高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)中設(shè)備控制子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高強(qiáng)度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)是近年來(lái)發(fā)展較快的無(wú)創(chuàng)腫瘤治療技術(shù)。它利用超聲波良好的組織穿透性、方向性及聚焦性能，將超聲波聚焦于靶區(qū)組織，使靶區(qū)組織溫度在短時(shí)間內(nèi)上升到65℃以上，最終導(dǎo)致組織凝固性壞死，從而達(dá)到腫瘤治療的目的。但是這種治療方式對(duì)正常組織及靶區(qū)周圍組織不損傷或損傷很小。因此，超聲治療法越來(lái)越受到人們的重視，國(guó)內(nèi)外競(jìng)相在這一領(lǐng)域開展大量的研究。 高強(qiáng)度

2、聚焦超聲治療系統(tǒng)是一個(gè)集自動(dòng)控制、機(jī)械、醫(yī)學(xué)圖像處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)等多種技術(shù)為一體的綜合系統(tǒng)。它包括計(jì)算機(jī)分析與控制系統(tǒng)、超聲功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)等部分。 本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)HIFU系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀做出了分析，提出了當(dāng)前HIFU控制特點(diǎn)和不足。HIFU系統(tǒng)是一個(gè)高強(qiáng)度、高精度的治療系統(tǒng)，在對(duì)腫瘤進(jìn)行有效治療的同時(shí)，如果不能精確實(shí)時(shí)的控制，會(huì)給正常組織和病人帶來(lái)巨大損傷。因此，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和

3、故障處理能力提出了很高的要求。本文的研究重點(diǎn)就是如何能夠提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。具體內(nèi)容如下： 1、提出當(dāng)前國(guó)內(nèi)外HIFU系統(tǒng)在系統(tǒng)控制方面存在的缺點(diǎn)不足，改進(jìn)了系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，引入一個(gè)基于單片機(jī)的控制器子系統(tǒng)協(xié)助PC機(jī)進(jìn)行管理，完成了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 2、對(duì)上下位機(jī)間的通訊協(xié)議進(jìn)行研究，制訂了詳細(xì)的控制協(xié)議并加以軟件實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)證明系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和控制精度得到了提高。 3、針對(duì)改進(jìn)后的系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的功能和抗干擾能力進(jìn)行