一种角膜自动定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种角膜自动定位系统及方法，涉及医疗器械领域。用以提高角膜定位中的准确性，降低劳动量。包括：械臂组件，图像识别系统，与图像识别系统相对设置的背景组件，与图像识别系统连接的计算定位系统，主控制系统以及与主控制系统连接的机械控制系统；机械控制系统与机械臂组件电连接，用于控制机械臂组件将装有角膜的角膜包装体移至图像识别系统和背景组件之间；主控制系统分别与图像识别系统以及计算定位系统电连接，用于控制图像识别系统和计算定位系统，获取角膜包装体在背景光的作用下形成的图像；以及，对图像识别系统获取的图像进行分析计算，获取角膜的位置信息。本发明专利技术实施例的角膜自动定位系统应用于角膜定位中。

【技术实现步骤摘要】
一种角膜自动定位系统及方法
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种角膜自动定位系统及方法。
技术介绍
角膜病是全球范围内第二致盲眼病，并且以每年150-200万病例的速度递增。角膜移植是目前治疗角膜盲唯一有效的方法，而角膜移植材料的来源主要是角膜捐献和角膜替代品，如脱细胞角膜基质等。虽然角膜移植的成功率相当高，排斥率很低，但是角膜移植后眼睛视力的恢复却很不如人意，主要的表现就是不规则散光，由于角膜移植无法克服不规则散光的存在。目前角膜移植中的难题即如何定位角膜。现有技术中，角膜的定位是在角膜移植手术前做角膜曲率和角膜地形图检查，得到角膜的位置信息，由于现有技术中进行角膜定位时需要放置角膜定位环来辅助定位，这种定位步骤比较繁琐，且系统的误差几率比较高。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种角膜自动定位系统及方法，以提高角膜定位中的准确性，降低劳动量。为达到上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一方面，本专利技术的实施例提供了一种角膜自动定位系统，包括：机械臂组件，图像识别系统，与所述图像识别系统相对设置的背景组件，与所述图像识别系统连接的计算定位系统，主控制系统以及与所述主控制系统连接的机械控制系统；所述机械控制系统与所述机械臂组件电连接，用于控制所述机械臂组件将装有角膜的角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件之间；所述主控制系统分别与所述图像识别系统以及计算定位系统电连接，用于控制所述图像识别系统，当所述机械臂组件将所述装有角膜的角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件之间时，获取所述角膜包装体在所述背景光的作用下形成的图像；以及，用于控制所述计算定位系统对所述图像识别系统获取的图像进行分析计算，获取所述角膜的位置信息。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述机械臂组件包括水平移动组件、竖直移动组件和夹持组件，所述水平移动组件可带动竖直移动组件和夹持组件沿平行于所述定位屏表面的水平方向往复移动，所述竖直移动组件可带动夹持组件沿平行于所述定位屏表面的竖直方向往复移动。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述水平移动组件包括第一驱动件、水平导轨、设置于所述水平导轨内的水平丝杠、以及与所述水平丝杠配合的第一螺母，所述第一螺母与所述水平导轨滑动连接，所述第一驱动件可带动所述水平丝杠转动，所述竖直移动组件与所述第一螺母固定连接；所述竖直移动组件包括第二驱动件、竖直导轨、设置于所述竖直导轨内的竖直丝杠、以及与所述竖直丝杠配合的第二螺母，所述第二螺母与所述竖直导轨滑动连接，所述第二驱动件可带动所述竖直丝杠转动。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述夹持组件包含：支撑部件，第一夹持部件，第二夹持部件，复位部件和驱动部件；其中，所述第一夹持部件和第二夹持部件的中心部位分别设置有定位窗；所述第一夹持部件固定于所述支撑部件上，所述第一夹持部件和所述第二夹持部件相对设置，且所述第一夹持部件和所述第二夹持部件之间通过复位部件连接，所述驱动部件包括电机，所述电机的输出轴连接有摆臂，所述摆臂远离所述电机输出轴的一端与所述第二夹持部件抵靠，当所述电机的输出轴带动所述摆臂向靠近所述第二夹持部件的方向摆动时，所述摆臂可推动所述第二夹持部件向所述第一夹持部件的方向转动，直至所述第一夹持部件和第二夹持部件相贴合，当所述电机的输出轴停止带动所述摆臂摆动时，所述第二夹持部件在所述复位部件的作用下向远离所述第一夹持部件的方向转动。结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，还包括样品台，所述样品台设置于所述夹持组件初始位置的下方，所述样品台上设置有限位槽，所述限位槽位于所述第一夹持部件与所述第二夹持部件处于夹紧状态时，所述第一夹持部件与所述第二夹持部件之间夹缝的正下方；其中，所述初始位置为所述夹持组件在所述机械臂组件上预设的初始化状态。第二方面，本专利技术实施例提供一种角膜自动定位方法，所述方法包括：所述机械控制系统控制所述机械臂组件在初始位置夹持住装有角膜的角膜包装体；所述机械控制系统控制所述机械臂组件将所述角膜包装体移动至图像识别系统和背景组件之间；所述主控制系统控制所述背景组件提供背景光，并控制所述图像识别系统获取所述角膜包装体在所述背景光的作用下形成的图像；所述主控制系统控制所述计算定位系统对所述图像识别系统获取的图像进行分析计算，获得所述角膜的位置信息。结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述机械控制系统控制所述机械臂组件在初始位置夹持住装有角膜的角膜包装体，包括：所述机械控制系统接收用户输入的开始指令；所述机械控制系统将所述用户输入的开始指令传输至所述主控制系统；所述机械控制系统接收所述主控制系统根据所述开始指令发送的定位指令；所述机械控制系统根据所述定位指令控制所述机械臂组件回复至初始位置；所述机械控制系统向所述主控制系统发送第一信号，所述第一信号用于指示所述机械臂组件回复至初始位置；所述机械控制系统接收所述主控制系统发送的第一控制信号，并根据所述第一控制信号在初始位置夹持住装有角膜的角膜包装体。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述机械臂组件包括水平移动组件、竖直移动组件和夹持组件；所述水平移动组件包括第一驱动件、水平导轨、设置于所述水平导轨内的水平丝杠、以及与所述水平丝杠配合的第一螺母，所述第一螺母与所述水平导轨滑动连接，所述第一驱动件可带动所述水平丝杠转动，所述竖直移动组件与所述第一螺母固定连接；所述竖直移动组件包括第二驱动件、竖直导轨、设置于所述竖直导轨内的竖直丝杠、以及与所述竖直丝杠配合的第二螺母，所述第二螺母与所述竖直导轨滑动连接，所述第二驱动件可带动所述竖直丝杠转动。所述机械控制系统根据所述定位指令控制所述机械臂组件回复至初始位置，包括：所述机械控制系统检测所述第一螺母在所述水平导轨的当前值以及所述第二螺母在所述竖直导轨的当前值；若所述第二螺母在所述竖直导轨的当前值是第一初始值，所述第一螺母在所述水平导轨的当前值不是第二初始值，则所述机械控制系统控制所述第一驱动件开启，带动所述竖直移动组件和所述夹持组件沿所述水平导轨移至所述第二初始值；若所述第二螺母在所述竖直导轨的当前值不是第一初始值，所述第一螺母在所述水平导轨的当前值是第二初始值，则所述机械控制系统控制所述第二螺母带动所述夹持组件沿所述竖直导轨移动至所述第一初始值；若所述第二螺母在所述竖直导轨的当前值不是第一初始值，所述第一螺母在所述水平导轨的当前值不是第二初始值，所述机械控制系统控制所述第一螺母带动所述夹持组件移动沿所述水平导轨移至所述第二初始值，并控制所述第一螺母带动所述夹持组件沿所述竖直导轨移动至所述第一初始值。结合第二方面，第二方面的第三种可能的实现方式中，所述夹持组件包含：支撑部件，第一夹持部件，第二夹持部件，复位部件和驱动部件；其中，所述第一夹持部件和第二夹持部件的中心部位分别设置有定位窗；所述第一夹持部件固定于所述支撑部件上，所述第一夹持部件和所述第二夹持部件相对设置，且所述第一夹持部件和所述第二夹持部件之间通过复位部件连接，所述驱动部件包括电机，所述电机的输出轴连接有摆臂，所述摆臂远离所述电机输出轴的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角膜自动定位系统，其特征在于，包括机械臂组件，图像识别系统，与所述图像识别系统相对设置的背景组件，与所述图像识别系统连接的计算定位系统，主控制系统以及与所述主控制系统连接的机械控制系统；所述机械控制系统与所述机械臂组件电连接，用于控制所述机械臂组件将装有角膜的角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件之间；所述主控制系统分别与所述图像识别系统以及计算定位系统电连接，用于控制所述图像识别系统，当所述机械臂组件将所述角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件之间时，获取所述角膜包装体在所述背景光的作用下形成的图像；以及，用于控制所述计算定位系统对所述图像识别系统获取的图像进行分析计算，获取所述角膜的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种角膜自动定位系统，其特征在于，包括机械臂组件，图像识别系统，与所述图像识别系统相对设置的背景组件，与所述图像识别系统连接的计算定位系统，主控制系统以及与所述主控制系统连接的机械控制系统；所述机械控制系统与所述机械臂组件电连接，用于控制所述机械臂组件将装有角膜的角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件之间；所述主控制系统分别与所述图像识别系统以及计算定位系统电连接，用于控制所述图像识别系统，当所述机械臂组件将所述角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件之间时，获取所述角膜包装体在背景光的作用下形成的图像；以及，用于控制所述计算定位系统对所述图像识别系统获取的图像进行分析计算，获取所述角膜的位置信息。2.根据权利要求1所述的角膜自动定位系统，其特征在于，所述背景组件包括定位屏和光源，所述机械臂组件包括水平移动组件、竖直移动组件和夹持组件，所述水平移动组件可带动竖直移动组件和夹持组件沿平行于所述定位屏表面的水平方向往复移动，所述竖直移动组件可带动夹持组件沿平行于所述定位屏表面的竖直方向往复移动。3.根据权利要求2所述的角膜自动定位系统，其特征在于，所述水平移动组件包括第一驱动件、水平导轨、设置于所述水平导轨内的水平丝杠、以及与所述水平丝杠配合的第一螺母，所述第一螺母与所述水平导轨滑动连接，所述第一驱动件可带动所述水平丝杠转动，所述竖直移动组件与所述第一螺母固定连接；所述竖直移动组件包括第二驱动件、竖直导轨、设置于所述竖直导轨内的竖直丝杠、以及与所述竖直丝杠配合的第二螺母，所述第二螺母与所述竖直导轨滑动连接，所述第二驱动件可带动所述竖直丝杠转动。4.根据权利要求3所述的角膜自动定位系统，其特征在于，所述夹持组件包含：支撑部件，第一夹持部件，第二夹持部件，复位部件和驱动部件；其中，所述第一夹持部件和第二夹持部件的中心部位分别设置有定位窗；所述第一夹持部件固定于所述支撑部件上，所述第一夹持部件和所述第二夹持部件相对设置，且所述第一夹持部件和所述第二夹持部件之间通过复位部件连接，所述驱动部件包括电机，所述电机的输出轴连接有摆臂，所述摆臂远离所述电机输出轴的一端与所述第二夹持部件抵靠，当所述电机的输出轴带动所述摆臂向靠近所述第二夹持部件的方向摆动时，所述摆臂可推动所述第二夹持部件向所述第一夹持部件的方向转动，直至所述第一夹持部件和第二夹持部件相贴合，当所述电机的输出轴停止带动所述摆臂摆动时，所述第二夹持部件在所述复位部件的作用下向远离所述第一夹持部件的方向转动。5.根据权利要求4所述的角膜自动定位系统，其特征在于，还包括样品台，所述样品台设置于所述夹持组件初始位置的下方，所述样品台上设置有限位槽，所述限位槽位于所述第一夹持部件与所述第二夹持部件处于夹紧状态时，所述第一夹持部件与所述第二夹持部件之间夹缝的正下方；其中，所述初始位置为所述夹持组件在所述机械臂组件上预设的初始化状态。6.一种角膜自动定位方法，应用于权利要求1所述的角膜自动定位系统，所述方法包括：所述机械控制系统控制所述机械臂组件在初始位置夹持住装有角膜的角膜包装体；所述机械控制系统控制所述机械臂组件将所述角膜包装体移动至图像识别系统和背景组件之间；所述主控制系统控制所述背景组件提供背景光，并控制所述图像识别系统获取所述角膜包装体在所述背景光的作用下形成的图像；所述主控制系统控制所述计算定位系统对所述图像识别系统获取的图像进行分析计算，获得所述角膜的位置信息。7.根据权利要求6所述的角膜自动定位方法，其特征在于，所述机械控制系统控制所述机械臂组件在初始位置夹持住装有角膜的角膜包装体，包括：所述机械控制系统接收用户输入的开始指令；所述机械控制系统将所述用户输入的开始指令传输至所述主控制系统；所述机械控制系统接收所述主控制系统根据所述开始指令发送的定位指令；所述机械控制系统根据所述定位指令控制所述机械臂组件回复至初始位置；所述机械控制系统向所述主控制系统发送第一信号，所述第一信号用于指示所述机械臂组件回复至初始位置；所述机械控制系统接收所述主控制系统发送的第一控制信号，并根据所述第一控制信号在初始位置夹持住装有角膜的角膜包装体。8.根据权利要求7所述的角膜自动定位方法，其特征在于，所述机械臂组件包括水平移动组件、竖直移动组件和夹持组件；所述水平移动组件包括第一驱动件、水平导轨、设置于所述水平导轨内的水平丝杠、以及与所述水平丝杠配合的第一螺母，所述第一螺母与所述水平导轨滑动连接，所述第一驱动件可带动所述水平丝杠转动，所述竖直移动组件与所述第一螺母固定连接；所述竖直移动组件包括第二驱动件、竖直导轨、设置于所述竖直导轨内的竖直丝杠、以及与所述竖直丝杠配合的第二螺母，所述第二螺母与所述竖直导轨滑动连接，所述第二驱动件可带动所述竖直丝杠转动；所述机械控制系统根据所述定位指令控制所述机械臂组件回复至初始位置，包括：所述机械控制系统检测所述第一螺母在所述水平导轨的当前值以及所述第二螺母在所述竖直导轨的当前值；若所述第二螺母在所述竖直导轨的当前值是第一初始值，所述第一螺母在所述水平导轨的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维博，张斌，
申请(专利权)人：深圳艾尼尔角膜工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44