基于单片机的射频消融系统的设计
发布时间：2021-06-06 04:06
射频消融是指医生在超声或CT等设备引导下,将单针或多子针射频电极针经皮穿刺进入人体肿瘤部位,同时在患者患病部位的另一侧放置一较大的体表电极片充当电路负极。当电流流经肿瘤组织时,会产生由传导电流引起的焦耳热和位移电流引起的介质损耗热两部分热量。而相比于正常组织,肿瘤细胞对热量更为敏感,当温度达到一定程度,细胞就产生凝固性坏死,从而达到杀死肿瘤细胞的目的。目前针对实体肿瘤的治疗中,射频消融仪的稳定信号源和温控系统是系统的设计重点和难点,本文设计了射频消融系统的部分模块,其中包括功率可调的信号发生模块、测温模块、温控器模块、系统整体温度控制策略等,具体内容如下:（1）信号发生模块设计了基于直接数字式频率合成器DDS（Direct Digital Synthesizer）芯片AD9834的信号控制电路,并使用控制芯片AD5660进行信号幅度控制以达到控制输出功率的目的,并进行了滤波电路的设计和测试,使用MATLAB进行频谱分析,结果发现正弦波频率集中在460KHz附近,且信号稳定,符合预期参数要求。（2）测温模块使用了双温度测量和控制的方案进行,即测量消融组织中心（针尖温度）和消融组织边界温度...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
射频消融Figure1-1Radiofrequencyablation
图 2-1 射频消融原理图Figure 2-1 Radiofrequency ablation schematics如图2-1所示，本系统主要由射频信号发生模块（射频信号源、滤波和功放）、温度测量模块（两路温度信号）、温度控制模块（单片机等控制器）和射频电极针四个模块组成。以上四个模块共同协助完成信号的产生和温度的控制。本文主要设计前三个模块的研究和设计[32～33]。（1）信号发生模块。信号源模块信号包括发生电路、信号滤波电路和信号放大电路。首先由单片机 STC89C52 和 DDS 电路组成的电路产生信号幅度可调
下面将分别进行详细介绍。3.2 信号发生器设计根据射频消融系统的功能需求，首先需要设计一款能够生成 460KHz±30KHz频率的正弦波信号，并且可以随着检测温度的变化调整信号发生器的功率。目前常用的信号方案有：采用集成函数发生器生成信号、采用直接模拟频率合成法生成信号、采用锁相环间接合成信号和采用直接数字频率合成(DDS)生成信号。多方比较后，鉴于 DDS 比较容易实现和控制，所以本文采用最后一种方案，即直接数字频率合成(DDS)生成 460KHz 正弦波信号。3.2.1 信号发生器硬件电路设计信号生成电路采用 ADI 公司的 AD9834，它自带改变正弦波幅度的功能，能够实现改变输出信号功率的目的。采用的控制芯片是 AD5660，该芯片是一款 16位缓冲电压输出 DAC，输出电压范围为 0～5V。其控制结构见图 3-1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三步法射频消融治疗巨大肝血管瘤的探讨[J]. 刘辉,张曦,谭运华,冯晓彬,闫军,马宽生. 中国普外基础与临床杂志. 2016(02)
[2]经皮导管射频消融去肾脏交感神经术治疗顽固性高血压的研究进展[J]. 刘玉祥,富路. 中华老年心脑血管病杂志. 2015(08)
[3]基于MATLAB的参数自整定模糊PID控制器的两种设计方法[J]. 杨璐,雷菊阳. 计算机测量与控制. 2015(04)
[4]基于K型热电偶的高精度测温装置设计[J]. 王晓丹,孟令军,文波,张晓春. 自动化与仪表. 2014(11)
[5]基于单片机的数字式热电偶传感器设计[J]. 于剑超,董恩生,李清亮. 计测技术. 2014(04)
[6]基于嵌入式系统的微针射频治疗仪的设计[J]. 刘虔铖,赖胜圣. 临床医学工程. 2014(03)
[7]射频技术在临床中的应用[J]. 李亚洲,宫卫东,王珩,倪代会,阳威,王执民,吴智群. 介入放射学杂志. 2010(03)
[8]射频消融技术临床应用与发展趋势[J]. 陈东风. 介入放射学杂志. 2009(05)
[9]基于MATLAB/Simulink的PID参数整定[J]. 王素青,姜维福. 自动化技术与应用. 2009(03)
[10]射频技术原理及在皮肤美容科的应用进展[J]. 刘丽红,杨蓉娅. 中国激光医学杂志. 2008(04)
硕士论文
[1]多路高精度温度监测系统[D]. 孙霞.山东科技大学 2004
本文编号：3213568
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
射频消融Figure1-1Radiofrequencyablation
图 2-1 射频消融原理图Figure 2-1 Radiofrequency ablation schematics如图2-1所示，本系统主要由射频信号发生模块（射频信号源、滤波和功放）、温度测量模块（两路温度信号）、温度控制模块（单片机等控制器）和射频电极针四个模块组成。以上四个模块共同协助完成信号的产生和温度的控制。本文主要设计前三个模块的研究和设计[32～33]。（1）信号发生模块。信号源模块信号包括发生电路、信号滤波电路和信号放大电路。首先由单片机 STC89C52 和 DDS 电路组成的电路产生信号幅度可调
下面将分别进行详细介绍。3.2 信号发生器设计根据射频消融系统的功能需求，首先需要设计一款能够生成 460KHz±30KHz频率的正弦波信号，并且可以随着检测温度的变化调整信号发生器的功率。目前常用的信号方案有：采用集成函数发生器生成信号、采用直接模拟频率合成法生成信号、采用锁相环间接合成信号和采用直接数字频率合成(DDS)生成信号。多方比较后，鉴于 DDS 比较容易实现和控制，所以本文采用最后一种方案，即直接数字频率合成(DDS)生成 460KHz 正弦波信号。3.2.1 信号发生器硬件电路设计信号生成电路采用 ADI 公司的 AD9834，它自带改变正弦波幅度的功能，能够实现改变输出信号功率的目的。采用的控制芯片是 AD5660，该芯片是一款 16位缓冲电压输出 DAC，输出电压范围为 0～5V。其控制结构见图 3-1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三步法射频消融治疗巨大肝血管瘤的探讨[J]. 刘辉,张曦,谭运华,冯晓彬,闫军,马宽生. 中国普外基础与临床杂志. 2016(02)
[2]经皮导管射频消融去肾脏交感神经术治疗顽固性高血压的研究进展[J]. 刘玉祥,富路. 中华老年心脑血管病杂志. 2015(08)
[3]基于MATLAB的参数自整定模糊PID控制器的两种设计方法[J]. 杨璐,雷菊阳. 计算机测量与控制. 2015(04)
[4]基于K型热电偶的高精度测温装置设计[J]. 王晓丹,孟令军,文波,张晓春. 自动化与仪表. 2014(11)
[5]基于单片机的数字式热电偶传感器设计[J]. 于剑超,董恩生,李清亮. 计测技术. 2014(04)
[6]基于嵌入式系统的微针射频治疗仪的设计[J]. 刘虔铖,赖胜圣. 临床医学工程. 2014(03)
[7]射频技术在临床中的应用[J]. 李亚洲,宫卫东,王珩,倪代会,阳威,王执民,吴智群. 介入放射学杂志. 2010(03)
[8]射频消融技术临床应用与发展趋势[J]. 陈东风. 介入放射学杂志. 2009(05)
[9]基于MATLAB/Simulink的PID参数整定[J]. 王素青,姜维福. 自动化技术与应用. 2009(03)
[10]射频技术原理及在皮肤美容科的应用进展[J]. 刘丽红,杨蓉娅. 中国激光医学杂志. 2008(04)
硕士论文
[1]多路高精度温度监测系统[D]. 孙霞.山东科技大学 2004
本文编号：3213568
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3213568.html
