Решение задач на тему: Обоснование разработки. Анализ технического задания и разработка структурной схемы

Введение

В настоящее время в медицинских исследованиях широко используются компьютерные томографы. С их помощью можно получить поперечное компьютерно-томографическое изображение. Это изображение имеет целый ряд преимуществ, включая возможность его реконструкции в нужной проекции, а также высокую способность к передаче низкоконтрастных объектов, которая у компьютерных томографов значительно выше , чем у других методов построения рентгеновского изображения. Недостатком компьютерных томографов является их дороговизна. Однако, существует возможность получения реконструируемого изображения аналогичного компьютерно-томографическому с помощью рентгеновского симулятора для планирования лучевой терапии, который имеет некоторые сходства с томографом (вращающиеся вокруг тела пациента источник и приемник рентгеновского излучения). Рентгеновские симуляторы находят применение в лечебных учреждениях, занимающихся лечением онкозаболеваний. Для использования симулятора как томографа необходимо при вращении излучателя и приемника (находящихся на противоположных сторонах гантри) вокруг объекта, непрерывно записывать получаемое изображение память ЭВМ. Далее с ее помощью, путем применения специальных алгоритмов можно получить изображение аналогичное тому, которое получают с помощью компьютерных томографов. Здесь встает задача запуска и остановки программного обеспечения, захватывающего видеопоследовательность при достижении гантри симулятора определенных углов поворота. Решение этой задачи и является целью данной работы.

Оглавление

- Введение

- Обоснование разработки

- Анализ технического задания и разработка структурной схемы

- Выбор способа ввода цифрового сигнала в компьютер

- Особенности параллельного порта

- Программирование порта

- Разработка принципиальной схемы устройства

- Выбор аналого-цифрового преобразователя

- Ограничение уровня входного аналогового сигнала

- Преобразование аналогового сигнала

- Защита АЦП

- Обеспечение источника питания и устройства индикации

- Разработка программного обеспечения

- Обмен данными с АЦП

- Преобразование полученных данных

- Запуск и остановка управляемой программы

- Настройка программы

- Использование программы

- Конструкторский раздел

- Расчет надежности

- Разработка конструкции

- Рекомендации по организации рабочего места врача топометриста

- Экономика

- Заключение

- Приложения

- Литература

Заключение

В рамках данной дипломной работы была произведена разработка программно-аппаратного комплекса для мониторинга рентгеновского симулятора SLS-9. Это позволило осуществлять работу данного симулятора в режиме компьютерной томографии. С помощью программно-аппаратного комплекса, включающего в себя устройство сопряжения симулятора с персональным компьютером и программу, обслуживающую это устройство было осуществлено получение реконструируемого изображения, аналогичного компьютерной томограмме. Это позволяет использовать рентгеновский симулятор SLS-9 в качестве компьютерного томографа (томографы являются очень дорогостоящими приборами). Принцип работы системы следующий. Рентгеновское изображение, прошедшее через пациента, преобразуется в видеосигнал и непрерывно отображается на мониторе. Затем с помощью персонального компьютера и установленной на нем видео плате видеосигнал захватывается, и с определенными параметрами (такими как частота кадров) записывается в память. Благодаря непрерывному вращению источника и приемника излучения создается видеоряд изображений (рентгенограмм). Далее, путем применения специальных алгоритмов, происходит получение томограмм, аналогичные тем, которое получают с помощью обычных компьютерных томографов.

Разработанный комплекс отслеживает положение гантри симулятора, чтобы в определенный момент (по достижении гантри определенного угла) запустить и затем остановить запись видеоряда в память ЭВМ.

Устройство сопряжения построено на современной элементной базе. Оно осуществляет преобразование аналогового сигнала (от датчика поворота гантри) в цифровой, который затем через параллельный порт вводиться в ЭВМ. Оцифровка сигнала осуществляется с помощью функционально-завершенного аналого-цифрового преобразователя К1113ПВ1А. Подгонку аналогового сигнала под параметры аналого-цифрового преобразователя осуществляется с помощью двух прецизионных операционных усилителей К140УД25. Предусмотрены меры по защите дорогостоящей микросхемы аналого-цифрового преобразователя от превышения уровня входного аналогового сигнала, и от неодновременной подачи на нее входных сигналов. Питание устройства осуществляется от блока питания симулятора (используются напряжения 15 В).

Программная часть комплекса представляет собой программу, написанную в среде Delphi, и работающую под управлением операционной системы Windows-95. Программа получает данные от аналого-цифрового преобразователя и осуществляет управление его работой. Далее считанные данные преобразуются в значение угла поворота гантри. Программа опрашивает аналого-цифровой преобразователь примерно через каждые 50 мс. Одновременно через такой же интервал она сравнивает угол поворота гантри с заданными углами начала и конца записи видеосигнала. По достижении заданных углов происходит эмуляция нажатия на клавиши Enter или Escape, что соответственно запускает или останавливает программу захвата видеопоследовательности. Программа допускает настройку под аппаратную часть, а также задание произвольных углов начала и конца сканирования.