专利名称：医用c形臂三维成像同步控制装置的制作方法目前，在电子医疗领域的C形臂设备中，来实现C形臂设备的三维成像图像采集基本上没有，因为三维成像大都集中在CT中或国外个别的O型臂中。国内电子医疗领域的C形臂设备还处在一个相对发展的状态下，主要都是手动的C臂运动。这两年随着电机控制在C形臂设备中的大量应用，逐渐出现的电动C臂，但要想实现C臂运动与X射线同步控制暂时还没有。而且随着计算机处理能力的进一步加强，图像处理技术的不断发展，促成了以C形臂为基本的三维成像设备孕育而生。要想实现医用C形臂三维成像，要有以下几个需要克服的设计难点首先，运动控制单元能够准确的检测运动位置信息并产生到达信号；第二，射线控制部分能够在极短的时间产生图像采集所需的X射线；第三，图像采集单元能够在产生X射线的时间内采集完规定位置的图像。而要将上述三个内容全部集成到一起，就要需要一个响应能力极强的同步控制装置来实时控制，相互协调，最终准确无误的完成所有图像的采集工作。从目前的电子技术发展来看，已经完全可以设计出符合上述要求的同步控制装置了。首先，就是单片机技术的高速发展，现在单片机的响应速度已经可以控制在微秒以内，而且有各种中断和大量的I/o资源可以使用，完全可以充当同步控制装置的核心。其次，就是高速光耦的大量应用，其传输速度可以大大超过单片机的响应速度，再加上良好的隔离作用，对单片机更是一种很好的保护。只要将这两种核心器件配备相应的辅助器件，就可以设计出满足C形臂三维成像图像采集所需的同步控制装置了。
设计目的综合背景技术中提到的同步控制装置，使用高速单片机及高速光耦，制作电路板，设计合理的曝光开关接口电路、运动控制单元接口电路、射线控制单元接口电路、图像采集单元接口电路，满足C形臂三维成像图像采集的同步控制需要。设计方案为了实现上述设计目的。本装置采用了高速的AVR系列的MEGA128做为核心控制的单片机，它的最高工作频率是16MIPS，最快响应时间是可以控制在微秒级别，完全满足C形臂三维成像图像采集的同步控制要求。各接口电路均采用高速的TLP113光耦进行隔离，既能够满足高速的信号传输，也能防止外界的电磁干扰影响单片机的正常工作，对单片机起到了良好的保护作用。单片机接收曝光开关信号同步控制各接口电路实现医用C形臂三维成像的图像采集是本装置的主要技术特征。装置共由以下几部分组成①单片机单片机是本装置的核心部分，VCC供电电压为5V，配置16M晶振及上电复位电路。它可以检测曝光开关信号和运动控制单元发送的位置到达信号，输出运动控制单元使能信号、曝光使能信号及图像采集使能信号。②曝光开关接口电路主要使用高速TLPl 13光耦与单片机的switch_in脚相连，来做为医用C形臂三维成像图像采集命令接口。③运动控制单元接口电路主要使用高速TLPl 13光稱与单片机的move_in和move_out脚相连，move_out是运动控制单元工作的使能信号，moVe_in是运动控制单元工作的位置到达信号，单片机以此信号来控制曝光控制单元和图像采集单元工作。④射线控制单元接口电路主要使用高速TLPl 13光耦与单片机的exp_out脚相连，当单片机接收到move_in的信号时来通知射线控制单元产生X射线。⑤图像采集单元接口电路主要使用高速TLPl 13光稱与单片机的camera_out脚相连,当单片机接收到moVe_in的信号时来通知图像采集单元进行图像采集。图I医用C形臂三维成像控制构成框图。图2医用C形臂三维成像同步控制装置的设计框图。 图3医用C形臂三维成像同步控制装置单片机电路原理图。图4医用C形臂三维成像同步控制装置各接口电路原理图。图5医用C形臂三维成像同步控制装置中断图像采集的控制时序图。图6医用C形臂三维成像同步控制装置图像采集结束的控制时序图。、电路及时序仅用于说明装置，而非用于限定本装置。


医用C形臂三维成像同步控制装置，属于医疗器械技术领域。它包括单片机、曝光开关接口电路、运动控制单元接口电路、射线控制单元接口电路、图像采集单元接口电路。是一种医用C型臂三维成像同步控制装置。其技术要点是以单片机为核心制成一块控制电路板，同时控制曝光开关、运动控制单元、射线控制单元、图像采集单元协调工作。电路设计采用高速单片机和高速光耦，功能强大、接口简单、系统响应速度快，保证装置安全稳定运行。