眼科机器人末端执行器引导和定位系统技术方案

本发明专利技术公开了眼科机器人末端执行器引导和定位的计算机程序产品及系统，所述计算机程序产品被配置为实时输出眼部手术准确切入点和手术实施点信息以引导并动态调整眼科机器人末端执行器的姿态和位置。本发明专利技术能够为眼科机器人末端执行器空间引导和定位调整提供精确的坐标，手术中无须人工操作和标识，是眼科自动化手术实现的功能基础；同时，通过在手术执行中进行图像的实时分割和目标追踪，给出的动态坐标可以支持眼科手术机器人能够自动调整姿态和位置；手术中出现头部和眼部超限运动时，机器人能可靠安全停止，提供了比人工更快更好的安全性。

【技术实现步骤摘要】
眼科机器人末端执行器引导和定位系统
本专利技术涉及医疗设备
，具体涉及眼科机器人末端执行器引导和定位的计算机程序产品及系统。
技术介绍
近年来，随着人工智能、机器人技术、传感器技术和医学影像的高速发展，医疗机器人已成为机器人研究和创新重要的一个方向。机器人在定位的精确性、操作的灵活性和控制的稳定性等方面相较于人的操作有着巨大的优势。以麻省理工学院开发的达芬奇机器人手术系统为例，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术，由外科医生控制台、床旁机械臂系统(PatientCart)、成像系统(VideoCart)构成，已经成熟地用于成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术中。罗伯特麦克拉伦教授表示：目前的激光扫描和显微技术让人们能从微观层面上检查视网膜疾病，但这超出了人类手可操作的生理极限。而运用机器人系统则为眼科手术的发展揭开了新的一页，使目前尚不能执行的手术成为可能。2018年6月18日，英国牛津大学发布消息称，该校利用PreceyesBV公司研发的显微手术机器人：PRECEYES手术系统，为多名病患本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.眼科机器人末端执行器引导和定位的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品被配置为实时输出眼部手术准确切入点和手术实施点信息以引导并动态调整眼科机器人末端执行器的姿态和位置。/n

【技术特征摘要】
1.眼科机器人末端执行器引导和定位的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品被配置为实时输出眼部手术准确切入点和手术实施点信息以引导并动态调整眼科机器人末端执行器的姿态和位置。


2.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品被配置为执行如下操作：
S1，根据患者的眼部图像，利用深度学习的卷积神经网络进行语义分割，划分出虹膜、瞳孔和睑裂的界限，并计算出三者之间边界位置和尺寸关系；
S2，确定眼球表面手术初始切入点在睑裂中的位置P1，并获取末端执行器到P1的距离S；
S3，根据距离S和虹膜、瞳孔和睑裂三者的边界尺寸，计算出初始切入点的空间坐标；
S4，根据手术实施点在眼球中的位置，通过P1和手术实施点的空间位置尺寸关系，计算出手术实施点的空间坐标；
S5，将初始切入点和手术实施点的空间坐标转换成机器人可执行的工具坐标，以引导末端执行器自动调整姿态和位置。


3.根据权利要求2所述的计算机程序产品，其特征在于，所述S1在进行语义分割之前还需要从获取的眼部图像中提取出眼球部分的图像并对图像进行预处理，所述预处理过程包括对眼球部分的图像进行降噪及增强处理。


4.根据权利要求3所述的计算机程序产品，其特征在于，所述降噪处理采用泊松方程滤波或高斯滤波法。


5.根据权利要求3所述的计算机程序产品，其特征在于，所述增强处理包括对降噪处理之后的图像进行直方图均衡化和同态滤波，得到的图像再通过小波变换将源图像进行融合，经融合重构后，获得对比度和细节增强的图像。


6.根据权利要求2-5任一项所述的计算机程序产品，其特征在于，所述S5中机器人根据初始切入点的工具坐标和手术实...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇梁，罗华，张根莱，何向东，周佳美，黎彪，刁燕，高山，李翔龙，蒋春林，张明，
申请(专利权)人：四川大学华西医院，
类型：发明
国别省市：四川;51