Firmware lékařského terapeutického laserového scanneru

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a vývojem software pro řízení galvanometrů laserového skeneru vyvíjeného pro použití v estetické medicíně. V úvodu je popsána technologie galvanometrických aktuátorů a způsobů jejich řízení. Dále je stručně popsána problematika vývoje software pro lékařská zařízení dle normy IEC 62304. Na základě matematického modelu galvanometru a simulací je navržen číslicový regulátor pro řízení galvanometrů. Regulátor má strukturu modifikovaného PID regulátoru. Navržené řešení je následně implementováno pro mikrokontroler STM32 a otestováno pomocí osciloskopu. Implementované řešení splnilo požadavky stanovené na základě potřeb dané aplikace. Řešení je použitelné pro skenování pulsních laserů s opakovací frekvencí maximálně 100 Hz.The topic of this thesis is design and development of control system for a galvanometer powered laser scanner which is being developed for the use in aesthetic medicine. The introduction describes the technology of galvanometer actuators and methods employed for controlling them. A brief introduction to the topic of medical software development according to IEC 62304 is provided. Using a mathematical model of galvanometer and simulations a digital controller is developed for galvanometer control. The controller features a modified PID algorithm. The designed solution is then implemented in software on STM32 microcontroller and tested using oscilloscope. The implemented solution satisfied the requirements given by the target application. The solution can be used for scanning of pulsed laser sources with maximum repetition frequency of 100 Hz.