一种眼科用眼部手术操作系统技术方案

本发明专利技术公开了一种眼科用眼部手术操作系统，其包括外壳及角膜取出装置，所述角膜取出装置包括吸引环、角膜吸附管、巩膜吸附管、智能镊子、抽吸器和刀片；所述外壳内还包括四驱动电机、形变量感知器、齿轮啮合传动装置及CPU控制器，所述四驱动电机与形变量感知器相连接，所述形变量感知器与齿轮啮合传动装置相连接，所述齿轮啮合传动装置与CPU控制器相连接，其中，所述四驱动电机通过四电机提供驱动力，所述四驱动电机产生力矩后通过形变量感知器传导至齿轮啮合传动装置，并通过CPU控制器控制齿轮啮合传动装置传递给角膜取出装置的刀片，完成操作；本发明专利技术操作精确性高、安全方便。

An ophthalmic operation system for eye surgery

The invention discloses an eye operation system for ophthalmology, which comprises a housing and a corneal extraction device. The corneal extraction device includes an attraction ring, a corneal adsorption tube, a scleral adsorption tube, intelligent tweezers, a suction device and a blade. The housing also includes a four-drive motor, a deformation sensor and a gear meshing transmission device. The four-drive motor is connected with the deformation sensor, the deformation sensor is connected with the gear meshing transmission device, and the gear meshing transmission device is connected with the CPU controller. The four-drive motor provides driving force through four motors, and the four-drive motor generates torque and then passes through. The over-deformation sensor is transmitted to the gear meshing transmission device, and the gear meshing transmission device is controlled by a CPU controller to transmit the blade to the corneal extraction device to complete the operation; the operation of the present invention is accurate, safe and convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种眼科用眼部手术操作系统
本专利技术涉及眼科领域，具体涉及眼科用眼部手术操作系统。
技术介绍
外科手术是指对患者的组织使用操作性人工和器械技术以治疗病理状态的医学专业。已经提出了用手术机器人作为进行切除手术(切除手术需要切割组织以治疗或移除身体内的器官)的替代手段，以便减少血液损失、疼痛并提高精度。减小所述器械尺寸时的这个限制，对于手术机器人的微型化以及对于自动更换一次性器械的技术应用来说成为了障碍。现有的捐献角膜的取材操作多数采用人工切割操作，不精确且速度慢，且容易切坏，导致不能满足操作方便和安全的要求，不能智能化操作，人为操作偏差大，因此提供一种精确度高、造价降低、安全可靠的眼科用眼部手术操作系统就显得特别重要和迫切。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、安全方便的眼科用眼部手术操作系统。本专利技术技术方案如下：一种眼科用眼部手术操作系统，其包括外壳及角膜取出装置，所述角膜取出装置包括吸引环、角膜吸附管、巩膜吸附管、智能镊子、抽吸器和刀片；吸引环包括角膜环部、切割部和巩膜环部，角膜环部和巩膜环部上分别制有第一曲面和第二曲面，角膜环部和巩膜环部内分别制有与角膜吸附管和巩膜吸附管进口相连通的环形中空，角膜环部制有至少两个均布在第一曲面上并用于吸附角膜的第一开口，巩膜环部制有至少两个均布在第二曲面上并用于吸附巩膜的第二开口，切割部制有环绕吸引环环体一周圈并贯通吸引环内外的多圈开槽，刀片用于沿一圈开槽推行并进行角膜切取；所述智能镊子，由调节固定旋钮、镜柄、放大镜、发射天线、电器仓、针孔摄像头、镊尖、防滑柄、镊体、上盖、纽扣电池、镜片、微型数据卡插口、视频信号发射模块、针孔摄像头组成；采用镊体前上部设置放大镜，可便于手术医生在手术过程中更好地观察患者眼部状况，利用针孔摄像头和视频信号发射模块，可及时上传手术视频信号；所述外壳内还包括四驱动电机、形变量感知器、齿轮啮合传动装置及CPU控制器，所述四驱动电机与形变量感知器相连接，所述形变量感知器与齿轮啮合传动装置相连接，所述齿轮啮合传动装置与CPU控制器相连接，其中，所述四驱动电机通过四电机提供驱动力，所述四驱动电机产生力矩后通过形变量感知器传导至齿轮啮合传动装置，并通过CPU控制器控制齿轮啮合传动装置传递给角膜取出装置的刀片，完成角膜切除操作；所述形变量感知器用于感知变形量及手术钳单极构件末端所受力矩，所述形变量感知器包括对水平面扭转变形敏感的旋转型转盘、应变片和应变电阻变化测量电路，所述旋转型转盘与四驱动电机具有同一轴心，所述旋转型转盘与双驱动电机的输出轴连接固定，每个旋转型转盘外部设置有2对对称的应变片，分别对称贴在旋转型转盘的前后左右四个方向，测试旋转型转盘受外力扭动时应变显著区域；应变电阻变化测量电路采用直流双臂电桥方式测量变片力电阻变化，应变片电阻变化与旋转型转盘受到的扭矩成正相关；所述传动装置，用于和旋转型转盘相互配合实现手术钳运动驱动及手术钳末端的力感知，并将该感知的力传输给CPU控制器进行分析，并控制角膜取出装置进行精密操作；所述传动装置采用设置有全封闭防护装置的齿轮啮合机构，所述齿轮啮合机构为电动控制模式和手动模式，通过PLC控制器控制齿轮啮合机构电动工作；所述CPU控制器包括模拟输入模块、D/A转化模块、处理模块、电源模块及输出模块，所述处理模块分别与模拟输入模块、D/A转化模块、输出模块和电源模块相连，所述模拟输入模块输入采集的力矩数据，并通过D/A转化模块将物理力矩数据转换成数字数据，并传输给处理模块进行数据的阈值判断，若大于阈值则停止动作，小于阈值则传输电信号给齿轮啮合传动装置，对刀片进行电动控制。有益效果：本专利技术通过设置四电机，使得工作稳定性高，且通过互为备用，降低了工作强度，且通过电机和旋转型转盘同轴心，减少了驱动力的损失，直接就将力矩传输给传动装置，并通过传动装置控制手术器械，实现了操作效率提高；并针对传统机械装置的控制不够稳定精确性，采用CPU控制，通过精确的分析，并对力矩数值进行设定阈值，精确的实现了手术过程中的力矩控制，实现了精确稳定的控制，不会造成二次伤害；又通过旋转型变量感知器对力矩进行准确的感知，采用2对对称的应变片，分别对称贴在旋转型转盘的前后左右四个方向，能够感知360度的方向，一般的只采用一对，就不能感知到各个方向的力矩，还通过旋转型转盘受外力扭动时应变显著区域；应变电阻变化测量电路采用直流双臂电桥方式测量变片力电阻变化，采用这种直流双臂电桥可以使得测量更精确，通用的做法是采用单臂电桥，应变片电阻变化与旋转型转盘受到的扭矩成正相关，正是利用了这一物理原理，实现了对扭矩的精确测量；通过将形变量感知器设置在器械驱动装置内，由于形变量感知器与手术器械分离，避免了在形变量感知器头部狭小空间中设置形变量感知器，显著降低了手术器械的加工制作复杂度。该装置将手术器械末端耦合空间力矩被分解为多个平面内解耦的单自由度的力矩，该装置对器械运动自由度方向的力测量很灵敏。现有手术器械不需要进行改造，可直接装配到该装置上，即能感知手术器械末端的力/力矩。传动装置采用设置有全封闭防护装置的齿轮啮合机构，安全等级高，齿轮啮合机构为电动控制模式和手动模式，通过PLC控制器控制齿轮啮合机构电动工作，可以精确控制。附图说明图1是本专利技术提供优选实施例的智能手术钳示意图；图2是本专利技术智能镊子示意图；图3是电器仓结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1-图3所示，一种眼科用眼部手术操作系统，其包括外壳及角膜取出装置，所述角膜取出装置包括吸引环、角膜吸附管、巩膜吸附管、智能镊子、抽吸器和刀片；吸引环包括角膜环部、切割部和巩膜环部，角膜环部和巩膜环部上分别制有第一曲面和第二曲面，角膜环部和巩膜环部内分别制有与角膜吸附管和巩膜吸附管进口相连通的环形中空，角膜环部制有至少两个均布在第一曲面上并用于吸附角膜的第一开口，巩膜环部制有至少两个均布在第二曲面上并用于吸附巩膜的第二开口，切割部制有环绕吸引环环体一周圈并贯通吸引环内外的多圈开槽，刀片用于沿一圈开槽推行并进行角膜切取；所述智能镊子，由调节固定旋钮1、镜柄2、放大镜3、发射天线4、电器仓、针孔摄像头6、镊尖7、防滑柄8、镊体9、上盖10、纽扣电池11、镜片12、微型数据卡插口13、视频信号发射模块14、针孔摄像头15组成；采用镊体前上部设置放大镜，可便于手术医生在手术过程中更好地观察患者眼部状况，利用针孔摄像头和视频信号发射模块，可及时上传手术视频信号；所述外壳内还包括四驱动电机、形变量感知器、齿轮啮合传动装置及CPU控制器，所述四驱动电机与形变量感知器相连接，所述形变量感知器与齿轮啮合传动装置相连接，所述齿轮啮合传动装置与CPU控制器相连接，其中，所述四驱动电机通过四电机提供驱动力，所述四驱动电机产生力矩后通过形变量感知器传导至齿轮啮合传动装置，并通过CPU控制器控制齿轮啮合传动装置传递给角膜取出装置的刀片，完成角膜切除操作；所述形变量感知器用于感知变形量及手术钳单极构件末端所受力矩，所述形变量感知器包括对水平面扭转变形敏感的旋转型转盘、应变片和应变电阻变化测量电路，所述旋转型转盘与四驱动电机具有同一轴心，所述旋转型转盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种眼科用眼部手术操作系统，其特征在于，包括外壳及角膜取出装置，所述角膜取出装置包括吸引环、角膜吸附管、巩膜吸附管、智能镊子、抽吸器和刀片；吸引环包括角膜环部、切割部和巩膜环部，角膜环部和巩膜环部上分别制有第一曲面和第二曲面，角膜环部和巩膜环部内分别制有与角膜吸附管和巩膜吸附管进口相连通的环形中空，角膜环部制有至少两个均布在第一曲面上并用于吸附角膜的第一开口，巩膜环部制有至少两个均布在第二曲面上并用于吸附巩膜的第二开口，切割部制有环绕吸引环环体一周圈并贯通吸引环内外的多圈开槽，刀片用于沿一圈开槽推行并进行角膜切取；所述智能镊子，由调节固定旋钮、镜柄、放大镜、发射天线、电器仓、针孔摄像头、镊尖、防滑柄、镊体、上盖、纽扣电池、镜片、微型数据卡插口、视频信号发射模块、针孔摄像头组成；采用镊体前上部设置放大镜，可便于手术医生在手术过程中更好地观察患者眼部状况，利用针孔摄像头和视频信号发射模块，可及时上传手术视频信号；所述外壳内还包括四驱动电机、形变量感知器、齿轮啮合传动装置及CPU控制器，所述四驱动电机与形变量感知器相连接，所述形变量感知器与齿轮啮合传动装置相连接，所述齿轮啮合传动装置与CPU控制器相连接，其中，所述四驱动电机通过四电机提供驱动力，所述四驱动电机产生力矩后通过形变量感知器传导至齿轮啮合传动装置，并通过CPU控制器控制齿轮啮合传动装置传递给角膜取出装置的刀片，完成角膜切除操作；所述形变量感知器用于感知变形量及手术钳单极构件末端所受力矩，所述形变量感知器包括对水平面扭转变形敏感的旋转型转盘、应变片和应变电阻变化测量电路，所述旋转型转盘与四驱动电机具有同一轴心，所述旋转型转盘与双驱动电机的输出轴连接固定，每个旋转型转盘外部设置有2对对称的应变片，分别对称贴在旋转型转盘的前后左右四个方向，测试旋转型转盘受外力扭动时应变显著区域；应变电阻变化测量电路采用直流双臂电桥方式测量变片力电阻变化，应变片电阻变化与旋转型转盘受到的扭矩成正相关；所述传动装置，用于和旋转型转盘相互配合实现手术钳运动驱动及手术钳末端的力感知，并将该感知的力传输给CPU控制器进行分析，并控制角膜取出装置进行精密操作；所述传动装置采用设置有全封闭防护装置的齿轮啮合机构，所述齿轮啮合机构为电动控制模式和手动模式，通过PLC控制器控制齿轮啮合机构电动工作；所述CPU控制器包括模拟输入模块、D/A转化模块、处理模块、电源模块及输出模块，所述处理模块分别与模拟输入模块、D/A转化模块、输出模块和电源模块相连，所述模拟输入模块输入采集的力矩数据，并通过D/A转化模块将物理力矩数据转换成数字数据，并传输给处理模块进行数据的阈值判断，若大于阈值则停止动作，小于阈值则传输电信号给齿轮啮合传动装置，对刀片进行电动控制。...

【技术特征摘要】
1.一种眼科用眼部手术操作系统，其特征在于，包括外壳及角膜取出装置，所述角膜取出装置包括吸引环、角膜吸附管、巩膜吸附管、智能镊子、抽吸器和刀片；吸引环包括角膜环部、切割部和巩膜环部，角膜环部和巩膜环部上分别制有第一曲面和第二曲面，角膜环部和巩膜环部内分别制有与角膜吸附管和巩膜吸附管进口相连通的环形中空，角膜环部制有至少两个均布在第一曲面上并用于吸附角膜的第一开口，巩膜环部制有至少两个均布在第二曲面上并用于吸附巩膜的第二开口，切割部制有环绕吸引环环体一周圈并贯通吸引环内外的多圈开槽，刀片用于沿一圈开槽推行并进行角膜切取；所述智能镊子，由调节固定旋钮、镜柄、放大镜、发射天线、电器仓、针孔摄像头、镊尖、防滑柄、镊体、上盖、纽扣电池、镜片、微型数据卡插口、视频信号发射模块、针孔摄像头组成；采用镊体前上部设置放大镜，可便于手术医生在手术过程中更好地观察患者眼部状况，利用针孔摄像头和视频信号发射模块，可及时上传手术视频信号；所述外壳内还包括四驱动电机、形变量感知器、齿轮啮合传动装置及CPU控制器，所述四驱动电机与形变量感知器相连接，所述形变量感知器与齿轮啮合传动装置相连接，所述齿轮啮合传动装置与CPU控制器相连接，其中，所述四驱动电机通过四电机提供驱动力，所述四驱动电机产生力矩后通过形变量感知器传导至齿轮啮合传动装置，并通过CPU控制器控制齿轮啮合...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，
申请(专利权)人：王容，
类型：发明
国别省市：四川,51