电子内窥镜系统的研究

论文摘要

随着我国经济的不断发展,国内微创诊断及治疗技术发展迅猛,尤其是内窥镜的诊断及治疗技术最为明显,日趋旺盛的市场需求对内窥镜工业产生了巨大的带动作用。本项目为“电子内窥镜系统的研究”,主要包括医用电子胃镜、电子结肠镜、电子支气管镜、电子十二指肠镜、电子胆道镜和工业用电子内窥镜等,由于超高量度发光二极管照明、电子注水注气吸引装置、镜下电子腔内测压技术等一系列符合人体学技术的应用,克服了现有内窥镜存在的体积大不易清洗消毒、价格昂贵、患者痛苦大、易损伤黏膜组织的难题。课题内容主要包括基本概念和关键技术概述、总体论述、硬件设计、软件设计和可靠性设计五大部分:首先介绍了电子内窥镜系统的组成,包括内窥镜主机和吸引器主机,内窥镜主机是内窥镜系统的主要组成部分,它主要由镜身部分和控制部分所组成;吸引器主机是专为内窥镜设计的吸引器。其次设计了电子内窥镜系统的硬件和软件部分,其中硬件电路设计包括:电源模块、L ED照明模块设计、注水、注气以及吸引功能模块、测试腔内压力模块和L CD显示模块。软件设计包括:内窥镜系统主程序设计、P W M信号控制程序设计、A / D采样设计、L CD显示模块、内窥镜系统控制模块;抗干扰设计包括:硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计。该系统在临床试验阶段,性能稳定,图像清晰,操作简单,使患者的痛苦明显减轻,弥补了现有电子内窥镜的不足之处。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 内窥镜的发展史
• 1.2 医学电子内窥镜的研究现状和临床应用
• 1.2.1 医学电子内窥镜的研究现状
• 1.2.2 医学电子内窥镜在临床上的应用
• 1.3 课题的意义
• 1.4 本文的安排
• 2 基本概念和关键技术概述
• 2.1 内窥镜
• 2.1.1 硬性内窥镜
• 2.1.2 软性内窥镜
• 2.2 电子内窥镜
• 2.3 图像传感器的选用
• 2.3.1 CCD 图像传感器
• 2.3.2 CMOS 图像传感器
• 2.4 内窥镜先端部使用的光源
• 2.4.1 氙气光源
• 2.4.2 具有高亮度冷光源
• 2.5 内窥镜的注水、注气和吸引功能
• 3 内窥镜系统设计概述
• 3.1 系统的整体构成
• 3.2 内窥镜系统各组成部分简介
• 3.2.1 内窥镜主机
• 3.2.2 吸引器主机
• 3.3 系统的主要技术参数
• 3.4 核心控制器件的选择
• 3.5 本章小结
• 4 内窥镜系统硬件设计
• 4.1 硬件系统概述
• 4.2 电源模块
• 4.3 LED 照明模块
• 4.3.1 LED 的发光原理
• 4.3.2 LED 发光强度与电流的关系
• 4.3.3 LED 的驱动方式
• 4.3.4 PWM 调光的原理和形成
• 4.3.5 Atmega16 的PWM 信号产生原理
• 4.3.6 LED 照明电路的设计
• 4.4 注水、注气以及吸引功能模块
• 4.5 测试腔内压力模块
• 4.5.1 电容式传感器特点和原理
• 4.5.2 信号放大电路
• 4.5.3 RC 滤波电路
• 4.5.4 单片机A/D转换功能模块
• 4.5.5 LCD 显示模块
• 4.6 本章小结
• 5 内窥镜系统软件设计
• 5.1 系统软件设计概述
• 5.2 内窥镜系统主程序的设计
• 5.2.1 内窥镜主机主程序设计
• 5.2.2 吸引器主机主程序设计
• 5.3 各功能模块的设计思想
• 5.3.1 PWM 波控制程序
• 5.3.2 A/D采样模块
• 5.3.3 LCD显示模块
• 5.4 内窥镜系统的控制设计
• 5.4.1 内窥镜主机控制设计
• 5.4.2 吸引器主机控制设计
• 5.5 本章小结
• 6 内窥镜系统的可靠性设计
• 6.1 引言
• 6.2 干扰的来源
• 6.3 干扰的分类和耦合方式
• 6.4 干扰产生的后果
• 6.5 内窥镜系统采用的抗干扰措施
• 6.5.1 硬件措施
• 6.5.2 软件措施
• 7 内窥镜系统的制作与分析
• 7.1 制作总体情况
• 7.2 内窥镜主机的制作与分析
• 7.2.1 内窥镜主控制板
• 7.2.2 内窥镜继电器控制板
• 7.3 内窥镜镜身的制作
• 7.4 吸引器主机的制作与分析
• 7.4.1 吸引器主机主控制板部分
• 7.4.2 吸引器主机吸引部分
• 8 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录