基于文本挖掘的医用加速器核心部件FMECA分析

发布时间：2020-10-01 16:32

　　 可靠性是衡量医疗设备是否符合医疗器械质量规范的一个重要指标。医用电子直线加速器作为一种大型的放疗设备,它对可靠性有着严格的要求。国外先进的放疗设备企业已经拥有一套完善的可靠性质量管理体系,是它们垄断放疗市场的一个关键因素。工程技术研究不足、基础薄弱以及标准规范的缺失是我国放疗设备可靠性研究所面临的窘境。因此,在我国开展医用电子直线加速器的可靠性研究已是刻不容缓。加速管是医用电子直线加速器的核心部件之一,也是加速器的易损部件,其功能是输出高能治疗射线,它的可靠性是保证医用电子直线加速器整机可靠运行的基础。故障模式、影响及危害性分析(FMECA)是一种常用的可靠性分析方法,可以通过找出产品的薄弱环节并加以改进来提升产品的可靠性,因此可以采用FMECA方法对加速管进行可靠性分析。庞大的文本数量使得常规的FMECA在工作的开展过程中遇到许多的困难,针对这样的情况,本文提出将文本挖掘与FMECA相结合的解决方法。本文研究工作包括以下几个方面:(1)分析加速管的功能与结构,绘制结构功能框图,并以此为基础划分加速管FMECA的约定层次。(2)找出文本挖掘与FMECA的结合点,构建基于文本挖掘的FMECA方法,并给出相应的模型选择和参数优化的办法。(3)通过文本挖掘方法从收集到的文本数据中提取加速管的故障模式、故障原因、故障部位的信息,根据提取的信息建立故障影响的严酷度等级评分准则、故障模式发生概率等级的评分准则以及故障模式检测难易程度等级的评分准则。利用故障信息和评分准则完成加速管故障模式的分析和相应的危害性指标评分。(4)针对每一种故障模式给出相应的改进措施和补偿方法,输出FMECA表格和关键故障模式清单。加速管FMECA实例分析取得了预期的效果,证明了将文本挖掘结合到FMECA分析中这一方法的可行性,为大数据情况下可靠性分析的工作提供了一种可行的思路。本文提出的方法和FMECA的分析结果能为我国加速管系统和医用电子直线加速器整机的可靠性研究提供参考。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH774
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 医用直线加速器发展及应用现状
        1.3.2 医用直线加速器可靠性研究现状
        1.3.3 FMECA发展及应用现状
    1.4 学位论文研究内容及章节安排
        1.4.1 学位论文研究内容
        1.4.2 论文章节安排
第二章 医用加速器核心部件的工作原理和结构分析
    2.1 医用电子直线加速器简介
    2.2 加速管系统结构及主要零部件
    2.3 加速管的工作原理
    2.4 加速管结构及功能逻辑框图
    2.5 加速管常见的故障和原因
    2.6 本章小结
第三章 文本挖掘方法概述
    3.1 文本挖掘方法的基本原理
    3.2 决策树方法的原理和流程分析
    3.3 朴素贝叶斯
    3.4 支持向量机分类方法
    3.5 神经网络方法
    3.6 本章小结
第四章 基于文本挖掘的FMECA方法研究
    4.1 FMECA方法概述
    4.2 大文本数据FMECA的实施难点分析
    4.3 基于文本挖掘FMECA方法的原理
        4.3.1 FMECA所需信息
        4.3.2 文本挖掘获取的可用信息
    4.4 基于文本挖掘的FMECA流程
        4.4.1 准备阶段
        4.4.2 建模阶段
        4.4.3 分析阶段
    4.5 本章小结
第五章 加速管FMECA分析
    5.1 产品概述
    5.2 加速管FMECA数据来源
    5.3 确定约定层次
    5.4 数据处理
        5.4.1 数据导入
        5.4.2 分词处理
        5.4.3 建立语料库
        5.4.4 数据清洗
        5.4.5 建立TMD矩阵
        5.4.6 特征选取
    5.5 算法选择及参数优化
        5.5.1 算法及参数选取办法
        5.5.2 加速管挖掘模型算法及参数选择
    5.6 信息获取
        5.6.1 文本挖掘获取信息
        5.6.2 信息补充
    5.7 危害性评分
    5.8 结果输出
    5.9 FMECA分析结论
    5.10 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文的成果总结
    6.2 本文的创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
附录
在学期间的研究成果

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