数字控制放射粒子肿瘤内植入机械手的软件系统研制

【摘要】：随着社会快速的进步，人们对自身的疾病预防、检查和治疗有了越来越高的要求。越来越多的手术是人类所不能操作的，传统的肿瘤放射性粒子治疗法需要医生人工导入导管，经过多次对病灶的靶细胞定位，CT需要反复性的对肿瘤细胞进行扫描，多次穿刺，这样的手术过程需要医生掌握非常高超的手术技巧，但是依然给病人带来了很大的术后痛苦，而且在向肿瘤细胞内植入放射性粒子时不准确，这样的治疗效果不佳。本课题是研制肿瘤内自动植入放射性粒子治疗肿瘤的机械手。而机械手在CT的精确引导下，将穿刺针按最佳的角度和力度穿刺进入肿瘤组织内，并将放射性粒子自动植入肿瘤内，极大的提高穿刺和植入粒子的精确度，最大限度的减少创伤、出血、肿瘤针道转移机会，使病人的刀口也得非常小，易于缝合，达到轻微创伤的目的，而且提高了治疗效果。在很多手术过程中运用机械手术来辅助可以把医生从放射线或传染病人隔离开来，最大限度的保护医疗手术人员。 本文首先对CT扫描的病灶靶细胞的坐标系转换，把靶细胞在影像系统的坐标系内的坐标转换为机械手坐标系内的坐标，然后对穿刺机械手的运动学进行正、逆分析，确定了机械手的位置姿态的方程，通过方程我们可以准确的控制机械手，在软件方面我们利用VC++6.0的平台设计了一个机械手系统控制软件，软件界面分为五个模块，即：初始化模块、坐标系转换模块、运动控制模块、位置检测模块和通信模块，初始化模块主要进行机械手原点归位和串口初始化等工作，在坐标系转换模块中；我们根据计算方法对肿瘤细胞坐标系和穿刺机械手坐标系进行转化；运动控制模块中首先我们具有当前脉冲显示界面，同时具有机械手坐标转化成控制脉冲的计算方法和界面，我们可以通过这个模块对穿刺机械手的各个关节进行控制；在位置检测模块中，我们接收单片机传来的传感器检测信息，显示到界面上，以便我们和当前行走坐标进行对比，及时的调整路径，避免误差的发生；通讯模块是设计的主题，他担任了一个上位机与下位机桥梁的作用，通讯模块利用WINDOWS本身的MSComm控件编程，我们可以通过该模块对串口通讯进行设置和修改，而控制命令也是经过串口发送的。总而言之穿刺机械手软件系统界面简洁明了，我们可以根据操作说明操作，使用界面非常友好。