【摘要】：光學相干斷層掃描技術(Optical coherence tomography,OCT)是一種新型的高分辨率、非侵入式、高速成像的方法,在醫(yī)學圖像和臨床診斷中發(fā)揮著日益重要的作用。其中,內窺式環(huán)形OCT掃描采用電機驅動內窺探頭進行高速旋轉,適用于人體管腔狀器官組織的成像,如腸胃道、血管等,具有很高的臨床價值。在圓周掃描的圖像重建時,如何保證電機轉速的精確性和穩(wěn)定性成為了確保成像質量中的一個關鍵問題,具有重要的實際意義。無刷直流電機(Brushless DC Motor,BLDCM)是一種應用廣泛的新型直流電機,它改進了傳統(tǒng)有刷直流電機的諸多缺陷。本文使用BLDCM驅動OCT內窺探頭旋轉,設計了一種電機轉速的控制系統(tǒng),以實現快速、準確、超調量小的轉速調節(jié)。本文首先搭建了轉速控制的軟硬件系統(tǒng)。該系統(tǒng)以MSP430F5529單片機為中央處理器,實現了轉速數值A/D轉換、脈寬調制波形(Pulse-Width Modulation,PWM)輸出進行轉速控制、上位機串口通信等功能。上位機軟件基于Windows系統(tǒng)使用Python開發(fā),實現了一個用于轉速設置、停止、反饋的圖形界面。在控制方法上,本文對PID控制和模糊自適應PID控制兩種方法進行了參數調節(jié)和仿真對比。本文首先對BLDCM的結構進行了分析建模,得到了電機的數學模型,確定了其傳遞函數。然后基于被控對象的傳遞函數對兩種控制方法進行了仿真對比。對于普通PID控制,本文利用Matlab PID Tuner進行了參數整定,使用Matlab Simulink進行了仿真;對于模糊自適應PID控制,本文進行了模糊控制器的設計,包括模糊化接口設計、模糊規(guī)則表建立、模糊決策方法的選擇,然后使用Matlab Simulink進行了仿真。仿真結果表明了Fuzzy-PID控制方法具有調節(jié)時間快、零超調的優(yōu)點,符合本系統(tǒng)中BLDCM的控制要求。本文基于MSP430F5529單片機實現了Fuzzy-PID算法,算法采用C語言進行編程。實驗結果表明本系統(tǒng)可以對無刷直流電機實現較為精確、快速的轉速控制。
【圖文】：

用非接觸式的方法構建人體內部或器官組織的圖像的物理學等相結合的交叉學科，，也是生物醫(yī)學工程學科的重的展現人體內部器官組織結構圖像的方法，供醫(yī)生和研究的解剖和生理數據庫，使識別人體異常病變更加高效可靠成像技術(Ultrasonography,US)、X 射線計算機斷層掃描技振成像技術(MagneticResonanceImaging,MRI)和核醫(yī)學成應用于各大醫(yī)院臨床診斷，但都存在著儀器體積龐大、成干光從光學散射介質（如生物組織）獲取微米級分辨率、無損傷、非接觸、高分辨率、高速成像等優(yōu)點，正逐漸被域。光學相干斷層掃描系統(tǒng)基于低相干干涉測量原理，通面的掃描成像。例如在眼科和驗光中用于獲得視網膜內圖動脈疾病等，利用基于導管的技術進行人體脈管系統(tǒng)如血 在皮膚病學領域上也初步展現出了改善診斷過程的潛力[熟的成像技術相結合，彌補其他成像方法的不足，具有廣(a) (b)

第二章 OCT 系統(tǒng)原理和內窺探頭橫向掃描方式的研究 系統(tǒng)原理和內窺探頭橫向掃描方式的研究分辨率遜干涉儀測量光反射，利用的是寬帶光源的低相干特性：只有在度范圍內的光才能創(chuàng)建干涉條紋。通過測量這種干涉光確定反射個光纖化的邁克爾遜干涉儀。光源發(fā)出的弱相干光經過 2 2 的射鏡的參考端和放有被測樣品的信號端。反射鏡反射回的參考光光纖耦合器匯合產生干涉信號，信號強度反映了樣品的反射強度其數據傳輸到計算機，由計算機完成對信號的解調和圖像重構。O
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP273;TM33

【參考文獻】

相關期刊論文 前5條

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本文編號：2656562