激光心肌打孔仪的计算机控制系统研究

　　O引言

　　缺血性心脏病是严重危害人类健康的疑难性疾病，常见的致病原因是动脉粥样硬化斑形成使冠状动脉狭窄甚至完全堵塞，造成心肌供血不足、缺氧。常规的治疗方法有“心脏　　搭桥术”、“经皮穿刺气囊血管成形术”和“激光血管消融术”，其共同点是“修复”病变的血管使其重新通畅，但有可能再次形成粥样硬化斑而使血管堵塞。1981年，“rhoseini(美)等在结扎狗冠脉的缺血区时，首次用COZ激光在心肌和左室腔之间打几微米直径的多个孔道，使左室腔内的血经过这些孔道灌注到心肌，形成新的心肌血管，改善了心肌供血，此技术称为“激光心肌血管再造术”。其特点是放弃病变的旧血管，在缺血的心肌上重建新血管，形成侧枝循环以改善心肌供血，避免血管再次栓塞。以后这一技术被逐渐用于临床，已　　在美国、德国及瑞士等国获得成功。近几年来国内对该项技术的研究进展很快，笔者在国家自然科学基金的资助下获得了满意的动物实验结果〔1一3〕。为了将这一技术尽快应用于临床以造福人类，需将计算机控制系统引人激光心肌打孔设备中。本文旨在介绍笔者研究的新一代采用计算机控制的激光心肌打孔仪，该系统可以实现激光工作参数的预置、自动检测、显示、打印及治疗过程的全自动控制。

　　1整机基本结构与原理

　　整机集激光器、激光电源系统、斩光器、导光系统、冷却系统、微机控制系统及面板为一体，框图如图1所示。

　　激光电源采用PWM开关型电源，向002激光管提供0~35kV可调直流电压和o~26n1A可调直流电流，管内混合气体在高压下被电离、放电，发出波长为10.6四的连续红外光，由斩光器将连续波调制为准连续波，经导光系统聚焦传输，输出光斑直径<0.5~、脉宽范围0.1~0.55可调的激光束。

　　微机控制系统控制激光电源的软启动，实现激光功率、治疗时间、治疗方式的预置、调整、显示与打印以及整个治疗过程的全自动控制。冷却水系统使激光管的管温保持在较低数值上以改善激光输出功率。

　　2微机控制系统硬件配置

　　微机系统中的核心部件CPU是8031单片机，再配以基木模块和专用功能模块，框图见图2所示。

　　2.IA/D转换器和D/A转换器

　　选用osogA/D转换器、。832D/A转换器与计算机、PWM控制器相连构成模拟、数字混合系统来实现输出电流的闭环控制。单片机通过A/D转换电路采集由霍尔电流传感器检测到的输出电流信号，经数据处理剔除误差影响后与电流给定值进行比较，求出修正值，该值经D/A转换电路转化为电压信号送人PWM控制器，通过改变其输出脉宽来调节加在激光管两端的高压，进而调节输出电流使其稳定。仿此可进行激光功率的调整。