一種接口靈活的醫(yī)用x射線機(jī)高壓發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于醫(yī)療診斷設(shè)備的X線高壓發(fā)生器系統(tǒng)，特別涉及一種靈活接口的醫(yī)用X射線機(jī)高壓發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]X線高壓發(fā)生器是DR (數(shù)字?jǐn)z影)系統(tǒng)或RF(數(shù)字胃腸機(jī))系統(tǒng)中的重要部件，為X線管球組件提供直流高壓，使其產(chǎn)生X線，并借助影像接收裝置得到圖像，用于醫(yī)療診斷；高壓發(fā)生器同時(shí)為管球提供燈絲電流、驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極，并為系統(tǒng)內(nèi)的各種設(shè)備提供電源、電氣連接及時(shí)序接口。
[0003]現(xiàn)代高壓發(fā)生器已從單一地驅(qū)動(dòng)X射線管球，發(fā)展到可以滿足豐富多樣的X線系統(tǒng)需求，如系統(tǒng)時(shí)序控制、數(shù)字化圖像、自動(dòng)曝光控制、亮度自動(dòng)跟蹤等，高壓發(fā)生器已參與到影像鏈控制的各環(huán)節(jié)。
[0004]為滿足操作者的使用方便性的要求，人機(jī)通訊、設(shè)備間通訊的實(shí)時(shí)性及便捷性變得更加重要。串行通訊是目前使用比較廣泛的通訊方式，同時(shí)，Can總線逐漸進(jìn)入醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)，為醫(yī)療設(shè)備通訊帶來(lái)更多的便利性及更高的可靠性。
[0005]伴隨著基本醫(yī)療普及政策，市場(chǎng)對(duì)技術(shù)先進(jìn)、系統(tǒng)接口靈活、性能可靠的高壓發(fā)生器需求量增大。現(xiàn)有的高壓發(fā)生器接口電路兼容性差，為了與外部設(shè)備集成，經(jīng)常需要更換硬件電路，使用起來(lái)非常不方便；現(xiàn)有高壓發(fā)生器一般都僅支持一種通訊方式，不能滿足客戶多樣化的通訊需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種性能可靠、通訊方式多樣并且可連接多種設(shè)備的高壓發(fā)生器，用于X線醫(yī)療診斷系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種接口靈活的醫(yī)用X射線機(jī)高壓發(fā)生器，包括順序連接的控制電路、逆變電路、油箱，以及與控制電路連接的燈絲驅(qū)動(dòng)電路、陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路、外部接口電路、通訊接口電路；所述控制電路與油箱連接；所述燈絲驅(qū)動(dòng)電路與油箱連接；所述外部接口電路用于連接外部設(shè)備。
[0008]所述外部接口電路包括CPLD芯片以及與其連接的驅(qū)動(dòng)隔離電路。
[0009]所述驅(qū)動(dòng)隔離電路為多個(gè)。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)隔離電路包括驅(qū)動(dòng)芯片和兩個(gè)光耦隔離芯片；CPLD芯片的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片與第一光親隔離芯片的輸入側(cè)二極管輸出端連接，第一光親隔離芯片的輸入側(cè)二極管輸入端、第二光耦隔離芯片的輸出側(cè)二極管輸入端分別通過(guò)電阻與電源連接；第二光耦隔離芯片的輸出側(cè)二極管輸出端與CPLD芯片的輸入端連接；第一光耦隔離芯片輸出側(cè)的二極管輸入端、輸出端分別作為外部接口電路的輸出端正極、輸出端負(fù)極，第二光耦隔離芯片輸入側(cè)的二極管輸入端、輸出端分別作為外部接口電路的輸入端正極、輸出端負(fù)極。
[0011]所述外部接口電路的輸出端正極用于連接外部設(shè)備的低電平觸發(fā)輸入端，輸出端負(fù)極用于連接外部設(shè)備的輸出端和接地端；外部接口電路的輸入端正極用于通過(guò)電阻與外部設(shè)備電源連接，輸入端負(fù)極與外部設(shè)備的低電平輸出端連接。
[0012]所述外部接口電路的輸出端正極用于通過(guò)電阻與外部設(shè)備電源連接，輸出端負(fù)極用于連接外部設(shè)備的高電平觸發(fā)輸入端；外部接口電路的輸入端正極用于與外部設(shè)備電源連接，輸入端負(fù)極與外部設(shè)備的低電平輸出端連接。
[0013]所述通訊接口電路包括CAN通訊電路和串行通訊電路；所述CAN通訊電路和串行通訊電路均與控制電路的CPU連接。
[0014]所述CAN通訊電路的CAN芯片高電平引腳和低電平引腳之間串聯(lián)開(kāi)關(guān)和電阻。
[0015]所述外部設(shè)備包括影像增強(qiáng)器、靜態(tài)平板探測(cè)器、動(dòng)態(tài)平板探測(cè)器、動(dòng)態(tài)濾線柵、光電二極管、電離室、系統(tǒng)時(shí)序控制系統(tǒng)、手閘腳閘開(kāi)關(guān)。
[0016]本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0017]1.本實(shí)用新型的外部接口電路采用可編程邏輯控制接口，針對(duì)不同系統(tǒng)設(shè)備，可方便靈活地進(jìn)行連接，并滿足不同系統(tǒng)設(shè)備的時(shí)序信號(hào)要求。
[0018]2.所有接口信號(hào)都采用了電氣隔離設(shè)計(jì)，并綜合了大部分系統(tǒng)設(shè)備的接口電路特點(diǎn)，對(duì)接口電路進(jìn)行了兼容性設(shè)計(jì)，因此可與大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行電氣連接。
[0019]3.串口通訊簡(jiǎn)單、可靠，是當(dāng)前醫(yī)療系統(tǒng)最常用的通訊方式，本實(shí)用新型的控制器自帶串行通信控制器，因此實(shí)現(xiàn)串口通訊非常方便。
[0020]4.由于當(dāng)前醫(yī)療系統(tǒng)中通訊設(shè)備較多，為實(shí)現(xiàn)高效實(shí)時(shí)性控制，很多醫(yī)療設(shè)備都采用了 Can總線，本實(shí)用新型的通訊接口電路支持串行通信或CAN總線通訊，在一主多從的CAN總線控制模式里可以作為一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行工作。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型對(duì)外接口電路圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型與第一種平板探測(cè)器連接；
[0024]圖4為本實(shí)用新型與第二種平板探測(cè)器連接；
[0025]圖5為本實(shí)用新型接口信號(hào)時(shí)序配置流程圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型通訊接口電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]醫(yī)用X線高壓發(fā)生器的主要功能是驅(qū)動(dòng)X射線球管使其產(chǎn)生X射線:提供高壓直流電源施加于X射線管的陽(yáng)極和陰極之間，用于產(chǎn)生電場(chǎng)，為電子加速；燈絲電源加于球管陰極，用于提供電子；旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極電源加于球管陽(yáng)極電機(jī)，驅(qū)動(dòng)陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)。
[0029]醫(yī)用X線高壓發(fā)生器還為X線系統(tǒng)的設(shè)備提供電源及各種功能接口，高壓發(fā)生器可能連接的系統(tǒng)設(shè)備包括:影像增強(qiáng)器、靜態(tài)平板探測(cè)器、動(dòng)態(tài)平板探測(cè)器、動(dòng)態(tài)濾線柵、光電二極管、電離室、系統(tǒng)時(shí)序控制系統(tǒng)、手閘腳閘開(kāi)關(guān)，這其中的大部分設(shè)備都需要由高壓發(fā)生器提供電源和接口時(shí)序。另外，高壓發(fā)生器還需要為檢查室提供門(mén)燈及門(mén)鎖接口。高壓發(fā)生器與PC機(jī)等智能終端通訊，提供人機(jī)交互的界面。
[0030]通過(guò)擴(kuò)展高壓發(fā)生器的接口適配性，本實(shí)用新型的外部接口電路能夠與上面介紹的各種外部設(shè)備連接。
[0031]本實(shí)用新型的接口信號(hào)都與可編程邏輯器件CPLD連接，所有輸入及輸出信號(hào)都與CPLD的I/O引腳連接，所有接口信號(hào)的有效邏輯狀態(tài)、初始狀態(tài)、變化率都是可編程設(shè)置的。接口信號(hào)的時(shí)序可由人機(jī)交互軟件設(shè)置，本實(shí)用新型為操作者提供一個(gè)配置界面，操作者可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備的要求，在人機(jī)交互軟件上很方便的配置接口信號(hào)的時(shí)序及初始信號(hào)狀態(tài)，因此接口信號(hào)的時(shí)序邏輯及電平可以按照外部設(shè)備的要求定制。
[0032]外部接口電路具備電氣隔離功能，輸出、輸入均采用光耦隔離，為了保證接口的適配性，在接口電路設(shè)計(jì)時(shí)考慮了各種外設(shè)的接口電路，保證硬件電路上的兼容性，因此可以與大部分外設(shè)的接口電路直接連接。
[0033]X線機(jī)高壓發(fā)生器需要與計(jì)算機(jī)等智能終端通訊，也可能與系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備，如電氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行通訊。本實(shí)用新型可選擇串口通訊或Can總線通訊，通過(guò)配置文件的方式，對(duì)高壓發(fā)生器的通訊方式進(jìn)行配置，用戶可以根據(jù)需要選擇串口通信或Can總線通訊，并在配置文件中可配置通訊端口及通訊速率。
[0034]本實(shí)用新型的主要電路組成部分如圖1所示，包括逆變電路、高壓Tank(高壓油箱)、控制電路、燈絲驅(qū)動(dòng)電路、陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路、外部接口電路、通訊接口電路?？刂齐娐钒–PU (ARM芯片)以及與其連接的AD和DA轉(zhuǎn)換器，AD和DA轉(zhuǎn)換器通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路與外部電路連接；外部網(wǎng)電源通過(guò)交流接觸器依次連接整流電路、逆變電路和高壓Tank(油箱)，交流接觸器控制端與CPU連接，控制電路與逆變電路、外部接口電路、通訊接口電路連接；同時(shí)控制電路通過(guò)燈絲驅(qū)動(dòng)電路與高壓Tank連接，高壓Tank輸出端用于連接X(jué)射線球管的高壓輸入端及燈絲；控制電路通過(guò)陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)器連接球管的陽(yáng)極電機(jī)；外部接口電路連接平板探測(cè)器等外部設(shè)備，通訊接口電路連接PC機(jī)等智能終端或系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備。
[0035]本實(shí)用新型的所有對(duì)外接口信號(hào)都連接到可編程邏輯器件的I/O管腳上，選用Altra CPLD芯片EPM1270T144C5N，此芯片具有成本較低、控制簡(jiǎn)單、I/O管腳較多的特點(diǎn)。
[0036]如圖2所示，高壓發(fā)生器的輸出信號(hào)G-/由CPLD管腳引出，經(jīng)過(guò)ULN2803提高驅(qū)動(dòng)能力，然后采用光耦PS2703隔離，得到輸出信號(hào)匕心-，本實(shí)用新型提供若干對(duì)這樣的輸出信號(hào)；外設(shè)輸入信號(hào)GIN1+、Gin1-經(jīng)過(guò)光耦PS2703隔離，得到Gin/連接至CPLD管腳，本實(shí)用新型提供若干對(duì)這樣的輸入信號(hào)，根據(jù)外部設(shè)備接口電路的特點(diǎn)