ТРЁХМЕРНОЕ КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ БИОМЕДИЦИНСКИХ ПРИБОРОВ

С.В. Котов, Д.А. Прилуцкий, С.В. Селищев

Московский государственный институт электронной техники (технический университет)
http://www.miee.ru
103498, Москва, Зеленоград, МИЭТ (532-89-85, kotov@mcs.miee.ru)

Cовременные персональные компьютеры и программное обеспечение позволяют создавать трёхмерные твердотельные модели биомедицинских приборов. Анализ модели, а также внешнего вида прибора даёт возможность выработки эргономичных и дизайнерских решений, что в настоящее время является необходимым условием для успешного продвижения товара на рынке [2, 3]. Работа с трёхмерными моделями позволяет в кратчайшие сроки создавать конструкторскую документацию и осуществлять сквозное проектирование. Этот метод выявляет недостатки уже на стадии проектирования, что является существенным преимуществом при разработке новой конструкции.

В разработке 40-канального компьютерного электроэнцефалографа [1] было применено трёхмерное моделирование с использованием графических пакетов: AutoCAD 2000 для получения конструкторской документации и 3D Studio Max для визуализации. На первом этапе по фирменным чертежам унифицированного корпуса T-898 фирмы Bopla была создана компьютерная модель. По внутренним габаритам корпуса создана модель платы. После завершения моделирования всех крупногабаритных компонент произведено их размещение на плате. Входные разъемы (кабели от пациента) и выходные разъемы (кабели к компьютеру) размещены с учетом требований безопасности, разнесены на разные стороны платы. На основную плату, с помощью разработанных стоек, установлен жидкокристаллический индикатор PC1610xxx-L, высота стоек подобрана таким образом, чтобы индикатор вплотную прилегал к верхней крышке. На верхней (электродной) плате размещены разъемы Touch proof для входных электроэнцефалографических сигналов. Размещение разъемов на модели выполнено с учетом системы 10-10 наложения электродов.

По технологии сборки разъемы вставляются в верхнюю крышку корпуса, затем с внутренней стороны через разъемы присоединяется и припаивается электродная плата. Соединение же верхней платы с основной происходит через разъем, модель которого выбрана с учётом высоты между платами.

Габаритные размеры боковых панелей ограничиваются пазами в основном корпусе. По расположению деталей в панелях создаются отверстия. Для плотного соединения их размер на 0.1мм больше размера детали. Затем на боковые панели наносится текст, который гравируется или наклеивается. В верхней крышке создано окошко под индикатором, в которое вставлено стекло.

Документация пользователя и рекламные материалы содержат в себе множество иллюстраций. Для их получения использовался профессиональный графический пакет 3D Studio Max. Выбран материал корпуса прибора (белый пластик), разъемов (цвет пластика синий, белый, желтый, черный). Стеклу над индикатором назначен материал “стекло”, а к экрану жидкокристаллического индикатора применен материал с растровой картинкой, отображающей состояние работающего прибора. В сцене с прибором находятся восемь всенаправленных источников света, обеспечивающих равномерное освещение всех сторон прибора.

Для меньшего искажения выбрана камера с 135мм фокусным расстоянием. В сцене может располагаться несколько камер, направленных на разные стороны прибора, для получения различных видов (рис.1).

Рис 1. Внешний вид электроэнцефалографа в 3D Studio Max.

Посредством графического пакета 3D Studio Max, модель электроэнцефалографа переведена в VRLM формат. Создана модель организации помещения в VRLM формате. Кроме того, для пользователей можно создать VRLM файл, в котором при нажатии на тот или иной кабель будет происходить его соединение, и использовать файл в качестве дополнительной инструкции. Этот формат может просматриваться популярными браузерами интернет и использоваться в качестве рекламы и технической поддержки в сети.

Литература.

Ветвицкий Е.В. Цифровой комплекс для ЭЭГ исследований. / Автореф., к.т.н. — М., 2000.
Benjamin L. //European Medical Device Manufacture. — 2000. — Vol. 11-3. — P. 72—75.
www.pearmatt.demon.co.uk. — “Medical device design & development is our core business”.

Содержание конференции | Секция9