立体定向放疗设备等中心自动标定仪设计

发布时间：2017-11-02 10:04

  本文关键词：立体定向放疗设备等中心自动标定仪设计

  更多相关文章： 放射治疗 等中心 标定仪 六维平台 照度计 投线器

【摘要】：在放射治疗学中,“等中心”是一个非常重要的概念。一般情况下,我们把病灶的标记点放在等中心的位置,治疗的时候,束流轴应通过等中心。所以,立体定向放疗设备的结构设计均围绕着等中心来布局。等中心是一个虚拟的空间点。因为治疗的时候,病人的身体会占用这个空间,所以无法在该点设置物理的指示装置。但是这个点的精确度又非常重要,每次治疗时都应该把病灶标记准确地复原到这个位置。所以电子直线加速器设置了四种等中心指示装置:(1)激光灯;(2)射野灯;(3)测距灯;(4)前指针。但是从目前国内外采用的等中心指示方法来看,目前除了误差很大的前指针之外,没有一个成熟的工具可以使用,并且几乎都停留在最原始的手工操作阶段。本文就根据这种现状,设计了一种利用单片机控制电动推杆来实现六维运动的平台,实现等中心点的精确指示,并且可以通过无线遥控器操作。论文首先分析了此选题的背景和应用价值,然后对国内外在等中心检查及指示方法上进行研究分析,确定目前在等中心指示装置方面的现状和需求,根据需求提出一种新的等中心指示装置设计方案。该方案设计了一个边长100mm的正方体模型和一个六维运动平台,模体表面白色方便观察灯光野,模体正中心有一个直径2mm的高密度钨合金球体,用于X线曝光摄片。另外模体的四个面的正中心均有一个直径1mm的小孔,为了让小孔在接受到激光照射时模体内部的光照传感器能明显检测到光照,在每个孔上都安装透镜。模体内部的光照传感器可以实时监测光照强度,并且通过平台的led阵列显示强度值。平台安装了6个电动推杆,每个电动推杆都有一个直流电机,我们通过nRF905的方式接收遥控器的指令,然后stm32f103根据这些指令来控制相应的直流电机实现六维运动。综上所述,该设计创新地利用了单片机和电动推杆、nRF905无线等技术实现了等中心精确指示,并且节省时间方便操作。
【关键词】：放射治疗 等中心 标定仪 六维平台 照度计 投线器
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH774
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 论文选题的意义8-9
• 1.1.1 选题背景8-9
• 1.1.2 应用价值9
• 1.2 国内外研究现状9-16
• 1.2.1 等中心检查及其指示装置调整的常规方法9-13
• 1.2.2 放射治疗系统等中心射野校准工具13-15
• 1.2.3 等中心指示装置标定的现状和需求分析15-16
• 2 系统总体方案设计16-40
• 2.1 系统功能说明16-19
• 2.1.1 六维平台16-17
• 2.1.2 等中心模体17-18
• 2.1.3 摇控器18-19
• 2.2 系统总体结构设计19-20
• 2.3 微控制器型号选择方案20-22
• 2.3.1 单片机概述20-21
• 2.3.2 从控子系统的单片机选型21-22
• 2.3.3 主控子系统单片机选型22
• 2.4 动力执行器选择方案22-29
• 2.4.1 执行器简介22-24
• 2.4.2 电动执行机构24-27
• 2.4.3 电动推杆27-29
• 2.5 无线收发模块选择方案29-31
• 2.5.1 无线收发模块选择29-30
• 2.5.2 无线收发模块nRF905介绍30-31
• 2.6 投线器激光器选择方案31-32
• 2.7 倾角传感器选择方案32-36
• 2.7.1 倾角传感器32-36
• 2.8 光照传感器选择方案36-40
• 3 系统硬件电路设计40-56
• 3.1 硬件开发工具简介40-41
• 3.2 电源系统的设计41-45
• 3.3 微控制器单元电路设计45-47
• 3.3.1 从控子系统的MCU部分电路45-47
• 3.3.2 主控子系统微控制器单元电路47
• 3.4 电动推杆以及旋转托盘的控制电路设计47-52
• 3.4.1 电动推杆的控制电路设计47-52
• 3.4.2 旋转控制电路设计52
• 3.5 无线收发模块电路设计52-53
• 3.5.1 无线收发模块nRF905电路53
• 3.5.2 nRF905无线射频芯片的工作方式53
• 3.6 照度计与显示电路设计53-54
• 3.7 投线器激光管驱动电路设计54-56
• 4 系统软件设计56-60
• 4.1 系统软件设计结构图56-57
• 4.2 软件设计流程图57-60
• 5 结论与展望致谢60-62
• 5.1 结论60-61
• 5.2 展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-64

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本文编号：1131054