基于SCA61T醫用活檢槍角度系統的設計

1.引言

活檢槍被廣泛的應用在腎穿刺、肝活檢、乳腺癌活檢、前列腺活檢以及肺活檢。在檢測過程中使用的活檢槍有半自動和全自動兩種類型。但是現有的活檢槍不管是半自動還是全自動，都沒有傾角測量顯示裝置，對病灶的采樣大多都是靠醫生的經驗和可視性檢查系統如超聲、CT。在活檢槍上增加角度測量顯示儀[1]，使角度精確到0.1度，這樣微型病灶的采樣檢測及化驗成為可能，并且增加了診斷的可靠性和安全性，所以在活檢槍上加上角度儀，非常有意義而且實用。

2.活檢槍角度儀工作原理

活檢槍角度儀的工作原理如圖1所示：角度傳感器SCA61T輸出的是角度的數字信號，該數字信號為串行數據，要經過串并轉換器件，將串行數據轉換為并行數據，然后通過單片機的并行口將數據輸入單片機，數據在單片機中經過處理之后，送到LED顯示模塊，將角度數據顯示出來。角度傳感器SCA61T所需要的觸發脈沖信號由單片機控制產生。

3.角度儀的硬件設計

根據醫院活檢槍的測量要求，角度儀中的傳感器采用芬蘭VTI公司的最新款角度傳感器SCA61T。串并轉換和邏輯序列發生器件采用軟件的方法實現。數據運算、控制顯示采用單片機AT89S52[1]。LED顯示模塊采用四個數碼管來實現。

3.1SCA61T傳感器芯片的介紹

SCA61T是一種傾角傳感器，當該傳感器靜止時，作用在它上面的只有重力加速度。重力和傾角傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角。其測量的范圍為-90度到+90度，輸出信號有模擬和數字兩種。其中數字信號為11位，該數字信號的精度可以達到0.088度，完全能夠滿足醫用活檢槍所要求的 0.1度。并且，該傳感器內置溫度補償系統，可以直接寫入和讀取溫度數據，還可以進行自檢。下圖為SCA61T[2]的控制功能表。

（1） 測量模式（MEAS）。上電后的標準工作模式。

（2） 讀寫溫度數據模式。

（3） 讀寄存器狀態。

（4） 復位內置的數據輸出存儲器。

（5） X通道自測試。

（6） 讀取X通道的加速度。數據的讀取是通過SPI端口。讀取存放在加速度寄存器的加速度信號。正常工作時，加速度寄存器X每150微秒加載一次。0代表負的角度，1代表正的角度

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