电脑激光紫外光量子血氧治疗仪的系统设计

赵佳禾

(重庆医疗器械工业公司，重庆市400042)

电脑激光紫外光量子血氧治疗仪的系统设计

赵佳禾

(重庆医疗器械工业公司，重庆市400042)

光量子治疗仪在控制系统中采用了单片机，医务人员能方便的对各种要素进行选择，充分满足了使用需要。该系统操作简单，使用方便，运行可靠，结构紧奏小巧，造价较低。用该系统制造的仪器已实际使用多年，性能稳定，既能用于临床治疗，又可进行科研实验研究，取得满意效果。

光量子治疗仪 单片机 控制系统

0 引言

用不同波长和不同的能量对血液或某些输液进行照射，同时伴以充氧处理，再输给患者，能够提高患者机体的免疫力，对神经系统、心脑血管系统疾病和其它一些疾患进行有效治疗。这一治疗方法已在临床上得到较广泛的应用。为了满足医务人员对该治疗方法的推广使用，我们研制开发了光量子治疗仪。在使用中，医务人员需要根据不同患者的不同病情，选择不同的光量子波长，不同的照射计量以及不同的照射的方法，以取得最佳的治疗效果。我们研制、开发、生产的光量子治疗仪在控制系统中采用了单片机，医务人员能方便的对各种要素进行选择，充分满足了使用需要。

1 使用要求

医务人员在使用中要选择的条件有:0.254μm光量子光源发生、0.6328μm光量子光源发生、光量子光源发生的时间长短和时序、充氧时间和时序等。

根据使用要求，我们为医生设置了八个输入键:0.254μm光量子照射伴充氧键、0.6328μm光量子照射伴充氧键、0.254μm和0.6328μm光量子同时照射伴充氧键、予充氧键、后充氧键、时间加减控制键、标准工作时间时序键、启动工作键等。还设置了8个LED显示器，分别显示各状态的工作时间:0.254μum光量子照射伴充氧时间、0.6328μm光量子照射伴充氧时间、0.254μm和0.6328μm光量子同时照射伴充氧时间、予充氧时间、后充氧时间等。医务人员可看着显示器调整各个照射状态参数，通过各状该时间的调整，达到调整照射剂量和照射方式的目的。仪器在照射输出工作状态时，处于工作状态的LED时间显示器出现闪动，有利于操作者的观察，输出工作状态结束，有蜂鸣器响声提示。

2 系统原理与设计

2.1 硬件设置

2.1.1 控制系统

以80C31为中央处理器，外接EPROM27C64程序存储器，组成中央控制系统;8个LED显示器段码进行并联连接，用一片74LS164串并转换器和一片74LS244数据缓冲器组成串并转换输出器，80C31的串行输出口输出LED显示器的段码控制和输出信号，通过74LS164和74LS244控制LED的显示段码;用一片74LS138三八译码器和两片74LS07驱动器组成8片LED共阴极位控制连接线，80C31的P1口的三条输出线编码输出给74LS138，控制8个LED的适时显示位。

八个输入键由四条列扫描线和两条行扫描线组成，取四条LED位控制线作八个键的列扫描控制线，键的行扫描线由80C31的P1口的P1.0、P1.1联接组成。

输出由74LS06驱动器控制三极管9013，组成开关电路，控制各外设器件工作，80C31的P1口的 P1.5、P1.6、P1.7和 P3口的 P3.2控制74LS06的输出状态，控制9013三极管的通断。

图1 光量子治疗仪控制系统原理图

2.1.2 输出电路设置

2.1.2.1 治疗仪在使用时，被照射的液体需要与光量子能量及氧气适时的混合。因此液体放置器设计成由凸轮转动带动放液体的托盘上下跛动的柔性运动机构，凸轮的转动速度和方向由伺服电机进行控制。

2.1.2.2 0.254μm光量子光源发生器是用专用变压器联接低压汞石英灯组成。石英灯两端可得到800v的电压，击穿灯中的汞蒸气使其产生辉光放电，得到0.254μm的光量子波谱。

2.1.2.3 0.6328μm的光量子光源是用专用的直流高压电源连接氦氖激光管组成。直流高压电源采用倍压整流电路，经过多级倍压，得到2000V以上的直流高压，击穿氦氖激光管中的惰性气体，从而得到0.6328μm的光量子波谱。

2.1.2.4 由于输出负载器件均为感性负载和容性负载，对控制电路的干扰很强，因此控制电路和输出负载之间采用了继电器触点控制方式，使输出器件强电和控制弱电完全隔离，以减少相互间的影响。继电器触点间均接有压敏电阻，吸收触点接通和断开时产生的干扰。三极管9013的通断，控制微型继电器线圈的通断及其触点的开合，即能控制输出强电器件的工作与否。继电器线圈旁均并联电解电容，以改善三极管的负载特性并吸收脉冲干扰。

2.1.3 控制电源电路设置

用三端稳压器7805得到控制电路所需的5V电源，微型继电器的6v电源从7805的输入端抽取，只用一个电源就能满足控制电路需要。要使控制电路可靠工作，电源电路必须要做好干扰信号的隔离。在工艺设计上我们采取了一些措施:

(1)电源变压器做好初次级的良好隔离;

(2)印刷线路板电源输出的正负级联线尽可能加粗，控制电源线路尽可能远离强电联线;

(3)在三端稳压器的进出两端都并有大的电解电容，大大增强了电路的抗干扰能力。

2.2 控制程序流程图

2.2.1 主程序流程图(见图2)。

图2

2.2.2 输出键子程序流程图(见图3)

图3

2.2.3 T1定时器中断流程图(见图4)

图4

3 结束语

该系统操作简单，使用方便，运行可靠，结构紧奏小巧，造价较低，用该系统制造的仪器已实际使用多年，性能稳定，既能用于临床治疗，又可进行科研实验研究，取得满意效果。

［1］《MCS－51单片机应用系统设计系统配置与接口技术》1990年北京航空航天大学出版社出版，何立民编著。

［2］《单片机应用技术选编》1999年北京航空航天大学出版社出版，何立民主编。

［3］《微型计算机及外部设备常用芯片手册》1999年清华大学出版社出版，《微型计算机及外部设备常用芯片手册》编辑委员会编。

［4］《医用治疗设备应用和设计》〔美〕A.M.柯克等著，1988年上海科学技术文献出版社出版。

［5］《近代电子医疗设备与技术》1993年南京大学出版社出版，甘心照主编。

［6］《医学电子仪器原理与设计》2000年华南理工大学出版社出版，余学飞主编。

System Design of Light Quanta Cure Apparatus

ZHAO Jia－he
(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