● 摘要
数字减影心血管造影（Digital Subtraction Angiography, DSA）是80年代继CT之后出现的一项医学影像学新技术，是电子计算机与常规X射线血管造影相结合的一种新的检查方法，临床主要应用于心血管及周边血管的介入手术。但由于其临床应用要求苛刻，因此设备控制技术也很复杂，主要体现在：系统的稳定性和可扩展性要求高；需采用标准接口及通信协议以提高兼容性；系统内各功能模块之间需进行数据交换；系统整体的可靠性和抗干扰能力要求高；控制算法应具备故障识别和故障恢复功能。CAN总线是一种支持分布式实时控制系统的现场总线，将CAN总线应用于DSA设备控制中可以有效改善其通信和控制性能，提高设备的整体水平。本论文基于产品中原有分立控制的各个部分，设计了一种基于CAN总线方式的DSA设备的电气控制方式和模块通信框架原理，并完成产品实现。论文主要完成的工作有：1．依据已有同类DSA设备控制方式，选择基于CAN总线的控制方式；2．完成了基于CAN总线的网络总体方案设计，采用片内集成了CAN 2.0B控制器的高速混合信号微控制器及最少量外围器件构成通信和控制功能的CAN模块的硬件电路设计；3．基于CAN总线组网及硬件电路方案，定义了系统内部模块间通信的数据结构、报文格式及应用层通信协议；4．选择DSA网络中的操作控制、直流电机驱动控制这2个模块，通过实验模块间在线运动控制的功能验证了DSA设备组网方案的软硬件设计。此部分主要采用PWM驱动芯片及最少量外围器件，完成驱动控制的硬件设计，使用C语言编程和Keil开发环境完成了数据发送、数据接收及PWM驱动控制的程序设计；分析实验中发生的问题并提出改进方案。此部分也是本论文重点和主要工作；5．实现上述设计方案的产品化，解决产品化过程中的相关工程问题。采用CAN总线方式实现控制的DSA设备目前已经完成临床测试并上市销售，系统集成度、可靠性、可扩展性及响应时间等性能指标均比同公司的已有上市产品有显著提升，可以满足心血管及周边血管的介入手术对于DSA设备的运动控制需求。