基于遠程醫(yī)療手術床的嵌入式控制器研究.pdf

1、在遠程醫(yī)療手術床系統(tǒng)中，控制指令通過網(wǎng)絡遠端傳送至手術床，按照指令要求，系統(tǒng)準確控制手術床的工作狀態(tài)、各種姿態(tài)及位移等，從而進一步配合醫(yī)療機器人實施醫(yī)療手術。研究遠程手術床控制的目的在于輔助遠程醫(yī)療手術，為實現(xiàn)精確的遠程手術提供幫助。 嵌入式控制器是遠程手術床系統(tǒng)的核心部分，是實現(xiàn)系統(tǒng)控制的關鍵。它的上一級為手術床監(jiān)控中心，與控制器相連的下一級是被控對象——手術床，其功能在整個遠程手術床系統(tǒng)中類似于人的大腦，手術床系統(tǒng)的所有相關

2、功能都要通過它才能得以實現(xiàn)。本文應用嵌入式技術，對控制器和上層手術床監(jiān)控中心進行了研究。 本課題以嵌入式控制器為主要研究內(nèi)容。首先，為控制器搭建了一個基本的嵌入式硬件平臺，并選擇了合適的Linux操作系統(tǒng)。在此基礎上，開發(fā)以Linux為基礎的觸摸屏驅(qū)動和應用程序、網(wǎng)卡驅(qū)動和應用程序、GPRS擴展模塊，通過這些軟件和硬件外圍擴展設備，為控制器控制手術床提供了現(xiàn)場及遠程不同的方式。 第二，為實現(xiàn)嵌入式控制器對遠程控制命令的接

3、收、存儲與處理，本課題采用異地與本地兩種指令傳輸、動作控制方式。異地監(jiān)視、控制方式包括以太網(wǎng)有線通信和GPRS無線通信兩種，其中，以太網(wǎng)通信是主要的傳輸途徑，GPRS無線通信作為以太網(wǎng)通信的輔助手段，保證了控制器網(wǎng)絡通信的可靠性，構(gòu)成了遠程控制指令的雙重傳輸模式，確保了指令安全可靠發(fā)送和接收。采用觸摸屏控制，以方便、快捷的方式，實現(xiàn)了本地控制。 最后，利用VC++軟件開發(fā)了上位監(jiān)控中心平臺控制界面，應用Winsock編寫網(wǎng)絡通信

4、程序，構(gòu)架了監(jiān)控中心與嵌入式控制器的遠程通信橋梁，同時初步嘗試了遠程視頻監(jiān)控功能。引入運動建模理論，并以RBT—4S01S機械臂模擬手術床。在以上研究的基礎上，進行了控制指令傳輸?shù)膶嶒?，實驗結(jié)果表明可以達到控制手術床運動的預期要求。 本課題得到了國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)所屬預研子課題(2005AA421022-2)的支持，主要的工作是針對基于嵌入式的遠程手術床系統(tǒng)的控制器，在其控制與通信方面進行了研究。所完成的控制器