加速器治疗头控制系统的设计与开发

发布时间：2020-01-23 04:12

【摘要】：放射治疗作为恶性肿瘤的主要治疗手段正在全世界范围内发挥着越来越大的作用。提高肿瘤放射治疗增益比一直以来都是放射治疗技术水平发展的首要任务和最终目标。适形调强放射治疗(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)技术是目前提高放射治疗增益比最为先进和最有效的方法。作为适形调强放射治疗技术的必备设备,医用加速器治疗头有着举足轻重的作用。医用加速器治疗头控制系统的设计开发,能够为适形调强放射治疗过程提供规则和适形辐射野,并配合X射线出束实现静态和动态的剂量强度调节,从而最大限度地将放射剂量集中到无规则的病变靶区内,使得周围正常组织和器官少受或免受不必要的射线照射,提高了放射治疗的增益比和效率。应用Sliding Window动态调强控制策略以及数字PID控制算法,通过构建治疗头准直器和多叶光栅控制模块的软硬件平台,设计开发出了医用加速器治疗头控制系统。该控制系统由准直器控制模块、多叶光栅控制模块、加速器通信网络和治疗头监控软件等组成。准直器控制模块通过对钨门及治疗头旋转等相关运动的控制,为放射治疗提供任意大小、位置和角度的规则辐射野；多叶光栅控制模块通过对叶片的同步动态运动控制,实现肿瘤的适形辐射野以及静态和动态的剂量强度调节；加速器通信网络采用RS-485总线构建全双工通信信道,并通过应用层通信协议的定义实现中控台与治疗头各前端控制模块之间的通信；治疗头监控软件采用Visual C++6.0开发平台,通过友好的设计界面,简便形象地实现控制参数的设置和系统运行状况的实时监测功能。治疗头控制系统各个模块从设计到开发过程中分别进行了模拟仿真、单元测试和系统调试等验证,其测试验证结果表明该系统的功能及精确性、可靠性等性能均满足了适形调强放射治疗的要求。本课题《加速器治疗头控制系统的设计与开发》作为粤港关键领域重点突破项目《图像引导(IGRT)加速器成套设备研发及产业化》(项目编号：201016822)的关键子项目,在提高我国医用加速器技术水平方面起到积极的推动作用。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R197.39

【相似文献】