運用圖形化系統設計開(kāi)發(fā)用于癌癥治療的機器人

　　治療癌癥時(shí)，腫瘤科醫師會(huì )根據腫瘤的類(lèi)型與早晚期，從幾種療法中挑選適合的。目前最常見(jiàn)的療法是光動(dòng)力療法、手術(shù)、放射治療、化學(xué)療法、荷爾蒙療法及免疫療法。

　　PDT 是一種特殊的光線(xiàn)療法，“光線(xiàn)療法”一詞泛指所有運用光線(xiàn)對病人的身體產(chǎn)生幫助的療法。PDT 這種新技術(shù)能夠在不傷害正常組織的情況下殺死有問(wèn)題的組織。

　　進(jìn)行 PDT 療法時(shí)，將一種稱(chēng)作光敏感劑的藥物注射入病人體內。光敏感劑本身是無(wú)害的，對健康或不正常的組織都不會(huì )造成影響。但是，如果用激光照射涂有光敏感劑的組織時(shí)，光敏感劑就會(huì )被活化，只要受到光照射的組織就會(huì )很快地被殺死。因此這項技術(shù)要求光束精確地會(huì )聚到不正常組織，以發(fā)揮更好的療效。

　　機器人

　　在黎巴嫩大學(xué)，我們開(kāi)發(fā)了一種自動(dòng)化操作機器人，其主要功能包括在執行 PDT 療法時(shí)快速掃過(guò)病人的皮膚。機器人會(huì )以圓形或橢圓形等幾何圖形的方式移動(dòng)激光頭，將其對準病人的患處以摧毀腫瘤。

　　要在病人的身體上畫(huà)出幾何圖形需要5種動(dòng)作：

　　3 種平移操作

　　其中Z方向用于垂直控制用于治療的激光頭

　　兩種旋轉動(dòng)作

　　為了做到這 五種動(dòng)作，指令系統必須產(chǎn)生指令信號，通過(guò)電路連接電機驅動(dòng)器，從而控制五個(gè)相應的步進(jìn)電機。

　　指揮系統

　　National Instruments LabVIEW直接控制四個(gè)步進(jìn)電機 (X、Y、θ 與 Φ);第五個(gè)電機 (Z) 則由 Microchip Technology PICmicro 微控制器來(lái)控制。NI PCI-7334運動(dòng)控制器使用雙控制器架構，由一個(gè)中央處理器 (CPU) 和一個(gè)DSP組成運動(dòng)控制器的骨干。

　　在運動(dòng)控制器的驅動(dòng)軟件方面，PCI-7334 使用 NI LabVIEW 編程與 Measurement & Automation Explorer (MAX)中的設置相結合，產(chǎn)生指令信號以轉動(dòng)電機。在MAX設置中，我們使用CW/CCW脈沖步進(jìn)輸出設置;第一個(gè)輸出在順時(shí)鐘移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生CW脈沖，第二個(gè)輸出在逆時(shí)針移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生CCW脈沖。