一个基于的新型Piezo驱动器用于自主深前层状角膜整形 (Piezo-DALK)
J D Opfermann1, M Barbic2, M Khrenov3
1Department of Mechanical Engineering, Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21211 USA.
Proceedings of the ... IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
|January 3, 2024
概括
一个新的,紧的皮埃佐执行器使得精确的针控制可用于自主深前面状角膜整形手术 (DALK). 这种可以安装在眼睛上的设备实现了精确的角膜透,为先进的眼科手术铺平了道路.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 眼科医生 眼科 眼科
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 深前面状角膜整形术 (DALK) 是一种用于治疗角膜疾病的手术程序.
- 目前用于DALK的方法可能缺乏自主程序所需的精度.
- 微型,高精度执行器的开发对于机器人眼科手术至关重要.
研究的目的:
- 设计和评估一种新型,紧的基于压式驱动器,用于自主DALK针驱动.
- 在尺寸,重量,位置精度,可重复性和力方面评估执行器的性能.
- 为了验证执行器在实现DALK.精确的角膜透深度的能力.
主要方法:
- 设计和制造一个尺寸为20mm × 20mm × 10.5mm,重量小于8g的基于压质的执行器.
- 评估开环定位偏差,系统可重复性和准确性.
- 测量机力及其对冷却周期的依赖.
- 使用合成角膜组织模拟DALK程序,以评估透深度和时间.
主要成果:
- 执行器显示平均开环位置偏差为1.17 ± 3.15μm.
- 系统的重复性和准确性分别在17.16μm和18.33μm时被测量.
- 实现了3.98N的最大驱动力,停机力与冷却周期线性变化.
- 压力DALK执行器在2.5小时内成功实现了角膜透深度为643.56μm (92.1%的总厚度).
结论:
- 开发的Piezo-DALK执行器是第一个能够实现"大气泡"针驱动的眼部安装设备,用于自主DALK.
- 执行器的紧尺寸,低重量和高精度使其适用于眼部安装的外科应用.
- 这项技术具有很大的潜力,可以在眼科领域推进自主机器人手术.
