微波治療儀的功率控制系統(tǒng)研究

朱飛

摘 要：現(xiàn)如今伴隨著科技水平的不斷提高，醫(yī)療水平無(wú)論是在技術(shù)操作還是在儀器應(yīng)用上都有了創(chuàng)新和發(fā)展。尤其是對(duì)于醫(yī)療儀器的創(chuàng)新，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)研究的不斷深入，越來(lái)越多的新型儀器投入使用，大大促進(jìn)了醫(yī)學(xué)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。而微波治療儀的應(yīng)用伴隨著對(duì)于這項(xiàng)醫(yī)療器械的研究深入而逐漸擴(kuò)大了規(guī)模。但在實(shí)際使用過(guò)程中仍然有需要注意的問(wèn)題和要點(diǎn)，本文就微波治療儀的功率控制問(wèn)題進(jìn)行了分析，并對(duì)其控制系統(tǒng)展開了討論。

關(guān)鍵詞：微波治療儀;智能系統(tǒng);模糊控制

引言：微波治療儀能夠廣泛地得到應(yīng)用不僅是由于其在醫(yī)療過(guò)程中起到了非常良好的輔助作用，同時(shí)儀器本身的高水平發(fā)展也是重要因素之一。在微波治療儀的使用過(guò)程當(dāng)中，器件和相關(guān)的微波應(yīng)用技術(shù)并沒有停滯不前。而是伴隨著儀器的應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大，對(duì)醫(yī)療器件和相關(guān)微波應(yīng)用技術(shù)的研究也在不斷的深入發(fā)展。而在當(dāng)前醫(yī)療發(fā)展過(guò)程中，微波治療儀以其治療過(guò)程中體現(xiàn)出的優(yōu)秀的穩(wěn)定性和干擾性得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。因此，為了實(shí)現(xiàn)治療效果的進(jìn)一步提高，有必要針對(duì)微波治療儀中的功率控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的探索和討論。

1微波治療儀的組成及工作原理

1.1微波治療儀組成

微波治療儀本身能夠通過(guò)儀器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和部件產(chǎn)生熱效應(yīng)，通過(guò)對(duì)產(chǎn)生的微波進(jìn)行傳播進(jìn)而對(duì)患者的患病部位進(jìn)行治療。微波治療儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，除了電源控制開關(guān)之外，通過(guò)磁控管、傳感器和微控制器等相關(guān)零部件對(duì)微波進(jìn)行產(chǎn)生和傳導(dǎo)[1]。而在整個(gè)微波治療儀中起到核心作用的就是微控制器。微控制器是對(duì)整個(gè)治療儀中的所有運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行管理。通過(guò)對(duì)功率的控制能夠調(diào)整磁控管的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)微波治療儀的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。微波治療儀本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成相對(duì)來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，因此在投入使用中時(shí)就要格外注意使用操作的規(guī)范性。在應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)注意對(duì)儀器本身的工作原理和內(nèi)部組成有基本的了解，才能盡量避免出現(xiàn)操作失誤，造成儀器損傷，影響儀器使用壽命。

1.2治療儀主要工作原理

就目前醫(yī)療工作中主要使用的微波治療儀類型進(jìn)行分析，常見的依然還是由微處理器進(jìn)行控制的治療儀。這類微波治療儀的使用主要依靠磁控管的運(yùn)行產(chǎn)生微波。在治療儀開始運(yùn)轉(zhuǎn)之后，磁控管會(huì)通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)和電壓的控制，在兩者的不斷作用之下產(chǎn)生二極管。在整個(gè)磁控管運(yùn)行過(guò)程中，不斷從陰極出發(fā)的電子會(huì)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中從陽(yáng)極獲得能量。與此同時(shí)，磁場(chǎng)的作用會(huì)使運(yùn)動(dòng)中的電子產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生微波。在磁場(chǎng)和高壓的作用下會(huì)不斷循環(huán)上述過(guò)程，治療儀運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)產(chǎn)生微波。通過(guò)儀器內(nèi)部的輻射器等相關(guān)微波傳輸部件，能夠?qū)a(chǎn)生的微波作用于患者的患病處，輔助減輕炎癥，提高治療效率。

1.3治療儀的軟件控制

微波治療儀除了復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之外，要想實(shí)現(xiàn)治療儀的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也離不開軟件控制系統(tǒng)的應(yīng)用。微波的輸出過(guò)程往往較為復(fù)雜，在進(jìn)行操作控制時(shí)不但要求精度，同時(shí)為了達(dá)到更好的治療效果也要有良好的穩(wěn)定性。因此微波治療儀的軟件控制結(jié)合了模糊控制和PD控制兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在保證精確性的同時(shí)維護(hù)了治療水平的穩(wěn)定。

2微波治療儀的功率控制系統(tǒng)

2.1模糊PD調(diào)節(jié)原理

在醫(yī)療工作中，為了達(dá)到微波治療儀的廣泛應(yīng)用，儀器的生產(chǎn)通常是進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的。這不僅能夠幫助檢驗(yàn)儀器的生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)也能夠減少工作任務(wù)，提高微波治療儀的生產(chǎn)效率。但對(duì)于醫(yī)療工作效率來(lái)說(shuō)，微波治療儀不僅需要達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在使用過(guò)程中也需要根據(jù)具體使用情況對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。尤其是磁控管的功率控制，按照統(tǒng)一生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)導(dǎo)致無(wú)法達(dá)到更好地治療效果。對(duì)于磁控管應(yīng)當(dāng)通過(guò)更精確的數(shù)學(xué)計(jì)算，對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和控制。而模糊PD模型就是通過(guò)精確地計(jì)算之后，建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。以人工智能的方式針對(duì)磁控管進(jìn)行了相關(guān)調(diào)整，根據(jù)問(wèn)題的具體情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和調(diào)整。

2.2功率控制系統(tǒng)規(guī)則

為了使微波治療儀能夠更好地發(fā)揮醫(yī)療作用，提高醫(yī)療效率，針對(duì)治療儀的功率控制進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要考慮到醫(yī)療需求，同時(shí)也要參考醫(yī)生的醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使其能夠更好地發(fā)揮作用。在進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)工作時(shí)，要對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，搭建一個(gè)雙輸入單輸出的控制器?？刂破鞅旧淼南到y(tǒng)偏差應(yīng)當(dāng)伴隨參數(shù)的變化而進(jìn)行調(diào)整。為了更好地實(shí)現(xiàn)功率控制管理，提高系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)變化的響應(yīng)速度。微波功率偏差產(chǎn)生的突然性變化可能會(huì)對(duì)功率控制產(chǎn)生影響，使得參數(shù)過(guò)飽和。因此要在選取數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量選取較小的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)試。在進(jìn)行功率控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)偏差可能造成的影響進(jìn)行全面考慮。偏差過(guò)大、過(guò)小都會(huì)相應(yīng)的對(duì)參數(shù)產(chǎn)生變化，進(jìn)而影響到功率控制系統(tǒng)本身的運(yùn)行穩(wěn)定性。因此要做好偏差數(shù)據(jù)控制管理，避免對(duì)系統(tǒng)的功能應(yīng)用造成干擾效果。

2.3功率控制系統(tǒng)提點(diǎn)

對(duì)微波治療儀的功率控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)能夠更好地實(shí)現(xiàn)治療儀的醫(yī)療效果，在提高醫(yī)療效率的同時(shí)，能讓儀器更加適用于具體應(yīng)用場(chǎng)景?？刂破髂軌驇椭鷮?shí)現(xiàn)儀器相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)本身的控制和管理。在保證治療效果的同時(shí)，功率控制器的設(shè)計(jì)和使用能夠使微波治療儀對(duì)環(huán)境和參數(shù)變化進(jìn)行更快的相應(yīng)，同時(shí)提高了使用穩(wěn)定性。

結(jié)束語(yǔ)：為了實(shí)現(xiàn)醫(yī)療技術(shù)的提高和創(chuàng)新，應(yīng)當(dāng)不斷針對(duì)現(xiàn)有的問(wèn)題進(jìn)行分析。微波治療儀的功率控制系統(tǒng)能夠輔助功能的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)提高儀器穩(wěn)定性。希望本文的設(shè)計(jì)想法能為相關(guān)從業(yè)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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