一种调制器的多信号源选择电路及其控制方法与流程

本发明属于放射治疗应用的电子直线加速器的技术领域，具体涉及一种调制器的多信号源选择电路及其控制方法。

背景技术：

医用电子直线加速器主要由调制器、微波源、电子枪、加速管、准直器等主要部分组成，其核心部件—调制器是一种大功率强干扰的电气部件。而调制器采用回扫型充电变压器给其中的脉冲形成网络充电是一种比较安全、可靠的方式。这种调制器的控制电路中有一块固化的信号源，它会产生一组脉冲信号去控制充电变压器的初级蓄能。

受限于充电变压器的磁芯特性等原因，每个充电脉冲的最大宽度及脉冲间的最小间隔是有限的，而充电脉冲的个数则取决于加速器的最高能档的需要，当加速器最高能档确定后，充电脉冲个数、单个脉冲的最大宽度、脉冲间隔时间就决定了加速器微波源和电子枪束流发射的最大重复频率。

加速器治疗时会根据患者肿瘤位置的深度来选择能档的大小，该能量的大小由充电脉冲宽度进行调节：高能档时，单个脉冲的宽度宽，低能档时，单个脉冲的宽度窄，但最大重复频率不变。

加速器各能档的剂量率大小则决定了病人受照时间的长短，剂量率大则受照时间短。受到加速管带宽的因素的影响，加速器在低能端的剂量率往往偏低，只有高能档的剂量率的一半甚至更低，在最大重复频率下，加速器的高能档产生的最大吸收剂量率能达到500到600cgy/min，而低能档产生的最大吸收剂量率不足200cgy/min。这就意味在低能端对相同的剂量需要花费更多的时间，这严重影响到加速器的使用效率。

可以通过提升束流的发射频率来提高加速器的剂量率，这种方法不用调节电子枪灯丝电流，具备响应快、束流稳定等优点。但受单一信号源的影响，最高能档一旦确定，则低能档束流的最大发射频率也随之确定，不能实现提高剂量率的目的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种调制器的多信号源选择电路及其控制方法，能够提升加速器低能端剂量率。

实现本发明的技术方案如下：

一种调制器的多信号源选择电路，包括上位机、控制cpu、信号源选择电路和多个并联的信号源存储电路；

所述信号源数量与加速器能档一一对应，高能档对应的信号源充电脉冲个数多，最大重复频率低，低能档对应的信号源充电脉冲个数少，最大重复频率高；

上位机被控输出加速器能档信号，控制cpu根据所述能档信号产生选片编码送给信号源选择电路，信号源选择电路根据选片编码控制相应的信号源工作。

一种调制器的多信号源选择电路的控制方法，当加速器需在高能档工作时，则控制所述信号源选择电路选取最大重复频率相对低，每个重复周期中充电脉冲多的信号源；当加速器需在低能档工作时，则控制所述信号源选择电路选取最大重复频率相对高，每个重复周期中充电脉冲少的信号源。

一种调制器的多信号源选择电路的控制方法，上位机被控输出加速器能档信号，经过整机通讯发送给控制cpu；控制cpu生成同步时钟和选片编码发送给信号源选择电路，信号源选择电路根据选片编码控制对应的信号源输出，并根据同步时钟控制所选信号源的重复频率；其中，加速器高能档信号对应选择充电脉冲个数多，最大重复频率低的信号源，加速器低能档信号对应选择充电脉冲个数少，最大重复频率高的信号源。

有益效果：

本发明利用加速器高低能时所需调制器回扫变压器能量的差异，设计选择多信号源控制回扫变压器的充电脉冲的重复频率，通过提高低能档时充电脉冲的重复频率，增加了单位时间内束流发射的次数，从而有效补偿中高能医用电子直线加速器低能端的剂量率，解决了因加速管带宽限制引起的俘获率变低导致整机剂量率变低的问题，提高医用加速器的应用范围和使用效率。

附图说明

图1为本发明电路的结构示意图。

图2为本发明控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种调制器的多信号源选择电路，如图1所述，包括上位机、控制cpu、信号源选择电路和多个并联的信号源存储电路；

所述信号源数量与加速器能档一一对应，高能档时，需要回扫变压器蓄能多，则充电脉冲个数多，其最大重复频率相对较低；低能档时，需要回扫变压器蓄能少，每个重复周期周中充电脉冲较少的信号源，其最大重复频率相对较高。本发明根据加速器需要束流能量的高低设计了多个信号源：采用总线式结构的多块信号存储器(信号存储器1～信号存储器x)，分别固化充电脉冲个数不同(如2脉冲、3脉冲、4脉冲...6脉冲等)的信号波形，则每个信号源最小重复周期与之相对。

上位机被控输出加速器能档信号，控制cpu根据所述能档信号产生选片编码送给信号源选择电路，信号源选择电路根据选片编码控制相应的信号源工作。

一种调制器的多信号源选择电路的控制方法，如图2所示，上位机被控输出加速器能档信号，经过整机通讯发送给控制cpu；控制cpu生成同步时钟和选片编码发送给信号源选择电路，信号源选择电路根据选片编码控制对应的信号源输出，并根据同步时钟控制所选信号源的重复频率；其中，加速器高能档信号对应选择充电脉冲个数多，最大重复频率低的信号源，加速器低能档信号对应选择充电脉冲个数少，最大重复频率高的信号源。

控制cpu根据收到的上位机传来的加速器能档信号，产生选择编码送给译码电路，译码电路产生选片信号与寻址计数器控制相应的信号源工作。高能档时，需要回扫变压器储存的能量高，则选取每个重复周期中充电脉冲多(如6脉冲)的信号源，其最大重复频率相对较低(如5.8ms)；低能档时，需要回扫变压器储存的能量低，则选取每个重复周期周中充电脉冲较少(如2脉冲)的信号源，其最大重复频率相对较高(如2ms)。

这样，加速器低能档的重复周期(如2ms)将缩短到高能档时(如5.8ms)的近三分之一，也就意味着单位时间内电子束的发射次数将增加到原来的近3倍，其最大剂量率理论上也将增加到单一信号源时的近3倍，达到和高能档相当的数值，从而弥补了中高能医用电子直线加速器低能端剂量率低的不足。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种调制器的多信号源选择电路，其特征在于，包括上位机、控制cpu、信号源选择电路和多个并联的信号源存储电路；

所述信号源数量与加速器能档一一对应，高能档对应的信号源充电脉冲个数多，最大重复频率低，低能档对应的信号源充电脉冲个数少，最大重复频率高；

上位机被控输出加速器能档信号，控制cpu根据所述能档信号产生选片编码送给信号源选择电路，信号源选择电路根据选片编码控制相应的信号源工作。

2.一种控制权利要求1所述调制器的多信号源选择电路的方法，其特征在于，当加速器需在高能档工作时，则控制所述信号源选择电路选取最大重复频率相对低，每个重复周期中充电脉冲多的信号源；当加速器需在低能档工作时，则控制所述信号源选择电路选取最大重复频率相对高，每个重复周期中充电脉冲少的信号源。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，上位机被控输出加速器能档信号，经过整机通讯发送给控制cpu；控制cpu生成同步时钟和选片编码发送给信号源选择电路，信号源选择电路根据选片编码控制对应的信号源输出，并根据同步时钟控制所选信号源的重复频率；其中，加速器高能档信号对应选择充电脉冲个数多，最大重复频率低的信号源，加速器低能档信号对应选择充电脉冲个数少，最大重复频率高的信号源。

技术总结
本发明公开一种调制器的多信号源选择电路及其控制方法，包括上位机、控制CPU、信号源选择电路和多个并联的信号源存储电路；所述信号源数量与加速器能档一一对应，上位机被控输出加速器能档信号，控制CPU根据所述能档信号产生选片编码送给信号源选择电路，信号源选择电路根据选片编码控制相应的信号源工作，当加速器需在高能档工作时，控制所述信号源选择电路选取最大重复频率相对低，每个重复周期中充电脉冲多的信号源；当加速器需在低能档工作时，控制所述信号源选择电路选取最大重复频率相对高，每个重复周期中充电脉冲少的信号源；本发明能够提升加速器低能端剂量率。

技术研发人员：邓勇;彭东风;王小军;吴建兴;王春波;陈竟飞;杜庆龙;柘江;马筠
受保护的技术使用者：江苏海明医疗器械有限公司
技术研发日：2019.12.10
技术公布日：2020.05.08