Например, Бобцов

Применение EtherCAT в отечественных медицинских изделиях с компьютерной томографией

Аннотация:

Введение. Компьютерная томография является мощным инструментом для диагностики, например, в онкологии, травматологии, стоматологии. Кроме того, компьютерная томография может применяться для проверки и коррекции позиционирования медицинского оборудования относительно тела пациента при проведении терапевтических процедур, например, брахитерапии или дистанционной лучевой терапии с визуальным контролем. В состав медицинских изделий с компьютерной томографией входит электроприводной механизм перемещения гантри — подвижной части аппарата, поддерживающей и перемещающей медицинское оборудование: рентгеновскую трубку и детектор рентгеновского излучения, радиационную головку и др. Улучшение возможностей синхронизации событий между компонентами медицинского оборудования и с системой движения открывает новые возможности построения архитектуры системы управления медицинских изделий. Применение промышленной шины жесткого реального времени Ethernet for Control Automation Technology (EtherCAT) может повысить скорость и безопасность проведения медицинских процедур. Метод. Предложена программно-аппаратная платформа, включающая ведущее и ведомое устройства EtherCAT. Ведущее устройство построено на основе программного обеспечения с открытым исходным кодом, в первую очередь, Linux и IgH, установленного на персональном компьютере. Ведомые устройства реализованы на доступной элементной базе. Исследованы возможности синхронизации событий ведомых устройств, а также стабильность работы EtherCAT на частоте 1 кГц. Основные результаты. Экспериментальные результаты получены на специально разработанном стенде. Ведущее устройство EtherCAT установлено на типовом персональном компьютере, а EtherCAT стек двух ведомых устройств реализован на распространенных микроконтроллерах. Показана возможность синхронизации событий в ведомых устройствах на уровне 0,1 мкс. Стабильность работы EtherCAT на базе предложенной платформы подтверждается высокой стабильностью измеренного времени цикла 1000 мкс с фазовым дрожанием (джиттером) на уровне единиц микросекунд. В сравнении с наиболее распространенным решением для построения ведущих устройств на базе персональных компьютеров The Total Windows Control and Automation Technology (TwinCAT), предложенная программная платформа продемонстрировала идентичные возможности синхронизации, но в несколько раз лучшую стабильность времени цикла EtherCAT. Обсуждение. Возможность использования доступных программных продуктов и элементной базы для разработки ведущего и ведомых устройств с последующим развертыванием сети EtherCAT позволит улучшить характеристики отечественных медицинских изделий компьютерной томографии и обеспечит высокий уровень производственной безопасности.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2026 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО