一种测量直线加速器治疗头光阑位置的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及医疗器械技术领域，特别设及一种测量直线加速器治疗头光阔位置的 系统。
【背景技术】
[0002] 医用电子直线加速器的治疗头光阔由电机驱动其运动，电机控制治疗头光阔的打 开和闭合从而控制X射线的输出剂量。因此，为了精确地控制治疗头光阔运动，需要实时地 检测电机的转子位置，从而获得治疗头光阔的具体位置。
[0003] 现有技术中，由于编码器的数据处理电路比较简单，并且容易实现高分辨率，输出 信号也比较平滑。因此，利用编码器实现对电机的转子位置的测量，实现对治疗头光阔的位 置控制。治疗头光阔包括四块，每块光阔对应设置一个编码器，共设置四个编码器。
[0004] 医用电子直线加速器区别于其他使用编码器的场合，由于编码器内部集成有忍 片，直线加速器使用的X射线剂量比较大，信号干扰比较厉害。编码器中的忍片长期在X射 线的福射下容易损坏。
[0005] 因此，本领域技术人员需要提供一种测量直线加速器治疗头光阔位置的系统，能 够测量直线加速器治疗头光阔的位置，同时又能满足在大剂量X射线的照射下不会被损 坏，保证系统的可靠性。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种测量直线加速器治疗头光阔位置的系统，能 够测量直线加速器的治疗头光阔的位置，同时又能满足在大剂量X射线的照射下不会被损 坏，保证系统的可靠性。
[0007] 本发明实施例提供一种测量直线加速器治疗头光阔位置的系统，包括：旋转变压 器、励磁电路、信号转换电路和FPGA ;
[0008] 一个所述旋转变压器对应一块治疗头光阔；
[0009] 所述励磁电路，用于将所述FPGA输出的励磁数字信号转换为励磁模拟信号发送 给所述旋转变压器，所述励磁模拟信号用于给所述旋转变压器进行励磁；
[0010] 所述旋转变压器，用于在所述励磁电路的励磁下工作，测量驱动所述治疗头光阔 的电机的转子的转角，输出相互正交的正弦模拟信号和余弦模拟信号；
[0011] 所述信号转换电路，用于将所述正弦模拟信号和余弦模拟信号转换为数字信号发 送给所述FPGA ;
[0012] 所述FPGA，用于对所述数字信号进行处理获得所述电机的转子的转角。
[0013] 优选地，还包括：放大电路和低通滤波电路；
[0014] 所述放大电路和低通滤波电路连接于所述旋转变压器和所述信号转换电路之 间；
[0015] 所述放大电路，用于将所述旋转变压器输出的相互正交的正弦模拟信号和余弦模 拟信号进行放大；
[0016] 所述低通滤波电路，用于滤除放大后的相互正交的正弦模拟信号和余弦模拟信号 中的高次谐波。
[0017] 优选地，所述放大电路包括：第一电阻、第二电阻、第一电容和第一放大器；
[0018] 所述第一放大器的第一输入端通过所述第一电阻连接所述旋转变压器输出的所 述正弦模拟信号或余弦模拟信号；
[0019] 所述第一放大器的第一输入端通过所述第二电阻连接第一放大器的输出端，所述 第一电容并联在所述第二电阻的两端；
[0020] 所述第一放大器的第二输入端连接参考电源；
[0021] 所述第一放大器的输出端连接所述低通滤波电路的输入端。 阳02引优选地，还包括：驱动电路；
[0023] 所述驱动电路连接于所述旋转变压器和所述励磁电路之间；
[0024] 所述驱动电路，用于将所述励磁电路输出的励磁模拟信号进行放大滤波后发送给 所述旋转变压器。
[00巧]优选地，还包括：电压跟随放大器和推挽式功率放大器；
[00%] 所述电压跟随放大器的输入端连接所述驱动电路的输出端，用于将所述驱动电路 输出的励磁模拟信号进行缓冲隔离；
[0027] 所述推挽式功率放大器，用于对所述电压跟随放大器输出的励磁模拟信号进行正 半周和负半周的放大处理。 W28] 优选地，还包括：铁电存储器；
[0029] 所述FPGA，还用于当所述电机的转子的转角超过360度时，对所述转子的转角对 转子所转的圈数进行累计，将所述圈数存储在所述铁电存储器中，每次上电时，读出所述铁 电存储器中存储的圈数继续累计。
[0030] 优选地，还包括：第一接口电路和第二接口电路；
[0031] 所述第一接口电路连接于所述旋转变压器和所述信号转换电路之间；
[0032] 所述第一接口电路，用于将所述旋转变压器输出的两相正交的正弦模拟信号和余 弦模拟信号均转换为差分信号输出给所述信号转换电路；
[0033] 所述第二接口电路连接于所述FPGA和上位机之间；
[0034] 所述第二接口电路，用于将所述FPGA上传给所述上位机的数据转换为差分信号 传输给所述上位机。
[0035] 优选地，所述第二接口电路还包括个瞬变电压抑制二极管；
[0036] 所述第二接口电路的两根差分信号传输线之间连接一个所述瞬变电压抑制二极 管；
[0037] 每根所述差分信号传输线与地之间连接一个所述瞬变电压抑制二极管。
[0038] 优选地，还包括掉电检测电路；
[0039] 所述掉电检测电路，用于检测系统的电源电压，当检测到系统的电源电压掉电时， 则发送掉电信号给所述FPGA;
[0040] 所述FPGA，用于当收到所述掉电信号后停止接收所述信号转换电路发送的数字信 号。
[0041] 优选地，所述驱动电路包括：第S放大器、第六电阻、第屯电阻和第四电容；
[0042] 所述第=放大器的第一输入端通过所述第六电阻连接励磁电路输出的励磁模拟 信号；
[0043] 所述第=放大器的第一输入端通过第屯电阻连接第=放大器的输出端；
[0044] 第四电容并联在所述第屯电阻的两端。 W45] 与现有技术相比，本发明具有W下优点：
[0046] 本实施例提供的系统，利用旋转变压器来测量驱动治疗头光阔的电机的转子位 置。旋转变压器的结构为定子、转子和线圈，不包括任何忍片，由于定子、转子和线圈可W经 受大剂量X射线的长期福射，不会受X射线的干扰，使用寿命比较长，可靠性比较高。同时 该系统利用FPGA实现对旋转变压器的励磁控制W及对旋转变压器输出的模拟信号进行分 析处理获得电机转子的转角。该系统采用模块化设计方式，结构简单，成本较低。而现有技 术中利用编码器进行转子位置的检测，编码器中的忍片容易受X射线的福射而损坏，可靠 性比较差。
【附图说明】
[0047] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。
[0048]图1是本发明提供的测量直线加速器治疗头光阔位置的系统实施例一示意图；
[0049] 图2是本发明提供的测量直线加速器治疗头光阔位置的系统实施例二示意图；
[0050] 图3是本发明提供的放大电路和低通滤波电路示意图；
[0051] 图4是本发明提供的测量直线加速器治疗头光阔位置的系统实施例=示意图；
[0052] 图5是本发明提供的驱动电路电压跟随放大器和推挽式功率放大器的电路图；
[0053] 图6是本发明提供的测量直线加速器治疗头光阔位置的系统实施例四示意图；
[0054]图7是本发明提供的掉电检测电路示意图； 阳化5] 图8是本发明提供的旋转变压器的安装示意图。
【具体实施方式】
[0056] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0057] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。
[0058] 系统实施例一：
[0059] 参见图1，该图为本发明提供的测量直线加速器治疗头光阔位置的系统实施例一 示意图。
[0060] 本实施例提供的测量直线加速器治疗头光阔位置的系统，包括：旋转变压器100、 励磁电路200、信号转换电路300和现场可编程口阵列（FPGA，Field - Programm油Ie Gate Array)400 ；
[0061] 一个所述旋转变压器100对应一块治疗头光阔；
[0062]目前，直线加速器的治疗头光阔包括四块，四块所述治疗头光阔相对于治疗头的 中屯、点均匀分布；治疗头光阔的开口的大小决定X射线输出剂量的大小。每块治疗头光阔 由单独的一个电机驱动其运动。一个旋转变压器测量一个电机的转子的位置。因此，所述 旋转变压器100包括四个，每个旋转变压器100对应一块所述治疗头光阔。
[006引需要说明的是，四块治疗头光阔会发生X1、X2、Y1和Y2位置上的变化，即进行打开 和闭合往复运动。其中Xl和X2代表X轴的正半轴和负半轴，Yl和Y2代表Y轴的正半轴 和负半轴。因此四个旋转变压器也按照治疗头光阔的位置进行分布，可W检测治疗头光阔 的运动