قبل از ساخت میکروکنترلرها ، برای ساخت هر وسیله یا ابزاری برای اندازه گیری های مختلف مثل دما ، ولتاژ ، جریان ، فرکانس و ... از سخت افزار در سطح وسیعی استفاده می شد . ولی با ساخت و اختراع میکروکنترلرها انجام این نوع اندازه گیری ها آسانتر شد .

هدف از انجام این پروژه به دست آوردن سخت افزاری است که گوشه ای از قابلیت های یک میکروکنترلر از جمله دقت و سرعت را نشان می دهد .

در این پروژه سعی شده با استفاده از میکروکنترلر AVR و صفحه کلید 4×4 تمام کلیدها اسکن می شود.

این پروژه شامل دو قسمت : 1) نرم افزار ، 2) سخت افزار می باشد .

وجود میکروکنترلر باعث شده است مقدار زیادی از سخت افزار را که قبلا مورد استفاده قرار می گرفت حذف نماید . در ادامه به توضیح این دو بخش و نحوه عملکرد AVR پرداخته شده است .

فهرست مطالب

طراحی میکروکنترلر AVR جهت اسکن. ۱

چکیده : ۲

تاریخچه و مقدمه : ۲

Intel 8008: 3

Intel 8080: 4

سایر ریزپردازنده های اولیه : ۴

ریزپردازنده های امروزی : ۵

انواع میکروپروسسورها : ۵

مقدمه : ۷

الکترونیک در زندگی امروز. ۷

۲-۱ سیستم های الکترونیکی. ۷

۳-۱ مدارهای خطی و مدارهای رقمی. ۸

فصل اول: مختصری از نحوه کار با AVR.. 11

1-1- خصوصیات Atmega16L و Atmega16. 11

1-1-1- ترکیب پایه ها: ۱۴

۲-۱-۱- فیوز بیت های ATMEGA16. 14

2-1- بررسی پورت های میکرو ATMEGA16. 18

1-2-1- پورت B : 18

استفاده از پورت B به عنوان یک I/O عمومی دیجیتال : ۱۹

دیگر کاربردهای پورت B : 19

2-2-1- پورت C : 22

استفاده از پورت C به عنوان یک I/O عمومی دیجیتال : ۲۲

دیگر کاربردهای پورت C : 24

3-2-1- پورت D : 25

استفاده از پورت D به عنوان یک I/O عمومی دیجیتال : ۲۵

دیگر کاربردهای پورت : ۲۶

۳-۱- کلاک سیستم ۲۹

توزیع کلاک : ۲۹

۲-۳-۱- اسیلاتور کریستالی ( EXTERNAL CRYSTAL/CERAMIC RESONATOR ): 31

3-3-1- اسیلاتور کریستالی فرکانس پایین : ۳۳

۴-۳-۱- اسیلاتور RC خارجی ( EXTERNAL RC OCSILLATOR ) : 34

5-3-1- اسیلاتور RC کالیبره شده داخلی : ۳۵

۶-۳-۱- کلاک خارجی ( EXTERNAL CLOCK ): 36

فصل دوم : نرم افزار. ۳۸

۱-۲- نحوه عملکرد نرم افزار. ۳۸

فصل سوم : سخت افزار. ۴۵

۱-۳- صفحه نمایش LCD.. 45

1-1-3- توصیف پایه های LCD : 47

2-1-3- برگه اطلاعات LCD : 52

3-1-3- دستورات و توابع مربوط LCD.. 54

2-3- ولت متر دیجیتال: ۵۷

تنظیم ولتاژ مرجع :89

*مقاله درباره اولتــراسوند سه بعـدی*

فهرست مطالب

چکیده-.................................... 5

مقدمه-.................................... 6

فصل اول – معرفی اولتراسوند 3D و محدویت های 2 – D UltraSound 7

فصل دوم- تکنیک های دریافت و اسکن.......... 11

1-2- دریافت دستی ......................... 12

2-2- موقعیت یاب آکوستیک................... 13

3-2- موقعیت یاب بازوی مفصل دار............ 14

4-2- سنسور میدان مغناطیسی................. 14

5-2- موقعیت یاب های مکانیکی............... 15

1-5-2- اسکن خطی...................... 17

2-5-2- اسکنFan....................... 18

3-5-2- اسکن چرخشی.................... 19

فصل سوم- بازسازی تصویر 3-D................ 21

1-3- آرایه های دو بعدی.................... 23

2-3- تکنیک دید برپایة سطح................. 25

3-3- دید چند صفحه ای ..................... 26

4-3- تکنیک بر پایة‌حجم..................... 29

فصل چهارم – کاربردهای 3-D UltraSound ......... 31

1-4- تصویر برداری عروق................... 32

2-4- بافت های نرم........................ 39

3-4- کاردیولوژی.......................... 41

4-4- ارزیابی حجم ران نوزاد نرمال......... 42

5-4- خلاصه ای از مزایای کلینیکی اسکن اولتراسوند3D و 4D 43

فصل پنجم - تحقق سیستم اولتراسوند 3D ..... 50

1-5- آنژیوگرام اولتراسوند 3D از تصاویر نقش شدة جریان رنگی ..................................... 51

2-5- ساخت تصویر اولتراسوند 3D از سرخرگ کاروتید. 58

3-5- تولید کامپیوتری تصاویر اولتراسوند 3D از سرخرگ کاروتید .................................. 60

فصل ششم- بهبود تصویر 3-D UltraSound........... 72

1-6- پنجرة دی کانوولوشن 3-D.............. 73

2-6- دی کانوولوشن در راستای ارتفاع ...... 84

3-6- آنالیز اعوجاج هندسی و واریانس آماری در طول،سطح و حجم تصویر اولتراسوند

اسکن شده خطی 3-D........................ 100

فصل هفتم - مشاهده realtime داده اولتراسونیک 3D توسط یک pc استاندارد ............... 102

فصل هشتم – معرفی سیستم MUSTPAC در پزشکی از راه دور 3-D UltraSound 115

فصل نهم- آینده 3-D UltraSound......................... 129

نتیجه گیری ....................................... 131

فهرست مراجع ...................................... 135

چکیده

هدف در تصویر بردارری 3D مشاهدة ساختار آناتومی به صورت واقعی می باشد. که این امر توسط سیستم های تصویر برداری 2D، نظیر X-ray ,CT, MR و . . . امکان پذیر نبوده است. در این سمینار سعی شده است که این تکنیک که به طور خاص مربوط به تصاویر اولتراسوند می باشد معرفی گردد. لذا تکنیک های دریافت و اسکن تصاویر و سپس بازسازی تصویر 3D مورد بحث قرار خواهند گرفت. سپس جهت ترغیب به ادامه بحث ها مروری بر کار بردهای وسیع این روش تصویر برداری شده است.

متعاقباً تحقق سیستم اولتراسوند 3D آنژیوگرام 3D و ساخت تصاویر 3D کاروتید شرح داده خواهد شد تا نمونه ای عملی از این سیستم معرفی گردد. سپس در تکمیل بخشهای قبلی روشهایی که درمقالات جهت بهبود تصاویر اولتراسوند 3D ارائه شده است، مورد بررسی قرار می گیرد. و در ادامه مشاهدة زمان واقعی1 اولتراسوند 3D توسط کامپیوتر، که روشی جدید می باشد مورد بحث قرار می گیرد وسپس کاربرد اولتراسوند 3D در پزشکی از راه دور 2 و در نهایت آیندة سیستم اولتراسوند 3D آورده شده اند.

امید است که این سمینار زمینة تحقیق را برای علاقمندان به روشهای تصویر برداری و بخصوص تصویر برداری 3D فراهم سازد و دیگر دانشجویان را با این سیستم تصویر برداری که امروزه بسرعت در حال پیشرفت می باشد و به سمت کاربرد روتین در پزشکی هدایت می شود، آشنا نموده باشد.

مقدمه

در 100 سال گذشته تصویر برداری X- ray راهی برای مشاهدة بدن انسان بوده است که توسط آن سایه ای دو بعدی از ساختارهای سه بعدی تولید و روی آشکار ساز دو بعدی مثل فیلم ثبت می گردید.در این روش تمام اطلاعات سه بعدی از بین می رفتند.در 70 سال اول کشف X-ray تمام تلاشها بر این بوده است که تکنیک های تصویر برداری توسعه یابد و اطلاعات سه بعدی درون بدن در تصویر ثبت شده حضور یابد.در 1970 ،CT تولید شد و انقلابی در تشخیص رادیولوژی ایجاد نمود برای اولین بار اطلاعات سه بعدی در تصاویر ثبت شده حاضر گشت،و به صورت سری اسلایدهایی با نقش هایی از بدن(یعنی تصاویر 2-D ) در اختیار پزشکان قرار گرفت.بعلاوه،برای اولین بار در رادیولوژی کامپیوتر در پردازش و نمایش تصویر به صورت متمرکز استفاده شد.اطلاعات 3-D کاربردهای زیادی در تشخیص رادیولوژی دارد.

تاریخچة تصویر برداری اولتراسوند به گذشته برمی گردد.با دنبال کردن کارReid,Wild در دهة 1950 از پیش گامان این رشته هستند کاربرد پزشکی اولتراسوند به آرامی پیشرفت یافت و از سیستم های A-Mode به سیستم هایی تبدیل شد که تصاویر مقطعی شده read-time را از جریان خون و آناتومی ایجاد می نمود.کیفیت تصاویر اولتراسوند جهت مدیریت بهتر تعداد زیاد بیماری ها و تشخیص بهبود یافت.اگر چه تصویربرداری اولتراسوند به علت این که هنوز پتانسیل کامل آن درک نشده است، لطمه دیده است.

توسعة تصویربرداری اولتراسوند 3-D راهی برای نشان دادن معایب تصویربرداری اولتراسوند مرسوم می باشد.روش هایی در توسعه اولتراسوند 3-D مثل 3-D B-Mode، داپلر رنگی و سیستم های داپلر توان حاصل شده است.

1 - Real - time

2 - Telemedicine

فصل اول:

معرفی اولتراسوند 3D و

محدودیت های اولتراسوند 2D مرسوم

یکی از معایب تصویربرداری اولتراسوند 2-D وابستگی آن به تجربه و دانسته های تشخیص دهنده می باشد تا مبدل اولتراسوند را هدایت کند تا به طور ذهنی تصویر دوبعدی به سه بعدی تبدیل گرددو تشخیص یا اجرا را به یک روند تداخلی تبدیل نماید.این مشکل مقدمتاً نتیجه بکارگیری تکنیک تصویربرداری 2-D اولتراسوند که به صورت فضایی قابل انعطاف می باشد،برای مشاهده ساختار آناتومی می باشد.

پروسه های درمانی که توسط اولتراسوند هدایت می شوند دچار زیان خواهند شد،زیرا کمی کردن و مونیتو تغییرات کوچک در طول پروسه یا در طول یک دوره از زمان با محدودیت های 2-D مرسوم محدود شده است.و این عمل و اتلاف وقت می باشد و کافی نیست و نیز ممکن است به تصمیم نادرست در خصوص تشخیص،مرحله بندی و در حین عمل جراحی گردد.بعلاوه قرار دادن صفحه تصویر در اولتراسوند 2-D نازک در روی ارگان و تولید دوباره محل تصویر ویژه در زمان دیگر مشکل می باشد.این امرتصاویر D -2 اولتراسوند را برای مطالعات پس از عمل جراحی1 یک تصویربرداری ضعیف تلقی می کند. همچنین، آناتومی بیمار و مسیر هدف گاهی زاویه تصویر را محدود می کند و صفحه تصویر بهینه را برای تشخیص غیر قابل دسترس می سازد.

هدف تصویربرداری اولتراسوند 3-D فائق آمدن بر این محدودیت ها می باشد تا آناتومی بصورت 3-D جهت تشخیص مشاهده گردد و تغییر پذیری تکنیک های مرسوم را کاهش دهد.تصویربرداری اولتراسوند پزشکی به طور مقطعی می باشد بنابراین اطلاعات لازم برای مشاهده سه بعدی را فراهم می سازد.اگر چه،برخلاف تصویربرداری MR و CT،که تصاویر معمولاًدر یک نرخ آهسته از اسلایس های موازی پشت سرهم دریافت می شوند،اولتراسوند تصاویر مقطعی در یک نرخ بالا (16-10 تصویر در ثانیه)را باایجاد می کند و جایگذاری تصاویر قابل انعطاف می باشد.زیرا لزوماًنیازی به دریافت صفحات بصورت پشت سرهم ندارد.علاوه بر مشکلات بی نظیری که فیزیک تصویربرداری اولتراسوند با‌آن روبرو می باشد(لکه1، سایه2، اعوجاج3) نرخ بالای دریافت تصویر و انعطاف پذیری تکنیک مرسوم بر مشکلات غلبه کرده و همچنین باعث به گسترش اولتراسوند از تصاویر 2-D به3-D و4-D شده است.

مقالاتی که ابزار پزشکی تصویربرداری اولتراسوند 3-D را شرح می دهند در خصوص بکارگیری آن در رادیولوژی و echocardiology به چاپ رسیده است.این مقالات نشان می دهند که سیستم های بسیاری جهت تولید تصاویر 3-D اولتراسوند ایجاد شده اند که به سادگی توسط 2 بلوک نشان داده شده در شکل 1 قابل شرح هستند.[1] بلوک ابتدایی مربوط به تکنیک دریافت های متعددی می شود که به کار گرفته شده اند.بلوک دوم مربوط به ثبت تصاویر اولتراسوند قبل از بازسازی می باشد.بلوک سوم بازسازی تصاویر 3-D از تصاویر 2-D ثبت شده است.بلوک انتهایی تکنیک مشاهده برای نمایش تصویر 3-D را مهیا می سازد.تمام بلوک ها در فصول بعدی توصیف می گردند.

1 - Follow up

1 - Speckle

2 - Shadowing

3 - distortion