運用圖形化系統(tǒng)設計開發(fā)用于癌癥治療的機器人

　　治療癌癥時，腫瘤科醫(yī)師會根據(jù)腫瘤的類型與早晚期，從幾種療法中挑選適合的。目前最常見的療法是光動力療法、手術(shù)、放射治療、化學療法、荷爾蒙療法及免疫療法。

　　PDT 是一種特殊的光線療法，“光線療法”一詞泛指所有運用光線對病人的身體產(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題的組織。

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

　　機器人

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

　　要在病人的身體上畫出幾何圖形需要5種動作：

　　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(zhuǎn)動作

　　為了做到這 五種動作，指令系統(tǒng)必須產(chǎn)生指令信號，通過電路連接電機驅(qū)動器，從而控制五個相應的步進電機。

　　指揮系統(tǒng)

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

　　在運動控制器的驅(qū)動軟件方面，PCI-7334 使用 NI LabVIEW 編程與 Measurement & Automation Explorer (MAX)中的設置相結(jié)合，產(chǎn)生指令信號以轉(zhuǎn)動電機。在MAX設置中，我們使用CW/CCW脈沖步進輸出設置;第一個輸出在順時鐘移動時產(chǎn)生CW脈沖，第二個輸出在逆時針移動時產(chǎn)生CCW脈沖。