基于SCA61T醫(yī)用活檢槍角度系統(tǒng)的設計

1.引言

活檢槍被廣泛的應用在腎穿刺、肝活檢、乳腺癌活檢、前列腺活檢以及肺活檢。在檢測過程中使用的活檢槍有半自動和全自動兩種類型。但是現(xiàn)有的活檢槍不管是半自動還是全自動，都沒有傾角測量顯示裝置，對病灶的采樣大多都是靠醫(yī)生的經(jīng)驗和可視性檢查系統(tǒng)如超聲、CT。在活檢槍上增加角度測量顯示儀[1]，使角度精確到0.1度，這樣微型病灶的采樣檢測及化驗成為可能，并且增加了診斷的可靠性和安全性，所以在活檢槍上加上角度儀，非常有意義而且實用。

2.活檢槍角度儀工作原理

活檢槍角度儀的工作原理如圖1所示：角度傳感器SCA61T輸出的是角度的數(shù)字信號，該數(shù)字信號為串行數(shù)據(jù)，要經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換器件，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，然后通過單片機的并行口將數(shù)據(jù)輸入單片機，數(shù)據(jù)在單片機中經(jīng)過處理之后，送到LED顯示模塊，將角度數(shù)據(jù)顯示出來。角度傳感器SCA61T所需要的觸發(fā)脈沖信號由單片機控制產(chǎn)生。

3.角度儀的硬件設計

根據(jù)醫(yī)院活檢槍的測量要求，角度儀中的傳感器采用芬蘭VTI公司的最新款角度傳感器SCA61T。串并轉(zhuǎn)換和邏輯序列發(fā)生器件采用軟件的方法實現(xiàn)。數(shù)據(jù)運算、控制顯示采用單片機AT89S52[1]。LED顯示模塊采用四個數(shù)碼管來實現(xiàn)。

3.1SCA61T傳感器芯片的介紹

SCA61T是一種傾角傳感器，當該傳感器靜止時，作用在它上面的只有重力加速度。重力和傾角傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角。其測量的范圍為-90度到+90度，輸出信號有模擬和數(shù)字兩種。其中數(shù)字信號為11位，該數(shù)字信號的精度可以達到0.088度，完全能夠滿足醫(yī)用活檢槍所要求的 0.1度。并且，該傳感器內(nèi)置溫度補償系統(tǒng)，可以直接寫入和讀取溫度數(shù)據(jù)，還可以進行自檢。下圖為SCA61T[2]的控制功能表。

（1） 測量模式（MEAS）。上電后的標準工作模式。

（2） 讀寫溫度數(shù)據(jù)模式。

（3） 讀寄存器狀態(tài)。

（4） 復位內(nèi)置的數(shù)據(jù)輸出存儲器。

（5） X通道自測試。

（6） 讀取X通道的加速度。數(shù)據(jù)的讀取是通過SPI端口。讀取存放在加速度寄存器的加速度信號。正常工作時，加速度寄存器X每150微秒加載一次。0代表負的角度，1代表正的角度

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