本发明涉及医疗设备技术领域，特别是医用电子直线加速器(rt)的电子影像平板探测器(epid)控制装置。本发明还涉及医用电子直线加速器的epid控制方法。
背景技术：
随着医用电子直线加速器功能集成度不断提高，医用电子直线加速器在临床上的应用越来越广泛，配有相应功能的部件级子设备也随着增加和丰富起来，特别是安装有x射线诊断设备的epid功能，更加丰富了rt的诊断治疗的广度和深度。
医用电子直线加速器增加的epid，其功能的实现是通过治疗头或限束器装置产生高能x射线射束，由epid把能量信号转变为数字信号，进行相应的信号逻辑处理后，在上位机软件界面上形成患者病灶部位的清晰图像。治疗头光阑在运动过程中，患者平躺在治疗床上，随着治疗床的运动进行水平、垂直运动；或者治疗头随着机架进行顺时针和逆时针180度，围绕治疗床和患者进行旋转摆位治疗。
在实际操作过程中，需要保证epid的运动方向和实际到位精度，才能保证治疗头的中心位置、机架的0度位置，以及epid的中心位置始终是在同一条直线上，只有这样才能保证光野和实际照射野处于一致性状态，才能得到患者准确的病灶部分图像采集信息，便于准确地治疗和诊断。
如图1所示，epid1’在运动时，从机架底部伸出，并且根据患者病灶的实际情况同时进行上升，在进行运动控制过程中，即要保证上升高度的准确性，同时又要保证水平横向移动中心位置的准确性以及水平纵向移动中心位置的准确性，这就不可避免地需要对epid与治疗头2’、机架3’进行“对中”校正操作处理，有可能存在微调epid的位置。
传统的方法是通过人为的手段调节epid进行“对中”校正，从而保证进给到位的精确度，由于牵涉到人为的因素，从直观的角度就比较繁琐，因为需要人为去判断是否到位准确或者通过卷尺进行位置测量，来判定是否到位准确，无法保证校正的精确度，也无法从上位机界面自动获取实际真正是否到达指定的位置的信息，会降低epid的工作效率和探测性能，并影响后续的治疗和诊断。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种医用电子直线加速器的epid控制装置。该装置可实现epid中心位置的自动校正，并能够对epid的中心位置进行微调，保证中心位置的精度，实现epid的精确定位。
为实现上述目的，本发明提供一种医用电子直线加速器的epid控制装置，包括用于将epid安装在医用电子直线加速器上的承载机构、中心位置检测单元、以及与上位机相连接的控制单元；所述承载机构设有用于安装epid并带动epid横向或纵向移动的调节机构，所述调节机构设有驱动部件且所述驱动部件设有位置反馈单元；所述中心位置检测单元设置在对应于epid的中心位置且位于epid下方的位置，其用于检测epid是否运动至中心位置；所述调节机构的驱动部件、位置反馈单元及中心位置检测单元均连接于所述控制单元。
优选地，所述调节机构包括框架、设于所述框架的导轨以及设于所述导轨的左滑动部件和右滑动部件，并具有两种调节模式：在第一调节模式下，所述驱动部件带动所述左滑动部件和右滑动部件同向运动，以带动epid横向移动；在第二调节模式下，所述驱动部件带动所述左滑动部件和右滑动部件相向或背向运动，以带动epid纵向移动。
优选地，所述左滑动部件和右滑动部件左右对称布置，分别包括滑块、连接板和连杆机构；所述滑块与所述导轨滑动配合，所述连接板上开设有纵向的滑道，所述滑道中设有能够纵向滑动的销轴；所述销轴的上端设有epid连接件；所述连杆机构的一端与所述框架相固定，所述连杆机构的另一端与所述销轴的下端相连接。
优选地，所述连杆机构包括相互铰接的固定连杆和活动连杆，所述固定连杆的一端与所述框架固定连接，所述活动连杆的一端与所述销轴的下端相连接。
优选地，所述左滑动部件的固定连杆与右滑动部件的固定连杆布置呈倒“v”形，各所述固定连杆与其活动连杆布置呈“v”形。
优选地，所述活动连杆呈倒“v”形，其与所述固定连杆相连接的内侧杆身长度大于与所述销轴相连接的外侧杆身长度。
优选地，所述驱动部件包括与所述左滑动部件的滑块传动连接的第一电机，以及与所述右滑动部件的滑块传动连接的第二电机。
优选地，所述位置反馈单元包括设于所述第一电机的第一电位计和设于所述第二电机的第二电位计。
优选地，还包括用于检测epid横向位置的横向位置检测单元和用于检测epid纵向位置的纵向位置检测单元；所述横向位置检测单元设置在epid的横向极限位置，所述纵向位置检测单元设置在epid的纵向极限位置。
优选地，所述中心位置检测单元、横向位置检测单元和纵向位置检测单元均为限位开关。
本发明所提供的医用电子直线加速器的epid控制装置，可通过调节机构对epid的位置进行微调，并在epid运动到中心位置时，由中心位置检测单元将epid的运动位置信息反馈至上位机界面，同时与驱动部件的位置反馈单元反馈的信息进行比较，如果比较结果不一致，则进行校准处理。这样，可以确保epid实际到位的精确，在epid的伸缩运动过程中，能够始终保持epid与治疗头的十字中心线投射的射野和治疗床三者在同一条直线上，从而保证epid上的图像能够真实地反映并且准确地呈现患者病灶部位的机理，提取患者病灶部位的信息，形成清晰可辨的图像，以便医生或者其他人员进行诊断分析使用。具有以下有益效果：
1)避免由于中心位置的不准确，导致患者多次接收x射线剂量，造成重复的拍片。
2)由于epid中心位置准确，保证患者实际病灶部位成像质量及清晰度，实现准确地诊断治疗。
3)可以实现精确自动调整epid，缩短患者平躺在治疗床上的治疗时间，减轻患者的痛苦；同时减少医生和操作服务人员的人为不断调整摆位带来的时间耗费，节省大量的诊断时间。
附图说明
图1为epid伸出后与治疗头对准的示意图；
图2为本发明所提供的医用电子直线加速器的epid控制装置的局部结构示意图；
图3为图2中销轴部位的局部放大图；
图4为横向限位开关、纵向限位开关以及中心位置检测开关的安装位置示意图；
图5为图2所示医用电子直线加速器的epid控制装置进行横向调节的示意图；
图6为图2所示医用电子直线加速器的epid控制装置向下进行纵向调节的示意图；
图7为图2所示医用电子直线加速器的epid控制装置向上进行纵向调节的示意图；
图8本发明所提供的医用电子直线加速器的epid控制装置的控制电路示意图。
图中：
1.框架2.导轨3.左滑块4.左连接板5.左滑道6.左销轴7.左固定连杆8.左活动连杆9.右固定连杆10.右滑块11.中心位置检测开关12.横向限位开关13.纵向限位开关14.右销轴15.右滑道16.右活动连杆17.旋钮
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
如图2、图3、图4、图8所示，在一种具体实施例中，本发明提供的医用电子直线加速器的epid控制装置，包括用于将epid(图中用虚线方框表示)安装在医用电子直线加速器上的承载机构、中心位置检测开关、以及控制单元(mcu)；其中，承载机构设有用于安装epid并带动epid横向或纵向移动的调节机构，调节机构设有驱动电机且驱动电机设有用于反馈位置信息的电位计；中心位置检测开关为限位开关，设置在对应于epid的中心位置且位于epid下方的位置，其用于检测epid是否运动至中心位置，由epid运动至中心位置时触发；调节机构的驱动电机、驱动电机的电位计及中心位置检测开关均连接于mcu，mcu与上位机相连接，通过上位机界面可以自动获取epid的位置信息，并输入相应的参数，对epid的运动进行控制。
具体地，调节机构包括框架1、设于框架的导轨2以及设于导轨的左滑动部件和右滑动部件，左滑动部件和右滑动部件左右对称布置，下面主要以左滑动部件为例进行说明，右滑动部件在结构上与左滑动部件呈左右镜像关系，就不再重复描述。
左滑动部件主要由左滑块3、左连接板4和左连杆机构组成，左滑块3与导轨2滑动配合，可在导轨2上左右移动，左连接板4上开设有纵向的左滑道5，左滑道5中设有能够纵向滑动的左销轴6，左销轴6的上端设有用于连接epid左边部位的连接件，此连接件可以是用于连接epid的旋钮17等部件，左连杆机构的一端与框架1相固定，左连杆机构的另一端与左销轴6的下端相连接。
图2中所示的左连接板4虽然设计为三角形，但左连接板4的形状并不局限于三角形，根据实际需要的不同，左连接板4还可以设计成矩形、梯形等其他形状，而且，左连接板4既可以与左滑块3直接连接，也可以与左滑块3间接连接。
左连杆机构包括相互铰接的左固定连杆7和左活动连杆8，左固定连杆7的一端与框架1固定连接，左活动连杆8的一端与左销轴6的下端相连接，左固定连杆8和右固定连杆9布置呈倒“v”形，左固定连杆7与左活动连杆8布置呈“v”形，左活动连杆8也呈倒“v”形，其与左固定连杆7相连接的内侧杆身长度大于与左销轴6相连接的外侧杆身长度。
驱动电机的数量为两个，分别通过丝杠机构与左滑块3和右滑块10传动连接，以带动左滑块3和右滑块10在导轨2上左右移动，其中，与左滑块3传动连接的电机为第一电机，其上设有第一电位计，与右滑块10传动连接的电机为第二电机，其上设有第二电位计。
除了中心位置检测开关11，还进一步设有用于检测epid横向极限位置的横向限位开关12和用于检测epid纵向极限位置的纵向限位开关13，其中，横向限位开关12的数量为两个，分别设置在epid横向运动的左极限位置和右极限位置，纵向限位开关13的数量也为两个，分别设置在epid纵向运动的上极限位置和下极限位置。当epid运动至横向极限位置或纵向极限位置时，便会触发相应的限位开关，进而由mcu控制epid停止运动，防止其超过运动的极限位置，保证epid在设定的范围内进行调节，不会超出设定的边界。
设置两个横向限位开关12和两个纵向限位开关13可以使检测更加准确，而且，当其中一个限位开关出现故障时，另一个限位开关依然可以起检测作用，可以理解，出于简化的考虑，横向限位开关12和纵向限位开关13也可以分别只保留一个，同样能够实现本发明目的。
此外，为了触发中心位置检测开关11、横向限位开关12和纵向限位开关13，可以在epid的底部设计相应的触发结构，例如触碰点、触碰块等，当epid运动到相应的位置时，可通过触碰点、触碰块等结构触发相应的限位开关。
上述调节机构具有两种调节模式：
第一种调节模式，如图5所示，当epid横向运动方向出现位置偏差时候，第一电机和第二电机分别带动左滑块3和右滑块10同时向右运动或者同时向左运动(见图中横向箭头，其中实线箭头向左，虚线箭头向右)，此时，左滑块3和右滑块10的连杆机构并不动作，左销轴6和右销轴14也不会在左滑道5和右滑道15中滑动，epid随左滑块3和右滑块10一起横向移动，以满足当前epid的横向运动位置精度要求。
第二种调节模式，如图6、图7所示，当epid纵向运动方向出现位置偏差时候，第一电机和第二电机分别带动左滑块3和右滑块10同时相向运动或者背向运动(见图中横向箭头)，若左滑块3和右滑块10同时相向运动，则左活动连杆8和右活动连杆16会向下摆动一定角度，使左销轴6和右销轴14分别在左滑道5和右滑道15中向下纵向移动，进而带动epid向下纵向移动(见图6中纵向箭头)，若左滑块3和右滑块10同时背向运动，则左活动连杆8和右活动连杆16会向上摆动一定角度，使左销轴6和右销轴14分别在左滑道5和右滑道15中向上纵向移动，进而带动epid向上纵向移动(见图7中纵向箭头)，以满足当前epid的纵向运动位置精度要求。
epid在上升到所需的高度后，如果与实际需要水平横向和水平纵向进给的距离相差0.1mm，或者更接近目标位置时，可由中心位置检测开关11将epid的运动位置信息反馈至上位机界面，同时与第一电机和第二电机的电位计反馈的信息进行比较，如果比较结果不一致，则进行校准处理，从而保证运动精度。
当发现epid没有运动到位的情况发生时，首先判断是出现横向偏差还是纵向偏差，然后在上位机界面给出电机运动的指令信息，按照实际给定的参数进行水平进给运动。这时，第一电机和第二电机会带动左滑块3和右滑块10也跟着发生移位运动，同时带动epid进行移位运动，保证整个部件运动整体化。
上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，可以在承载机构框架的下边沿处也设置滑轨，以提高运行的稳定性；或者，将连杆机构设计成其他形式，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
本发明针对当前epid运动到位存在的缺陷，通过设计一种检测epid是否到位并能够进行微调的装置，实现对患者和epid的安全保护，这样可以避免人为的导致设备的故障发生，提高医疗设备整体系统的可靠性，并降低设计成本
此外，这种控制装置结构简单，易于控制，规避了软件算法繁琐的计算过程，同时避免了软件自身的bug，容易产生程序跑飞或死机的情况发生，导致不可预见的危害。
以上对本发明所提供的医用电子直线加速器的epid控制装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。