医用X射线摄影系统电气控制单元设计

摘要 直接数字化放射摄影(Digital Radiography)简称DR是上世纪九十年代发展起来的X线摄影新技术具有更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点成为数字X线摄影技术的主导方向并得到世界各国的临床机构和影像学专家认可。近年来随着技术及设备的日益成熟。DR在世界范围内得以迅速推广和普及应用逐渐成为医院的必备设备之一。临床界和工程界专家普遍认为DR设备将成为高水平数字化影像设备的终极产品。DR主要由X-线发生器(球管)、探测器(影像板/采样器)、采集工作站(采像处理计算机/后处理工作站)、机械装置等四部分组成DR之所以称为“直接数字化放射摄影”的实质就是不用中间介质直接拍出数字 X-光像其工作过程是X线穿过人体(备查部位)投射到探测器上然后探测器将线影像信息直接转化为数字影像信息并同步传输到采集工作站上最后利用工作站的医用专业软件进行图像的后处理。DR系统能够有效降低临床医生的劳动强度提高劳动效率加快患者流通速度相对于普通的屏胶系统来说采用数字技术的DR具有动态范围广、曝光宽容度宽的特点因而允许摄影中的技术误差即使在一些曝光条件难以掌握的部位也能获得很好的图像由于直接数字化的结果拍摄的X光片信息量大大丰富可以根据临床需要进行各种图像后处理如各种图像滤波、窗宽窗位调节、放大漫游、图像拼接以及距离、面积、密度测量等丰富的功能为影像诊断中的细节观察、前后对比、定量分析提供技术支持改变了以往X光平片固定影像的局限性提供了大量临床诊断信息由于其大尺寸、多像素成像板的贡献大大提高了X光胶片的清晰度及细节分辨率成像综合水平远远超过普通X光平片同时有助于实现普通X线摄影图像的数字化存储和远距离调阅、交流等方便应用。 关键字：放射、成像、摄影 摘要??? 3Abstract??? 4绪论??? 6第一章??? 总体方案描述??? 7第二章??? 主控制器介绍??? 82.1 芯片简介??? 82.2 主控制器的特性??? 82.3 Cortex-M3内核??? 92.4从控制器介绍??? 10第三章??? 系统硬件??? 133.1 LPC1768硬件图??? 133.1.1 管脚图??? 133.1.2 串口通信部分原理图??? 133.2 从机51部分硬件电路设计??? 163.2.1 51单片机最小系统板的设计??? 163.2.2 51单片机电源部分的设计??? 173.2.3 步进电机驱动电路的设计??? 193.2.4 直流电机驱动电路的设计??? 20第四章??? 软件部分的设计??? 214.1 AD部分函数的设计??? 214.2 串口通信部分函数的设计??? 274.3 直流电机驱动程序的设计??? 344.4 步进电机驱动程序的设计??? 35第五章??? 结论??? 37第六章??? 致谢??? 38第七章??? 参考文献??? 39 该射线机运动控制系统由三个独立的立柱组成三个立柱呈三角位置关系固定每个立柱上有可上下运动的驱动装置。立柱分别用于支撑和控制射线机球管、射线影像增强器、射线片盒夹的上下运动按三个立柱所支撑控制的射线组件不同分别简称为球管立柱、增强器立柱、片盒立柱。根据射线透视和摄影成像要求球管焦点到射线影像增强器的焦屏距为球管焦点到射线片盒夹的焦屏距为。故此三根立柱即可安装在的范围内。由于每个立柱高度位立柱升降范围为同步跟踪精度为所以可满足正常人体从下肢、腹部到颈部透视、摄影位移范围的要求。 系统以球管立柱为主控立柱可手动控制球管的升降运动在透视模式时球管出线口对准增强器中心位置在摄影模式时球管出线口对准片盒夹中心位置。主控立柱单片机实时采样球管运动状态和位置信号并将位置信号及升降状态发送给从立柱单片机。增强器立柱对应透视模式和片盒立柱对应摄影模式为从立柱在透视模式时系统对增强器位置自动进行同步跟踪摄影模式时系统对片盒位置自动进行同步跟踪。系统以的通讯方式进行立柱运动控制电路之间的通讯。每个立柱上装有立柱控制电路。系统上电后单片机判断所控立柱为主控立柱还是从立柱。为主控立柱时等待手动升降操作并对当前球管位置信号进行采样转换后通过接口将升降状态和球管位置信号发送给从立柱。立柱为从立柱时单片机判断当前工作模式是否为本立柱所属的工作模式若为透视模式增强器立柱单片机采样增强器位置信号并与主控立柱单片机发送的球管位置信号进行比较决定是上升或下降及上升下降的距离同时对球管位置进行实时跟踪若为摄影模式片盒立柱单片机的工作原理与透视模式下增强器立柱单片机的工作原理相同以此保证增强器位置和片盒位置在透视和摄影工作模式时与球管位置的同步来完成射线机的透视和摄影工作。