一種測(cè)量直線加速器治療頭光闌位置的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)用電子直線加速器的治療頭光闊由電機(jī)驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)，電機(jī)控制治療頭光闊的打 開和閉合從而控制X射線的輸出劑量。因此，為了精確地控制治療頭光闊運(yùn)動(dòng)，需要實(shí)時(shí)地 檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，從而獲得治療頭光闊的具體位置。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，由于編碼器的數(shù)據(jù)處理電路比較簡(jiǎn)單，并且容易實(shí)現(xiàn)高分辨率，輸出 信號(hào)也比較平滑。因此，利用編碼器實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)治療頭光闊的位 置控制。治療頭光闊包括四塊，每塊光闊對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)編碼器，共設(shè)置四個(gè)編碼器。
[0004] 醫(yī)用電子直線加速器區(qū)別于其他使用編碼器的場(chǎng)合，由于編碼器內(nèi)部集成有忍 片，直線加速器使用的X射線劑量比較大，信號(hào)干擾比較厲害。編碼器中的忍片長(zhǎng)期在X射 線的福射下容易損壞。
[0005] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要提供一種測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)，能 夠測(cè)量直線加速器治療頭光闊的位置，同時(shí)又能滿足在大劑量X射線的照射下不會(huì)被損 壞，保證系統(tǒng)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)，能 夠測(cè)量直線加速器的治療頭光闊的位置，同時(shí)又能滿足在大劑量X射線的照射下不會(huì)被損 壞，保證系統(tǒng)的可靠性。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)，包括：旋轉(zhuǎn)變壓 器、勵(lì)磁電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和FPGA ;
[0008] 一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)變壓器對(duì)應(yīng)一塊治療頭光闊；
[0009] 所述勵(lì)磁電路，用于將所述FPGA輸出的勵(lì)磁數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁模擬信號(hào)發(fā)送 給所述旋轉(zhuǎn)變壓器，所述勵(lì)磁模擬信號(hào)用于給所述旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)行勵(lì)磁；
[0010] 所述旋轉(zhuǎn)變壓器，用于在所述勵(lì)磁電路的勵(lì)磁下工作，測(cè)量驅(qū)動(dòng)所述治療頭光闊 的電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角，輸出相互正交的正弦模擬信號(hào)和余弦模擬信號(hào)；
[0011] 所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，用于將所述正弦模擬信號(hào)和余弦模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)發(fā) 送給所述FPGA ;
[0012] 所述FPGA，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理獲得所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。
[0013] 優(yōu)選地，還包括：放大電路和低通濾波電路；
[0014] 所述放大電路和低通濾波電路連接于所述旋轉(zhuǎn)變壓器和所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路之 間；
[0015] 所述放大電路，用于將所述旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的相互正交的正弦模擬信號(hào)和余弦模 擬信號(hào)進(jìn)行放大；
[0016] 所述低通濾波電路，用于濾除放大后的相互正交的正弦模擬信號(hào)和余弦模擬信號(hào) 中的高次諧波。
[0017] 優(yōu)選地，所述放大電路包括：第一電阻、第二電阻、第一電容和第一放大器；
[0018] 所述第一放大器的第一輸入端通過所述第一電阻連接所述旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的所 述正弦模擬信號(hào)或余弦模擬信號(hào)；
[0019] 所述第一放大器的第一輸入端通過所述第二電阻連接第一放大器的輸出端，所述 第一電容并聯(lián)在所述第二電阻的兩端；
[0020] 所述第一放大器的第二輸入端連接參考電源；
[0021] 所述第一放大器的輸出端連接所述低通濾波電路的輸入端。 陽02引優(yōu)選地，還包括：驅(qū)動(dòng)電路；
[0023] 所述驅(qū)動(dòng)電路連接于所述旋轉(zhuǎn)變壓器和所述勵(lì)磁電路之間；
[0024] 所述驅(qū)動(dòng)電路，用于將所述勵(lì)磁電路輸出的勵(lì)磁模擬信號(hào)進(jìn)行放大濾波后發(fā)送給 所述旋轉(zhuǎn)變壓器。
[00巧]優(yōu)選地，還包括：電壓跟隨放大器和推挽式功率放大器；
[00%] 所述電壓跟隨放大器的輸入端連接所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，用于將所述驅(qū)動(dòng)電路 輸出的勵(lì)磁模擬信號(hào)進(jìn)行緩沖隔離；
[0027] 所述推挽式功率放大器，用于對(duì)所述電壓跟隨放大器輸出的勵(lì)磁模擬信號(hào)進(jìn)行正 半周和負(fù)半周的放大處理。 W28] 優(yōu)選地，還包括：鐵電存儲(chǔ)器；
[0029] 所述FPGA，還用于當(dāng)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角超過360度時(shí)，對(duì)所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角對(duì) 轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)的圈數(shù)進(jìn)行累計(jì)，將所述圈數(shù)存儲(chǔ)在所述鐵電存儲(chǔ)器中，每次上電時(shí)，讀出所述鐵 電存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的圈數(shù)繼續(xù)累計(jì)。
[0030] 優(yōu)選地，還包括：第一接口電路和第二接口電路；
[0031] 所述第一接口電路連接于所述旋轉(zhuǎn)變壓器和所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路之間；
[0032] 所述第一接口電路，用于將所述旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的兩相正交的正弦模擬信號(hào)和余 弦模擬信號(hào)均轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)輸出給所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路；
[0033] 所述第二接口電路連接于所述FPGA和上位機(jī)之間；
[0034] 所述第二接口電路，用于將所述FPGA上傳給所述上位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào) 傳輸給所述上位機(jī)。
[0035] 優(yōu)選地，所述第二接口電路還包括個(gè)瞬變電壓抑制二極管；
[0036] 所述第二接口電路的兩根差分信號(hào)傳輸線之間連接一個(gè)所述瞬變電壓抑制二極 管；
[0037] 每根所述差分信號(hào)傳輸線與地之間連接一個(gè)所述瞬變電壓抑制二極管。
[0038] 優(yōu)選地，還包括掉電檢測(cè)電路；
[0039] 所述掉電檢測(cè)電路，用于檢測(cè)系統(tǒng)的電源電壓，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)的電源電壓掉電時(shí)， 則發(fā)送掉電信號(hào)給所述FPGA;
[0040] 所述FPGA，用于當(dāng)收到所述掉電信號(hào)后停止接收所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路發(fā)送的數(shù)字信 號(hào)。
[0041] 優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)電路包括：第S放大器、第六電阻、第屯電阻和第四電容；
[0042] 所述第=放大器的第一輸入端通過所述第六電阻連接勵(lì)磁電路輸出的勵(lì)磁模擬 信號(hào)；
[0043] 所述第=放大器的第一輸入端通過第屯電阻連接第=放大器的輸出端；
[0044] 第四電容并聯(lián)在所述第屯電阻的兩端。 W45] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0046] 本實(shí)施例提供的系統(tǒng)，利用旋轉(zhuǎn)變壓器來測(cè)量驅(qū)動(dòng)治療頭光闊的電機(jī)的轉(zhuǎn)子位 置。旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)為定子、轉(zhuǎn)子和線圈，不包括任何忍片，由于定子、轉(zhuǎn)子和線圈可W經(jīng) 受大劑量X射線的長(zhǎng)期福射，不會(huì)受X射線的干擾，使用壽命比較長(zhǎng)，可靠性比較高。同時(shí) 該系統(tǒng)利用FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁控制W及對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行分 析處理獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。而現(xiàn)有技 術(shù)中利用編碼器進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)，編碼器中的忍片容易受X射線的福射而損壞，可靠 性比較差。
【附圖說明】
[0047] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0048]圖1是本發(fā)明提供的測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)實(shí)施例一示意圖；
[0049] 圖2是本發(fā)明提供的測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)實(shí)施例二示意圖；
[0050] 圖3是本發(fā)明提供的放大電路和低通濾波電路示意圖；
[0051] 圖4是本發(fā)明提供的測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)實(shí)施例=示意圖；
[0052] 圖5是本發(fā)明提供的驅(qū)動(dòng)電路電壓跟隨放大器和推挽式功率放大器的電路圖；
[0053] 圖6是本發(fā)明提供的測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)實(shí)施例四示意圖；
[0054]圖7是本發(fā)明提供的掉電檢測(cè)電路示意圖； 陽化5] 圖8是本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)變壓器的安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0057] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0058] 系統(tǒng)實(shí)施例一：
[0059] 參見圖1，該圖為本發(fā)明提供的測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)實(shí)施例一 示意圖。
[0060] 本實(shí)施例提供的測(cè)量直線加速器治療頭光闊位置的系統(tǒng)，包括：旋轉(zhuǎn)變壓器100、 勵(lì)磁電路200、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路300和現(xiàn)場(chǎng)可編程口陣列（FPGA，F(xiàn)ield - Programm油Ie Gate Array)400 ；
[0061] 一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)變壓器100對(duì)應(yīng)一塊治療頭光闊；
[0062]目前，直線加速器的治療頭光闊包括四塊，四塊所述治療頭光闊相對(duì)于治療頭的 中屯、點(diǎn)均勻分布；治療頭光闊的開口的大小決定X射線輸出劑量的大小。每塊治療頭光闊 由單獨(dú)的一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)。一個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量一個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置。因此，所述 旋轉(zhuǎn)變壓器100包括四個(gè)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器100對(duì)應(yīng)一塊所述治療頭光闊。
[006引需要說明的是，四塊治療頭光闊會(huì)發(fā)生X1、X2、Y1和Y2位置上的變化，即進(jìn)行打開 和閉合往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中Xl和X2代表X軸的正半軸和負(fù)半軸，Yl和Y2代表Y軸的正半軸 和負(fù)半軸。因此四個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器也按照治療頭光闊的位置進(jìn)行分布，可W檢測(cè)治療頭光闊 的運(yùn)動(dòng)