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(多图) 基于STM32的2μm高功率激光医疗仪控制器设计

/?? 2014年09月17日 ?? 收藏0
2 μm 高功率激光医疗仪市场需求越来越大,而目前人机交互模块前国内此类设备在控制上缺乏对系统安全和出光精准度的考虑。同时随着YY0505-2012 医用电气电磁兼容标准于2014 年的执行,设计符合YY0505-2012 标准的医用设备已迫在眉睫。因此,本文采用模块化设计,设计了一种基于STM32 的2 μm 光纤激光器医疗仪控制系统,将水冷单元的参数监控、电源模块的抗干扰设计、输出功率的校准等集成于一体。测试结果表明,系统可靠稳定,操作方便。

1 系统功能和结构设计

按功能划分,医疗仪主要由2 μm 光纤激光器模块、精密水冷单元、STM32 主控制器模块、人机交互模块等部分组成, 结构如图1 所示。控制器是医疗仪的大脑,负责整个设备的启停和正常运行。2 μm 光纤激光器经过光学系统准直聚焦,得到医用激光,在特定条件下,脚踏开关闭合发出相应功率的激光,由光纤传导到病灶部位。精密水冷单元的循环水流经激光腔,使激光器工作在合适温度,确保输出功率稳定,且水冷单元的启动总是先于激光器,防止激光器在高温高湿环境下结露而损坏。门控直接与激光器内部的interlock 信号相连,同时主控器对其状态实时监测。此外光纤检测可对医用光纤进行规范化管理,防止因光纤老化影响治疗效果。

图1 医疗仪总体结构图
图1 医疗仪总体结构图

设备以触摸屏为主要人机交互平台,实现的功能包括:汽化与凝血参数的同时设置;不同方案的保存和调用;能量、计时等治疗参数的统计显示;系统异常状态的报警提示; 出光指示灯的亮度调节。

2 系统硬件设计

2.1 系统硬件结构

系统硬件以STM32F107VCT6 为核心,硬件框图如图2 所示。精密水冷单元的参数监控包括高低水位、水流量、水压力、水温的监测;以触摸屏为主的人机交互模块集成了出光指示灯、钥匙开关、急停、启动、脚踏、门控等外部硬件控制;配电模块集成了继电器驱动电路和电磁兼容设计。其中,水冷单元、光纤激光器、触摸屏和音效合成模块分别通过RS232 与主控制器通信。

图2 系统硬件框图
图2 系统硬件框图


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STM32? 医疗仪? 电磁兼容? 功率校准?

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