微弱信号数字化读出方法及电路研究
发布时间：2021-01-05 22:12
癌症是威胁人类健康和生命的顽疾,目前重离子放疗被公认为世界上最先进的放射治疗手段之一,重离子放疗技术的研究是当前医学物理界的一大前沿热点。中国科学院近代物理研究所从2006年开始进行重离子治疗肿瘤的相关实验,2012年开始着手重离子放疗装置的产业化。放疗终端中基于分条电离室的束流位置分布及剖面均匀性监测是重离子放疗系统的重要组成部分,而分条电离室输出多通道的微弱电流信号,本论文基于对多通道微弱电流信号的处理需求,进行了高集成、多通道微弱信号数字化读出方法与电路的研究,旨在寻找一种最适合用于重离子放疗装置中束流位置及剖面监测探测器（分条电离室）输出信号的数字化读出方法与电路。微弱信号的数字化读出通常使用三种方法:第一种方法是电流电压实时转换+ADC,该方法可对信号的具体细节进行分析,但是数据量大、成本高、系统复杂;第二种方法是电流频率转换+计数器,这是一种时间段处理方法,将电流转换成脉冲输出,单个脉冲代表固定的电荷量,该方法实现成本低,但是技术难度大;第三种方法是门控积分器+ADC,该方法正好与重离子放疗中的束流周期性对应起来,相对而言降低了后端采集系统的复杂程度和成本,是一种最适合用于...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图1.1粒子放疗射程对比图
放疗的局部控制率和五年生存率等都明显高于其它疗法，其次重离子束放疗的复发率和转移率都低于常规放疗。目前日本已经新建多家重离子束放疗中心，德国、意大利、中国上海也相继建成了新的医用重离子束放疗装置，奥地利、中国武威和兰州正在建设重离子束治癌装置。重离子放疗市场需求巨大，伴随着科学技术的不断发展与进步，相关技术的发展也非常迅速。开展重离子放疗相关核心技术的研究与积累将有利于推动我国具有自主知识产权的重离子放疗专用装置的发展及应用，有利于增强我国自主建设先进大型医疗器械领域的国际竞争力。中科院近代物理研究所基于兰州重离子研究装置（HIRFL）和重离子治疗技术的研究基础上完成了大量放射物理、放射生物学实验后，于 2006 年开始进行重离子治疗肿瘤临床试验，如图 1.2 所示，到 2013 年底共进行了 18 批 213 例肿瘤患者（103 例浅层和 110 例深层）的治疗，取得了显著疗效，使我国成为继美国、日本和德国之后世界上第四个开展重离子束治疗肿瘤临床试验研究的国家。
第 1 章 绪论学院近代物理研究所和其控股的兰州科近泰基新技术有限责任公司自主研发制造的、拥有自主知识产权的大型放疗设备，配备水平、垂直和 45°治疗终端。医用重离子同步加速器周长约为 56 米，是目前世界上医用重离子加速器中周长最小的同步加速器。到目前为止，经过重离子治癌团队的不断优化调试，中国武威的重离子放疗设备稳定性较高，放疗系统的多项指标达到国际领先水平，并通过了北京医疗器械检验所的全部检测。2018 年 10 月 26 日正式启动临床试验，11 月6 日顺利治疗首批病人。截至 2019 年 2 月 25 日，已全部完成 47 例临床试验患者的治疗，目前处于随访期。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国各类癌症的发病率和死亡率现状及发展趋势[J]. 陈金东. 遵义医学院学报. 2018(06)
[2]新型电荷-频率转换电路设计[J]. 王亚楠,佘乾顺,杨海波,孔洁,苏弘. 核电子学与探测技术. 2016(11)
[3]前沿技术:重离子治癌[J]. 蔡晓红,梁伟. 紫光阁. 2016(06)
[4]纳秒级脉冲激光自动跟踪积分式测量方法[J]. 袁学文,谢川林,周志强. 强激光与粒子束. 2016(07)
[5]新一代重离子束治癌的最佳束流选择[J]. 聂晶,李贺,李冰燕,裴海龙,周光明. 世界复合医学. 2015(03)
[6]信息速递——WHO:未来20年全球癌症患者或增加五成[J]. 中国全科医学. 2015(21)
[7]束流均匀性测量前端读出电子学电路的设计[J]. 佘乾顺,苏弘,徐治国,马晓莉,胡正国,毛瑞士,徐瑚珊. 核电子学与探测技术. 2011(06)
[8]一种束流强度监测电路设计[J]. 苏弘,李文华,董成富,高山山,唐彬,徐治国,段利敏,唐述文,胡正国,徐瑚珊. 核电子学与探测技术. 2009(05)
[9]HIRFL-CSR上治癌重离子束的生物物理特性研究[J]. 李强,刘新国,吴庆丰,戴中颖,金晓东,李萍,陶家军. 生物物理学报. 2009(S1)
[10]基于FT232BL的USB接口快速设计[J]. 刘建,武树飞. 舰船电子工程. 2009(06)
博士论文
[1]质子治疗束配系统电离室电子学研究[D]. 赵斌清.中国科学院研究生院(上海应用物理研究所) 2017
[2]灵活调控笔形束参数的点扫描照射新方法研究[D]. 闫渊林.中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) 2016
[3]基于碳离子治癌的碎裂反应探测系统及束流监测系统研制[D]. 徐治国.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2014
硕士论文
[1]高精度低噪声光谱数据采集系统设计[D]. 杜振兴.西安电子科技大学 2018
[2]阵列式电阻持水率检测方法与仪器研究[D]. 冯蒙.长江大学 2018
[3]基于S5PV210的微型ROV智能控制系统设计[D]. 沙军.杭州电子科技大学 2018
[4]激光雷达回波信号的实时高速数据采集设计与实现[D]. 赵艳.南京理工大学 2018
[5]水刀切割控制系统的研究与设计[D]. 薛更平.广东工业大学 2017
[6]适用于重离子治癌剂量监测的电流-频率转换电路设计[D]. 王亚楠.中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) 2017
[7]基于Cyclone V SoC的声纳采集传输系统设计[D]. 徐琦.哈尔滨工程大学 2017
[8]基于FPGA的视频监控系统的研究与设计[D]. 张拢.重庆大学 2016
[9]加速器综合报警平台设计[D]. 倪发福.中国科学院研究生院(近代物理研究所) 2016
[10]基于双ARM和CPLD的水松纸在线激光打孔系统设计[D]. 陈明明.江苏大学 2016
本文编号：2959389
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图1.1粒子放疗射程对比图
放疗的局部控制率和五年生存率等都明显高于其它疗法，其次重离子束放疗的复发率和转移率都低于常规放疗。目前日本已经新建多家重离子束放疗中心，德国、意大利、中国上海也相继建成了新的医用重离子束放疗装置，奥地利、中国武威和兰州正在建设重离子束治癌装置。重离子放疗市场需求巨大，伴随着科学技术的不断发展与进步，相关技术的发展也非常迅速。开展重离子放疗相关核心技术的研究与积累将有利于推动我国具有自主知识产权的重离子放疗专用装置的发展及应用，有利于增强我国自主建设先进大型医疗器械领域的国际竞争力。中科院近代物理研究所基于兰州重离子研究装置（HIRFL）和重离子治疗技术的研究基础上完成了大量放射物理、放射生物学实验后，于 2006 年开始进行重离子治疗肿瘤临床试验，如图 1.2 所示，到 2013 年底共进行了 18 批 213 例肿瘤患者（103 例浅层和 110 例深层）的治疗，取得了显著疗效，使我国成为继美国、日本和德国之后世界上第四个开展重离子束治疗肿瘤临床试验研究的国家。
第 1 章 绪论学院近代物理研究所和其控股的兰州科近泰基新技术有限责任公司自主研发制造的、拥有自主知识产权的大型放疗设备，配备水平、垂直和 45°治疗终端。医用重离子同步加速器周长约为 56 米，是目前世界上医用重离子加速器中周长最小的同步加速器。到目前为止，经过重离子治癌团队的不断优化调试，中国武威的重离子放疗设备稳定性较高，放疗系统的多项指标达到国际领先水平，并通过了北京医疗器械检验所的全部检测。2018 年 10 月 26 日正式启动临床试验，11 月6 日顺利治疗首批病人。截至 2019 年 2 月 25 日，已全部完成 47 例临床试验患者的治疗，目前处于随访期。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国各类癌症的发病率和死亡率现状及发展趋势[J]. 陈金东. 遵义医学院学报. 2018(06)
[2]新型电荷-频率转换电路设计[J]. 王亚楠,佘乾顺,杨海波,孔洁,苏弘. 核电子学与探测技术. 2016(11)
[3]前沿技术:重离子治癌[J]. 蔡晓红,梁伟. 紫光阁. 2016(06)
[4]纳秒级脉冲激光自动跟踪积分式测量方法[J]. 袁学文,谢川林,周志强. 强激光与粒子束. 2016(07)
[5]新一代重离子束治癌的最佳束流选择[J]. 聂晶,李贺,李冰燕,裴海龙,周光明. 世界复合医学. 2015(03)
[6]信息速递——WHO:未来20年全球癌症患者或增加五成[J]. 中国全科医学. 2015(21)
[7]束流均匀性测量前端读出电子学电路的设计[J]. 佘乾顺,苏弘,徐治国,马晓莉,胡正国,毛瑞士,徐瑚珊. 核电子学与探测技术. 2011(06)
[8]一种束流强度监测电路设计[J]. 苏弘,李文华,董成富,高山山,唐彬,徐治国,段利敏,唐述文,胡正国,徐瑚珊. 核电子学与探测技术. 2009(05)
[9]HIRFL-CSR上治癌重离子束的生物物理特性研究[J]. 李强,刘新国,吴庆丰,戴中颖,金晓东,李萍,陶家军. 生物物理学报. 2009(S1)
[10]基于FT232BL的USB接口快速设计[J]. 刘建,武树飞. 舰船电子工程. 2009(06)
博士论文
[1]质子治疗束配系统电离室电子学研究[D]. 赵斌清.中国科学院研究生院(上海应用物理研究所) 2017
[2]灵活调控笔形束参数的点扫描照射新方法研究[D]. 闫渊林.中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) 2016
[3]基于碳离子治癌的碎裂反应探测系统及束流监测系统研制[D]. 徐治国.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2014
硕士论文
[1]高精度低噪声光谱数据采集系统设计[D]. 杜振兴.西安电子科技大学 2018
[2]阵列式电阻持水率检测方法与仪器研究[D]. 冯蒙.长江大学 2018
[3]基于S5PV210的微型ROV智能控制系统设计[D]. 沙军.杭州电子科技大学 2018
[4]激光雷达回波信号的实时高速数据采集设计与实现[D]. 赵艳.南京理工大学 2018
[5]水刀切割控制系统的研究与设计[D]. 薛更平.广东工业大学 2017
[6]适用于重离子治癌剂量监测的电流-频率转换电路设计[D]. 王亚楠.中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) 2017
[7]基于Cyclone V SoC的声纳采集传输系统设计[D]. 徐琦.哈尔滨工程大学 2017
[8]基于FPGA的视频监控系统的研究与设计[D]. 张拢.重庆大学 2016
[9]加速器综合报警平台设计[D]. 倪发福.中国科学院研究生院(近代物理研究所) 2016
[10]基于双ARM和CPLD的水松纸在线激光打孔系统设计[D]. 陈明明.江苏大学 2016
本文编号：2959389
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