一种mlc系统叶片位置实时监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及位置检测装置，尤其涉及一种MLC系统叶片位置实时监控系统。其包括控制计算机、控制芯片、提供位置反馈信息给控制芯片的A/D转换、进行信息采集并传递给多路选择信号采集器、与多路选择信号采集器相连的马达转数计数器和叶片位置传感器。
【专利说明】
一种MLC系统叶片位置实时监控系统
技术领域
[0001]本发明涉及位置检测装置，尤其涉及一种MLC系统叶片位置实时监控系统。
【背景技术】
[0002]医用电子直线加速器为使照射野最大限度的接近肿瘤形状，大都配备了多叶准直器(mult1-leaf collimator)，简称MLC系统，从而达到最小程度的影响正常组织最大限度的杀伤肿瘤细胞的目的。由于MLC系统比铅挡的操作方法更准确和快速，目前配有MLC系统的医用直线加速器在全国各地的医疗机构中应用越来越广泛。随着医学技术的提高，放射治疗中的安全性和可靠性要求也越来越高，如何实时准确地确认MLC各叶片的位置是医用直线加速器质量控制工作的很重要的环节之一。
[0003]MLC系统是医用直线加速器的附加装置，由硬件系统和软件系统组成。硬件系统又分为控制计算机和MLC单元两部分，控制计算机发出福射野指令，MLC单元部分用来产生福射野，安装在加速器的准直器上，包括MLC驱动部分、机械传动系统和反馈控制电路，主要有铅叶片、螺杆、螺母等，铅叶一般由20对、40对或60对厚度为2?3mm的铅片组成，每个叶片配备一个微型电机，通过传动装置，微型电机能够带动叶片伸缩运动，所有叶片有序伸缩，可使得MLC形成特定的形状。相邻叶片之间相连面互为凹凸结构，具有结构紧密、防漏效果好等特点。
[0004]叶片位移距离控制利用微型电机的编码功能，叶片一个螺距的位移对应电机带动丝杆转动一圈，根据叶片位移数值，除以丝杆螺距得到电机所需转动的圈数，由此推导电机转动到位后返回的编码计数，由此初始化计数器技术并通过计数器中断来判断叶片位移是否到位。
[0005]其工作过程是控制计算机发出辐射野处方指令到控制计算机后，控制计算机将各叶片的位置参数转换成各叶片电动机所需旋转的圈数，然后发出运行指令到各单片机，再通过ISP接口电路到电机驱动电路板，电机驱动电路板驱动各叶片电机运转，各电机内部带有转数编码计数元件，达到设定的转数即到位后形成辐射野，开始出射线。
[0006]MLC的性能关键在于叶片的运动准确度和运动速度，在MLC系统实际工作中，与各马达相连接结合的螺杆、螺母以及马达自身的转数计数很容易出现误差或故障，引起叶片位置错误，从而导致射线辐射野错误或不准确，所以很有必要设计一种实时MLC叶片位置监控系统来监控所有叶片的位置符合设定的数值，一旦实时监测的位置信号与设定的位置信号数值不对应，则报错误信息提示，停止出束，保护病人安全。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种MLC系统叶片位置实时监控系统。
[0008]本发明为实现上述目的采用的技术方案是:一种MLC系统叶片位置实时监控系统，MLC系统由主体支架和叶片、叶片滑轨组成，其特征在于:包括控制计算机、控制芯片、提供位置反馈信息给控制芯片的A/D转换模块、进行信息采集并传递给A/D转换模块的多路选择信号采集器、与多路选择信号采集器相连的马达转数计数器和叶片位置传感器，还包括驱动叶片的马达以及用以控制马达的逆变器和电源，其中所述控制芯片通过连接的驱动电路对逆变器进行控制，以实现将控制计算机发出的位置信息通过马达来准确实现。
[0009]作为优选，所述数据采集电路采用MAX306，所述A/D转换电路采用ADS-CCD1202MC。
[0010]作为优选，所述控制芯片采用FPGAPL68C，所述驱动电路采用A3952SLB。
[0011]作为优选，所述叶片位置传感器包括位于叶片滑轨上端的电阻层和安装在叶片上顶面上的导电弹性球，所述导电弹性球包括弹簧和滑动球，所述滑动球压住弹簧镶嵌在叶片上顶面上设置的凹槽中，导电弹性小球与叶片滑轨上端的电阻层相接触，所述叶片位置传感器采用识别电压值信号来分析判断叶片的实际位置。
[0012]进一步，所述导电弹性球、叶片和叶片滑轨之间形成可变电阻的电位计系统，使叶片滑轨作为直流电源输入端，叶片作为直流电输出端，当叶片移动时，带动导电弹性球，改变与叶片滑轨的接触位置，改变叶片的输出电压。
[0013]作为优选，所述叶片的侧面设有凹槽，所述凹槽内设有齿条，所述叶片滑轨的侧面设有与所述齿条相啮合的齿轮，所述齿轮上连接有导电杆，所述齿轮的外侧设有一个均质半圆弧形电阻，所述导电杆与半圆弧形电阻相接触，所述叶片位置检测器包括叶片侧面的齿条、齿轮、导电杆和半圆弧形电阻。
[0014]进一步，导电杆和半圆弧形电阻形成弧形电位计，将导电杆作为直流电输出端，半圆弧形电阻作为直流电输入端，叶片在移动时，通过齿条带动齿轮旋转，进一步驱动导电杆，使导电杆在半圆弧形电阻上发生位置改变，导致输出电压的变化。
[0015]本发明的优点在于:能够准确识别叶片的位置，避免了传统的通过技术驱动马达圈数来计算叶片位置信息不准确的缺点。
【附图说明】
[0016]图1本发明叶片位置监控系统示意图。
[0017]图2本发明叶片位置传感器部分结构示意图。
[0018]图3本发明叶片位置传感器部分结构-叶片结构示意图。
[0019]图4本发明叶片位置传感器部分结构-叶片滑轨示意图。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]如图1所示，一种MLC系统叶片位置实时监控系统，MLC系统由主体支架和叶片1、叶片滑轨2组成，包括控制计算机、控制芯片、提供位置反馈信息给控制芯片的A/D转换模块、进行信息采集并传递给A/D转换模块的多路选择信号采集器、与多路选择信号采集器相连的马达转数计数器和叶片位置传感器，还包括驱动叶片I的马达以及用以控制马达的逆变器和电源，其中所述控制芯片通过连接的驱动电路对逆变器进行控制，以实现将控制计算机发出的位置信息通过马达来准确实现。
[0022]所述数据采集电路采用MAX306，所述A/D转换电路采用ADS-CCD1202MC，所述控制芯片采用FPGAPL68C，所述驱动电路采用A3952SLB。
[0023]如图2所示，所述叶片位置传感器包括位于叶片滑轨2上端的电阻层和安装在叶片I上顶面上的导电弹性球，所述导电弹性球包括弹簧11和滑动球12，所述滑动球12压住弹簧11镶嵌在叶片I上顶面上设置的凹槽13中，导电弹性小球与叶片滑轨2上端的电阻层相接触，所述叶片位置传感器采用识别电压值信号来分析判断叶片I的实际位置。
[0024]导电弹性球、叶片I和叶片滑轨2之间形成可变电阻的电位计系统，使叶片滑轨2的一端作为直流电源输入端，叶片的一端作为直流电输出端，当叶片I移动时，带动导电弹性球，改变与叶片滑轨2的接触位置，改变叶片I的输出电压，不同的电压值对应叶片I的位置?目息O
[0025]本发明的工作原理是:首先通过控制计算机输出位置数据给MLC系统的控制芯片，控制芯片将位置给定信息传递给连接的驱动电路，驱动电路通过逆变器驱动马达转动，进一步实现叶片I的位移;马达转动的同时，马达转数计数器和叶片位置传感器将收集到的马达转动的圈数和叶片I输出的电压信息(实际指叶片的位置信息)不间断地传递给多路选择信号采集器，多路选择信号采集器将接收到的相关信息传递给A/D转换模块，进一步，A/D转换模块将马达转动的圈数和叶片I输出的电压信息传递给控制芯片，通过控制芯片的处理和分析以及与位置给定信息作对比将接收到的位置给定信息做出适当调整，同时也将位置反馈信息传递给控制计算机以实时显示叶片I的实际位置，形成马达转数、电位计式位置传感器的叶片位置双重检测系统。
[0026]实时例2
[0027]如图3、4所示，所述叶片I的顶面设有凹槽，所述凹槽内设有齿条14，所述叶片滑轨2的顶面设有与所述齿条14相啮合的齿轮21，所述齿轮21上连接有导电杆22，所述齿轮21的外侧设有一个均质半圆弧形电阻23，所述导电杆22与半圆弧形电阻23相接触，所述叶片位置检测器包括叶片顶面的齿条14、齿轮21、导电杆22和半圆弧形电阻23，导电杆22和半圆弧形电阻23形成弧形电位计，将导电杆22作为直流电输出端，半圆弧形电阻22的一侧作为直流电输入端，叶片I在移动时，通过齿条14带动齿轮21旋转，进一步驱动导电杆22，使导电杆22在半圆弧形电阻23上发生位置改变，导致输出电压的变化，不同的电压值对应叶片的位置信息。其余同实施例1。
[0028]上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本
【发明内容】
的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种MLC系统叶片位置实时监控系统，MLC系统由主体支架和叶片、叶片滑轨组成，其特征在于:包括控制计算机、控制芯片、提供位置反馈信息给控制芯片的A/D转换模块、进行信息采集并传递给A/D转换模块的多路选择信号采集器、与多路选择信号采集器相连的马达转数计数器和叶片位置传感器，还包括驱动叶片的马达以及用以控制马达的逆变器和电源，其中所述控制芯片通过连接的驱动电路对逆变器进行控制，以实现将控制计算机发出的位置信息通过马达来准确实现。2.根据权利要求1所述的一种MLC系统叶片位置实时监控系统，其特征在于:所述数据采集电路采用MAX306，所述A/D转换电路采用ADS-CCD1202MC。3.根据权利要求1所述的一种MLC系统叶片位置实时监控系统，其特征在于:所述控制芯片采用FPGAPL68C，所述驱动电路采用A3952SLB。4.根据权利要求1所述的一种MLC系统叶片位置实时监控系统，其特征在于，所述叶片位置传感器包括位于叶片滑轨上端的电阻层和安装在叶片上顶面上的导电弹性球，所述导电弹性球包括弹簧和滑动球，所述滑动球压住弹簧镶嵌在叶片上顶面上设置的凹槽中，导电弹性小球与叶片滑轨上端的电阻层相接触，所述叶片位置传感器采用识别电压值信号来分析判断叶片的实际位置。5.根据权利要求4所述的一种MLC系统叶片位置实时监控系统，其特征在于:所述导电弹性球、叶片和叶片滑轨之间形成可变电阻的电位计系统，使叶片滑轨作为直流电源输入端，叶片作为直流电输出端，当叶片移动时，带动导电弹性球，改变与叶片滑轨的接触位置，改变叶片的输出电压。6.根据权利要求1所述的一种MLC系统叶片位置实时监控系统，其特征在于:所述叶片的顶面设有凹槽，所述凹槽内设有齿条，所述叶片滑轨的顶面设有与所述齿条相啮合的齿轮，所述齿轮上连接有导电杆，所述齿轮的外侧设有一个均质半圆弧形电阻，所述导电杆与半圆弧形电阻相接触，所述叶片位置检测器包括叶片顶面的齿条、齿轮、导电杆和半圆弧形电阻。7.根据权利要求6所述的一种MLC系统叶片位置实时监控系统，其特征在于:导电杆和半圆弧形电阻形成弧形电位计，将导电杆作为直流电输出端，半圆弧形电阻作为直流电输入端，叶片在移动时，通过齿条带动齿轮旋转，进一步驱动导电杆，使导电杆在半圆弧形电阻上发生位置改变，导致输出电压的变化。
【文档编号】A61B6/00GK106037773SQ201610343631
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】张炳昌, 宋强, 王燕妮, 赵文杰
【申请人】青岛市市立医院