CN110384581A - 一种智能眼内注射装置 - Google Patents

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CN110384581A CN201910643005.9A CN201910643005A CN110384581A CN 110384581 A CN110384581 A CN 110384581A CN 201910643005 A CN201910643005 A CN 201910643005A CN 110384581 A CN110384581 A CN 110384581A
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曹地
李莉
颜超
陈萌
杨霞
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    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
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Abstract

本发明涉及一种智能眼内注射装置，其特征在于包括控制主机、计算机、注射控制部、图像分析部；标志控制功能用于控制标志物的静止和移动状态；注射针控制功能用于在标志物静止状态时将注射针插入眼球，并进行液体的抽吸和注入操作。使用自动控制的眼内注射装置，避免了手动操作的误差，可以在计算机输入的注射坐标准确的被执行注射操作，且注射的量可以自动控制；使用软管连接注射针和针管，使得眼球的移动在一定程度上不会形成自我伤害；使用标志物进行眼球位置的控制，使用时注视标志物，使得眼球的位置更加稳定；在注射后使用自带的线将注射针拔出，避免伤害眼睛。

Description

一种智能眼内注射装置
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种智能眼内注射装置。
背景技术
现阶段，治疗部分眼内疾病的方式使用将药物注入结膜与巩膜之间的疏松间隙内，以提高药物在眼内的浓度，增强及延长药物作用时间，或由于注射液的刺激及渗透压的改变，促进血液循环，达到消炎和促进吸收的作用。
常用药物有抗生素、激素、散瞳药、自家血清或高渗盐水等。
目前注射时一般医生会叮嘱病人不要转动眼球，然而眼球非常敏感，病人较难控制眼球的转动，医生的手动操作往往由于病人难以控制而对病人形成伤害。
申请号：201580082206.6公开一种眼内注射系统和用于控制所述系统的方法，包含具有剌穿构件(11)的注射装置(10)，其用于注射所述物料至所述眼球(E)内，所述眼内注射系统提供了由所述剌穿构件(11)自动化剌穿所述眼球(E)。根据本发明所示，所述系统进一步包含携带所述注射装置(10)的机械操纵器(20)，所述机械操纵器(20)适于和配置于移动所述注射装置(10)至预注射位置，和检测装置(30)适于和配置于检测放置于所述眼球(E)上的补件(P)位置和控制所述机械操纵器(20)移动所述注射装置(10)至所述预注射位置，所述预注射位置依据在所述眼球(E)上的所述补件(P)的所述检测位置。其可以监控眼睛的位置并可以自动进行注射，但是其注射后如果眼球发生位移，这样的操作还会导致眼球收到伤害。
发明内容
针对上述内容，为解决上述问题，提供一种智能眼内注射装置，其特征在于包括控制主机、计算机、注射控制部、图像分析部；计算机连接控制主机，控制主机连接注射控制部和图像分析部，图像分析部用于实时获取眼球位置和移动方向，注射控制部具有标志控制功能和注射针控制功能；标志控制功能用于控制标志物的静止和移动状态；注射针控制功能用于在标志物静止状态时将注射针插入眼球，并进行液体的抽吸和注入操作。
图像分析部包括图像采集摄像头、图像处理卡、图像运动分析器；图像运动分析器连接控制主机，图像处理卡连接图像运动分析器，图像采集摄像头连接图像处理卡；
图像采集摄像头设置于待注射位置的上方，对准待注射眼球，获取眼球的实时图像；图像采集摄像头将采集的图像数据发送至图像处理卡，图像处理卡对每一帧图像数据进行滤波、去噪、二值化处理；从而将每一帧图像数据转化成二值化的图像数据；图像运动分析器将二值化的图像数据进行矩阵分析，从而获取每一帧图像的眼球瞳孔中心的位置，并生成瞳孔中心的位置随时间的变化速度。
注射控制部包括注射控制驱动器、标志物控制器、标志物、注射针控制器、注射针、注射器控制器、注射器；注射控制驱动器连接控制主机，标志物控制器、注射针控制器、注射器控制器均连接注射控制驱动器；标志物控制器连接标志物；注射针控制器连接注射针；注射器控制器连接注射器；
标志物设置在一个球面罩体的底面上，球面罩体具有中心开孔；图像采集摄像头设置在球面罩体的中心开孔处；球面罩体设置在待注射位置的上方，开口向下；标志物可以在标志物控制器的驱动下在球面罩体的底面上移动，并在待注射眼球的视野范围内；
注射器控制器包括注射钳，注射钳夹紧注射针并可以带动注射针运动；注射器控制器包括抽吸控制器和注入控制器，注射器为双管注射器，双管注射器的两个管分别为抽吸针管和注入针管；抽吸控制器控制抽吸针管的抽吸动作，注入控制器控制注入针管的注入动作；抽吸针管、注入针管和注射针之间通过软管连通；软管的连接处设置三通，分别连接抽吸针管、注入针管和注射针；三通连接抽吸针管和注入针管的位置均设置有单项阀。
注射钳可以夹紧和松开注射针，注射针设置有可以贴合眼球表面的球面贴膜，球面贴膜可以和眼球表面贴合，从而使注射针和眼球相对固定；注射钳和注射针之间设置有连接线。
抽吸控制器和注入控制器可以控制抽吸的液体的量和注入的液体的量。
上述智能眼内注射装置的工作方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：
连接好各个设备，并启动计算机和控制主机，图像采集摄像头将需要注射的位置范围内的图像实时显示在计算机的屏幕上；
步骤2：
在计算机内输入注射针插入的插入位置，控制主机根据插入位置的图像坐标和瞳孔的图像坐标确定插入位置相对于瞳孔的相对坐标，并建立以眼球瞳孔为原点的坐标系；
在计算机内输入抽吸的液体量和需要注入的液体量；
步骤3：
标志物控制器控制标志物以一定的速度移动，图像采集摄像头实时采集瞳孔位置的变化；待瞳孔的移动和标志物的移动同步以后，标志物控制器进入间歇运动模式，即标志物静止一定时间后运动一定时间，再静止一定时间后运动一定时间，如此往复；
步骤4：
注射针控制器控制注射针在标志物静止的时间内对准插入位置，执行插入操作；待球面贴膜贴合后立即放开注射针；
步骤5：
注射器控制器控制注射器指型抽吸操作；抽吸操作完成后，注射器控制器控制注射器指型注入操作；
步骤6：
完成注射后注射针控制器控制注射钳移动，通过连接线拔出注射针。
本发明的有益效果为：
本发明使用图像采集设备实时采集眼球瞳孔的位置和变化，可以为眼内注射提供注射位置的参考；使用自动控制的眼内注射装置，避免了手动操作的误差，可以在计算机输入的注射坐标准确的被执行注射操作，且注射的量可以自动控制；使用软管连接注射针和针管，使得眼球的移动在一定程度上不会形成自我伤害；使用标志物进行眼球位置的控制，使用时注视标志物，使得眼球的位置更加稳定；在注射后使用自带的线将注射针拔出，避免伤害眼睛。
附图说明
被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。
图1为本发明整体组成示意图；
图2为本发明图像采集和注意力控制示意图；
图3为本发明注射部示意图。
具体实施方式
本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。
实施例1
结合图1-3，一种智能眼内注射装置，其特征在于包括控制主机1、计算机2、注射控制部、图像分析部；计算机2连接控制主机1，控制主机1连接注射控制部和图像分析部，图像分析部用于实时获取眼球位置和移动方向，注射控制部具有标志控制功能和注射针45控制功能；标志控制功能用于控制标志物43的静止和移动状态；注射针45控制功能用于在标志物43静止状态时将注射针45插入眼球，并进行液体的抽吸和注入操作。
图像分析部包括图像采集摄像头31、图像处理卡32、图像运动分析器33；图像运动分析器33连接控制主机1，图像处理卡32连接图像运动分析器33，图像采集摄像头31连接图像处理卡32；
图像采集摄像头31设置于待注射位置的上方，对准待注射眼球，获取眼球的实时图像；图像采集摄像头31将采集的图像数据发送至图像处理卡32，图像处理卡32对每一帧图像数据进行滤波、去噪、二值化处理；从而将每一帧图像数据转化成二值化的图像数据；图像运动分析器33将二值化的图像数据进行矩阵分析，从而获取每一帧图像的眼球瞳孔中心的位置，并生成瞳孔中心的位置随时间的变化速度。
注射控制部包括注射控制驱动器41、标志物控制器42、标志物43、注射针控制器44、注射针45、注射器控制器46、注射器47；注射控制驱动器41连接控制主机1，标志物控制器42、注射针控制器44、注射器控制器46均连接注射控制驱动器41；标志物控制器42连接标志物43；注射针控制器44连接注射针45；注射器控制器46连接注射器47；
标志物43设置在一个球面罩体34的底面上，球面罩体具有中心开孔；图像采集摄像头31设置在球面罩体的中心开孔处；球面罩体设置在待注射位置的上方，开口向下；标志物43可以在标志物控制器42的驱动下在球面罩体的底面上移动，并在待注射眼球的视野范围内；
注射器控制器46包括注射钳48，注射钳48夹紧注射针45并可以带动注射针45运动；注射器控制器46包括抽吸控制器51和注入控制器52，注射器47为双管注射器47，双管注射器47的两个管分别为抽吸针管53和注入针管54；抽吸控制器51控制抽吸针管53的抽吸动作，注入控制器52控制注入针管54的注入动作；抽吸针管53、注入针管54和注射针45之间通过软管55连通；软管55的连接处设置三通56，分别连接抽吸针管53、注入针管54和注射针45；三通56连接抽吸针管53和注入针管54的位置均设置有单项阀。
注射钳48可以夹紧和松开注射针45，注射针45设置有可以贴合眼球表面的球面贴膜57，球面贴膜57可以和眼球表面贴合，从而使注射针45和眼球相对固定；注射钳48和注射针45之间设置有连接线58。
抽吸控制器51和注入控制器52可以控制抽吸的液体的量和注入的液体的量。
实施例2
上述智能眼内注射装置的工作方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：
连接好各个设备，并启动计算机2和控制主机1，图像采集摄像头31将需要注射的位置范围内的图像实时显示在计算机2的屏幕上；
步骤2：
在计算机2内输入注射针45插入的插入位置，控制主机1根据插入位置的图像坐标和瞳孔的图像坐标确定插入位置相对于瞳孔的相对坐标，并建立以眼球瞳孔为原点的坐标系；
在计算机2内输入抽吸的液体量和需要注入的液体量；
步骤3：
标志物控制器42控制标志物43以一定的速度移动，图像采集摄像头31实时采集瞳孔位置的变化；待瞳孔的移动和标志物43的移动同步以后，标志物控制器42进入间歇运动模式，即标志物43静止一定时间后运动一定时间，再静止一定时间后运动一定时间，如此往复；
步骤4：
注射针控制器44控制注射针45在标志物43静止的时间内对准插入位置，执行插入操作；待球面贴膜57贴合后立即放开注射针45；
步骤5：
注射器控制器46控制注射器47指型抽吸操作；抽吸操作完成后，注射器控制器46控制注射器47指型注入操作；
步骤6：
完成注射后注射针控制器44控制注射钳48移动，通过连接线58拔出注射针45。
在拔出注射针时，注射钳控制连接线与注射针同轴，且注射钳的运动方向与注射针的轴线重合。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种智能眼内注射装置，其特征在于包括控制主机(1)、计算机(2)、注射控制部、图像分析部；计算机(2)连接控制主机(1)，控制主机(1)连接注射控制部和图像分析部，图像分析部用于实时获取眼球位置和移动方向，注射控制部具有标志控制功能和注射针(45)控制功能；标志控制功能用于控制标志物(43)的静止和移动状态；注射针(45)控制功能用于在标志物(43)静止状态时将注射针(45)插入眼球，并进行液体的抽吸和注入操作。
2.根据权利要求1所述的智能眼内注射装置，其特征在于：
图像分析部包括图像采集摄像头(31)、图像处理卡(32)、图像运动分析器(33)；图像运动分析器(33)连接控制主机(1)，图像处理卡(32)连接图像运动分析器(33)，图像采集摄像头(31)连接图像处理卡(32)；
图像采集摄像头(31)设置于待注射位置的上方，对准待注射眼球，获取眼球的实时图像；
图像采集摄像头(31)将采集的图像数据发送至图像处理卡(32)，图像处理卡(32)对每一帧图像数据进行滤波、去噪、二值化处理；从而将每一帧图像数据转化成二值化的图像数据；
图像运动分析器(33)将二值化的图像数据进行矩阵分析，从而获取每一帧图像的眼球瞳孔中心的位置，并生成瞳孔中心的位置随时间的变化速度。
3.根据权利要求2所述的智能眼内注射装置，其特征在于：
注射控制部包括注射控制驱动器(41)、标志物控制器(42)、标志物(43)、注射针控制器(44)、注射针(45)、注射器控制器(46)、注射器(47)；注射控制驱动器(41)连接控制主机(1)，标志物控制器(42)、注射针控制器(44)、注射器控制器(46)均连接注射控制驱动器(41)；标志物控制器(42)连接标志物(43)；注射针控制器(44)连接注射针(45)；注射器控制器(46)连接注射器(47)；
标志物(43)设置在一个球面罩体(34)的底面上，球面罩体具有中心开孔；图像采集摄像头(31)设置在球面罩体的中心开孔处；球面罩体设置在待注射位置的上方，开口向下；标志物(43)可以在标志物控制器(42)的驱动下在球面罩体的底面上移动，并在待注射眼球的视野范围内；
注射器控制器(46)包括注射钳(48)，注射钳(48)夹紧注射针(45)并可以带动注射针(45)运动；注射器控制器(46)包括抽吸控制器(51)和注入控制器(52)，注射器(47)为双管注射器(47)，双管注射器(47)的两个管分别为抽吸针管(53)和注入针管(54)；抽吸控制器(51)控制抽吸针管(53)的抽吸动作，注入控制器(52)控制注入针管(54)的注入动作；抽吸针管(53)、注入针管(54)和注射针(45)之间通过软管(55)连通；软管(55)的连接处设置三通(56)，分别连接抽吸针管(53)、注入针管(54)和注射针(45)；三通(56)连接抽吸针管(53)和注入针管(54)的位置均设置有单项阀。
4.根据权利要求3所述的智能眼内注射装置，其特征在于：
注射钳(48)可以夹紧和松开注射针(45)，注射针(45)设置有可以贴合眼球表面的球面贴膜(57)，球面贴膜(57)可以和眼球表面贴合，从而使注射针(45)和眼球相对固定；注射钳(48)和注射针(45)之间设置有连接线(58)。
5.根据权利要求4所述的智能眼内注射装置，其特征在于：
抽吸控制器(51)和注入控制器(52)可以控制抽吸的液体的量和注入的液体的量。
6.根据权利要求1-5任一项所述的智能眼内注射装置的工作方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：
连接好各个设备，并启动计算机(2)和控制主机(1)，图像采集摄像头(31)将需要注射的位置范围内的图像实时显示在计算机(2)的屏幕上；
步骤2：
在计算机(2)内输入注射针(45)插入的插入位置，控制主机(1)根据插入位置的图像坐标和瞳孔的图像坐标确定插入位置相对于瞳孔的相对坐标，并建立以眼球瞳孔为原点的坐标系；
在计算机(2)内输入抽吸的液体量和需要注入的液体量；
步骤3：
标志物控制器(42)控制标志物(43)以一定的速度移动，图像采集摄像头(31)实时采集瞳孔位置的变化；待瞳孔的移动和标志物(43)的移动同步以后，标志物控制器(42)进入间歇运动模式，即标志物(43)静止一定时间后运动一定时间，再静止一定时间后运动一定时间，如此往复；
步骤4：
注射针控制器(44)控制注射针(45)在标志物(43)静止的时间内对准插入位置，执行插入操作；待球面贴膜(57)贴合后立即放开注射针(45)；
步骤5：
注射器控制器(46)控制注射器(47)指型抽吸操作；抽吸操作完成后，注射器控制器(46)控制注射器(47)指型注入操作；
步骤6：
完成注射后注射针控制器(44)控制注射钳(48)移动，通过连接线(58)拔出注射针(45)。
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CN117481616A (zh) * 2023-12-29 2024-02-02 首都医科大学附属北京友谊医院 一种基于光声三维成像的注射、抽取装置及方法

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