加速器辅助摆位控制系统的研制

发布时间：2017-04-09 15:15

  本文关键词：加速器辅助摆位控制系统的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：医疗器械行业是一个多学科交叉、知识密集、资金密集型的高技术产业,是当今世界发展最快、贸易往来最为活跃的产业之一。医疗器械的计算机化和自动化,给医技人员带来了便利。本文分析对比已有肿瘤放射治疗设备和相关辅助设备的优缺点,从而说明自动实时跟踪定位Ops系统解决的问题。在已有Ops系统的基础上,设计一套辅助控制系统,提高其自动化程度,使得直线加速器治疗床能够自动摆位到精度范围0.6mm以内。我们结合Varian治疗床控制面板的特点设计相应的机械方案。根据设计的机械装置,设计控制电路,驱动推动机构执行目的动作。为了让Varian摆位控制软件有更强的柔性,创新地提出自适应摆位控制算法概念。算法只需提前确定几个特定参数,自主进行学习并获得治疗床的运动性能信息。其基本思想是：采用渐进式摆位方式进行,使得加速器治疗床能够平稳移动到精度范围内。同时,不断采用查表法插值优化摆位,延长最大速度的有效摆位时间,使得直线加速器床的自动摆位时间缩短到35秒以内。另外,采用类似开发流程设计出Simmens样机。经过临床实践证明,本文设计的这套Varian辅助系统能够较好地辅助摆位,并得到了江苏省肿瘤医院的放疗医师的认可。
【关键词】：Ops系统 直线加速器 自动化 摆位精度 自适应 查表法
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R197.39
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-13
• 1.1.1 常见放疗设备及辅助设备9-11
• 1.1.2 放射治疗前沿技术11-13
• 1.1.3 Ops红外跟踪定位系统13
• 1.2 意义和可行性13-15
• 1.2.1 国内外医疗设备自动摆位案例14-15
• 1.2.2 本文摆位方法15
• 1.3 主要问题与论文结构安排15-17
• 第二章 系统设计17-20
• 第三章 硬件设计20-43
• 3.1 硬件概论20-21
• 3.2 机械设计与实现21-34
• 3.2.1 控制面板结构21-22
• 3.2.2 Varian长短键推压机构设计22-23
• 3.2.3 Simmens短键推压机构设计23-26
• 3.2.4 Simmens长键上抬机构设计26-30
• 3.2.5 机械外壳设计及装配30-34
• 3.3 电路设计与实现34-43
• 3.3.1 系统设计34-35
• 3.3.2 处理器芯片的选择35-36
• 3.3.3 电源电路36
• 3.3.4 串口通信电路36-38
• 3.3.5 电磁铁驱动电路38-39
• 3.3.6 直流电机驱动电路及舵机电路39-40
• 3.3.7 光耦反馈电路设计40-41
• 3.3.8 PCB设计41-43
• 第四章 软件设计43-78
• 4.1 软件系统设计43
• 4.2 上位机软件43-56
• 4.2.1 通信指令格式45-48
• 4.2.2 软件编程设计48-56
• 4.3 下位机软件56-60
• 4.4 安全性与可靠性设计60-66
• 4.4.1 摆位控制安全策略61-62
• 4.4.2 CRC校验62-64
• 4.4.3 看门狗设置64-66
• 4.5 软件测试与使用66-78
• 4.5.1 单机版模拟测试阶段66-73
• 4.5.2 配合Ops测试阶段73
• 4.5.3 实际测试阶段73-78
• 第五章 总结与展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 硕士研究生主要工作及相关成果85-86

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