[发明专利]用于吸持生物组织的亲水界面制造方法及系统

说明书

本发明公开了用于吸持生物组织的亲水界面制造方法及系统，通过预先获取生物组织的最大滑脱力和最小损伤力，选取大于最大滑脱力，并小于最小损伤力的力度值作为所述优化液膜张力；根据亲水界面的结构参数与液膜张力之间的关系确定所述优化液膜张力所对应的优化结构参数值，根据所述优化结构参数值制造出所述亲水界面，从而实现对亲水界面的结构参数进行精准设计，将制造出的亲水界面的液膜张力精准的控制在最大滑脱力和最小损伤力之间，使亲水界面产生的液膜张力实现界面与人体组织稳定、无损伤的夹持和牵拉，避免现有的手术器械在夹持生物组织时，易造成组织损伤与滑脱的技术问题。

技术领域

本发明涉及手术器械亲水界面的制造领域，尤其涉及用于吸持生物组织的亲水界面制造方法及系统。

背景技术

与开放手术和传统腔镜手术不同，手术机器人通过机械装置映射动作完成手术操作，手术医师无法直接接触组织，无法通过肢体感受器实时反馈手术中组织亲水界面承受的力载荷，仅通过视觉反馈及手术医师的操作经验判断组织受力情况，存在力反馈缺失，无法及时、准确调控力载荷输出，容易导致组织撕裂、出血等不可逆损伤发生。因此，如何消除力反馈缺失条件下器械-组织亲水界面异常力学接触，避免组织损伤与滑脱，充分体现机器人手术微创治疗优势，成为临床工作中亟待解决的现实问题。

发明内容

本发明提供了用于吸持生物组织的亲水界面制造方法及系统，用于解决现有的手术器械在夹持生物组织时，易造成组织损伤与滑脱的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于吸持生物组织的亲水界面制造方法，包括以下步骤：

获取吸持所述生物组织的最大滑脱力和最小损伤力；选取大于最大滑脱力，并小于最小损伤力的力度值作为所述优化液膜张力；根据亲水界面的结构参数与液膜张力之间的关系确定所述优化液膜张力所对应的优化结构参数值，根据所述优化结构参数值制造出所述亲水界面。

优选的，获取吸持所述生物组织的最大滑脱力和最小损伤力，具体包括以下步骤：

使用大小不同的力度对所述生物组织进行夹持试验，选取力度最小，且能夹持住所述生物组织的力度值作为最大滑脱力；选取力度最小，且对所述生物组织造成损伤的力度值作为最小损伤力。

优选的，根据亲水界面的结构参数与液膜张力之间的关系确定所述优化液膜张力所对应的优化结构参数值，具体包括以下步骤：

确定制备所述亲水界面所使用的纳米粒子的形状，根据所述纳米粒子的形状构建亲水界面的结构参数与液膜张力之间的目标函数模型；所述目标函数模型以所述结构参数为自变量，以所述液膜张力为因变量；

将所述优化液膜张力带入到所述目标函数模型中，求解出所述目标函数模型的最优解所对应的结构参数。

优选的，所述纳米粒子的形状为正六边形，所述结构参数包括所述纳米粒子的外接圆半径和相邻纳米粒子之间的间隙宽度。

优选的，所述目标函数模型为：

其中，R为所述纳米粒子的外接圆半径，h为液膜厚度，γ为液膜表面张力，w为相邻纳米粒子之间的间隙宽度，F_L为液膜张力，S为所述亲水界面的表面积，所述表面积用于产生所述液膜张力，以吸持所述生物组织。

一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一所述方法的步骤。

本发明具有以下有益效果：