一种臀部曲面测量及法向施压诊疗系统的制作方法_3

文档序号:9170270阅读:来源:国知局
其与步进电机共同构成步进电机驱动装置,且驱动模块的一端与供电装置连接,另一端与控制模块连接;执行模块为步进电机,电机采用混合式步进电动机(HB),这种电机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点,它的步距角小,出力大,动态性能好,是目前性能最高的步进电动机,其中,步进电机的4根输出线与驱动模块连接。当然,在本实用新型中,对执行模块,驱动模块和编码模块的具体形式均不作限定,只要其能实现本实用新型的目的,都包括在本实用新型的内容中。
[0060]控制装置,与机电转换装置连接,每个控制装置中包括一从控制模块,用于采集电信号并进行处理以获取臀部曲面感应装置的高度值,从而解调出施加在臀部曲面感应装置上的作用力大小,获取臀部曲面的压力分布和臀部曲面的形状。进一步地,控制装置中还包括一总控制模块,以及与从控制模块一一对应的主控制模块,用于接收总控制模块发送的控制指令以及读取从控制模块中存储的数据发送至总控制模块。总控制模块根据接收到的从控制模块中解调出的压力值,结合超声诊断检测,即可获得臀部不同部位收到机械应力压迫治疗后对人体局部组织的血流灌注情况变化,为窦瘘管腔闭合及周围组织供血之间的关系提供了客观量化的依据,实现对患者的主动精确治疗。具体地,在本实施例中,主控制模块可以为采用了高级STM32内核的主机等,其性能参数如下:具有3级流水线的哈佛结构,扩展指令集,存储器中等密度程序和数据存储器:最多32K字节的Flash ;10K次擦写后在55°C环境下数据可保存20年数据存储器:多达IK字节真正的数据EEPROM ;可达30万次擦写RAM:多达2K字节时钟、复位和电源管理;3.0?5.5V工作电压灵活的时钟控制,4个主时钟源低功率晶体振荡器;外部时钟输入用户可调整的内部16MHz RC,内部低功耗128kHzRC ;带有时钟监控的时钟安全保障系统;电源管理:低功耗模式(等待、活跃停机、停机)外设的时钟可单独关闭;永远打开的低功耗上电和掉电复位中断管理带有32个中断的嵌套中断控制器6个外部中断向量,最多37个外部中断定时器,2个16位通用定时器,带有2+3个CAPCOM通道(IC、0C或PffM)高级控制定时器:16位,4个CAPCOM通道,3个互补输出,死区插入和灵活的同步带有8位预分频器的8位基本定时器自动唤醒定时器2个看门狗定时器:窗口看门狗和独立看门狗通信接口带有同步时钟输出的UART,智能卡,红外IrDA,LIN接口 SPI接口最高到8Mbit/s ;I2C接口最高到400Kbit/s模数转换器(ADC) 10位,+ILSB的ADC,最多有10路通道,扫描模式和模拟看门狗功能I/O端口 48脚封装芯片上最多有38个1/0,包括16个高吸收电流输出非常强健的I/O设计,对倒灌电流有非常强的承受能力开发支持单线接口模块(SW頂)和调试模块(DM)。在本实用新型中,由于上述高性能的CPU的使用,当执行模块(步进电机)做上下运动时能有效的采集各种数据并将数据与总控制模块连接用于数据处理。总控制模块包括PC (personal computer,个人电脑)等,且总控制模块中包括控制界面单元,总信号发送单元,总信号接收单元等。主控制模块可以为主机等,从控制t旲块可为子机等。
[0061]在本实施例中,为了精确获取臀部曲面的形态及施加在臀部曲面各点的压力值,系统中包括多个臀部曲面压力感应装置,即设置多个离散的感应节点,分别感应臀部各个部位的曲面边界的法向作用力,从而实现其感应到的臀部曲面边界的法向作用力及臀部曲面压力感应装置的垂直运动之间的相互转换。具体地,在本实用新型的一种【具体实施方式】中,包括100个臀部曲面压力感应装置,即100个离散的感应节点,且将其排列成为一个10*10的矩阵,每个感应节点对应一个唯一的ID (Identity,身份标识)号,将各个感应节点对应的ID号通过在uart.c文件中设定的方式实现总控制模块对每个节点的控制;同时总控制模块发送相应的ID号的控制指令以实现各个节点的控制。在本实用新型中,对臀部曲面压力感应装置的数量不作具体限定,在实际应用中可以根据实际需求进行相应地调整,本专利中设置了 100个离散的压力感应点是在前期研究基础上确定的,且每两个感应点间距设置为10mm,且呈前后窄左右宽的椭圆形排列。该设置主要是为了既能够针对临床患者的臀部病变进行精确有效施压又可保证超声探头的实时检测。实际操作中,要保证本专利仪器能适用于各个体形的患者,且能实施精确有效的测量和施压治疗,需要保证至少有65个压力感应装置。当然,为了保证效果,使用65个、70个、80个、90个臀部曲面感应装置效果肯定更好,这些也应都包括在本实用新型的内容中。此外,超过100个臀部曲面压力感应装置,如110个,120个或者更多同样也能够实现本实用新型,也属于本实用新型范围内。当然,在本实用新型中,为了提高本系统的效率,臀部曲面压力感应装置,压力转换装置,以及机电转换装置是一一对应设置,即,若本实用新型提供的系统中设置了 100个臀部曲面压力感应装置,则每个臀部曲面压力感应装置都配备有一个压力转换装置和一个机电转换装置,分别对每个感应装置中感应到的作用力进行转换为控制装置能够读取的信号。
[0062]作为本实用新型的另一种实施方式,本实用新型提供的臀部曲面的法向施压诊疗系统,同样地,包括多个压力转换装置,多个机电转换装置,控制装置,以及电力系统,且臀部曲面压力感应装置,压力转换装置,以及机电转换装置一一对应设置。
[0063]与上述实施例类似,在本实施例中,电力系统同样采用了 2个大功率的10A24V电源保障系统的供电。当然,在这里,我们同样对电力装置的具体形式不做限定,只要其能实现本实用新型的目的,都包括在本实用新型的内容中。
[0064]控制装置中包括用于发送控制指令控制臀部曲面压力感应装置的高度值进而控制施加在臀部上的作用力的总控制模块,将接收到的控制指令转换为电信号发送至机电转换装置的从控制模块,以及与从控制模块一一对应的主控制模块,用于接收总控制模块发送的控制指令,并发送至与之对应的从控制模块,控制其动作。具体地,在本实施例中,根据解调出的臀部曲面形态和臀部曲面边界的压力分布图,再结合超声诊断检测,获得臀部不同部位收到机械应力压迫治疗后对人体局部组织的血流灌注情况变化,为窦瘘管腔闭合及周围组织血供之间的关系提供了客观量化的依据,实现对患者的主动精确治疗;与此同时,根据获取到的压力分布图,发送控制指令控制臀部曲面压力感应装置动作改变其向患者臀部病患处施加的压力,从而模拟出最佳的压力分布,既可以获得患者的个体化臀部压力分布模型图,为后续治疗提供数据支撑,又可以重复精确量化治疗。在实际应用中,总控制模块包括PC (personal computer,个人电脑)等,且总控制模块中包括控制界面单元,总信号发送单元,总信号接收单元等。主控制模块可以为采用了高级STM32内核的主机等,其中,STM32芯片的性能在上一种实施例中已经描述,在此不做赘述。
[0065]作为一种【具体实施方式】,若总控制模块为PC,主控制模块为主机,从控制模块为子机,则当系统需要对臀部曲面压力感应装置中的支杆的高度进行控制时,首先PC通过RS-232接口往主机中发送控制指令,主机根据指令类型进行相应的处理。更进一步地,若控制指令为查询高度指令,则主机将其在空闲时查询的高度值反馈至PC ;若控制指令为其他的指令,则PC通过RS-485接口将控制指令发送至子机。特别地,在本实用新型中,PC与主机之间采用主从式通信方式,且主机以中断方式接收PC或子机发送的控制指令和数据;主机与子机之间也采用采用主从式通信方式。
[0066]更具体地,在本实施例中,从控制模块中包括:第一信号接收单元,信号处理单元,以及存储单元,其中,第一信号接收单元,用于接收编码模块输出的电信号,以及接收主控制模块发送的控制信号;信号处理单元,与第一信号接收单元连接,用于处理接收到的电信号,同时处理接收到的主控制模块发送的控制信号;存储单元,与信号处理模块单元,用于存储感应节点中支杆的高度值。
[0067]在这里,第一信号接收单元接收到的控制指令包括:复位指令,设定高度指令,上报高度指令,急停指令,握手指令,使能指令,以及反馈复位状态指令。其中:当从控制模块(子机)接收到复位指令时,则通过reset O方法的使用,置位复位请求标志。与此同时从控制模块将相应的复位指令通过0p_Mode方法进行存储,随后从控制模块中通过Moter_Go O实现对0p_Mode中存储的复位指令进行相应的响应,控制执行模块(步进电机)进行动作。当从控制模块(子机)接收到设定高度指令时,则通过set_high()方法来实现,提取控制指令中需要设定的高度值。与此同时从控制模块将相应的设定高度指令通过0p_Mode方法进行存储,随后从控制模块中通过Moter_Go()实现对0p_Mode中存储的设定高度指令进行相应的响应,控制执行模块(步进电机)进行动作移动至要求设定的高度值。当从控制模块(子机)接收到
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