CN111388187B - 一种眼科对接装置及对接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的眼科对接装置包括：机械臂、对接接口、移动台架、光源单元、光学相干断层扫描成像单元、数据分析显示单元、计算机处理与控制单元，光学相干断层扫描成像单元实时采集眼科组织图像以及机械臂与眼科组织之间的垂直距离的信号，数据分析显示单元显示采集并处理所述眼科组织图像，计算机处理与控制单元分析眼科组织图像确定所述眼科组织的位置和方向，并根据所述眼科组织的位置和方向控制机械臂与眼科组织之间的垂直距离，本发明提供的眼科对接装置，能够实现在手术期间对光束的精准聚焦和定位，并将其以直观方式向眼外科医生呈现的成像系统的引导眼科对接装置，提高眼外科手术的质量和安全性。另外，本发明还提供了眼科对接装置的对接方法。

Description

一种眼科对接装置及对接方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种眼科对接装置及对接方法。

背景技术

多年来已经开发了用于眼外科手术的多种先进的外科激光系统，从而靶向角膜、晶状体、视网膜和其他眼结构的各个部分。这些外科系统中很多眼外科系统包括对接单元、或患者接口，其与手术眼形成接触，建立良好控制的对接来提高外科手术的精度。眼科程序的精度能够通过增大对接单元与手术靶的对准的精度而提高。其中角膜是不受阻挡且可见的角膜手术中，患者接口与角膜的对准能由外科医生以相对直接的方式执行。然而，由于晶状体位于眼的内部，白内障手术由于若干原因向患者接口的对准和对接更为困难。即使外科医生给予引导和口头指示，患眼与眼外科系统对准还是很困难。另外，眼的可视结构(例如瞳孔)偏心和倾斜，可能造成位移和倾斜。此外，随着对接单元降低至眼，其向眼施加压力，从而可能造成眼的额外位移和倾斜。

眼外科手术的精度和控制实质上受这些对接和固定步骤的精度的影响，并且由此提高对接程序的精度能够提高整个眼外科手术的精度。因此，需要提出一种能够精度控制眼科对接的装置是迫切需要的。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种能够精度控制眼科对接的眼科对接装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种眼科对接装置，包括：机械臂、对接接口、移动台架、光源单元、光学相干断层扫描成像单元、数据分析显示单元、计算机处理与控制单元，所述光源单元连接所述光学相干断层扫描成像单元，其中：

所述机械臂的两端分别固定连接有所述对接接口及所述光学相干断层扫描成像单元，所述对接接口与固定于所述移动台架上的眼科组织接触，所述光学相干断层扫描成像单元用于实时采集眼科组织图像以及所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离的信号；

所述的数据分析显示单元通过信号通路连接于所述光学相干断层扫描成像单元，所述的数据分析显示单元用于显示采集并处理所述眼科组织图像；

所述的计算机处理与控制单元通过信号通路连接于所述数据分析显示单元，所述的计算机处理与控制单元通过分析所述眼科组织图像确定所述眼科组织的位置和方向，所述的计算机处理与控制单元还用于根据所述眼科组织的位置和方向控制所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离。

在一些较佳的实施例中，所述机械臂包括依次铰接的支撑臂、连接臂和自由端，所述支撑臂与所述光学相干断层扫描成像单元固定连接，所述自由端与所述对接接口固定连接，所述自由端与所述眼科组织之间的垂直距离可调节。

在一些较佳的实施例中，所述自由端上设置有XYZ精度调节器，所述XYZ精度调节器可调节所述自由端与所述眼科组织之间的XYZ三维距离。

在一些较佳的实施例中，所述对接接口包括与所述自由端连接且用于聚焦光束的反射透镜、与所述反射透镜连接的且用于眼科对接的负压环和设置于所述负压环内的油管，所述对接接口通过所述油管内的液体与所述眼科组织接触。

在一些较佳的实施例中，所述负压环的中心、反射透镜的中心和眼科组织的中心，处于同一水平线。

在一些较佳的实施例中，所述移动台架设置有XYZ调节器，所述XYZ调节器用于调节所述自由端与所述眼科组织之间的XYZ三维距离。

在一些较佳的实施例中，所述的眼科组织为角膜、角膜缘、瞳孔、虹膜、晶状体、睫状肌、玻璃体或视网膜中的任意一种。

在一些较佳的实施例中，所述光源单元为可见光光源。

另外，本发明还提供了一种所述的眼科对接装置的对接方法，包括下述步骤：

调整所述的移动台架使所述对接接口与所述眼科组织对准；

所述光学相干断层扫描成像单元采集眼科组织的内眼结构和前眼结构的图像；

所述数据分析显示单元从所述内眼结构的图像确定内眼结构定向的深度域以及基于所述前眼结构的图像确定所述前眼结构的位置；

所述计算机处理与控制单元根据实时的所确定的眼组织形状改变信息进一步调整所述对接接口与眼科组织的对准，所述机械臂根据所述计算机处理与控制单元的指令，基于确定的位置和定向移动所述对接接口，使得所述的移动台架使所述对接接口与所述眼科组织对准。

本发明采用上述技术方案的优点是：

本发明提供的眼科对接装置包括：机械臂、对接接口、移动台架、光源单元、光学相干断层扫描成像单元、数据分析显示单元、计算机处理与控制单元，所述光学相干断层扫描成像单元用于实时采集眼科组织图像以及所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离的信号，所述的数据分析显示单元用于显示采集并处理所述眼科组织图像，所述的计算机处理与控制单元通过分析所述眼科组织图像确定所述眼科组织的位置和方向，所述的计算机处理与控制单元还用于根据所述眼科组织的位置和方向控制所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离，本发明提供的眼科对接装置，能够实现在手术期间对光束的精准聚焦和定位，并将其以直观方式向眼外科医生呈现的成像系统的引导眼科对接装置，提高眼外科手术的质量和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例1提供的眼科对接装置的结构示意图。

图2为本发明实施例2提供的一种眼科对接装置的对接方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，为本发明实施例1提供的一种眼科对接装置，包括：机械臂、对接接口、移动台架11、光源单元5、光学相干断层扫描成像单元1、数据分析显示单元10、计算机处理与控制单元9。

所述机械臂的两端分别固定连接有所述对接接口及所述光学相干断层扫描成像单元1，所述对接接口与固定于所述移动台架11上的眼科组织接触，所述光学相干断层扫描成像单元1用于实时采集眼科组织图像以及所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离的信号。

所述的数据分析显示单元10通过信号通路连接于所述光学相干断层扫描成像单元1，所述的数据分析显示单元10用于显示采集并处理所述眼科组织图像。

所述的计算机处理与控制单元9通过信号通路连接于所述数据分析显示单元10，所述的计算机处理与控制单元9通过分析所述眼科组织图像确定所述眼科组织的位置和方向，所述的计算机处理与控制单元9还用于根据所述眼科组织的位置和方向控制所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离。

以下详细说明各个部件的结构及连接关系。

在一些实施例中，所述机械臂包括依次铰接的支撑臂2、连接臂3和自由端4。所述支撑臂2与所述光学相干断层扫描成像单元1固定连接，所述自由端4与所述对接接口固定连接，所述自由端4与所述眼科组织之间的垂直距离可调节。

进一步地，所述自由端4上设置有XYZ精度调节器6，所述XYZ精度调节器6可调节所述自由端4与所述眼科组织之间的XYZ三维距离。

由于在自由端4上设置XYZ精度调节器6，通过调节所述XYZ精度调节器6在XYZ的方向，可以精度调节机械臂的自由端4与眼科组织之间的XYZ三维距离。

可以理解，本发明实施例提供的机械臂能够基于确定的位置和定向移动所述对接接口，对接至眼并且能够精度调节机械臂的自由端4与眼组织之间的垂直距离。

在一些实施例中，所述对接接口包括与所述自由端4连接且用于聚焦光束的反射透镜7、与所述反射透镜7连接的且用于眼科对接的负压环8和设置于所述负压环8内的油管(图未示)，所述对接接口通过所述油管内的液体与所述眼科组织接触。

进一步地，所述负压环8的中心、反射透镜7的中心和眼科组织的中心，处于同一水平线。

在一些实施例中，所述移动台架11设置有XYZ调节器12，所述XYZ调节器12可调节所述移动台架11的方位，以调节所述自由端4与所述眼科组织之间的XYZ三维距离。

可以理解，由于采用XYZ调节器12操作移动台架11的移动，实现反射透镜7和对接接口的位置调节，减小并最终消除眼的移位或偏差。

在一些实施例中，所述的光学相干断层扫描成像单元1包括OCT光源、第一XYZ轴三向振镜、XYZ轴三向扫描透镜。

更进一步地，所述的光学相干断层扫描成像单元1的成像深度达到8mm；每秒扫描帧数为100帧；扫描次数为20万次/秒；回撤速度20mm/s；波长820-880nm；系统灵敏度6dB/3mm-20dB/3mm；最大功率2.5mW-3.0mW。

可以理解，本发明的光学相干断层扫描成像单元1不但能够生成所述眼组织的内眼结构和前眼结构的图像，而且能够在对接期间提供眼组织实时图像，并同时提供对接程序的基本实况的眼组织图像。

在一些实施例中，所述的眼组织为角膜、角膜缘、瞳孔、虹膜、晶状体、睫状肌、玻璃体或视网膜中的任意一个。

在一些实施例中，数据分析显示单元10为LED显示器。

在一些实施例中，计算机处理与控制单元9为大功率数据处理计算机。

在一些实施例中，所述光源单元5为可见光光源系统，用于指示装置的光路设置。

本发明提供的眼科对接装置，所述光学相干断层扫描成像单元用于实时采集眼科组织图像以及所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离的信号，所述的数据分析显示单元用于显示采集并处理所述眼科组织图像，所述的计算机处理与控制单元通过分析所述眼科组织图像确定所述眼科组织的位置和方向，所述的计算机处理与控制单元还用于根据所述眼科组织的位置和方向控制所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离，本发明提供的眼科对接装置，能够实现在手术期间对光束的精准聚焦和定位，并将其以直观方式向眼外科医生呈现的成像系统的引导眼科对接装置，提高眼外科手术的质量和安全性。

此外，本发明提供的眼科对接装置采用非接触式、浸润式的对接接口，通过液体接触角膜而不是锥镜直接接触角膜，角膜挤压小，从而避免了接触式患者接口会产生角膜皱褶会产生不规则散射损伤角膜组织或者刺激虹膜使瞳孔收缩。

实施例2

请参阅图2，为本发明实施例2提供的一种眼科对接装置的对接方法，包括下述步骤：

步骤S110：调整所述的移动台架11使所述对接接口与所述眼科组织对准。

步骤S120：所述光学相干断层扫描成像单元1采集眼科组织的内眼结构和前眼结构的图像。

由于所述的光学相干断层扫描成像单元1连接于机械臂上，一方面可以用于实时采集眼组织图像外，还可以采集机械臂的自由端4与眼组织之间的垂直距离的信号。

可以理解，光学相干断层扫描成像单元1不仅能够在对接期间提供眼组织实时图像，而是能够提供对接程序的基本实况的眼组织图像，实时反馈提供所确定的眼组织形状改变信息，能够向外科医生递送即时信息，以利于医生更好做出决策。

步骤S130：所述数据分析显示单元10从所述内眼结构的图像确定内眼结构定向的深度域以及基于所述前眼结构的图像确定所述前眼结构的位置。

步骤S140：所述计算机处理与控制单元9根据实时的所确定的眼组织形状改变信息进一步调整所述对接接口与眼科组织的对准；所述机械臂根据所述计算机处理与控制单元9的指令，调整所述机械臂与所述移动台架11之间相对位置和方向，使所述对接接口与所述眼科组织对准。

具体地，所述计算机处理与控制单元9根据实时的所确定的眼组织形状改变信息进一步调整所述对接接口与眼科组织的对准，所述机械臂根据所述计算机处理与控制单元9的指令，通过调节所述XYZ精度调节器6在XYZ的方向，可以精度调节机械臂的自由端4与眼科组织之间的XYZ三维距离。

与此同时，所述移动台架11设置有XYZ调节器12，所述XYZ调节器12可调节所述移动台架11的方位，以调节所述自由端4与所述眼科组织之间的XYZ三维距离。

可以理解，对接接口可辅助患者接口与眼的对接，在对接之前光学相干断层扫描成像单元1生成眼组织的图像并结合目标位置和定向提供移位和倾斜，并且可在对接期间根据实时成像眼组织的成像系统而进一步完善患者接口与眼的对接。

本发明提供的眼科对接装置方法，能够实现在手术期间对光束的精准聚焦和定位，并将其以直观方式向眼外科医生呈现的成像系统的引导眼科对接装置，提高眼外科手术的质量和安全性。

此外，本发明提供的眼科对接装置采用非接触式、浸润式的对接接口，通过液体接触角膜而不是锥镜直接接触角膜，角膜挤压小，从而避免了接触式患者接口会产生角膜皱褶会产生不规则散射损伤角膜组织或者刺激虹膜使瞳孔收缩。

可以理解，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然本发明的眼科对接装置正极材料还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (6)

1.一种眼科对接装置，其特征在于，包括：机械臂、对接接口、移动台架、光源单元、光学相干断层扫描成像单元、数据分析显示单元、计算机处理与控制单元，所述光源单元连接所述光学相干断层扫描成像单元，其中：

所述机械臂的两端分别固定连接有所述对接接口及所述光学相干断层扫描成像单元，所述对接接口与固定于所述移动台架上的眼科组织接触，所述光学相干断层扫描成像单元用于实时采集眼科组织图像以及所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离的信号；

所述的数据分析显示单元通过信号通路连接于所述光学相干断层扫描成像单元，所述的数据分析显示单元用于显示采集并处理所述眼科组织图像；

所述的计算机处理与控制单元通过信号通路连接于所述数据分析显示单元，所述的计算机处理与控制单元通过分析所述眼科组织图像确定所述眼科组织的位置和方向，所述的计算机处理与控制单元还用于根据所述眼科组织的位置和方向控制所述机械臂与所述眼科组织之间的垂直距离；

所述机械臂包括依次铰接的支撑臂、连接臂和自由端，所述支撑臂与所述光学相干断层扫描成像单元固定连接，所述自由端与所述对接接口固定连接，所述自由端与所述眼科组织之间的垂直距离可调节；

所述自由端上设置有XYZ精度调节器，所述XYZ精度调节器可调节所述自由端与所述眼科组织之间的XYZ三维距离；

所述移动台架设置有XYZ调节器，所述XYZ调节器可调节所述移动台架的方位，以调节所述自由端与所述眼科组织之间的XYZ三维距离。

2.如权利要求1所述的眼科对接装置，其特征在于，所述对接接口包括与所述自由端连接且用于聚焦光束的反射透镜、与所述反射透镜连接的且用于眼科对接的负压环和设置于所述负压环内的油管，所述对接接口通过所述油管内的液体与所述眼科组织接触。

3.如权利要求2所述的眼科对接装置，其特征在于，所述负压环的中心、反射透镜的中心和眼科组织的中心，处于同一水平线。

4.如权利要求1所述的眼科对接装置，其特征在于，所述的眼科组织为角膜、角膜缘、瞳孔、虹膜、晶状体、睫状肌、玻璃体或视网膜中的任意一种。

5.如权利要求1所述的眼科对接装置，其特征在于，所述光源单元为可见光光源。

6.一种如权利要求1所述的眼科对接装置的对接方法，其特征在于，包括下述步骤：

调整所述的移动台架使所述对接接口与所述眼科组织对准；

所述光学相干断层扫描成像单元采集眼科组织的内眼结构和前眼结构的图像；

所述数据分析显示单元从所述内眼结构的图像确定内眼结构定向的深度域以及基于所述前眼结构的图像确定所述前眼结构的位置；

所述计算机处理与控制单元根据实时的所确定的眼组织形状改变信息进一步调整所述对接接口与眼科组织的对准，所述机械臂根据所述计算机处理与控制单元的指令，基于确定的位置和定向移动所述对接接口，使得所述的移动台架使所述对接接口与所述眼科组织对准。