[發明專利]一種用于人眼視網膜下注射的機器人遠程定點控制方法

在審

• 申請號: 202110063385.6
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112891058A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 黃凱;林浩添;倪歡琦;夏俊;王婷
• 申請（專利權）人: 中山大學;中山大學中山眼科中心
• 主分類號: A61F9/007
• 分類號: A61F9/007;B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 黃志鋮

本發明涉及一種用于人眼視網膜下注射的機器人遠程定點控制方法，包括如下步驟：步驟一：選定入針位置，并設定機械臂的運動路徑；步驟二：另注射器獲得注射液；步驟三：控制機械臂沿著設定的運動路徑運動，令針尖末端沿著運動路徑移動至轉折點；步驟四：通過機械臂帶動針尖末端在轉折點處執行RCM運動；步驟五：機械臂帶動針尖末端繼續按照步驟二中設定的運動路徑運行至視網膜層的目標位置；步驟六：向目標位置注射定量的注射液。該方法提供一種在存在阻力的高精度環境下，既能保證機械臂運動自由度，又能夠精準完成閉環運動的控制方式，克服了人手操作機械臂完成視網膜注射手術的精度限制，提高了精度，降低了人工操作的難度，避免了不必要的損傷。

技術領域

本發明涉及機械臂控制領域，更具體地，涉及一種用于人眼視網膜下注射的機器人遠程定點控制方法。

背景技術

視網膜注射是一種新型的眼底疾病治療方法，與玻璃體注射療法相比，采用視網膜注射能夠更精準地將藥物運輸到眼底病區，既能提升療效，也能夠降低副作用。但由于其操作難度大，精度限制高，對于經驗豐富的醫生來說完成視網膜注射操作依然十分困難。

公開號為“CN109602499A”，公開日為2019年4月12日的中國專利申請公開了一種人機協作型眼科顯微手術輔助機器人系統操作方法，步驟一：粗擺位階段；在眼科顯微手術的粗擺位階段，采用手持模式手動拖動雙操作臂機器人的末端執行器，通過六維力傳感器感知力的方向，控制雙操作臂機器人移動，實現對手術末端執行器的粗略位姿調整；步驟二：精擺位階段；踩下腳踏切換開關，借助3D顯微裝置，利用主刀醫生控制面板上的搖桿，使手術注射器進入患者眼部鞏膜上的孔膜中，并在副操作臂上的光源的照明下進行手術注射器的姿態調整，對準病灶的位置；步驟三：藥物注射。本發明用于眼底顯微手術。

但是在上述的方法中，主刀醫生需要手動操控機器人，即使通過機器人的輔助提高的精度，可以降低視網膜注射的難度，但還是會受限于人工操作的，因為對于經驗豐富的醫生來說完成視網膜注射操作依然不容易，容易在進刀出刀的時候對生物組織造成損傷。

發明內容

本發明為克服上述現有技術中人工操控機器人進行視網膜注射操作困難的問題，提供一種用于人眼視網膜下注射的機器人遠程定點控制方法，通過機械臂自動控制注射器對視網膜層進行注射，無需人工操作，提高視網膜注射的精度和操作難度。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：提供一種用于人眼視網膜下注射的機器人遠程定點控制方法，包括機械臂和安裝于所述機械臂上的注射器，所述機械臂包括夾持所述注射器的夾持裝置和驅動所述夾持裝置擺動的驅動臂；所述驅動臂包括第一關節和與所述第一關節連接的第二關節，所述第一關節驅動所述夾持裝置擺動，所述第二關節驅動所述第一關節擺動；所述第一關節包括第一線性電機和第二線性電機；所述第二關節包括第三線性電機和第四線性電機；所述夾持裝置設置有驅動所述注射器直線運動的第五線性電機和驅動所述注射器活塞運動的第六線性電機；包括如下步驟：

步驟一：選定入針位置，并設定機械臂的運動路徑；

步驟二：控制第六線性電機帶動注射器活塞后退，吸取注射液；然后再控制活塞前進，排出注射器內空氣；

步驟三：控制機械臂沿著設定的運動路徑運動，令機械臂驅動注射器的針尖末端沿著運動路徑移動至轉折點；

步驟四：通過機械臂帶動針尖末端在轉折點處執行RCM運動，完成30-40度轉角，并令針尖末端與水平面呈60-80度傾角下接近視網膜層；針尖通過眼球表面鞏膜上的入針隧道進入眼內時，需要呈一個相對垂直的角度，進入眼內之后，為了能夠不破壞玻璃體到達眼底視網膜層，需要完成一個30-40度的轉角，讓針以與垂直面較大的一個傾角前進到眼底區域。為了針尖在眼內的移動路徑不破壞玻璃體，造成玻璃體混濁等損傷，完成此傾角后可減少針在玻璃體內的運動。由于視網膜層是弧形的并且位于眼球的后端，到達視網膜層后需要以文中所述與水平面呈30-40度的角度，才能進入視網膜層并完成注射。