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超声治疗仪控制系统的设计与实现

作　者: 赵红
导　师: 徐守坤
学　校: 华东师范大学
专　业: 软件工程
关键词: 超声治疗仪 控制系统 串行通信 数据库
分类号: R197.39
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


肿瘤血管的生成不仅可以促进肿瘤的快速生长,也与肿瘤的侵袭与转移密切相关。因此,通过阻塞或破坏肿瘤新生血管及固有血液循环体系来治疗肿瘤的理念,已成为肿瘤治疗的又一新突破点。国内外相关研究者提出产生低频低功率的超声波辐射经外周静脉射注入血管内的微泡剂,通过超声“空化效应”导致肿瘤新生血管管壁的损伤进而诱发其血管内血栓的形成、栓塞或部分阻断肿瘤局部的血液循环和血液供应,引起局部肿瘤细胞坏死,进而使肿瘤体积缩小,达到治疗的目的。现有的超声治疗仪在实际治疗过程中,尤其是对肿瘤瘤体较大或肿瘤瘤体较多的病人进行治疗时,需要使用多台治疗仪同时治疗。而目前超声治疗仪主要通过操作面板对仪器进行操作,其中操作面板分别由开关和LED数码管来实现控制和显示功能,只能一对一的控制,也不具备病例管理和打印输出功能,从而在多台治疗仪同时治疗时操作繁琐。因此需要研发一种能同时控制多台治疗仪工作的系统,以达到简化操作、方便临床数据记录和病理管理、减少操作时的错误率的目的。本研究项目以计算机作为总控制机统一管理多个超声治疗仪,通过RS485总线将计算机与多个超声治疗仪相连,在MODBUS协议规范下进行通信控制。实现对多个超声治疗仪工作状态的控制,相关工作参数的设置,采用Visual Basic 2005提供的应用程序设计两个模块：一个是用串行通信的控件MSComm来实现串行通讯,使得系统可以通过计算机上的RS232接口与超声治疗仪的控制器通信；另一个是用ADO数据库连接技术来实现对Microsoft Office Access数据库文件的访问,将治疗过程中的信息存储在数据库文件中以备查阅。具有操作方便,不易产生错误的优点。本项目在江苏省科技创新与成果转化专项资金(BA2008104)的资助下,已成功应用于HM-1型超声治疗仪的控制系统当中。目前HM-1型超声治疗仪已经在南通市肿瘤医院、泰州市普济医院等用于临床治疗且使用情况良好。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 系统概述  11-15
  1.1 研究背景及意义  11-13
  1.2 研究内容  13
  1.3 系统设计方案与结构  13-15
    1.3.1 设计方案  13-14
    1.3.2 系统结构  14-15
第2章 超声治疗仪控制系统的下位机设计  15-38
  2.1 超声治疗仪控制系统构成  15-33
    2.1.1 AT89S51单片机  16-17
    2.1.2 频率发生单元  17-24
    2.1.3 电源电路  24-25
    2.1.4 复位电路  25-26
    2.1.5 电平转换电路  26
    2.1.6 驱动电路及控制  26-28
    2.1.7 功放电路及取样电路  28
    2.1.8 取样信号处理  28-32
    2.1.9 超声换能器的供电电路  32-33
  2.2 超声波治疗仪控制系统的软件系统  33-38
    2.2.1 嵌入式软件系统的总体的实现  33-34
    2.2.2 频率发生子程序  34-36
    2.2.3 寻频子程序  36-37
    2.2.4 按键扫描子程序  37-38
第3章 串行通讯线路设计  38-53
  3.1 MSCOMM控件  39-41
  3.2 MODBUS协议简介  41-45
    3.2.1 RTU传输模式  42-43
    3.2.2 CRC校验  43-44
    3.2.3 超声治疗仪控制系统的通讯帧格式设计  44-45
  3.3 超声治疗仪程序设计  45-48
    3.3.1 超声治疗仪通信程序设计  45-47
    3.3.2 超声治疗仪控制程序设计  47-48
  3.4 计算机软件通信程序设计  48-52
    3.4.1 串口控件MSCOMM的初始化  48-49
    3.4.2 计算机串口通信程序  49-52
  3.5 PCB板实物图片  52-53
第4章 超声治疗仪控制系统的上位机设计  53-65
  4.1 计算机控制界面程序设计  53-58
    4.1.1 计算机显示窗口界面设计  53-54
    4.1.2 计算机控制程序设计  54-58
  4.2 数据库访问程序设计  58-65
第5章 系统调试及分析  65-69
  5.1 调试过程  65-66
  5.2 系统故障及分析  66-67
  5.3 实际应用  67-69
第6章 结论  69-70
  6.1 结论  69
  6.2 改进和建议  69-70
参考文献  70-72
致谢  72

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