乳腺鉬靶操作訓(xùn)練教學(xué)模型的實(shí)現(xiàn)

黃浩穎　丁凡　王盈盈　何奕宗　朱辰韜

摘 要：針對(duì)醫(yī)用乳腺鉬靶機(jī)難以直接在教學(xué)訓(xùn)練中應(yīng)用的問(wèn)題，我們借助單片機(jī)，提供一種乳腺鉬靶操作訓(xùn)練教學(xué)模型，為學(xué)生提供動(dòng)手操作的環(huán)境，以提高高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：乳腺鉬靶機(jī)；單片機(jī)；仿真教學(xué)

乳腺鉬靶機(jī)是目前診斷乳腺疾病的首選和最簡(jiǎn)便、最可靠的無(wú)創(chuàng)性檢醫(yī)療設(shè)備[ 1 ]。乳腺鉬靶檢查以其分辨率高，重復(fù)性好，全面、直觀、安全等特點(diǎn)，已成為公認(rèn)的乳腺疾病臨床常規(guī)檢查和預(yù)防普查的最好的方法之一[ 2 ]。但由于醫(yī)用乳腺鉬靶機(jī)數(shù)量少，輻射大，高校難以將其直接用于教學(xué)訓(xùn)練。

針對(duì)上述問(wèn)題，我們依據(jù)仿真教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想[ 3 ]，提供一種乳腺鉬靶操作訓(xùn)練教學(xué)模型。該模型構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、教學(xué)成本低，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室就能直接完成乳腺鉬靶機(jī)的操作訓(xùn)練的目的。仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在的教學(xué)訓(xùn)練中的應(yīng)用將顯著提高高等教育教學(xué)的質(zhì)量和效率[ 4 ]。

1 該模型的總體設(shè)計(jì)

這種乳腺鉬靶操作訓(xùn)練教學(xué)模型，包括主機(jī)架、主機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制單元、控制開(kāi)關(guān)、工作臺(tái)。

主機(jī)架包括站臺(tái)（1-1）；運(yùn)動(dòng)控制單元（2）包括：基座（2-1），步進(jìn)電機(jī)（2-2），轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)（2-3），固定螺絲（2-4），單片機(jī)控制模塊（2-5），導(dǎo)軌（2-6），角度顯示裝置（2-7）。基座（2-1）通過(guò)固定螺絲（2-4）與主機(jī)架（1）固定連接，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)（2-3）通過(guò)固定螺絲（2-4）與主機(jī)體緊密連接。單片機(jī)控制模塊（2-5）通過(guò)USB通信模塊（5-3）與工作臺(tái)（5）相連。導(dǎo)軌（2-6）固定于主機(jī)體上。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)（2-2）旋轉(zhuǎn)時(shí)，角度顯示裝置（2-7）會(huì)實(shí)時(shí)的顯示相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度。

主機(jī)（3）包括主機(jī)頭（3-1），主機(jī)體，其中主機(jī)頭內(nèi)含鉬靶X線球管模型（3-1），限束器（3-2），主機(jī)體包括：透明乳腺壓迫器（3-3），濾線器（3-4），扶手（3-5），主機(jī)頭與主機(jī)體緊密連接。透明乳腺壓迫器（3-3）通過(guò)導(dǎo)軌（2-6）與由運(yùn)動(dòng)控制單元（2）控制實(shí)施升降。

控制開(kāi)關(guān)（4）包括：電源開(kāi)關(guān)（4-1），電源指示燈（4-2），透明乳腺壓迫器解壓開(kāi)關(guān)（4-3），手持曝光開(kāi)關(guān)（4-4）。

工作臺(tái)（5）包括：計(jì)算機(jī)（5-1），乳腺鉬靶機(jī)仿真操作軟件（5-2），USB通信模塊（5-3），USB通信模塊（5-3）一端與計(jì)算機(jī)（5-1）相連，另一端與單片機(jī)控制模塊（2-5）相連，實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)而在乳腺鉬靶仿真操作軟件上形成正常乳腺鉬靶機(jī)所顯示的X射線透視圖一樣的效果。

2 該模型的工作方式

首先，將主機(jī)1，運(yùn)動(dòng)控制單元2，工作臺(tái)5接通電源，并啟動(dòng)工作臺(tái)5的乳腺鉬靶機(jī)仿真操作軟件5-2。然后，根據(jù)練習(xí)要求和練習(xí)者的高度調(diào)節(jié)透明乳腺壓迫器3-3的高度。其次，通過(guò)計(jì)算機(jī)5-1控制單片機(jī)控制模塊2-5，使主機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同體位的檢查。在檢查腋窩以及胸大肌時(shí)，患者可手扶扶手3-5，并根據(jù)檢查的體位、病變部位和程度通過(guò)手持曝光開(kāi)關(guān)4-4來(lái)控制曝光時(shí)間的長(zhǎng)短。

單片機(jī)控制模塊2-5會(huì)將模型包括透明乳腺壓迫器3-3的升降高度、主機(jī)2的旋轉(zhuǎn)角度、曝光時(shí)間的長(zhǎng)短在內(nèi)的實(shí)時(shí)信息通過(guò)USB通信模塊5-3傳至計(jì)算機(jī)5-1。乳腺鉬靶仿真操作軟件5-2會(huì)根據(jù)這些信息，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，生成與正常乳腺鉬鈀機(jī)拍出的X線透視圖一樣效果的模擬圖像。改模型還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)者適宜地調(diào)節(jié)曝光時(shí)間或主機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)改善圖像效果。

乳腺鉬靶機(jī)仿真操作軟件5-2可生成與測(cè)試者相似的乳腺X線透視圖，學(xué)生可根據(jù)老師的要求，通過(guò)合理的擺位進(jìn)一步的確定乳腺病變部位。從而達(dá)到練習(xí)教學(xué)的目的。

3 結(jié)論

該乳腺鉬靶操作訓(xùn)練教學(xué)模型操作簡(jiǎn)便，安全，成本低，實(shí)用性高。通過(guò)仿真儀器完成教學(xué)訓(xùn)練[ 5 ] ，能在降低高校教學(xué)用具成本，為學(xué)生提供安全真實(shí)的實(shí)驗(yàn)基地的同時(shí)，提高高校教學(xué)的質(zhì)量與效率，對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革起到深遠(yuǎn)的影響[ 6 ]。

參考文獻(xiàn)：

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