【摘要】： 由美國醫(yī)生Anderson和Parrish在1983年提出的“選擇性光熱作用”理論奠定了現(xiàn)代醫(yī)用激光器用于激光治療色素性和血管性疾病的理論基礎(chǔ)。隨后提出的“選擇性熱動力學(xué)”理論成為激光器脫毛的理論基礎(chǔ)。本文提出了在一臺激光器上輸出1064nm及其755nm兩種波長的長脈沖激光的設(shè)計思想。其中1064nm的紅外激光可用于激光脫毛、治療血管性疾病和激光嫩膚、祛皺,而755nm的激光則用于治療脫毛和色素性皮膚病變,這兩種波長激光的脈寬和能量均在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié),以滿足臨床治療的實際需要。 本文首先介紹了醫(yī)用激光器及皮膚科激光器的發(fā)展和現(xiàn)狀,闡述了醫(yī)用長脈沖雙波長激光器嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計思想,分析了該系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)和難點所在,然后針對這些重難點技術(shù)提出了相應(yīng)的解決方案,設(shè)計和實現(xiàn)了一個醫(yī)用長脈沖雙波長激光器的嵌入式控制系統(tǒng),本文的工作具體包括有以下幾個方面的內(nèi)容和特點: (1)采用新型開關(guān)元件IGBT作為脈沖氙燈放電回路的直流斬波器,輸出準(zhǔn)連續(xù)的長脈沖串以代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的單個長脈沖,通過控制IGBT的驅(qū)動信號,實現(xiàn)對長脈沖串的脈寬和能量的調(diào)節(jié)。以HCPL316J智能型芯片為主的模塊作為IGBT的驅(qū)動單元,給出了消除IGBT浪涌電壓的解決辦法。 (2)選擇美國Rabbit半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的Rabbit2000 MCU作為激光器控制單元的核心元件,討論了以該MCU為核心的控制母板上A/D、D/A、串行口、按鈕鍵盤、LCD接口的硬件設(shè)計。同時討論了以DYNAMIC C集成開發(fā)環(huán)境下的主程序、初始化程序、中斷向量的安裝等軟件的設(shè)計。 (3)分析了控制系統(tǒng)硬件抗干擾設(shè)計和系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試的情況。 (4)提出了激光器治療時基于案例推理的治療處理軟件。對輔助臨床醫(yī)生使用醫(yī)用激光器治療的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化整合。 (5)所設(shè)計的系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于實際產(chǎn)品。
【圖文】：

結(jié)構(gòu)和控制原理做一個討論。2.1 醫(yī)用長脈沖激光器原理框圖如圖2-1所示為醫(yī)用長脈沖激光器泵浦氙燈的驅(qū)動與控制電源原理框圖[6],它主要由開關(guān)型主電源電路、儲能電容放電時間控制電路、預(yù)燃電源電路、觸發(fā)電源電路及 CPU 控制電路等部分組成.泵浦氙燈是整個激光電源的負(fù)載,根據(jù)氣體氙燈的伏安特性要求,氙燈要被有效點燃,產(chǎn)生泵浦光能,整個電源應(yīng)按如下過程工作:首先,觸發(fā)電源部分提供數(shù)萬伏的高壓將燈內(nèi)的惰性氣電離擊穿,實現(xiàn)觸發(fā);其次,在電離觸發(fā)的同時,輸出約1.2 kV電壓的預(yù)燃電源使氙燈處于低燃弧預(yù)燃狀態(tài);最后,控制打開 IGBT,使儲能電容器 Cs 中的主電源能量快速通過氙燈形成放電回路,使氙燈處于強輝光放電狀態(tài),形成泵浦光,該泵浦光經(jīng)過聚光腔幅射到 Nd:YAG 或紫翠寶石激光晶體上,進(jìn)而產(chǎn)生激光輸出.圖 2-1 醫(yī)用長脈沖激光泵浦的原理框圖Fig.2-1 The Theory Diagram of Medical Long Pulse Laser Pump2. 2 激光器工作流程激光器開機(jī)自檢完成后，控制系統(tǒng)根據(jù)操作者的選擇進(jìn)入某一種激光介質(zhì)工作狀態(tài)，（比如進(jìn)入紫翠寶石 755nm 波長模式或 Nd:YAG 1064nm 波長模式）在電容組模塊對氙燈放電之前，IGBT/預(yù)燃模塊會給氙燈電極兩端提供 1200V 左右的引燃電壓，觸發(fā)電路給氙燈一個 16KV、1 至 2 微秒左右的高壓脈沖之后，氙燈燈內(nèi)氣體被預(yù)電離擊穿而形成狹窄的放電通道，產(chǎn)生弧光放電，氙燈的等效電阻迅速變小并過渡到預(yù)燃狀態(tài)，燈內(nèi)形成穩(wěn)定的預(yù)燃電流。觸發(fā)后，預(yù)燃電路需要在氙燈兩端加幾百伏電壓以維持它的放電通道。設(shè)備的高壓電源根據(jù)操作者通過按鈕或其它方式（比如鍵盤）所選擇治療參數(shù)

Amplitude Long-pulse) 兩種。如圖 2-3 所示。間斷式長脈沖由一pulse)組成，每個子脈沖的脈沖寬度為 1.2ms 左右。脈沖與脈沖遵循 2 個原則[6]，（1）子脈沖間隔的選取應(yīng)保證在脫毛治療時毛很小，在整個長脈沖治療時間內(nèi)不影響治療效果;(2)應(yīng)保證毛囊下降量相對比較大，，在整個長脈沖治療時間內(nèi)皮膚的溫度上升“膚的“熱灼傷”。使用間斷式長脈沖的優(yōu)點是提高了激光器的電了皮膚的熱灼傷，加大了 IGBT 的安全工作區(qū)。因為由 IGBT 的安全工作區(qū) SOA (Safe Operating Area)會隨其連續(xù)開通時間
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TN248;TP368.12

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐俊毅;;嵌入式控制MCU迎來新多核時代[J];電子與電腦;2011年07期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前10條

1 王亦寧;佟振清;臧秀娟;;基于嵌入式編程技術(shù)的通用通信管理裝置設(shè)計與研究[A];中國水力發(fā)電工程學(xué)會信息化專委會2010年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

2 徐榕;;基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的CAN總線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[A];自主創(chuàng)新 實現(xiàn)物流工程的持續(xù)與科學(xué)發(fā)展——第八屆物流工程學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

3 萬亞民;;基于PC104總線的車載深度模擬器設(shè)計與實現(xiàn)[A];第五屆全國仿真器學(xué)術(shù)會論文集[C];2004年

4 任磊;左月明;;基于嵌入式的遠(yuǎn)程農(nóng)戶控制系統(tǒng)設(shè)計[A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會（CSAE 2009）論文集[C];2009年

5 孫啟順;;基于嵌入式的遠(yuǎn)程電氣控制自動化系統(tǒng)的設(shè)計[A];低碳經(jīng)濟(jì)與科學(xué)發(fā)展——吉林省第六屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

6 張晶;王劍平;張果;張云生;;面向服務(wù)的實時分布嵌入式控制軟件實現(xiàn)策略[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

7 江皓;任國海;杜鵬英;姚立海;;基于嵌入式移動心電監(jiān)護(hù)儀[A];2009中國儀器儀表與測控技術(shù)大會論文集[C];2009年

8 王遠(yuǎn);江孝國;楊國君;楊興林;李成剛;張開志;;時間分辯測量系統(tǒng)的嵌入式遠(yuǎn)程控制方法[A];中國工程物理研究院第七屆電子技術(shù)青年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

9 王遠(yuǎn);江孝國;楊國君;賴青貴;李成剛;張開志;;加速器束參數(shù)測量的嵌入式遠(yuǎn)程控制方法[A];第二屆全國信息與電子工程學(xué)術(shù)交流會暨第十三屆四川省電子學(xué)會曙光分會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

10 強百詳;;電氣和自動化系統(tǒng)設(shè)計的相互交融的影響[A];中國電工技術(shù)學(xué)會水工業(yè)電工專委會第一屆第二次年會暨技術(shù)交流會論文集[C];2001年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 Sherif Hanna;嵌入式無線技術(shù)：我們支持什么觀點？[N];電子資訊時報;2008年

2 ;提高M(jìn)CU通信和顯示性能[N];中國電子報;2009年

3 楊金志;我國自主研發(fā)的“嵌入式技術(shù)”船舶在滬亮相[N];現(xiàn)代物流報;2009年

4 李東宏;半導(dǎo)體廠商掘金汽車MCU市場[N];中國電子報;2004年

5 王傳林;一款實用的串行E~2PROM讀寫軟件——24C x x[N];電子報;2000年

6 陳亮 宋華強;國產(chǎn)CPU 小荷才露尖尖角[N];中國證券報;2003年

7 亞平;ZiLOG拓展eZ80Acclaim！8位系列[N];電子資訊時報;2007年

8 本報記者 譚e

本文編號：2681084