基于SCA61T医用活检枪角度系统的设计

1.引言

活检枪被广泛的应用在肾穿刺、肝活检、乳腺癌活检、前列腺活检以及肺活检。在检测过程中使用的活检枪有半自动和全自动两种类型。但是现有的活检枪不管是半自动还是全自动，都没有倾角测量显示装置，对病灶的采样大多都是靠医生的经验和可视性检查系统如超声、CT。在活检枪上增加角度测量显示仪[1]，使角度精确到0.1度，这样微型病灶的采样检测及化验成为可能，并且增加了诊断的可靠性和安全性，所以在活检枪上加上角度仪，非常有意义而且实用。

2.活检枪角度仪工作原理

活检枪角度仪的工作原理如图1所示：角度传感器SCA61T输出的是角度的数字信号，该数字信号为串行数据，要经过串并转换器件，将串行数据转换为并行数据，然后通过单片机的并行口将数据输入单片机，数据在单片机中经过处理之后，送到LED显示模块，将角度数据显示出来。角度传感器SCA61T所需要的触发脉冲信号由单片机控制产生。

3.角度仪的硬件设计

根据医院活检枪的测量要求，角度仪中的传感器采用芬兰VTI公司的最新款角度传感器SCA61T。串并转换和逻辑序列发生器件采用软件的方法实现。数据运算、控制显示采用单片机AT89S52[1]。LED显示模块采用四个数码管来实现。

3.1SCA61T传感器芯片的介绍

SCA61T是一种倾角传感器，当该传感器静止时，作用在它上面的只有重力加速度。重力和倾角传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角。其测量的范围为-90度到+90度，输出信号有模拟和数字两种。其中数字信号为11位，该数字信号的精度可以达到0.088度，完全能够满足医用活检枪所要求的 0.1度。并且，该传感器内置温度补偿系统，可以直接写入和读取温度数据，还可以进行自检。下图为SCA61T[2]的控制功能表。

（1） 测量模式（MEAS）。上电后的标准工作模式。

（2） 读写温度数据模式。

（3） 读寄存器状态。

（4） 复位内置的数据输出存储器。

（5） X通道自测试。

（6） 读取X通道的加速度。数据的读取是通过SPI端口。读取存放在加速度寄存器的加速度信号。正常工作时，加速度寄存器X每150微秒加载一次。0代表负的角度，1代表正的角度

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