趙佳禾

(重慶醫(yī)療器械工業(yè)公司，重慶市400042)

電腦激光紫外光量子血氧治療儀的系統(tǒng)設(shè)計

趙佳禾

(重慶醫(yī)療器械工業(yè)公司，重慶市400042)

光量子治療儀在控制系統(tǒng)中采用了單片機，醫(yī)務(wù)人員能方便的對各種要素進(jìn)行選擇，充分滿足了使用需要。該系統(tǒng)操作簡單，使用方便，運行可靠，結(jié)構(gòu)緊奏小巧，造價較低。用該系統(tǒng)制造的儀器已實際使用多年，性能穩(wěn)定，既能用于臨床治療，又可進(jìn)行科研實驗研究，取得滿意效果。

光量子治療儀 單片機 控制系統(tǒng)

0 引言

用不同波長和不同的能量對血液或某些輸液進(jìn)行照射，同時伴以充氧處理，再輸給患者，能夠提高患者機體的免疫力，對神經(jīng)系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)疾病和其它一些疾患進(jìn)行有效治療。這一治療方法已在臨床上得到較廣泛的應(yīng)用。為了滿足醫(yī)務(wù)人員對該治療方法的推廣使用，我們研制開發(fā)了光量子治療儀。在使用中，醫(yī)務(wù)人員需要根據(jù)不同患者的不同病情，選擇不同的光量子波長，不同的照射計量以及不同的照射的方法，以取得最佳的治療效果。我們研制、開發(fā)、生產(chǎn)的光量子治療儀在控制系統(tǒng)中采用了單片機，醫(yī)務(wù)人員能方便的對各種要素進(jìn)行選擇，充分滿足了使用需要。

1 使用要求

醫(yī)務(wù)人員在使用中要選擇的條件有:0.254μm光量子光源發(fā)生、0.6328μm光量子光源發(fā)生、光量子光源發(fā)生的時間長短和時序、充氧時間和時序等。

根據(jù)使用要求，我們?yōu)獒t(yī)生設(shè)置了八個輸入鍵:0.254μm光量子照射伴充氧鍵、0.6328μm光量子照射伴充氧鍵、0.254μm和0.6328μm光量子同時照射伴充氧鍵、予充氧鍵、后充氧鍵、時間加減控制鍵、標(biāo)準(zhǔn)工作時間時序鍵、啟動工作鍵等。還設(shè)置了8個LED顯示器，分別顯示各狀態(tài)的工作時間:0.254μum光量子照射伴充氧時間、0.6328μm光量子照射伴充氧時間、0.254μm和0.6328μm光量子同時照射伴充氧時間、予充氧時間、后充氧時間等。醫(yī)務(wù)人員可看著顯示器調(diào)整各個照射狀態(tài)參數(shù)，通過各狀該時間的調(diào)整，達(dá)到調(diào)整照射劑量和照射方式的目的。儀器在照射輸出工作狀態(tài)時，處于工作狀態(tài)的LED時間顯示器出現(xiàn)閃動，有利于操作者的觀察，輸出工作狀態(tài)結(jié)束，有蜂鳴器響聲提示。

2 系統(tǒng)原理與設(shè)計

2.1 硬件設(shè)置

2.1.1 控制系統(tǒng)

以80C31為中央處理器，外接EPROM27C64程序存儲器，組成中央控制系統(tǒng);8個LED顯示器段碼進(jìn)行并聯(lián)連接，用一片74LS164串并轉(zhuǎn)換器和一片74LS244數(shù)據(jù)緩沖器組成串并轉(zhuǎn)換輸出器，80C31的串行輸出口輸出LED顯示器的段碼控制和輸出信號，通過74LS164和74LS244控制LED的顯示段碼;用一片74LS138三八譯碼器和兩片74LS07驅(qū)動器組成8片LED共陰極位控制連接線，80C31的P1口的三條輸出線編碼輸出給74LS138，控制8個LED的適時顯示位。

八個輸入鍵由四條列掃描線和兩條行掃描線組成，取四條LED位控制線作八個鍵的列掃描控制線，鍵的行掃描線由80C31的P1口的P1.0、P1.1聯(lián)接組成。

輸出由74LS06驅(qū)動器控制三極管9013，組成開關(guān)電路，控制各外設(shè)器件工作，80C31的P1口的 P1.5、P1.6、P1.7和 P3口的 P3.2控制74LS06的輸出狀態(tài)，控制9013三極管的通斷。

圖1 光量子治療儀控制系統(tǒng)原理圖

2.1.2 輸出電路設(shè)置

2.1.2.1 治療儀在使用時，被照射的液體需要與光量子能量及氧氣適時的混合。因此液體放置器設(shè)計成由凸輪轉(zhuǎn)動帶動放液體的托盤上下跛動的柔性運動機構(gòu)，凸輪的轉(zhuǎn)動速度和方向由伺服電機進(jìn)行控制。

2.1.2.2 0.254μm光量子光源發(fā)生器是用專用變壓器聯(lián)接低壓汞石英燈組成。石英燈兩端可得到800v的電壓，擊穿燈中的汞蒸氣使其產(chǎn)生輝光放電，得到0.254μm的光量子波譜。

2.1.2.3 0.6328μm的光量子光源是用專用的直流高壓電源連接氦氖激光管組成。直流高壓電源采用倍壓整流電路，經(jīng)過多級倍壓，得到2000V以上的直流高壓，擊穿氦氖激光管中的惰性氣體，從而得到0.6328μm的光量子波譜。

2.1.2.4 由于輸出負(fù)載器件均為感性負(fù)載和容性負(fù)載，對控制電路的干擾很強，因此控制電路和輸出負(fù)載之間采用了繼電器觸點控制方式，使輸出器件強電和控制弱電完全隔離，以減少相互間的影響。繼電器觸點間均接有壓敏電阻，吸收觸點接通和斷開時產(chǎn)生的干擾。三極管9013的通斷，控制微型繼電器線圈的通斷及其觸點的開合，即能控制輸出強電器件的工作與否。繼電器線圈旁均并聯(lián)電解電容，以改善三極管的負(fù)載特性并吸收脈沖干擾。

2.1.3 控制電源電路設(shè)置

用三端穩(wěn)壓器7805得到控制電路所需的5V電源，微型繼電器的6v電源從7805的輸入端抽取，只用一個電源就能滿足控制電路需要。要使控制電路可靠工作，電源電路必須要做好干擾信號的隔離。在工藝設(shè)計上我們采取了一些措施:

(1)電源變壓器做好初次級的良好隔離;

(2)印刷線路板電源輸出的正負(fù)級聯(lián)線盡可能加粗，控制電源線路盡可能遠(yuǎn)離強電聯(lián)線;

(3)在三端穩(wěn)壓器的進(jìn)出兩端都并有大的電解電容，大大增強了電路的抗干擾能力。

2.2 控制程序流程圖

2.2.1 主程序流程圖(見圖2)。

圖2

2.2.2 輸出鍵子程序流程圖(見圖3)

圖3

2.2.3 T1定時器中斷流程圖(見圖4)

圖4

3 結(jié)束語

該系統(tǒng)操作簡單，使用方便，運行可靠，結(jié)構(gòu)緊奏小巧，造價較低，用該系統(tǒng)制造的儀器已實際使用多年，性能穩(wěn)定，既能用于臨床治療，又可進(jìn)行科研實驗研究，取得滿意效果。

［1］《MCS－51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)》1990年北京航空航天大學(xué)出版社出版，何立民編著。

［2］《單片機應(yīng)用技術(shù)選編》1999年北京航空航天大學(xué)出版社出版，何立民主編。

［3］《微型計算機及外部設(shè)備常用芯片手冊》1999年清華大學(xué)出版社出版，《微型計算機及外部設(shè)備常用芯片手冊》編輯委員會編。

［4］《醫(yī)用治療設(shè)備應(yīng)用和設(shè)計》〔美〕A.M.柯克等著，1988年上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版。

［5］《近代電子醫(yī)療設(shè)備與技術(shù)》1993年南京大學(xué)出版社出版，甘心照主編。

［6］《醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計》2000年華南理工大學(xué)出版社出版，余學(xué)飛主編。

System Design of Light Quanta Cure Apparatus

ZHAO Jia－h(huán)e
(Chongling Medical Equipment Industry Corporation，Chongqing 400016，China)

light quanta cure apparatuses adopt single－chip in the control system.Doctors and nurses can choose various essential factors conveniently.It can fully meet the needs in use.The system is characterized with simple operation，reliable running，lowcost and small＆exquisite structure..The machine with the system has been used for many years.It shows that it is reliable and it can be either used for clinic treatment or can be used in the scientific research.

light quanta cure apparatus singlechip control

TH773

A

1002－2376(2011)04－0007－03

2011－1－31