基于激光CCD傳感器的藥物洗脫支架涂層厚度測量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著生活水平的提高，心血管疾病成為嚴(yán)重危害人類健康的疾病之一。藥物洗脫支架是一種用于治療心血管疾病的植入式醫(yī)療器械，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于臨床。與傳統(tǒng)血管支架相比，它的突出優(yōu)勢是能防止術(shù)后血管再狹窄。藥物洗脫支架多采用聚合物載藥的方式，在表面涂有一層幾十至一百多微米厚度的載藥聚合物。通過聚合物緩慢釋放藥物的方法來阻止支架內(nèi)組織增生，從而達(dá)到防止術(shù)后血管再狹窄的目的。研究表明藥物洗脫支架表面的載藥聚合物涂層厚度和分布情況對控制藥物的釋放速度和持

2、續(xù)時(shí)間影響巨大，必須加以嚴(yán)格控制。然而，目前常見的對涂層厚度的測量方法比較復(fù)雜，而且部分方法是破壞性的。
　　本文研究了一種基于激光CCD傳感器的非接觸式的藥物洗脫支架涂層厚度測量系統(tǒng)，測量速度較快，分辨率較高，操作簡單，自動(dòng)化程度高，對支架本身不造成破壞，滿足藥物洗脫支架涂層厚度測量的需求。
　　該測量系統(tǒng)采用了激光三角法測量原理，激光照射在被測物面上形成的光點(diǎn)漫反射后，由物鏡聚焦在CCD上，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和DSP處理后轉(zhuǎn)換成

3、被測對象的實(shí)際位移值。整個(gè)系統(tǒng)的硬件由感測頭、主控板和顯示操作面板三部分組成。感測頭包含激光二極管驅(qū)動(dòng)模塊、亮度自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊、CPLD、CCD驅(qū)動(dòng)模塊以及基于程控放大器的信號處理模塊等。主控板包含DSP、存儲(chǔ)模塊、高速AD、FIFO、串口通信模塊、系統(tǒng)電源等。顯示操作面板包含一片 CH452，用來驅(qū)動(dòng)按鍵、數(shù)碼管和LED。本文詳細(xì)敘述了各硬件模塊的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法，并制作了PCB實(shí)物。
　　在軟件方面，本文首先討論了基于Ver

4、ilog HDL語言的 CPLD編程方法，使CPLD能按要求調(diào)節(jié)激光亮度，產(chǎn)生CCD驅(qū)動(dòng)脈沖。其次，本文討論了基于C語言和CCS3.3的DSP編程方法，闡述了本系統(tǒng)中DSP程序各模塊的功能以及軟件流程。最后討論了基于VB語言的上位機(jī)軟件功能以及軟件流程。
　　本測量系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用含7500個(gè)有效像元的高像素線陣CCD作為激光檢測器，有效提高系統(tǒng)分辨率。提供了低速測量和高速測量兩種模式供用戶選擇，低速測量模式適合準(zhǔn)靜態(tài)物體，高速測

5、量模式適合移動(dòng)的物體。采用了程控放大器和激光亮度自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，使系統(tǒng)可以適應(yīng)更多測量環(huán)境。
　　實(shí)驗(yàn)過程中，先對本系統(tǒng)的各個(gè)硬件模塊的功能進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。在確保每個(gè)模塊都能工作后，搭建完整的測量系統(tǒng)。然后利用一個(gè)自制的測試平臺(tái)對模擬的藥物洗脫支架涂層厚度進(jìn)行測量。對多組數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，本系統(tǒng)能測出涂層的厚度變化，數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確。接著對真實(shí)的藥物洗脫支架的涂層進(jìn)行了測量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明激光CCD傳感器可應(yīng)用于藥物洗脫支架的涂層厚度測