微机控制微波治疗机的设计与实现

摘要

由于微波技术在医学医疗方面的效果显著,所以应用越来越广泛.目前的微波治疗机虽然技术上实现了数字化控制,但是由于微波源本身的特性以及其它因素,控制效果并不理想;随着医疗信息化的快速发展,各种医疗仪器还需要进行医疗数据的计算机管理,本文介绍的新型微波治疗机,不但实现了微波功率的控制调节稳定,而且开发了基于LabVIEW平台的病例资料档案的数据库管理系统,实现了医疗的信息化管理.本设计的微波治疗机由微波源、辐射器和两级控制系统组成.微波发射源采用2450MHz医疗用连续波磁控管源.本文中通过计算给出了一种针状辐射器的长度和输入阻抗的对应关系以及电场方向图,为辐射器的选用提供了参数依据.控制系统采用上位PC机和下位单片机两级子系统对磁控管进行闭环控制,两级子系统之间通过串行接口进行通信.下位机以89C52单片机为核心,包括了过零检测电路、A/D转换电路、电流和电压采样电路等.单片机通过调节电子调压器的导通角来控制磁控管的输出功率,采样和转换电路检测磁控管的输出电流/电压值,以实现闭环控制调节.采用线性光电耦合器隔离磁控管电路和控制系统.上位PC机的控制管理软件采用虚拟仪器开发平台LabVIEW进行开发设计,软件执行效率高,性能稳定,用户界面友好,操作简便;通过数据库访问工具LabSQL,开发了基于LabVIEW的数据库管理系统,可对病例资料档案进行有效的管理.本系统经过了软硬件调试,整机的工作性能稳定,达到了设计要求,有很大的使用价值.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明

1绪论

1.1微波治疗的介绍

1.2当今微波治疗机发展现状

1.3本文主要研究内容

1.3.1主要技术指标

1.3.2主要设计思想

1.3.3本文主要完成的工作

2下位机子系统硬件设计

2.1下位机控制电路整体硬件结构框图

2.2过零检测电路

2.3电子调压器电路

2.4电压/电流采样电路

2.4.1光耦器件

2.4.2采样电路

2.5模/数转换电路

2.5.1模拟信号/数字信号转换芯片TLC1550

2.5.2 TLC1550的外围电路

2.6其它辅助电路

2.6.1监视定时器电路(WDT)

2.6.2串行通信电路

2.6.3报警电路

2.7本章小结

3微波辐射器的设计

3.1辐射器的功能与设计要求

3.2针状辐射器的物理模型

3.3求解辐射器电流分布的原始方程

3.3.1Esz的推导

3.3.2 Eiz的求解

3.4电流积分方程的整理

3.5辐射器输入阻抗和电场方向图

3.6本章小结

4下位机子系统软件设计

4.1下位机软件流程

4.2软件各模块介绍

4.2.1初始化设置

4.2.2外部中断

4.2.3定时的实现

4.2.4串行通信

4.3本章小结

5上位机子系统软件设计

5.1虚拟仪器简介

5.1.1虚拟仪器的概念和特点

5.1.2虚拟仪器开发平台LabVIEW

5.1.3虚拟仪器的设计步骤

5.2基于虚拟仪器的上位机软件设计

5.2.1串行通信模块

5.2.2功率调节

5.2.3数据库管理系统

5.2.4系统用户界面

5.3本章小结

6系统调试数据

7总结与展望

参考文献

附录A电路原理图

附录B治疗机实物图-1

附录C治疗机实物图-2

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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