基于PLC的齿科CBCT控制系统的设计与实现
本文关键词： 锥束CT 可编程控制器(PLC) 控制系统 出处：《东北大学》2015年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：CT(Computed Tomography)计算机断层成像,诞生于上世纪七十年代,随着CT技术的不断发展,CT成像已经成为现代医学诊断重要的影像学研究技术之一。CT利用X射线通过被照射体的衰减特性,多角度采集被照射体的投影数据,并对投影数据进行重建等后处理得到被照射体的断层成像。CT发展至今,设备装置不断更新换代,目前已经发展到第五代CT技术--锥束CT(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)技术。CBCT技术有扫描周期快、分辨率高、辐射剂量小等优点,所以被广泛应用于临床诊断及研究领域。在现代多种临床手术中,CBCT都发挥着举足轻重的作用。为了顺应CT的发展及加深对CBCT的理解,本文对锥束CT进行了深入的研究并实现了基于PLC的CBCT控制系统的设计。本项目中的CBCT系统主要由锥形束X射线管、平板探测器、C型旋转臂组成。设计方案是通过PLC控制C型旋转臂转动,同时驱动探测器采集数据并发送同步脉冲信号,控制高压球管放射X射线,最后对得到的多角度投影数据进行重建,得到高分辨率的断层图像。该CBCT控制系统采用三菱可编程控制器(PLC)FX1s-30MT-001作为核心处理单元及控制中心。该可编程控制器具有高性能、低功耗、耐冲击、耐振等特点,目前广泛应用于工业控制领域。本文针对目前CT设备控制系统成本高、体积大等缺点,开发了以三菱PLC为核心控制单元的具有运动控制、信号采集和等功能的CBCT试验设备。本文主要从理论研究、系统总方案设计、硬件平台设计、基于PLC的运动控制系统的设计、基于GX WorKs2的应用程序设计、软硬件调试等方面对该锥束CT进行论述。
[Abstract]:CT(Computed Tomography computed tomography (CT) was born in -30s. With the development of CT technology, CT imaging has become one of the most important imaging techniques in modern medical diagnosis. The projection data of the irradiated object were collected from various angles, and the post-processing of the projection data was carried out to obtain the tomography. Ct of the irradiated object has been developed up to now, and the equipment has been continuously updated. At present, the fifth generation CT technique, CT(Cone Beam Computed TomographyCT-Conic Beam, has the advantages of fast scanning period, high resolution, low radiation dose, and so on. So it is widely used in the field of clinical diagnosis and research. It plays an important role in many kinds of modern clinical operations. In order to conform to the development of CT and deepen the understanding of CBCT, In this paper, the cone-beam CT has been deeply studied and the design of CBCT control system based on PLC has been realized. The CBCT system in this project is mainly composed of cone-beam X-ray tubes. The design scheme is to control the rotation of the C-type rotating arm by PLC, at the same time to drive the detector to collect the data and send the synchronous pulse signal, and to control the X-ray emission from the high-pressure spherical tube. Finally, the multi-angle projection data are reconstructed to obtain high resolution tomographic images. The CBCT control system uses Mitsubishi Programmable Controller (MPC) FX1s-30MT-001 as the core processing unit and control center. The programmable controller has high performance. The characteristics of low power consumption, shock resistance and vibration resistance are widely used in the field of industrial control. Aiming at the disadvantages of high cost and large volume of CT equipment control system, a motion control system with Mitsubishi PLC as the core control unit is developed in this paper. Signal acquisition and equal function CBCT test equipment. This paper mainly from the theory research, the system general scheme design, the hardware platform design, the movement control system design based on PLC, the application program design based on GX WorKs2. The cone-beam CT is discussed in hardware and software debugging.
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R814
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，本文编号：1508367
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