(2)温度采集电路。在热疗过程中,为了检测人体患处的温度变化情况,系统配置了温度采集电路。它由8路热敏电阻和信号放大电路组成,热敏电阻先与固定电阻分压,经信号放大电路放大后接到单片机的A/D转换器。单片机再通过串口将温度信号传递给嵌入式系统模块,显示于液晶显示器上。
1.2.3 微波源
微波源采用磁控管作为微波振荡管,当磁控管的工作点设置合理、内部振荡稳定时,微波可由谐振耦合器和同轴电缆耦合到专门设计的圆形辐射器输出。该微波源主要由微波驱动电路和微波辐射器组成。它可外接手术刀和消融针(见图3),为不同部件提供微波输出。
图3 微波源
由于微波源输出的功率与驱动电压之间为非线性关系,在本设计中我们预先测出功率与驱动电压的对应关系表,控制程序通过查表将用户设置的功率转换成电压值,并通过串口发送给单片机。单片机再通过其自带的D/A转换器输出模拟电压以控制微波源的功率输出。
2 软件系统
2.1 嵌入式操作系统WINCE.NET
Microsoft Windows CE.NET (又称WINCE.NET)是一个紧凑、高效和可裁减的操作系统,适用于各种嵌入式系统开发中。它拥有多线程、多任务、完全抢先式优先级的特点,是一种面向嵌入式环境的实时操作系统。
Embedded Visual C++(简称EVC)是Microsoft公司推出的一套基于WINCE.NET平台的可视化开发工具,它支持MFC类库的子集,能够给开发者提供强大的支持,与普通Win32程序开发方法相似,基于此特点本次设计采用EVC4.0版本开发。
2.2 软件系统设计
根据硬件平台的特点以及实际的功能需求,软件系统分为两部分:手术刀控制和消融针自动控制功能,其中消融针自动控制功能提供三种功能:人体温度监视功能,微波功率自动调节功能以及消融针运行状态控制功能。其中人体温度监视功能提供温度-时间(秒),温度-时间(分)和功率-时间(分)三波形图,如图4所示。具体的系统流程图如图5所示。
图4 软件结构图
图5 程序流程图
2.2.1 手术刀控制功能块
该模块界面如图6(a)所示,它提供以下功能:控制微波刀启/停状态、计算微波刀运行时间、调整微波刀输出功率和初始化功率、时间参数。
(a) 手术刀状态显示
b) 消融针控制图
图6 软件部分功能图