本發(fā)明涉及電子凸輪控制的準(zhǔn)直器，具體涉及一種電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)及控制方法、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在腫瘤放射治療領(lǐng)域中，醫(yī)用電子直線加速器作為使用率最高、應(yīng)用最廣的治療設(shè)備發(fā)揮著不可或缺的關(guān)鍵作用，而其中準(zhǔn)直器系統(tǒng)是決定放射治療精度的關(guān)鍵部件之一。

2、半影的大小和劑量率分布是影像治療效果的關(guān)鍵因素之一，半影主要分為幾何半影和穿透半影兩種?，F(xiàn)有技術(shù)方案分為聚焦式和非聚焦式兩種，其中聚焦式準(zhǔn)直器鎢屏蔽塊為直線型截面，非聚焦式為圓弧型截面。聚焦式準(zhǔn)直器的鎢屏蔽塊上設(shè)置有用于旋轉(zhuǎn)限位的凸輪槽或弧形導(dǎo)軌，這使得在聚焦式準(zhǔn)直器在切換不同規(guī)格的射野時(shí)，使鎢屏蔽塊會(huì)隨著直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行聚焦旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，以確保鎢屏蔽塊的邊緣與等中心處既定輻射野邊線和源點(diǎn)連線共面，這樣可以最大幅度的避免因輻射光路上屏蔽材料厚度不等而導(dǎo)致的劑量率不均（穿透半影），但需要配套的凸輪槽或弧形導(dǎo)軌等機(jī)械結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，且準(zhǔn)直系統(tǒng)占用空間大。非聚焦式準(zhǔn)直器在切換不同規(guī)格的射野時(shí)，僅對(duì)鎢屏蔽塊進(jìn)行平移的直線運(yùn)動(dòng)控制，由鎢屏蔽塊圓弧型截面與射束邊界相切來保證射野邊界，因輻射光路中屏蔽材料厚度不等區(qū)域較多，所以導(dǎo)致穿透半影區(qū)域相對(duì)聚焦式準(zhǔn)直器更大。

3、出現(xiàn)幾何半影是因?yàn)樯渚€源點(diǎn)并不是一理想點(diǎn)，而是在出束位置具有一定的尺寸，從源點(diǎn)不同部位發(fā)出的射線在到達(dá)既定輻射野時(shí)存在一定的偏差，這種偏差導(dǎo)致在照射邊緣形成幾何半影。

4、盡管聚焦式準(zhǔn)直器會(huì)有著更小的穿透半影分布，但是還是會(huì)受幾何半影的影響。臨床上一般通過放療計(jì)劃中精確計(jì)算出實(shí)際的放射源點(diǎn)，在準(zhǔn)直器系統(tǒng)在安裝和調(diào)試時(shí)以實(shí)際源點(diǎn)為參考點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，從而修正幾何半影。

5、綜上所述，盡管聚焦式準(zhǔn)直器有著更好的半影分布，但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率較高，所以很多廠商退而求其次，選擇穩(wěn)定性更好但半影分布較差的非聚焦式準(zhǔn)直器。聚焦式準(zhǔn)直器會(huì)隨著使用時(shí)間的增加，會(huì)受到機(jī)械磨損和累計(jì)誤差增加等因素的影響，控制精準(zhǔn)度還會(huì)隨使用時(shí)間的增加變的越來越差，影響放療精度和放療結(jié)果。

6、因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待進(jìn)一步發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)及控制方法、電子設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

2、為達(dá)到上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，包括鎢屏蔽塊，在所述鎢屏蔽塊的一端設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于控制鎢屏蔽塊旋轉(zhuǎn)。

3、具體的，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括第一絲杠，所述第一絲杠上連接有旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件，所述旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件靠近鎢屏蔽塊的一側(cè)設(shè)置有容納槽，所述容納槽內(nèi)安裝有第一旋轉(zhuǎn)軸承，所述第一旋轉(zhuǎn)軸承與鎢屏蔽塊鉸接，旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件上下滑動(dòng)時(shí)，進(jìn)而帶動(dòng)鎢屏蔽塊和第一旋轉(zhuǎn)軸承相對(duì)于旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于通過旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件和第一旋轉(zhuǎn)軸承，控制鎢屏蔽塊繞第二旋轉(zhuǎn)軸承的軸線旋轉(zhuǎn)，也即繞第二旋轉(zhuǎn)軸承安裝孔的軸線旋轉(zhuǎn)。

4、具體的，所述容納槽為長(zhǎng)條孔，所述容納槽與第一旋轉(zhuǎn)軸承滑動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件升降的同時(shí)，使第一旋轉(zhuǎn)軸承不受水平方向的約束。

5、具體的，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括傘齒輪減速機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的一側(cè)通過傘齒輪減速機(jī)與第一絲杠連接，通過控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)量，使所述第一絲杠通過旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，從而控制鎢屏蔽塊的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

6、具體的，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括驅(qū)動(dòng)支架，所述驅(qū)動(dòng)支架通過第二旋轉(zhuǎn)軸承與鎢屏蔽塊鉸接，第二旋轉(zhuǎn)軸承設(shè)置在第二旋轉(zhuǎn)軸承安裝孔中，所述驅(qū)動(dòng)支架上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)支架的一側(cè)連接傳動(dòng)板，所述傳動(dòng)板與第二絲杠連接，所述第二絲杠的一端設(shè)置有一組直齒輪，所述直齒輪的一側(cè)連接直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，所述直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)用于控制鎢屏蔽塊進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。

7、具體的，所述第二絲杠通過第一固定座與第二固定座固定連接在底板上。

8、具體的，在所述鎢屏蔽塊的另一側(cè)設(shè)置有滑動(dòng)裝置，所述滑動(dòng)裝置包括第一支架，所述第一支架通過第二旋轉(zhuǎn)軸承與鎢屏蔽塊相鉸接，所述第一支架固定連接在直線導(dǎo)軌上方，使第一支架帶動(dòng)鎢屏蔽塊沿著導(dǎo)軌方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。

9、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種電子凸輪控制的準(zhǔn)直器控制方法，包括：

10、s100、獲取目標(biāo)射野，并根據(jù)所述目標(biāo)射野計(jì)算鎢屏蔽塊的第一張開距離和第一旋轉(zhuǎn)角度；

11、s200、利用電子凸輪技術(shù)使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)按照第一張開距離和第一旋轉(zhuǎn)角度控制鎢屏蔽塊進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)；

12、s300、獲取epid上形成的實(shí)際射野；

13、s400、若實(shí)際射野與目標(biāo)射野有差值，則根據(jù)實(shí)際射野和目標(biāo)射野的差值得到射線源點(diǎn)的實(shí)際高度，并利用射線源點(diǎn)的實(shí)際高度計(jì)算鎢屏蔽塊的第二張開距離和第二旋轉(zhuǎn)角度，并利用電子凸輪技術(shù)使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)按照第二張開距離和第二旋轉(zhuǎn)角度控制鎢屏蔽塊進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)，并跳轉(zhuǎn)至s300；若實(shí)際射野與目標(biāo)射野無差值，跳轉(zhuǎn)s500；

14、s500、鎢屏蔽塊停止運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)備出束。

15、具體的，當(dāng)鎢屏蔽塊的上表面與水平面平行時(shí)，將鎢屏蔽塊的上表面所在的平面記為目標(biāo)平面，所述射線源點(diǎn)的實(shí)際高度為射線源點(diǎn)到所述目標(biāo)平面的垂直距離。

16、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器；以及處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的電子凸輪控制的準(zhǔn)直器控制方法。

17、有益效果：

18、本發(fā)明通過可編輯的電子凸輪控制，實(shí)現(xiàn)了鎢屏蔽塊運(yùn)動(dòng)的可編輯化，大大降低了安裝調(diào)試要求，極大的提高了控制精度，進(jìn)一步提高了放射治療的效果，同時(shí)，本發(fā)明中電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，可在設(shè)備定期自檢中自動(dòng)修正聚焦偏擺弧度，消除長(zhǎng)期使用帶來的位置偏差，從而實(shí)現(xiàn)了鎢屏蔽塊的非線性運(yùn)動(dòng)控制，消除不同批次設(shè)備之間的裝配公差差異造成的影響，很大程度上提高了本發(fā)明的智能化程度、可用性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，包括鎢屏蔽塊（2），其特征在于，在所述鎢屏蔽塊（2）的一端設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（7），所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（7）用于控制鎢屏蔽塊（2）旋轉(zhuǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括第一絲杠（9），所述第一絲杠（9）上連接有旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件（10），所述旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件（10）靠近鎢屏蔽塊（2）的一側(cè)設(shè)置有容納槽（101），所述容納槽（101）內(nèi)安裝有第一旋轉(zhuǎn)軸承（4），所述第一旋轉(zhuǎn)軸承（4）與鎢屏蔽塊（2）鉸接，旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件（10）上下滑動(dòng)時(shí)，進(jìn)而帶動(dòng)鎢屏蔽塊（2）和第一旋轉(zhuǎn)軸承（4）相對(duì)于旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件（10）轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（7）用于通過旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件（10）和第一旋轉(zhuǎn)軸承（4），控制鎢屏蔽塊（2）繞第二旋轉(zhuǎn)軸承（17）的軸線旋轉(zhuǎn)，也即繞第二旋轉(zhuǎn)軸承安裝孔（61）的軸線旋轉(zhuǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，其特征在于，所述容納槽（101）為長(zhǎng)條孔，所述容納槽（101）與第一旋轉(zhuǎn)軸承（4）滑動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（7）驅(qū)動(dòng)第一絲杠（9）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件（10）升降的同時(shí)，使第一旋轉(zhuǎn)軸承（4）不受水平方向的約束。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括傘齒輪減速機(jī)（8），所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（7）的一側(cè)通過傘齒輪減速機(jī)（8）與第一絲杠（9）連接，通過控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（7）的轉(zhuǎn)動(dòng)量，使所述第一絲杠（9）通過旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)組件10進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，從而控制鎢屏蔽塊（2）的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括驅(qū)動(dòng)支架（6），所述驅(qū)動(dòng)支架（6）通過第二旋轉(zhuǎn)軸承（17）與鎢屏蔽塊（2）鉸接，第二旋轉(zhuǎn)軸承（17）設(shè)置在第二旋轉(zhuǎn)軸承安裝孔（61）中，所述驅(qū)動(dòng)支架（6）上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（7），所述驅(qū)動(dòng)支架（6）的一側(cè)連接傳動(dòng)板（11），所述傳動(dòng)板（11）與第二絲杠（12）連接，所述第二絲杠（12）的一端設(shè)置有一組直齒輪（15），所述直齒輪（15）的一側(cè)連接直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（16），所述直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（16）用于控制鎢屏蔽塊（2）進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，其特征在于，所述第二絲杠（12）通過第一固定座（13）與第二固定座（14）固定連接在底板（1）上。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)，其特征在于，在所述鎢屏蔽塊（2）的另一側(cè)設(shè)置有滑動(dòng)裝置，所述滑動(dòng)裝置包括第一支架（3），所述第一支架（3）通過第二旋轉(zhuǎn)軸承（17）與鎢屏蔽塊（2）相鉸接，所述第一支架（3）固定連接在直線導(dǎo)軌（5）上方，使第一支架（3）帶動(dòng)鎢屏蔽塊（2）沿著導(dǎo)軌方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。

8.一種電子凸輪控制的準(zhǔn)直器控制方法，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子凸輪控制的準(zhǔn)直器控制方法，其特征在于，當(dāng)鎢屏蔽塊（2）的上表面與水平面平行時(shí)，將鎢屏蔽塊（2）的上表面所在的平面記為目標(biāo)平面，所述射線源點(diǎn)的實(shí)際高度為射線源點(diǎn)到所述目標(biāo)平面的垂直距離。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種電子凸輪控制的準(zhǔn)直器系統(tǒng)及控制方法、電子設(shè)備，包括：在鎢屏蔽塊的一端設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，用于控制鎢屏蔽塊旋轉(zhuǎn)，提高了控制精度，所述方法包括獲取目標(biāo)射野，并根據(jù)目標(biāo)射野計(jì)算鎢屏蔽塊的第一張開距離和第一旋轉(zhuǎn)角度；利用電子凸輪技術(shù)使鎢屏蔽塊按照第一張開距離和第一旋轉(zhuǎn)角度控制鎢屏蔽塊進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)，得到實(shí)際射野；根據(jù)實(shí)際射野和目標(biāo)射野的差值得到射線源點(diǎn)的實(shí)際高度，并利用射線源點(diǎn)的實(shí)際高度計(jì)算鎢屏蔽塊的第二張開距離和第二旋轉(zhuǎn)角度，并按照第二張開距離和第二旋轉(zhuǎn)角度控制鎢屏蔽塊進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)，可自動(dòng)修正聚焦偏擺弧度，消除長(zhǎng)期使用造成的位置偏差。

技術(shù)研發(fā)人員：楊滔,劉松,劉賢洪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中玖閃光醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5