Обоснование
разработки
Рентгеновское
изображение
преобразуется
в световое
входным люминесцентным
экраном, размещенным
в вакуумной
колбе;
Анализ
технического
задания и разработка
структурной
схемы
Особенности
параллельного
порта
Программирование
параллельного
порта
Выбор
аналого-цифрового
преобразователя
Навигация
Анализ технического задания и разработка структурной схемы
Компьютерная Томография
72750
знаков
14
таблиц
0
изображений
2. Анализ технического задания и разработка структурной схемы.
Существует несколько вариантов реализации требуемого устройства. Например можно задачу отслеживания положения гантрии возложить на аппаратное обеспечение. Но при таком варианте становится затруднительным построение достаточно гибкой системы, допускающей вариации параметров начала и конца записи видеосигнала и других параметров, кроме того эта схема получится слишком сложной и дорогой. Другой путь состоит в возложении обязанностей обработки сигнала на компьютер, а аппаратное обеспечение должно лишь преобразовать сигнал в форму, удобную для использования ЭВМ, т.е. в цифровую форму. Не использовать возможности компьютера в данной ситуации для обработки информации о положении гантри симулятора было бы большой ошибкой. Во-первых компьютер уже используется для захвата видеосигнала, т.е. нет необходимости его покупать. Во-вторых осуществить цифровую обработку с помощью ЭВМ гораздо проще и дешевле (при условии, что ЭВМ есть) чем при использовании схемных решений. В-третьих в любом случае придется производить сопряжение с компьютером т.к. по другому активизировать программу для захвата видеопоследовательности не представляется возможным.
Преобразование аналогового сигнала с датчика положения гантри (переменного резистора) в цифровой будет осуществляться с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Для этого сигнал, поступающий от датчика, сначала необходимо преобразовать в вид пригодный для использования аналого-цифровым преобразователем. После оцифровки сигнала с помощью АЦП, сигнал вводится в компьютер, где происходит его обработка. Управление аналого-цифровым преобразователем осуществляется сигналами от компьютера.
Необходимыми узлами разрабатываемой схемы должны являться преобразователь аналогового сигнала для подгонки его уровня под требования АЦП, а также ограничитель уровня для предотвращения превышения допустимого уровня сигнала на входе АЦП.
Кроме этого необходимо предусмотреть схемы защиты АЦП (как правило микросхемы АЦП требуют определенного порядка подачи сигналов на входы).
Как сказано в техническом задании, питание устройства необходимо осуществлять от источника питания симулятора, используя напряжения 15 В. Как будет показано ниже, не все компоненты могут работать от такого источника, поэтому необходимо получить требуемые питающие напряжения из существующих.
Исходя из вышеизложенного следует следующая структурная схема аппаратной части разрабатываемого устройства, представленная на рис 2.1.
датчик положения
гантри симулятора
Преобразо-
вание
сигнала
АЦП
Персональный компьютер
Ограничи- тель уровня
Устройства защиты АЦП
Преобразователь питающих напряжений
Рис. 2.1 Структурная схема аппаратной части разрабатываемого устройства.
3. Выбор способа ввода цифрового сигнала в компьютер.
Существует несколько способов передачи цифрового сигнала от внешнего устройства в компьютер: через последовательный порт, через параллельный порт, через слот на материнской плате (ISA или PCI интерфейс), через GAME - порт. [3]
Последовательный порт предназначен для последовательной передачи в компьютер - в каждый момент последовательный порт может принимать один бит информации. Максимальная скорость передачи информации составляет 115 кБод. Доступ к последовательному порту COM1 осуществляется через порты 3F8-3FF. Назначение портов следующее:
3F8 - регистр данных, также управляет скоростью передачи данных.
3F9 - старший байт командного регистра, управляет разрешением аппаратных прерываний
3FA - старший байт командного регистра, управляет аппаратными прерываниями, формируемыми последовательным портом.
3FB - регистр управления линией.
3FC - регистр управления модемом.
3FD - регистр статуса линии.
3FE - регистр статуса модема.
3FF - регистр доступа к "Stretch Pad"
Недостатками последовательного порта являются: необходимость инициализации порта перед его использованием, установка обработчиков аппаратных прерываний для синхронной работы с внешним устройством, сложность организации интерфейса с внешним устройством, связанное с последовательной передачей данных с определенной скоростью.
Ввод данных через слот на материнской плате является наиболее быстрым. Однако применение этого способа целесообразно лишь для устройств предъявляющих повышенные требования к скорости передачи информации. Создание устройства, вставляемого в слот весьма затруднительно, т.к. требует полной поддержки этим устройством интерфейсов ISA и PCI. Кроме того, несмотря на повышенные возможности, возрастает и сложность программного обеспечения.
Работа с портом джойстика является наиболее простым способом, но, естественно обладает и меньшими возможностями. Обмен данными с
GAME - портом осуществляется через порт с адресом 201. Через младшие 4 бита данного порта осуществляется чтение данных с внешнего устройства, 4 старших бита представляют собой триггеры, которые могут быть в одном из двух состояний - "включен/выключен". Видно, что возможностей этого интерфейса явно не хватает для решения поставленной задачи.
Наиболее приемлемым представляется организация обмена данными через параллельный порт (интерфейс Centronics). Этот способ благодаря простоте сопряжения и удобству программирования широко используется для подключения к компьютеру нестандартных внешних устройств. Особенности параллельного порта описаны ниже.
Похожие работы
... часть пульта управления (или устройства вывода данных) оператора-рентгенолога. Аналогичные пульты управления можно применять и в других системах получения изображения, например на основе ядерного магнитного резонанса или компьютерной томографии. Цифровое изображение можно записать на магнитном носителе, оптическом диске или же на специальном записывающем устройстве, способном постоянно вести ...
... томография Спиральная КТ используется в клинической практике с 1988 года, когда компания Siemens Medical Systems представила первый спиральный компьютерный томограф. Спиральное сканирование заключается в одновременном выполнении двух действий: непрерывного вращения источника – рентгеновской трубки, генерирующей излучение, вокруг тела пациента, и непрерывного поступательного движения стола с ...
... немецких, американских и канадских больницах уже имеются 320-срезовые компьютерные томографы. Эти томографы, впервые представленные в 2007 году, являются новым витком эволюции рентгеновской компьютерной томографии. Они позволяют не только получать изображения, но и дают возможность наблюдать почти что «в реальном» времени физиологические процессы, происходящие в головном мозге и в сердце. ...
... и выполняют тончайшие операции. Таких примеров использования КТ, как метод контроля за выполнением хирургических вмешательств, можно привести много. Один из них — применение мобильных компьютерных томографов (Tomoscan M, Philips) в операционных во время хирургических вмешательств, когда, например, топография структур головного мозга после вскрытия черепной коробки и вмешательства на патологическом ...
0 комментариев