Ostatnia modyfikacja podstrony: 14.01.2010 11:20

MIKROPROCESOROWY STEROWNIK STYMULATORA

Wprowadzenie

Stymulacja pracy organizmu ludzkiego, czyli pozytywne oddziaływanie na poszczególne układy, bądź też narządy może być realizowana za pomocą różnych technik i z wykorzystaniem rozmaitych nośników energii.

 

  • Fotostymulacja, czyli oddziaływanie falami świetlnymi,
  • Magnetostymulacja działająca polem magnetycznym,
  • Elektrostymulacja wykorzystująca przepływ prądu elektrycznego,
  • Stymulacja falą akustyczną.

Mikroprocesorowy sterownik dedykowany jest w zasadzie do fotostymulacji, choć może być również wykorzystany do pozostałych technik, nadaje się doskonale do syntezy wielotonów (również nieharmonicznych), których zastosowanie w terapii ostatnio wzrasta.

 

  • Dzisiejsza medycyna dąży do zminimalizowania energii dostarczanej do organizmu. Aby jednak nie zmniejszać wielkości oddziaływania należy zmniejszenie energii zrekompensować wzrostem zawartości informacyjnej sygnału.
  • Informacja jest zawarta w wielu czynnikach: wyborze techniki oddziaływania, miejsca wprowadzania energii do organizmu, czasie trwania zabiegu, a przede wszystkim w samym sygnale.
  • Opisywany sterownik, zredukował ograniczenia parametrów sygnału do rozsądnego minimum, będącego kompromisem pomiędzy kosztem urządzenia, komplikacją jego projektu, a oferowanymi możliwościami.
  • Wprowadzone zostały funkcje dotychczas niedostępne, które poparte odpowiednimi pomiarami i badaniami mogą stać się przełomem w technikach stymulacyjnych.

Sterownik stymulatora. Opis funkcjonalny

Mikroprocesorowy sterownik stymulatora składa się z:

  • układu sterującego bazującego na mikrokontrolerze jednoukładowym,
  • generatora zbudowanego z wykorzystaniem zmienno przecinkowego 32-bitowego procesora sygnałowego ADSP-21061SHARC firmy Analog Devices, połączonego ze wzmacniaczem wyjściowym,
  • interfejsu użytkownika wykorzystywanego przy pracy autonomicznej (niezależnej od komputera PC),
  • bloku łącza RS-232, bazującego na mikrokontrolerze jednoukładowym, który dekoduje rozkazy sterujące przesyłane z komputera PC oraz formuje pakiety danych przekazywane do komputera PC.
  • zasilacza.

Parametry generatora:

 

  • Generacja do 20 sygnałów sinusoidalnych o różnych (definiowanych, ustawianych cyfrowo) amplitudach, przesunięciach fazowych i częstotliwościach,
  • Zakres generowanych częstotliwości 0,01 Hz - 20 kHz (skok 0,01 Hz w całym zakresie),
  • Maksymalna prawidłowo wytwarzana częstotliwość 20,5 kHz. Przy maksymalnej dewiacji (równej 33%), maksymalna niezniekształcona częstotliwość środkowa 15,4 kHz,
  • Amplituda składowej ustalana w zakresie od 0 do 5V ze skokiem 0,5mV,
  • Modulacja częstotliwościowa o parametrach:
    • Modulowany całkowity sygnał (wszystkie składowe),
    • Dewiacja od 0,01% do 33% ze skokiem 0,01% ( , ),
      ,
    • Częstotliwość modulacji od 0,001 Hz do 2 Hz ze skokiem 0,001 Hz.
  • Regulowana składowa stała w zakresie od -5 V do +5 V,
  • Przetwarzanie cyfrowo-analogowe 16 bitowe,
  • Wyjście analogowe sygnału do aplikatora 0...10 V,
  • Odstęp sygnału od szumu na wyjściu wzmacniacza - około 55 dB,
  • Obciążalność wyjścia analogowego , wyjście dodatkowo zabezpieczone przed zwarciem,
  • Sprzętowe odłączanie wyjścia podczas zatrzymanej generacji (przekaźnik).

Program sterujący ProgMag:

 

 

  • system Windows,
  • edycja sygnału i obsługa sterownika przez łącze RS-232
  • regulacja parametrów on-line:
    • włączanie bądź wyłączanie składowych,
    • zmiana amplitud składowych,
    • modyfikacja faz i częstotliwości,
  • przesyłanie zmian do sterownika w czasie generacji,
  • zapis sygnału terapeutycznego do pliku lub EEPROM.

Biblioteka komunikacyjna SterCom.dll:

  • Program ProgMag wykorzystuje bibliotekę SterCom.dll (ang. Dynamic Linked Library).
  • Biblioteka stanowi rozszerzenie systemu Windows umożliwiające innym programistom napisanie aplikacji obsługującej sterownik w dowolnym języku programowania.
  • Biblioteka SterCom.dll zawiera 20 funkcji służących do obsługi sterownika. Są to:
  • inicjacja, bądź zakończenie połączenia,
  • test transmisji,
  • zatrzymanie lub uruchomienie generacji,
  • przesłanie danych do modułu generatora
  • zapis lub odczyt w pamięci sterownika rekordów zawierających kompletne sygnały terapeutyczne.

Dodatkowe zabezpieczenia (opisywany sterownik jest przeznaczony do celów medycznych):

  • bity kontroli parzystości,
  • sumy kontrolne CRC co 16 bajtów i na końcu rozkazu,
  • separacja galwaniczna sterownika stymulatora od sieci i komputera sterującego. Gwarantowana wytrzymałość izolacji wynosi nie mniej niż 4 kV AC (RMS).

Kontakt: mgr inż. Paweł Pawłowski, tel.: 0(..61)665-28-29, e-mail: Pawel.Pawlowski@put.poznan.pl