加速器治療頭控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、放射治療作為惡性腫瘤的主要治療手段正在全世界范圍內(nèi)發(fā)揮著越來越大的作用。提高腫瘤放射治療增益比一直以來都是放射治療技術(shù)水平發(fā)展的首要任務(wù)和最終目標。適形調(diào)強放射治療(Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT)技術(shù)是目前提高放射治療增益比最為先進和最有效的方法。作為適形調(diào)強放射治療技術(shù)的必備設(shè)備，醫(yī)用加速器治療頭有著舉足輕重的作用。醫(yī)用加速器治療頭控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，能夠為適形調(diào)強放射治療過程提

2、供規(guī)則和適形輻射野，并配合X射線出束實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)的劑量強度調(diào)節(jié)，從而最大限度地將放射劑量集中到無規(guī)則的病變靶區(qū)內(nèi)，使得周圍正常組織和器官少受或免受不必要的射線照射，提高了放射治療的增益比和效率。
　　 本研究應(yīng)用Sliding Window動態(tài)調(diào)強控制策略以及數(shù)字PID控制算法，通過構(gòu)建治療頭準直器和多葉光柵控制模塊的軟硬件平臺，設(shè)計開發(fā)出了醫(yī)用加速器治療頭控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由準直器控制模塊、多葉光柵控制模塊、加速器通信網(wǎng)絡(luò)

3、和治療頭監(jiān)控軟件等組成。準直器控制模塊通過對鎢門及治療頭旋轉(zhuǎn)等相關(guān)運動的控制，為放射治療提供任意大小、位置和角度的規(guī)則輻射野；多葉光柵控制模塊通過對葉片的同步動態(tài)運動控制，實現(xiàn)腫瘤的適形輻射野以及靜態(tài)和動態(tài)的劑量強度調(diào)節(jié)；加速器通信網(wǎng)絡(luò)采用RS-485總線構(gòu)建全雙工通信信道，并通過應(yīng)用層通信協(xié)議的定義實現(xiàn)中控臺與治療頭各前端控制模塊之間的通信；治療頭監(jiān)控軟件采用Visual C++6.0開發(fā)平臺，通過友好的設(shè)計界面，簡便形象地實現(xiàn)控制參