜切口的機械操作臂，其特征在于，在進行步驟一前，對顯微鏡攝像系統(tǒng)和機器操作臂進行初始化，在初始化過程中，機器操作臂和顯微鏡攝像系統(tǒng)的X軸和Y軸坐標保持一致。