CN112717281B - 一种医疗机器人平台及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医疗机器人平台及控制方法，包括操控台、光源设备、可多自由度运动的机器手臂，机器手臂末端设有治疗头；治疗头与光源设备连接；设于机器手臂上的3D摄像系统，以及安全检测系统，3D摄像系统与操控台连接，操控台与机器手臂连接；安全检测系统包括检测治疗头与患者皮肤距离的第一距离传感器，和/或设于机器手臂末端或治疗头上的第一力传感器，操控台分别与第一距离传感器和第一力传感器连接。对机器手臂的运动进行3D精确导航，实现了治疗头全自动精确定点定量治疗。避免强脉冲光治疗因热量过高可能会灼伤患者以及治疗头误触碰患者的问题，提高安全性。

Description

一种医疗机器人平台及控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种医疗机器人平台及控制方法。

背景技术

随着电脑、电视、手机等电子产品的普及以及人口老年化的影响，干眼综合症的发病率越来越多，主要临床表现为眼干、疲劳、视疲劳等，严重影响了人们的工作和学习，当前睑板腺功能障碍(MGD)引起的干眼综合症占主要，其临床表现为泪膜异常、炎症、眼部刺激等。睑板腺功能异常是睑板腺的慢性、弥散性异常，随着年龄的增长，睑板腺纤维组织增生，腺管上皮增生角化，睑板腺管口变窄并凸，睑板腺分泌物阻力变大，通常以终端未导管的堵塞、睑板腺分泌物质量或数量改变为特征。临床上表现为内膜的异常、眼部刺激、炎症反应以及眼表疾病。

强脉冲光干眼治疗仪是一种治疗睑板腺功能障碍(MGD)引起的蒸发型干眼综合症的常规仪器，强脉冲光干眼治疗仪发出的强脉冲光能刺激皮下组织，提高睑板腺局部温度，对睑板腺堵塞有治疗作用。现有技术中，强脉冲光干眼治疗仪多为手持式，如公开号为CN210057155U的中国专利公开的一种强脉冲光干眼治疗仪，以及公开号为CN210904680U的中国专利公开的一种用于眼科的多脉冲强脉冲光干眼治疗仪，由于治疗头较重，手持无法坚持较长时间，不利于医生使用，依赖于医生的操作经验和水平；医生手持强脉冲光干眼治疗仪治疗时，多事依据事先通过干眼成像诊断设备的诊断结果进行人为控制治疗仪动作，无法在治疗时对睑板腺进行实时成像采集，无法根据实时的睑板腺成像引导治疗设备进行睑板腺的定点定量的治疗，不能够进行精准治疗。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种医疗机器人平台及控制方法。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种医疗机器人平台，包括操控台、光源设备、可多自由度运动的机器手臂，所述机器手臂末端设有治疗头；所述治疗头内光信号产生模块的控制信号输入端与所述光源设备的信号输出端连接或者所述治疗头内的导光部与所述光源设备的光输出端连接；用于拍摄患者待治疗部位3D图像的3D摄像系统，以及安全检测系统，所述3D摄像系统的输出端与操控台的3D图像输入端连接，所述操控台的第一通信端与机器手臂的控制信号输入端连接；所述安全检测系统包括检测治疗头与患者皮肤距离的第一距离传感器，和/或设于机器手臂末端或治疗头上的第一力传感器，所述操控台的距离信号输入端与第一距离传感器的输出端连接，操控台的力信号输入端与第一力传感器的输出端连接。

上述技术方案：该平台根据3D摄像系统实时拍摄待治疗部位的3D图像，并通过实时3D图像对机器手臂的运动进行3D精确导航，实现了治疗头运动的全自动精确控制，达到治疗头的精确定点定量治疗，且无需操作者手持操作，减轻了操作者负担。通过第一距离传感器能够检测治疗头与患者皮肤的距离，通过第一力传感器检测治疗头是否与患者皮肤接触，并将测得的距离信号、力信号传送给操控台，由操控台控制机器手臂动作，能够有效避免强脉冲光治疗因热量过高可能会灼伤患者待治疗部位皮肤对患者进行二次伤害的问题，以及有效避免机器手臂带动治疗头在治疗过程中，因可能不可预知的因素，造成治疗头触碰患者，造成患者二次伤害的问题，提高了安全性。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括标识物，所述标识物放置于在治疗头治疗时所述3D摄像系统的拍摄范围内。

上述技术方案：便于3D摄像系统快速定位，减少运算量。

在本发明的一种优选实施方式中，所述安全检测系统包括设于机器手臂关节处的位置传感器和第二力传感器，所述位置传感器和第二力传感器分别与操控台连接。

上述技术方案：通过第二力传感器能够了解到机器手臂是否遇障，第二力传感器与位置传感器按安装位置对应关联，因此通过第二位置传感器能够了解到机器手臂哪个关节遇障，以便后续避障。

在本发明的一种优选实施方式中，所述操控台的第二通信端与所述光源设备的控制信号输入端连接。

上述技术方案：实现了通过操控台可以调节光源设备输出的光功率。

在本发明的一种优选实施方式中，所述安全检测系统包括检测治疗头作用范围内患者皮肤温度的第一温度传感器，所述操控台的皮肤温度信号输入端与第一温度传感器的输出端连接。

上述技术方案：通过第一温度传感器能够检测治疗头作用范围内患者皮肤温度，操控台根据温度信号控制机器手臂动作和调节治疗头输出光功率，能够有效避免强脉冲光治疗因热量过高可能会灼伤患者待治疗部位皮肤对患者进行二次伤害的问题。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括安装于所述治疗头上用于拍摄治疗头作用区域的摄像模组，所述摄像模组的输出端与操控台的第一图像输入端连接。

上述技术方案：根据摄像模组拍摄的患者图像获得患者皮肤反射率，进而调节治疗头光能量输出档位。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括干眼成像诊断设备，所述干眼成像诊断设备的输出端与操控台的诊断结果输入端连接。

上述技术方案：通过从干眼成像诊断设备获得患者的干眼诊断结果，依据干眼诊断结果便于得到待治疗部位位置作为3D导航目标。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括底座和床体，所述底座靠近所述床体设置，所述底座上放置了所述光源设备。

上述技术方案：通过底座抬高光源设备高度，便于机器手臂操作。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括设于光源设备内部的冷却系统。

上述技术方案：冷却光源设备，提高光源设备的稳定性。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括设于所述机器手臂上的离合按钮，所述离合按钮串接于所述机器手臂的供电通路中。

上述技术方案：使得机器手臂既可以自动操作也可以操作者手动控制。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种基于本发明所述的医疗机器人平台的控制方法，包括：步骤S1，获取3D诊断图像，记为第一3D图像，并在所述第一3D图像中标记出病变区域；建立3D摄像系统坐标系和机器手臂坐标系；步骤S2，3D摄像系统实时拍摄待治疗部位3D图像，记为第二3D图像，将所述第二3D图像拟合在所述第一3D图像上获取病变区域在3D摄像系统坐标系下的实时位姿；步骤S3，将病变区域在3D摄像系统坐标系下的实时位姿转换为病变区域在机器手臂坐标系下的实时位姿，以病变区域在机器手臂坐标系下的实时位姿为目标位置控制机器手臂带动治疗头运动至所述目标位置进行病变治疗；步骤S4，返回继续执行步骤S2和步骤S3，直到治疗结束。

上述技术方案：在治疗过程中实时拍摄待治疗部位3D图像，结合诊断图像得到机器手臂运动的实时目标位置，实现了机器手臂运动的3D精确导航，实现了治疗头运动的全自动精确控制，达到治疗头的精确定点定量治疗，且无需操作者手持操作，减轻了操作者负担。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括安全控制步骤，所述安全控制步骤包括步骤A、步骤B、步骤C三个步骤中的全部或部分：步骤A，判断第一距离传感器输出的距离信号是否小于预设的距离阈值，若第一距离传感器输出的距离信号小于距离阈值，控制机器手臂使远离患者直到第一距离传感器输出的距离信号大于距离阈值；步骤B，判断第一温度传感器输出的温度信号是否大于预设的温度阈值，若第一温度传感器输出的温度信号大于温度阈值，减小治疗头输出光功率直到第一温度传感器输出的温度信号小于温度阈值；步骤C，判断第一力传感器输出的力信号是否大于预设的第一力阈值，若第一力传感器输出的力信号大于第一力阈值，认为机器手臂末端与患者接触，控制机器手臂使远离患者直到第一力传感器输出的力信号小于第一力阈值；当第二力传感器输出的力信号大于预设的第二力阈值，认为机器手臂运动遇障，操作离合按钮切断机器手臂供电手动操作机器手臂避障，或者控制机器手臂停止运行，或者采用柔顺控制策略控制机器手臂自动避障。

上述技术方案：提高了安全性。步骤A实现了在治疗头距离患者距离小于距离阈值时，机器手臂自动远离患者，有效避免光治疗因热量过高可能会灼伤患者皮肤对患者进行二次伤害的问题；步骤B，实现了当患者治疗区域皮肤温度高于温度阈值时，能够自动减小光源设备输出光功率，有效避免光热作用热量累积过高损伤患者皮肤；步骤C，实现了当治疗头或机器手臂末端与患者接触时，自动远离不与患者接触，有效避免机器手臂带动治疗头在治疗过程中，因可能不可预知的因素，造成治疗头触碰患者，造成患者二次伤害的问题；并且实现了各关节遇障时避障功能或停止运行。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括光能量档位调节步骤，所述光能量档位调节步骤包括步骤一和/或步骤二：步骤一，操控台预存有多个3D诊断图像标本和多个光能量档位，3D诊断图像标本与光能量档位一一对应，计算患者的3D诊断图像与每个3D诊断图像标本的相似度，控制治疗头按照与患者的3D诊断图像相似度最大的3D诊断图像标本对应的光能量档位输出光能量；步骤二：将摄像模组拍摄到光斑R，G，B信道亮度数据与操控台内置的同状态下拍摄的灰度反射标版得到的R，G，B信道亮度数据进行对比，计算当前皮肤对应的光谱反射率曲线，根据该光谱反射率曲线设定光能量档位；当步骤一和步骤二同时存在时，需要对步骤一获得的光能量档位和步骤二中获得的光能量档位进行融合，将融合后的光能量档位作为最终的光能量档位。

上述技术方案：步骤一实现了治疗头光能量档位根据诊断图像调节，步骤二实现了根据患者皮肤反射率调节治疗头光能量档位，使得光能量治疗根据患者具体情况调配合适的能量档位，治疗效果更好，更精确。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式中医疗机器人平台的结构示意图；

图2是本发明一具体实施方式中治疗头治疗时的局部放大示意图；

图3是本发明一具体实施方式中机器手臂结构示意图；

图4是本发明一具体实施方式中医疗机器人平台部分结构放大示意图；

图5是本发明一具体实施方式中控制方法的总体流程示意图；

图6是本发明一具体实施方式中控制机器手臂运动的流程示意图；

图7是本发明一具体实施方式中病变区域和标识物坐标示意图；

图8是现有技术的强脉冲光治疗头的主视结构示意图。

图9是现有技术的强脉冲光治疗头的侧视结构示意图。

图10是本申请实施例的强脉冲光治疗头的立体结构示意图。

图11是本申请实施例中的滤光片模组的结构示意图，为便于观察图中未示出治疗头外壳。

图12是本申请实施例中的滤光片的结构示意图。

图13是本申请实施例中的滤光片与牵引结合结构连接的一种结构示意图。

图14是本申请实施例中的滤光片与牵引结合结构连接的另一种结构示意图。

附图标记：

2机器手臂；3光源设备；4操控台；5床体；6治疗头；7 3D摄像系统；8底座；9标识物；21离合按钮；1120机械臂底座；1121第一连杆；1122第二连杆；1123第三连杆；1124第四连杆；治疗头外壳10、反射罩20、脉冲氙灯30、拔插式滤光片40、导光棱镜50、滤光片模组60、滤光片61、狭缝间隙611、窗口区612、工作区613、边缘狭缝614、牵引结合结构62、凸起621、空隙63、适配滤光片64、其余滤光片65。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明公开了一种医疗机器人平台，如图1、图2、图4所示，包括操控台4、光源设备3、可多自由度运动的机器手臂2，机器手臂2末端设有治疗头6；治疗头6内光信号产生模块的控制信号输入端与光源设备3的信号输出端连接或者治疗头6内的导光部与光源设备3的光输出端连接；用于拍摄患者待治疗部位3D图像的3D摄像系统7，以及安全检测系统，3D摄像系统的输出端与操控台4的3D图像输入端连接，操控台4的第一通信端与机器手臂2的控制信号输入端连接；安全检测系统包括检测治疗头6与患者皮肤距离的第一距离传感器，和/或设于机器手臂2末端或治疗头6上的第一力传感器，操控台4的距离信号输入端与第一距离传感器的输出端连接，操控台4的力信号输入端与第一力传感器的输出端连接。

在本实施方式中，优选的，光源设备3为强脉冲光设备或激光发射设备。优选的，光源设备3发出的光波波长为530nm到590nm。

在本实施方式中，光源设备3的光信号产生模块可设置于治疗头6端，光源设备3内部设置了调控光信号产生模块输出光信号的信号调理模块，此时治疗头6内光信号产生模块的控制信号输入端与光源设备3中信号调理模块的信号输出端连接，优选的，连接线缆设于治疗设备(如机器手臂2)内部。光信号产生模块优选但不限于为激光二极管或者脉冲氙灯，光源设备3的光信号产生模块可设置于光源设备3内，此时治疗头6内的导光部与光源设备3的光输出端连接，通过导光部将光源设备3输出的光信号导入治疗头6输出，导光部优选但不限于可传输大光功率的导光纤维或导光棱镜组件等，优选的，导光部设于治疗设备(如机器手臂2)的内部。

在本实施方式中，优选的，治疗头6的出光区域可变动，治疗头6上分布有多个发光点，通过控制不同区域的发光点发光实现治疗头6的发光区域变动。不同区域的发光点点亮，则形成了治疗头6的出射光线照射位置和大小不同，因此，可根据患者需治疗部位的大小、位置差异来适配相应的治疗头6发光区域，进而达到精确定点治疗的目的。

在本实施方式中，治疗头6上的发光点可为发光单元(如激光二极管组件)，也可为导光光纤出光口。当发光点为发光单元时，每个发光单元的电驱动信号均与光源设备3的电信号输出端连接，且在连接通路中分别串接一个开关，通过操作这个开关使得该开关对应的发光单元点亮或熄灭；当发光点为导光光纤出光口时，优选的，治疗头6和光源设备3的出光口通过一分多的光分路器连接，且分路器的每个分路的导光或关断可控，通过不同分路光纤导光实现治疗头6发光区域变动。

在本实施方式中，3D摄像系统7可设置于任何可拍摄到患者待治疗部位的地方，如3D摄像系统7可设于机器手臂2上，对准待治疗部位拍，又如图1和图5所示，3D摄像系统7可设于底座8的台面上，对准待治疗部位拍摄。

在本实施方式中，安全检测系统可仅包括第一距离传感器，或者仅包括第一力传感器，或者同时包括第一距离传感器和第一力传感器。优选的，第一距离传感器设于治疗头6上或机器手臂2末端端面上，第一距离传感器的测距方向与治疗头6的出射光线方向相同。第一距离传感器优选但不限于为超声波测距传感器或激光测距传感器，如可选用可用于人体测距的深圳市电应普科技公司的超声波测距传感器DYP－A01－V2.0，或者选择北醒光子技术公司的型号为TF－Luna的反射式激光测距仪。

在本实施方式中，当治疗头6触碰患者时，第一力传感器也会碰触患者输出大于0的力信号，第一力传感器优选但不限于设于治疗头6的出光端面上，或设置于治疗头6的外侧，或设置于机器手臂2末端端面上且传感器测力敏感部与治疗头6的出光端面平齐。

在本实施方式中，3D摄像系统7优选但不限于为3D工业相机，3D摄像系统7与操控台4可通过有线串口或有线视频接口或无线通信模块传输视频数据。操控台4通过3D摄像系统7输出的3D图像对机器手臂2的运动进行3D导航，使机器手臂2末端的治疗头6对准待治疗部位，实现精确定点治疗。在本实施方式中，如图3所示，机械臂底座1120绕底座111旋转，连杆1121绕底座1120旋转，角度不小于±20°，连杆1122绕连杆1121旋转，连杆1123绕连杆1122旋转，连杆1124绕连杆1123旋转；治疗头固定在连杆1124上。

在一种优选实施方式中，如图2所示，还包括标识物9，标识物9放置于在治疗头6治疗时3D摄像系统7的拍摄范围内。

标识物9优选但不限于设于患者身上且靠近待治疗部位附近，如当待治疗部位为眼部时，标识物9可设于鼻梁。标识物9优选但不限于为可粘贴的标签。

在本实施方式中，便于以标识物9在3D摄像系统7输出的3D图像中的像为参考位置，快速获得待治疗部位与该像的相对位置。

在一种优选实施方式中，安全检测系统包括设于机器手臂2关节处的位置传感器和第二力传感器，位置传感器和第二力传感器分别与操控台4连接。

在本实施方式中，当第二力传感器输出的力信号大于预设的力阈值，认为机器手臂2运动遇障，控制机器手臂2停止运行或者采用柔顺控制策略控制机器手臂2自动避开障碍物。其中涉及的机器手臂2避障可采用现有技术方案，如公开号为CN106956267A的中国专利公开的机器人手臂避障方法和系统，在此不再赘述。

在一种优选实施方式中，操控台4的第二通信端与光源设备3的控制信号输入端连接。

在一种优选实施方式中，安全检测系统包括检测治疗头6作用范围内患者皮肤温度的第一温度传感器，操控台4的皮肤温度信号输入端与第一温度传感器的输出端连接。

在本实施方式中，第一温度传感器设于设于治疗头6上或机器手臂2末端端面上，第一温度传感器的温度探头朝向与治疗头6的出射光线方向相同。第一温度传感器优选但不限于非接触式红外温度传感器或者接触式热电阻或热电偶温度传感器，非接触式红外温度传感器优选但不限于OMEGA公司的OS100E系列小型红外线变送器；当第一温度传感器为接触式时，优选的，第一温度传感器通过一个弹性件与治疗头6或光治疗仪中治疗头6所在的端面连接，这样减少了对患者皮肤的测量力，提高用户体验，弹性件优选但不限于为带有导向柱的弹簧结构或弹性套筒。

在一种优选实施方式中，还包括安装于治疗头6上用于拍摄治疗头6作用区域的摄像模组，摄像模组的输出端与操控台4的第一图像输入端连接。

在本实施方式中，摄像模组优选但不限于为二维摄像头。

在一种优选实施方式中，还包括干眼成像诊断设备，干眼成像诊断设备的输出端与操控台4的诊断结果输入端连接。干眼成像诊断设备1输出干眼诊断结果图像至操控台4存储，以便操作者根据该干眼诊断结果图像控制机器手臂2运动。干眼成像诊断设备1也可选择现有的眼表综合分析仪或干眼检测仪，如可选择重庆康华瑞明科技股份有限公司的干眼检测仪。

在一种优选实施方式中，还包括底座8和床体5，底座8靠近床体5设置，底座8上放置了光源设备3。

在本实施方式中，底座8优选但不限于为方形台，用于支撑光源设备3。优选的，机器手臂2可连接在底座8或光源设备3的上表面或侧面，并且机器手臂2的始端与底座8或光源设备3的外表面转动连接。

在一种优选实施方式中，还包括设于光源设备3内部的冷却系统。

在本实施方式中，冷却系统优选但不限于为现有的水冷系统、散热片或者半导体制冷片。水冷系统的冷却水流道途经光源设备3中的发热器件，散热片或者半导体制冷片贴附于光源设备3中发热器件的背面或上表面。

在一种优选实施方式中，如图1和图2所示，还包括设于机器手臂2上的离合按钮21，离合按钮21串接于机器手臂2的供电通路中。

本发明还公开了一种基于本发明的医疗机器人平台的控制方法，在一种优选实施方式中，如图5和图6所示，该方法包括：

步骤S1，获取3D诊断图像，记为第一3D图像，并在第一3D图像中标记出病变区域；如图4所示，建立3D摄像系统7坐标系D－XYZ和机器手臂坐标系or－XYZ；3D诊断图像为如干眼成像诊断设备、CT等诊断仪器输出的诊断结果，可预先存储于操控台4中，优选的，操作者在操控台上对3D诊断图像进行病变区域标记，标记形式优选但不限于为画区域线条或区域着色或区域渲染等。建立3D摄像系统7坐标系D－XYZ和机器手臂坐标系or－XYZ的转换关系，可参考现有技术中公开号为CN104048607A的中国专利公开的图像坐标系与机械手坐标系转换方法，在此不再赘述。步骤S2，3D摄像系统7实时拍摄待治疗部位3D图像，记为第二3D图像，将第二3D图像拟合在第一3D图像上获取病变区域在3D摄像系统7坐标系下的实时位姿；优选的，位姿即三维位置坐标。步骤S3，将病变区域在3D摄像系统7坐标系下的实时位姿转换为病变区域在机器手臂坐标系下的实时位姿，以病变区域在机器手臂坐标系下的实时位姿为目标位置控制机器手臂2带动治疗头6运动至目标位置进行病变治疗；步骤S4，返回继续执行步骤S2和步骤S3，直到治疗结束。病变区域和标识物坐标如图7所示。

在本实施方式中，优选的，步骤S2包括：步骤S21，将第二3D图像和第一3D图像剪裁成同样大小，将剪裁后的第二3D图像和第一3D图像进行配准，配准后得到第三3D图像；步骤S22，依据病变区域的标记特征(如像素点颜色分量区别于其它像素点)从第三3D图像中找出病变区域，即获得病变区域在3D摄像系统7坐标系下的实时位姿。将剪裁后的第二3D图像和第一3D图像进行配准的方法优选但不限于参考现有技术中公开号为CN109410257A的中国专利，在此不再赘述。

在本实施方式中，依据3D摄像系统7坐标系D－XYZ和机器手臂坐标系or－XYZ的转换关系，将病变区域在3D摄像系统7坐标系下的实时位姿转换为病变区域在机器手臂坐标系下的实时位姿。

在本实施方式中，控制机器手臂2带动机器手臂2末端的治疗头运动至目标位置可采用现有技术中参考公开号为CN100435735A的中国专利公开的技术方案，在此不再赘述。

在一种优选实施方式中，还包括安全控制步骤，安全控制步骤包括步骤A、步骤B、步骤C三个步骤中的全部或部分：

步骤A，判断第一距离传感器输出的距离信号是否小于预设的距离阈值，若第一距离传感器输出的距离信号小于距离阈值，控制机器手臂2使远离患者直到第一距离传感器输出的距离信号大于距离阈值；距离阈值优选但不限于为1厘米到15厘米。

步骤B，判断第一温度传感器输出的温度信号是否大于预设的温度阈值，若第一温度传感器输出的温度信号大于温度阈值，减小治疗头6输出光功率直到第一温度传感器输出的温度信号小于温度阈值；温度阈值优选但不限于为50℃到58℃。调节光能量的方法可为调节光脉冲功率密度、光脉冲时间、光脉冲间隔三者中的全部或部分。

步骤C，判断第一力传感器输出的力信号是否大于预设的第一力阈值，若第一力传感器输出的力信号大于第一力阈值，认为机器手臂2末端与患者接触，控制机器手臂2使远离患者直到第一力传感器输出的力信号小于第一力阈值；第一力阈值大于等于0。

当第二力传感器输出的力信号大于预设的第二力阈值，认为机器手臂2运动遇障，操作离合按钮21切断机器手臂2供电手动操作机器手臂2避障，或者控制机器手臂2停止运行，或者采用柔顺控制策略控制机器手臂2自动避障。第二力阈值大于等于第一力阈值。

在一种优选实施方式中，还包括光能量档位调节步骤，光能量档位调节步骤包括步骤一和/或步骤二：

步骤一，操控台4预存有多个3D诊断图像标本和多个光能量档位，3D诊断图像标本与光能量档位一一对应，计算患者的3D诊断图像与每个3D诊断图像标本的相似度，控制治疗头6按照与患者的3D诊断图像相似度最大的3D诊断图像标本对应的光能量档位输出光能量；

步骤二：将摄像模组拍摄到光斑R，G，B信道亮度数据与操控台4内置的同状态下拍摄的灰度反射标版得到的R，G，B信道亮度数据进行对比，计算当前皮肤对应的光谱反射率曲线，根据该光谱反射率曲线设定光能量档位；

当步骤一和步骤二同时存在时，需要对步骤一获得的光能量档位和步骤二中获得的光能量档位进行融合，将融合后的光能量档位作为最终的光能量档位。

在本实施方式中，当步骤一和步骤二同时存在时，步骤一和步骤二的光能量档位数量可相同，每个能量档位的输出光功率也可相同，对步骤一获得的光能量档位和步骤二中获得的光能量档位进行融合的方法可为选择两者中的最小值或最大值或平均值。

需要说明的是，本发明的医疗机器人平台不仅可用作强脉冲光干眼治疗仪，还可以用作其它需要光照的仪器，比如美容仪器，比如治疗皮肤病的仪器。本发明的控制方法不仅可用于强脉冲光干眼治疗仪，还可以用于其它需要光照的仪器，比如美容仪器，比如治疗皮肤病的仪器。

本发明发明提供了一种滤光片61、滤光片模组60和强脉冲光治疗头。

附图8和附图9为现有强脉冲光治疗头(IPL治疗头)典型光路结构，其包括设在治疗头外壳(10)内部的脉冲氙灯(30)、设在治疗头外壳内对脉冲氙灯起反射作用的反射罩(20)、设在治疗头外壳上的导光棱镜(50)、以及设在脉冲氙灯与导光棱镜之间的拔插式滤光片(40)，导光棱镜(50)部分凸出于治疗头外壳(10)外。工作时，脉冲氙灯在电源驱动下向四周发射高功率光脉冲，经反射罩汇聚，滤光片光谱筛选后，由导光棱镜传导致治疗区域。其中，脉冲氙灯为宽谱光源，包含紫外，可见光及近红外波段。根据不同治疗需求，需要通过滤光片筛选不同的光谱波段，因此强脉冲光治疗头的滤光片需要根据实际治疗情况进行更换。当所需光谱波段更改时，首先握住凸出治疗头外壳的滤光片插拔手柄拔出滤光片，随后插入适配滤光片完成更换。上述强脉冲光治疗头的滤光片更换方式存在以下几个问题：1)滤光片更换不方便，光谱选择不灵活，在治疗期间无法进行变更，不能一次性满足两种或以上治疗需求。2)滤光片作为附件单独保存，使用时进行替换，存在滤光片遗失、损坏或错误使用的风险。3)手动操作，不能应用于机器人系统。

如图10所示，在一种优选实施方式中，本发明的强脉冲光治疗头包括治疗头外壳、设在治疗头外壳内部的脉冲氙灯30、设在治疗头外壳内对脉冲氙灯30起反射作用的反射罩20、设在治疗头外壳上的导光棱镜50、以及设在脉冲氙灯30与导光棱镜50之间的滤光片模组60。

如图10和图11所示，其中，滤光片模组60包括若干层堆叠设置的滤光片61，滤光片61与治疗头外壳横向滑动连接，最下层的滤光片61与导光棱镜50的顶面接触。

如图12所示，滤光片61具有狭缝间隙611，狭缝间隙611将滤光片61分成独立的工作区613和窗口区612，横向滑动滤光片61可使滤光片61之间重叠或错开。比如狭缝间隙611位于滤光片61中间，狭缝间隙611侧壁平整光滑。滤光片61采用玻璃基片，滤光片61的窗口区612覆盖有宽谱增透膜，滤光片61的工作区613覆盖有待滤光所对应的高通或带通增透膜，不同滤光片61的工作区613上的增透膜的增透波段不同。

在本实施方式中，滤光片61具有独立的工作区和窗口区，需要切换滤光片61时，只需滑动滤光片61使滤光片的窗口区612与工作区613在光路中切换，无需拆下滤光片61，操作更方便；而且未取下滤光片61，降低滤光片61遗失的风险。

在本实施方式中，对于滤光片模组60，若干层滤光片61重叠时，若干层滤光片61等效为两个独立的导光棱镜，工作时，适配滤光片61的工作区613和其余滤光片61的窗口区612等效为导光棱镜的一部分，滤光并不影响光的传播方向。

在本实施方式中，将拔插式滤光片61替换为具有若干层滤光片61的滤光片模组60，当需要切换滤光片61时，人们将前状态适配滤光片61的窗口区612移入光路之中，并将现状态适配滤光片61的工作区613移入光路之中，无需取下前状态适配滤光片61并换上现状态适配滤光片61，滤光片61切换方便。

在本实施方式中，宽谱增透膜为具有増透效果的薄膜，其能够覆盖光源主要光谱范围，

比如可以覆盖波长为400～1200nm的光波实现增透的宽谱增透膜。设置高通增透膜使滤光片61的工作区613可以滤掉特定短波，比如560nm滤光片表示波长短于560nm的均被过滤，高于560nm的增透。设置带通增透膜使滤光片61的工作区613不仅滤掉特定短波，还要滤掉特定长波，比如560nm－900nm表示波长短于560nm和波长长于900nm的被过滤掉。具体膜材料可根据增透波长进行选择。

如图11所示，若干层滤光片61重叠设置时，若干层滤光片61的窗口区612重合、狭缝间隙611重合、工作区613也重合。因狭缝间隙611的存在，若干层滤光片61等效为两个独立的导光棱镜，若干层滤光片61的狭缝间隙611的侧壁即为两个等效独立导光棱镜的侧壁。

如图10所示，该强脉冲光治疗头工作时，适配滤光片64的工作区613位于光路中并实现滤光效果，且适配滤光片64的窗口区612位于光路外的左侧；其余滤光片65的窗口区612位于光路之中，且其余滤光片65的工作区613位于光路外的右侧。在本实施方式中，适配滤光片64的狭缝间隙611的右侧壁与其余滤光片65的窗口区612的左侧壁对齐，适配滤光片64的工作区613的右侧壁与其余滤光片65的狭缝间隙611的左侧壁对齐，适配滤光片64的工作区613和其余滤光片65的窗口区612等效为导光棱镜50的一部分。当需要切换滤光片61时，人们将前状态适配滤光片的窗口区612移入光路之中，并将现状态适配滤光片的工作区613移入光路之中。

如图13和图14所示，在另一优选的实施方式中，每片滤光片61上均设置有牵引结合结构62，外部牵引机构(图中未示出)通过牵引结合结构62与滤光片61连接，带动滤光片61横向运动，外部牵引机构推拉滤光片61在滤光片模组60中滑动，使得滤光片61的窗口区612与工作区613在光路中自由切换。具体地，牵引机构可以为操作者的手，采用手动的方式使滤光片61横向运动；牵引机构也可以为现有技术中的电机+齿轮齿条、电机+滚珠丝杆、或者电磁驱动横向移动等多种形式，均为现有技术，其结构及原理不详述。

在本实施方式中，牵引结合结构与外部的牵引机构连接，牵引机构推拉滤光片在滤光片堆叠中滑动，使得滤光片的窗口区与工作区在光路中自由切换，使该强脉冲光治疗头可用于机器人系统中。

如图13所示，在一种实施方式中，滤光片61两侧的边缘均具有卡槽，牵引结合结构62具有与卡槽卡接配合的凸起621，优选卡槽设在窗口区612的两侧。牵引结合结构62为U形块结构，牵引结合结构62从滤光片61两侧卡夹滤光片61，仅牵引结合结构62的凸起621与滤光片61的卡槽接触，牵引结合结构62的其他部位与滤光片61不接触，具有空隙63，以减少牵引结合结构62与滤光片61的接触面积，避免破坏导光棱镜50侧壁全反射状态导致内部光能溢出。需要说明的是，也可将凸起621设在滤光片61上，卡槽设在牵引结合结构62上。

如图14所示，在另一种实施方式中，滤光片61的窗口区612的边缘开设有边缘狭缝614，边缘狭缝614侧壁也平整光滑，边缘狭缝614外侧与牵引结合结构62粘黏连接，增加边缘狭缝614来将等效导光棱镜(若干层滤光片形成的等效导光棱镜)侧壁内置，保证全反射不受影响。需要说明的是，本发明的滤光片61、滤光片模组60和强脉冲光治疗头不仅可用于强脉冲光干眼治疗仪中，还可用于其他需要光照的仪器上，比如美容仪器，比如治疗皮肤病的仪器中。

本发明还公开了一种强脉冲光治疗头，在一种优选实施方式中，强脉冲光治疗头包括治疗头主体、脉冲氙灯、滤光片和导光棱镜，还包括校准系统，所述准直光模组和摄像模组安装在所述治疗头主体上，所述准直光模组的出射光束照射在皮肤上形成光斑，所述摄像模组拍摄皮肤上的光斑；所述摄像模组中轴线与准直光模组中轴线共平面，该共有平面与导光棱镜出光面垂直，且治疗头主体长度方向的中轴线位于所述共有平面上。

在本实施方式中，现有强脉冲光干眼治疗仪主要存在以下几个问题：1)患者治疗区域表面会手动涂敷一层很厚的凝胶来冷却与保护皮肤，治疗过程中，治疗头并不直接贴合皮肤，因此治疗头导光棱镜出光面与皮肤垂直程度以及距离的一致性由医生手动控制，稳定性差，即皮肤实际接受的光脉冲能量密度一致性差，造成治疗光脉冲能量在部分区域过大，部分区域又过小。然而过大的光脉冲能量易灼伤皮肤，引起疼痛；过小的光脉冲能量使得治疗效果不足。2)同一患者不同治疗区域的皮肤厚度不同，对光脉冲的吸收程度不同，但整个治疗过程采用同一能量档位，使得治疗光脉冲能量在部分区域过大，部分区域又过小。3)不同患者间的皮肤颜色存在较大差异，对光脉冲的吸收程度不同，医生根据观察选择能量档位存在误判可能，尤其是经验不足的情况下，使得治疗光脉冲能量比需求过大或者过小。

在本实施方式中，校准系统包括安装于发光装置的摄像模组和准直光模组，所述准直光模组发出的光束与发光装置发出的光束呈一定夹角，所述准直光模组发出的光束经过发光装置发出光束的传输路径并在照射面形成光斑，所述摄像模组拍摄所述光斑。

在本实施方式中，校准系统安装在发光装置上，操作者可根据摄像模组拍摄的光斑图像的中心与摄像模组的视场范围中心进行对比，以此调节发光装置与照射面之间的距离，使发光装置与照射面的距离达到设定距离(即距离校准)；操作者还可根据摄像模组拍摄的光斑图像的形状和是否旋转与预设合格图像进行对比，以此调节发光装置出光面与照射面的垂直度，使发光装置出光面与照射面相互垂直(即垂直度校准)。本发明通过设置校准系统来进行发光装置的距离校准和垂直度校准，使照射面(比如皮肤)实际接受的光脉冲能量密度一致性好。

在本实施方式中，在强脉冲光治疗头上安装校准系统后，治疗过程中，对强脉冲光治疗头进行距离校准和垂直度校准，将导光棱镜出光面与皮肤垂直程度以及距离均调整到设定值，皮肤每个区域实际接受的光脉冲能量密度一致性差好，治疗效果好。

在本实施方式中，脉冲氙灯、滤光片和导光棱镜安装在治疗头主体上，导光棱镜中轴线与治疗头主体中轴线重合。

在本实施方式中，该强脉冲光治疗头还包括安装在治疗头主体上的校准系统，校准系统包括安装在治疗头主体上的摄像模组和准直光模组，准直光模组发出的光束与导光棱镜出射的光束呈一定夹角(即准直光模组相对导光棱镜倾斜设置)。准直光模组发出的光束经过导光棱镜出射光束的传输路径并在照射面(比如患者的皮肤)形成光斑，光斑位于摄像模组的视场范围内，摄像模组拍摄光斑。

需要说明的是，本发明的校准系统除了应用于强脉冲光治疗头上，还可以用于其他发光装置中，用于其他发光装置中时，准直光模组发出的光束与发光装置发出的光束呈一定夹角，准直光模组发出的光束经过发光装置发出光束的传输路径并在照射面形成光斑。

在本实施方式中，摄像模组中轴线与准直光模组中轴线共平面，该共有平面与导光棱镜出光面垂直，且治疗头主体长度方向的中轴线位于前述共有平面中，即摄像模组中轴线、准直光模组中轴线、导光棱镜中轴线和治疗头主体中轴线位于同一平面中。

在一种优选的实施方式中，准直光模组包括倾斜设置的黑色的吸光镜筒，吸光镜筒的一端设有光源，比如以白光LED为光源，吸光镜筒的另一端设有准直镜片组，吸光镜筒的下端具有斜切口，准直镜片组位于吸光镜筒下端最外位置，光源发出的光束经准直镜片组准直为平行光束后射出。准直光模组与治疗头主体底部保持一定夹角，当导光棱镜出光面与皮肤距离符合设定时，准直光模组照射在皮肤上的光斑中心处于摄像模组所拍摄图像的中心。

在一种优选实施方式中，还包括控制器和存储器，所述摄像模组的图像输出端与控制器的图像输入端连接，存储器内预设有第一合格图像，控制器的输出控制端连接有警示器，当摄像模组拍摄的图像不合格时，警示器发出警示信号。

在本实施方式中，优选的，控制器可为操控台4。通过设置控制器、存储器和警示器，当治疗头与治疗处皮肤的距离和垂直度不合格时，警示器发出警示提醒人们调节治疗头，无需操作者观察摄像模组拍摄的光斑图像来调节治疗头，降低操作者的劳动强度。

在一种优选实施方式中，所述存储器内存储有信道亮度参考数据和能量设定档位表，所述的强脉冲光治疗头具有多档能量档位。

在本实施方式中，控制器将摄像模组拍摄到光斑R，G，B信道亮度数据与存储器内置信道亮度参考数据进行对比，计算当前皮肤对应的光谱反射率曲线，然后根据该光谱反射率曲线和存储器内置的能量设定档位表设定治疗头的能量档位。由此使得该强脉冲光治疗头可根据患者的不同皮肤厚度、不同皮肤颜色来调节能量档位，保证合适的光脉冲能量。

本发明还公开了对上述强脉冲光治疗头进行调节的调节方法，包括如下步骤：

P1、将强脉冲光治疗头(简称治疗头)放置到患者的治疗位置，点击治疗头的启动按钮；

P2、校准系统的准直光模组启动，摄像模组拍摄患者皮肤上生成的光斑，形成光斑图像，根据摄像模组拍摄准直光模组照射在皮肤上的光斑图像调节治疗头与皮肤的相对位置，例如通过调节治疗头，使光斑图像的中心位置位于摄像模组拍摄图像的视场中心，以此将治疗头与治疗处皮肤距离调节至需求距离。

P3、根据摄像模组拍摄准直光模组照射在皮肤上的光斑图像调节治疗头与皮肤的相对位置，例如通过调节治疗头，使光斑图像的长轴与存储器内置第一合格图像的长轴长度相符并无旋转，以此使导光棱镜出光面与治疗处皮肤垂直。

P4、控制器记录光斑R，G，B亮度值并计算皮肤光谱反射率，根据治疗处皮肤反射率调节治疗头的能量档位。

P5、启动脉冲氙灯，完成治疗。

在一种优选实施方式中，步骤P2中，具体将治疗头与治疗处皮肤距离调节至需求距离(即距离校准)的方法如下：

当所述准直光模组照射在皮肤上的光斑中心位于所述摄像模组拍摄图像的视场中心时，治疗头与治疗处皮肤距离与需求相符，即达到设定距离；

当摄像模组拍摄到的光斑中心偏移摄像模组拍摄图像的视场中心时，治疗头与治疗处皮肤距离与需求不符，所述警示器发出警示，操作者调节治疗头与皮肤的相对位置，直至准直光模组照射在皮肤上的光斑中心位于所述摄像模组拍摄图像的视场中心为止。

其中，当光斑的中心偏移方向指向准直光模组时，说明治疗头与治疗处皮肤的距离过近，反之说明治疗头与治疗处皮肤的距离过远，同时光斑的中心偏移越大则距离偏移越大。

在一种优选实施方式中，步骤P3中，具体使导光棱镜出光面与治疗处皮肤垂直的方法(垂直度校准)如下：

当摄像模组拍摄到的光斑长轴长度与存储器内置第一合格图像的长轴长度相符且光斑对称轴与摄像模组拍摄图像对称轴重合时，所述导光棱镜出光面与治疗处皮肤垂直；

当摄像模组拍摄到的光斑长轴长度与存储器内置第一合格图像的长轴长度不符或光斑对称轴与摄像模组拍摄图像对称轴错开时，治疗头导光棱镜出光面与治疗处皮肤不垂直，所述警示器发出警示，操作者调节治疗头与皮肤的相对位置，直至摄像模组拍摄到的光斑长轴长度与预设相符且光斑对称轴与摄像模组拍摄图像对称轴重合为止。

在本实施方式中，距离校准完成后，当吸光镜筒的横截面为圆环形时，摄像模组拍摄到的光斑为椭圆形，当摄像模组拍摄到的椭圆光斑的长轴长度与预设相符且光斑的对称轴(长轴和短轴)与摄像模组拍摄图像的对称轴重合时(光斑无偏转)，导光棱镜出光面与治疗处皮肤垂直。需说明的是，吸光镜筒的横截面也可为矩形、梯形、三角形、椭圆形等，则光斑的形状随之改变。

当摄像模组拍摄到的椭圆光斑的长轴长度与预设不符或光斑的对称轴与摄像模组拍摄图像的对称轴错开时(即光斑图像与存储器内置的第一合格图像不同)，治疗头导光棱镜出光面与治疗处皮肤不垂直，警示器发出警示，操作者调节治疗头与皮肤的相对位置，直至摄像模组拍摄到的椭圆光斑的长轴长度与预设相符且光斑的对称轴与摄像模组拍摄图像的对称轴重合为止。

其中，光斑的长轴长度不符，说明治疗头相对于皮肤在光斑长轴方向有倾斜。比如光斑长轴长度偏长，说明治疗头相对于皮肤在光斑长轴方向向前倾斜，又比如光斑长轴长度偏短，说明治疗头相对于皮肤在光斑长轴方向向后倾斜。

其中，光斑的对称轴与摄像模组拍摄图像的对称轴不重合，说明治疗头相对于皮肤在光斑短轴方向有倾斜。比如治疗头相对于皮肤在光斑的短轴方向向左倾斜，又比如治疗头相对于皮肤在光斑的短轴方向向右倾斜。

步骤P4中，具体根据治疗处皮肤反射率调节治疗头的能量档位的方法如下：

准直光模组中的光源每次工作的电流固定，保证发光强度一致；摄像模组的光圈、快门以及增益固定。当距离校准以及垂直度校准完成后，此时摄像模组拍摄到光斑图像与存储器内预设的第一合格图像相同(形状相同且无偏移)，将摄像模组拍摄的光斑R，G，B信道亮度数据与存储器内置的同状态下拍摄的灰度反射标板得到的R，G，B信道亮度参考数据进行对比，控制器计算当前皮肤对应的光谱反射率曲线，并根据该光谱反射率曲线和存储器内置的能量设定档位表调节能量档位至正确档位。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种医疗机器人平台，其特征在于，包括操控台、光源设备、可多自由度运动的机器手臂,所述机器手臂末端设有治疗头；

所述治疗头内光信号产生模块的控制信号输入端与所述光源设备的信号输出端连接或者所述治疗头内的导光部与所述光源设备的光输出端连接；

用于拍摄患者待治疗部位3D图像的3D摄像系统，以及安全检测系统，所述3D摄像系统的输出端与操控台的3D图像输入端连接，所述操控台的第一通信端与机器手臂的控制信号输入端连接；

所述安全检测系统包括检测治疗头与患者皮肤距离的第一距离传感器，和/或设于机器手臂末端或治疗头上的第一力传感器，所述操控台的距离信号输入端与第一距离传感器的输出端连接，操控台的力信号输入端与第一力传感器的输出端连接；

治疗头包括治疗头外壳、设在治疗头外壳内部的脉冲氙灯、设在治疗头外壳内对脉冲氙灯起反射作用的反射罩、设在治疗头外壳上的导光棱镜、以及设在脉冲氙灯与导光棱镜之间的滤光片模组，所述滤光片与治疗头外壳横向滑动连接，最下层的滤光片与导光棱镜的顶面接触；

所述滤光片模组包括若干层滤光片，若干层滤光片堆叠设置，横向滑动所述滤光片可使滤光片之间重叠或错开，当若干层滤光片重叠时，若干层滤光片等效为两个独立的导光棱镜；工作时，适配滤光片的工作区位于光路中，其余滤光片的窗口区位于光路中；

所述滤光片具有狭缝间隙，所述狭缝间隙将滤光片分成独立的工作区和窗口区。

2.如权利要求1所述的医疗机器人平台，其特征在于，还包括标识物，所述标识物放置于在治疗头治疗时所述3D摄像系统的拍摄范围内。

3.如权利要求1所述的医疗机器人平台，其特征在于，所述安全检测系统包括设于机器手臂关节处的位置传感器和第二力传感器，所述位置传感器和第二力传感器分别与操控台连接。

4.如权利要求1所述的医疗机器人平台，其特征在于，所述操控台的第二通信端与所述光源设备的控制信号输入端连接。

5.如权利要求4所述的医疗机器人平台，其特征在于，所述安全检测系统包括检测治疗头作用范围内患者皮肤温度的第一温度传感器，所述操控台的皮肤温度信号输入端与第一温度传感器的输出端连接。

6.如权利要求4所述的医疗机器人平台，其特征在于，还包括安装于所述治疗头上用于拍摄治疗头作用区域的摄像模组，所述摄像模组的输出端与操控台的第一图像输入端连接。

7.如权利要求1所述的医疗机器人平台，其特征在于，还包括干眼成像诊断设备，所述干眼成像诊断设备的输出端与操控台的诊断结果输入端连接；

和/或还包括底座和床体，所述底座靠近所述床体设置，所述底座上放置了所述光源设备；

和/或还包括设于光源设备内部的冷却系统；

和/或还包括设于所述机器手臂上的离合按钮，所述离合按钮串接于所述机器手臂的供电通路中。

8.一种基于权利要求1-7之一所述的医疗机器人平台的控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1，获取3D诊断图像，记为第一3D图像，并在所述第一3D图像中标记出病变区域；建立3D摄像系统坐标系和机器手臂坐标系；

步骤S2，3D摄像系统实时拍摄待治疗部位3D图像，记为第二3D图像，将所述第二3D图像拟合在所述第一3D图像上获取病变区域在3D摄像系统坐标系下的实时位姿；

步骤S3，将病变区域在3D摄像系统坐标系下的实时位姿转换为病变区域在机器手臂坐标系下的实时位姿，以病变区域在机器手臂坐标系下的实时位姿为目标位置控制机器手臂带动治疗头运动至所述目标位置进行病变治疗；

步骤S4，返回继续执行步骤S2和步骤S3，直到治疗结束。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括安全控制步骤，所述安全控制步骤包括步骤A、步骤B、步骤C三个步骤中的全部或部分：

步骤A，判断第一距离传感器输出的距离信号是否小于预设的距离阈值，若第一距离传感器输出的距离信号小于距离阈值，控制机器手臂使远离患者直到第一距离传感器输出的距离信号大于距离阈值；

步骤B，判断第一温度传感器输出的温度信号是否大于预设的温度阈值，若第一温度传感器输出的温度信号大于温度阈值，减小治疗头输出光功率直到第一温度传感器输出的温度信号小于温度阈值；

步骤C，判断第一力传感器输出的力信号是否大于预设的第一力阈值，若第一力传感器输出的力信号大于第一力阈值，认为机器手臂末端与患者接触，控制机器手臂使远离患者直到第一力传感器输出的力信号小于第一力阈值；

当第二力传感器输出的力信号大于预设的第二力阈值，认为机器手臂运动遇障，操作离合按钮切断机器手臂供电手动操作机器手臂避障，或者控制机器手臂停止运行，或者采用柔顺控制策略控制机器手臂自动避障。

10.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括光能量档位调节步骤，所述光能量档位调节步骤包括步骤一和/或步骤二：

步骤一，操控台预存有多个3D诊断图像标本和多个光能量档位，3D诊断图像标本与光能量档位一一对应，计算患者的3D诊断图像与每个3D诊断图像标本的相似度，控制治疗头按照与患者的3D诊断图像相似度最大的3D诊断图像标本对应的光能量档位输出光能量；

步骤二：将摄像模组拍摄到光斑R,G,B信道亮度数据与操控台内置的同状态下拍摄的灰度反射标版得到的R,G,B信道亮度数据进行对比，计算当前皮肤对应的光谱反射率曲线，根据该光谱反射率曲线设定光能量档位；

当步骤一和步骤二同时存在时，需要对步骤一获得的光能量档位和步骤二中获得的光能量档位进行融合，将融合后的光能量档位作为最终的光能量档位。

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