[发明专利]一种多自由度C形臂医用X射线机的曝光控制装置

说明书

技术领域

本发明是属于医疗器械技术领域。

背景技术

目前市场上X射线机管组件与曝光控制装置基本都是由不同的厂家生产。增加了在研制X射线机时两部分对接的复杂程度，而且不便日后的产品升级，同时价格也比较高昂。此外，暂无集成对C形臂的多自由度控制的X射线机的曝光控制装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种多自由度C形臂医用X射线机的曝光控制装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：本发明由控制电路、相配套X射线球管组件与相配套的多自由度运动控制系统构成。该多自由度C形臂医用X射线机的曝光控制装置电路结构主要由三个部分组成：由单片机构成的控制模块、与X射线球管组件的接口电路和与多自由度运动控制系统的接口电路。本发明特征在于，控制电路能够将实际需求的射线参数通过控制电路转化为一定的时序和电压信号，使X射线球管组件按照设定的时序和电压信号触发并发射出一定的X射线；同时可以通过串口通信的方式，对C形臂进行多自由度的控制。

本发明的优点是采用配套的X射线球管组件、配套的多自由度运动控制系统及控制电路，从而实现了控制电路与X射线球管组件无缝对接，控制电路与多自由度运动控制系统无缝对接；同时也降低了成本。

附图说明

图1是多自由度C形臂医用X射线机的曝光控制装置结构方框图。

图2是多自由度C形臂医用X射线机的曝光控制装置时序图。

图3是多自由度C形臂医用X射线机的曝光控制装置电原理图单片机控制模块图。

图4是多自由度C形臂医用X射线机的曝光控制装置电原理图与X射线球管组件和与多自由度运动控制系统相关的接口电路图。

具体实施方式

本发明是由控制电路、相配套X射线球管组件与相配套的多自由度运动控制系统构成，如图1所示。曝光控制装置电路结构主要由三部分组成：由单片机构成的控制模块、与X射线球管组件的接口电路和与多自由度运动控制系统的接口电路。本发明的基本原理是控制电路能够将实际需求的射线参数通过控制电路转化为一定的时序和电压信号，使X射线球管组件按照设定的时序和电压信号触发并发射出一定的X射线；同时可以通过RS232串口通信的方式，对C形臂进行多自由度的控制。图1中各个信号的定义，在时序图中的说明，与X射线球管组件的接口电路及与多自由度运动控制系统的接口电路的连接关系如箭头所示。本发明控制装置主要包括以下三个部分：

1、以单片机Atmega128(U2)为核心的控制模块，一方面用于根据实际需求的射线参数转化为产生控制曝光的mA与kV给定量模拟电压信号与mA、kV和曝光使能的开关量信号；另一方面通过RS232串口通信的方式，对C形臂进行多自由度的控制。

2、以光耦TLP127(040、041、042、043、044)、继电器G6H-2(JK1、JK2)为与X射线球管组件的接口电路。分别是mA使能信号、mA给定量信号、kV使能信号、kV给定量信号、X射线使能信号，其中mA与kV给定量信号为0-5V模拟电压信号；mA、kV与X射线使能信号为数字开关信号。

3、以RS232电平转换器件MAX232CPE(U3)为与多自由度运动控制系统的接口电路。通过RS232串口通信的方式，对C形臂进行多自由度的控制。

如图3所示，为单片机Atmega128(U2)为核心的控制模块。如图4所示，为与以光耦TLP127(040、041、042、043、044)、继电器G6H-2(JK1、JK2)为与X射线球管组件相关的接口电路和以RS232电平转换器件MAX232CPE(U3)为与多自由度运动控制系统相关的接口电路。

当实际需要进行X射线曝光时，根据实际需求的射线参数转化为一定的时序和电压信号，其时序控制信号与时序图如图2所示。其控制信号分别为：

1)mA给定量信号

2)mA使能信号

3)kV给定量信号

4)kV使能信号

5)X射线使能信号

X射线曝光控制的工作流程由如下步骤组成：

1)系统初始化，设置输入输出端口的初始化，等待X射线曝光控制信号；

2)当接收到需要X射线曝光控制信号时，单片机Atmega128根据所设置的mA参数输出0-5v之间的mA给定量；

3)mA给定量给出后等待5-10ms，待mA给定量信号稳定后，单片机Atmega128输出mA使能信号；