專利名稱：一種用于放射治療設備的質量控制系統與方法
技術領域：
本發明涉及醫療設備的質量控制檢測領域，具體涉及一種用于放 射治療設備的質量控制系統與方法。
背景技術：
放射治療是腫瘤治療的重要手段，是迅速發展的學科之一，放射 治療技術水平的提高和療效的改善與設備的進步緊密相連。作為放射 治療用設備的精度要求很高，其性能和精度直接影響了放射治療的最 終效果。特別是當前精確放射治療方法的應用，對放療設備的精準度 要求更高，因此配置高性能、高精度的放射治療設備是放射治療的基 礎，而這些放療設備的日常維護、保養以及檢測和調整是放射治療的 保障。特別是放療設備的檢測是做好放療質量控制的必要措施。隨著 腫瘤放射治療事業的發展，放療的質量保證問題，日益受到從事腫瘤 治療工作人員的重視。放療的根本目標在于給腫瘤區域足夠的、精確 的治療劑量，而使周圍正常組織和器官受照最少，以提高腫瘤控制率、 減少正常組織的方欠射并發癥。為了保證放療的安全和有效，必須對整 個治療計劃進行精'^的設計和準確的執行。完成治療的全過程需要實 施質量保證，要求放療醫生、物理師、放療技術員相互配合，共同努 力，減少各個環節誤差。許多誤差可以通過治療機的性能進行定期的 質量控制加以解決。放射治療的質量保證復雜，而目前放療質量保證 在很大程度上仍然依賴于質量保證人員的個人能力和經驗，而且存在 很大可能的人為測量誤差，測量時間長，工作效率低，這同時還給操 作人員帶來一定的輻射危害。
發明內容
基于現有技術的不足本發明目的在于提供一種用于放射治療設備 的質量控制系統與方法，測量時間縮短，工作效率提高，人為測量誤 差減少，增加測量結果的可靠性。
為實現上述目的，本發明提供的一種用于放射治療設備的質量控
制系統，包括
控制終端，與主機相連，用于輸出控制指令至主機；
主機，用于根據所述控制指令控制與其連接的定位儀的運作；
定位儀，其根據所述控制指令運作，采集放射治療設備的輸出量
并傳送至劑量儀；
劑量儀，用于檢測所述定位儀采集到的放射治療設備的輸出量。 具體地，所述主機包括電路主板，用于接收并處理所述控制終 端的控制指令，輸出相應的指令至步進電機驅動電路或旋轉電機驅動 電路；步進電機驅動電路，根據所述電路主板輸出的指令產生第一驅 動信號輸出至所述定位儀；旋轉電機驅動電路，根據所述電路主板輸 出的指令產生第二驅動信號輸出至所述定位儀；電源，用于給所述電 路主板、所述步進電機驅動電路以及旋轉電機驅動電路提供工作電源。
所述定位儀包括底板，其上表面設置有第一齒輪，所述第一齒 輪由旋轉電機根據所述第二驅動信號驅動；旋轉面板，與所述底板的 中心通過轉軸連接，其下表面設置有旋轉盤，所述旋轉盤的圓周上設 置有與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪，所述旋轉面板上表面設置有滑 軌；滑動面板，通過所述滑軌連接在所述旋轉面4反上，所述滑動面板 上方連接有用于采集放射治療設備的輸出量并傳送至劑量儀的探頭； 步進電機，與所述滑動面板連接，根據所述第一驅動信號控制滑動面 板沿著所述滑軌水平滑動。
所述底板上方設置有兩個限位塊，對應地，所述旋轉圓盤圓周上
設置有一個用于限制旋轉平面僅能在兩個限位塊之間旋轉的擋塊。所
述兩個限位塊限制所述旋轉平面水平旋轉9 0度角度。
該系統還包括攝像頭，用于采集所述定位儀工作過程的視頻信息， 并傳送至主機，再傳送給控制終端顯示。
所述控制終端是個人電腦；所述個人電腦通過網線與主機相連。 本發明還提供一種用于放射治療設備的質量控制方法，包括 控制終端輸出第 一 控制指令至主機；
主機處理所述第一控制指令，并輸出第一驅動信號至定位儀； 定位儀根據所述第一驅動信號運作，采集放射治療設備的第一輸 出量并傳送至劑量儀；
控制終端輸出第二控制指令至主機；
所述主機處理所述第二控制指令，并輸出第二驅動信號至定位儀； 定位儀根據所述第二驅動信號運作，采集放射治療設備的第二輸 出量并傳送至劑量儀；
劑量儀檢測所述定位儀采集到的放射治療設備的第 一 和第二輸出量。
具體地，所述定位儀根據所述第二驅動信號運作，是定位儀上的 旋轉電機根據所述第二驅動信號帶動與其嚙合的旋轉面板旋轉90度 后，停止旋轉，旋轉電機返回一個信號給旋轉電機驅動電路并傳送至 電路主板，此時電路主板觸發步進電機驅動電路輸出第三驅動信號傳 送至定位儀中的步進電機，步進電機根據所述第三驅動信號運作，帶 動滑動面板滑動，滑動面板上方探頭采集放射治療設備的第二輸出量 并傳送至劑量儀。
本發明釆用步進電機和旋轉電機自動控制定位儀采集放射治療設 備的輸出量，減少了人為測量誤差，測量時間短，工作效率高，同時，
通過控制終端遠距離隔離操作定位儀使得操作人員免受輻射危害。
為使本發明更加容易理解，下面將結合附圖進一步闡述本發明一 種用于放射治療設備的質量控制系統與方法。
圖1為本發明一種用于放射治療設備的質量控制系統的 方框圖。
圖2為本發明圖1的優選實施例的具體方框圖。 圖3為本發明圖1中定位儀的優選實施例的俯視圖。 圖4為本發明圖3中定位儀的優選實施例A-A的剖視圖 圖5為本發明圖4中定位儀的優選實施例B-B的剖^見圖， 圖6為本發明一種用于放射治療設備的質量控制方法的 流程圖。
具體實施例方式
本發明 一 種用于放射治療設備的質量控制系統，是專門用于測量 醫用放射治療設備例如醫用直線加速器和鈷-60治療機的光照野指標 的輔助系統。放射治療設備放射出來的射線垂直照射到該系統定位儀 的滑動面板上，通過計算機控制步進電機帶動滑動面板上的探頭水平 滑動，從而采集射線輸出量的信息，傳送給劑量儀測量放射治療設備 的光照野指標，主要包括光野的重合性和均勻性以及半影。其中計算 機控制終端和劑量儀放置在 一 個獨立的房間，定位儀和放射治療設備 放置在另 一個隔離的房間，從而使得操作人員可以高效安全地進行檢 測操作。
現在參考附圖描述本發明的實施例，圖l是本發明一種用于放射 治療設備的質量控制系統的 一 個實施例的方框圖，該系統包括
一個實施例的
一個實施例的控制終端1,與主機相連，用于輸出控制指令至主機；控制終端1 可以是個人電腦，其通過網線與主機相連向主機發送控制指令；
主機2,用于根據所述控制指令控制與其連接的定位儀的運作； 定位儀3，其根據所述控制指令運作，釆集放射治療設備的輸出 量并傳送至劑量儀；
劑量儀4,用于檢測所述定位儀采集到的放射治療設備的輸出量。 劑量儀是一種采用新一代單片計算機控制的高性價比集成數字化儀 器，配不同類型電離室可滿足不同的測量需要；可方便地測量診線X 線機、CT、 137Cs、 60Co治療機及電子直線加速器的光照野指標，主 要包括光野的重合性和均勻性以及半影；是放射診斷、放射治療必不 可少的纟企測工具。
圖2為本發明圖1的優選實施例的具體方框圖。所述主機2包括 電路主板201,用于接收并處理所述控制終端個人電腦1的控制指令， 輸出相應的指令至步進電機驅動電路202或旋轉電^4區動電路203; 步進電機驅動電路202根據所述電路主板輸出的指令產生第一驅動信 號輸出至所述定位儀3中的步進電機303,步進電機303根據第一驅 動信號運作帶動探頭采集放射治療設備的輸出量并傳送至劑量儀4; 旋轉電機驅動電路203根據所述電路主板201輸出的指令產生第二驅 動信號輸出至所述定位儀3中的旋轉電機316，旋轉電機316根據第 二驅動信號運作；電源204,用于給所述電路主板201、所述步進電機 驅動電路202以及旋轉電機驅動電路203提供工作電源。CCD攝像頭 5通過USB接口連接到主機2的電路主板上，用于采集所述定位儀3 工作過程的視頻信息，并傳送至主機2，再通過網線傳送給控制終端 個人電腦l顯示，其中CCD攝像頭5的像素大于30萬。
下面結合附圖詳細說明一下定位儀3的內部機械結構及工作原理。圖3、圖 4、圖5分別為本發明圖1中定位儀的優選實施例的俯視圖，A-A的垂直
剖視圖，以及B-B的水平剖視圖。
如圖3、圖4和圖5所示，定位儀包括
所迷定位儀3包括底板311,其上表面設置有第一齒輪312，下 表面設置有一個旋轉電機316,用于根據所述第二驅動信號驅動第一 齒輪312轉動；旋轉面板301與所述底板311的中心通過轉軸連接， 旋轉面板301可以繞該轉軸水平旋轉，其下表面設置有旋轉盤317， 所述旋轉盤317的圓周上設置有與所述第一齒輪312嚙合的第二齒輪， 旋轉電機316驅動第一齒輪312轉動帶動第二齒輪，從而使得旋轉盤 317帶旋轉面板301水平旋轉；
所述旋轉面板301上表面設置有兩條水平滑軌305;滑動面板302 通過所述滑軌305連接在所述旋轉面板301上，所述滑動面板302上 方連接有用于采集放射治療設備的輸出量并傳送至劑量儀4的探頭 304;步進電機303內設有 一根可以繞其主軸旋轉的螺桿，該螺桿與所 述滑動面板302通過螺環連接，當步進電機303根據接收到的第一驅 動信號驅動其螺桿轉動時，螺環沿螺桿水平移動，從而帶動滑動面板 302沿與螺桿平行的滑軌305水平滑動。
底板311上方設置有兩個限位塊313和314，對應地，所述旋轉 盤317圓周上設置有一個用于限制旋轉面板301僅能在兩個限位塊 313和314之間旋轉的擋塊315。所述兩個限位塊限制所述旋轉面板 301水平旋轉9 0度角度至與底板311垂直，從而探頭304可以采集 放射治療設備垂直方向的輸出量。
其性能指標包括1、探頭304往返行程150毫米；旋轉面板301 的旋轉角度為90度，誤差在正負0.2度范圍內；2、探頭304定位精 確度不大于0.2毫米；3、重復性不大于0.2毫米。
下面結合附圖6詳細說明該系統的工作流程。
首先，做好準備工作，設備初始化，使系統各設備儀器都處于初 始狀態，將定位儀的旋轉面板調節到與底板完全重合的位置，并將待 檢測的放療設備放置在定位儀的上方，使得其射線束垂直照射在定位 儀的旋轉面板上方的中心位置。其中，定位儀、放射治療設備、攝像 頭、主機放置在一個獨立的房間內，控制終端個人電腦和劑量儀放置 在房間外部，這樣操作人員通過攝像頭拍攝的視頻控制房間內各設備 的運作，從而提高了工作效率，避免了射線輻射帶來的危害。以下是
詳細的工作流程步驟
步驟S01,控制終端輸出第一控制指令至主機；操作人員通過電 腦發出測量放射治療設備水平方向輸出量的控制指令，該指令包含相 關參數，例如測量的水平坐標刻度值等；
步驟S02,主機中的電路主板處理上述第一控制指令，觸發步進 電機驅動電路輸出第 一 驅動信號傳送至定位儀中的步進電機；
步驟S03,步進電機根據所述第一驅動信號運作，帶動滑動面板 水平滑動，滑動面板上方探頭采集對應水平坐標刻度值位置的放射治 療設備的輸出量并傳送至劑量儀；
步驟S04,控制終端輸出第二控制指令至主機；操作人員通過電 腦發出測量放射治療設備垂直方向輸出量的控制指令，該指令包含相 關參數，例如測量的垂直坐標刻度值等；
步驟S05,主機中的電路主板處理所述第二控制指令并存儲測量 的垂直坐標刻度值等參數，觸發旋轉電機驅動電路輸出第二驅動信號 傳送至定位儀中的旋轉電機；
步驟S06，旋轉電機根據所述第二驅動信號帶動齒輪312轉動， 從而帶動與其嚙合的旋轉圓盤317水平旋轉，旋轉面板旋轉90度后， 檔塊315被限位塊314檔住，停止旋轉，此時滑動面板處于與底板垂 直的狀態，旋轉電機返回一個信號給旋轉電機驅動電路并傳送至電路 主板，此時電路主板觸發步進電機驅動電路輸出第三驅動信號傳送至 定位儀中的步進電機，步進電機根據所述第三驅動信號運作，帶動滑 動面板滑動，滑動面板上方探頭采集對應垂直坐標刻度值位置的放射 治療設備垂直方向的輸出量并傳送至劑量儀。
步驟S07，劑量儀檢測所述定位儀采集到的放射治療設備的水平 方向和垂直方向的輸出量，并顯示測量結果。
以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限 定本發明之權利范圍，因此依本發明申請專利范圍所作的等同變化，仍 屬本發明所涵蓋的范圍。
權利要求
1、一種用于放射治療設備的質量控制系統，其特征在于，包括控制終端，與主機相連，用于輸出控制指令至主機；主機，用于根據所述控制指令控制與其連接的定位儀的運作；定位儀，其根據所述控制指令運作，采集放射治療設備的輸出量并傳送至劑量儀；劑量儀，用于檢測所述定位儀采集到的放射治療設備的輸出量。
2、 如權利要求1所述的一種用于放射治療設備的質量控制系統， 其特征在于，所述主機包括電路主板，用于接收并處理所述控制終端的控制指令，輸出相應 的指令至步進電機驅動電路或旋轉電機驅動電路；步進電機驅動電路，根據所述電路主板輸出的指令產生第一驅動 信號輸出至所述定位儀；旋轉電機驅動電路，根據所述電路主板輸出的指令產生第二驅動 信號輸出至所述定位儀；電源，用于給所述電路主板、所述步進電才幾驅動電路以及旋轉電 機驅動電路提供工作電源。
3、 如權利要求2所述的一種用于放射治療設備的質量控制系統， 其特征在于，所述定位儀包括底板，其上表面設置有第一齒輪，所述第一齒輪由旋轉電機根據 所述第二驅動信號驅動；旋轉面板，與所述底板的中心通過轉軸連接，其下表面設置有旋轉盤，所述旋轉盤的圓周上設置有與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪，所述旋轉面板上表面設置有滑軌；滑動面板，通過所述滑軌連接在所述旋轉面板上，所述滑動面板 上方連接有用于采集放射治療設備的輸出量并傳送至劑量儀的探頭；步進電機，與所述滑動面板連接，根據所述第一驅動信號控制滑 動面板沿著所述滑軌水平滑動。
4、 如權利要求3所述的一種用于放射治療設備的質量控制系統， 其特征在于，所述底板上方設置有兩個限位塊，對應地，所述旋轉盤 圓周上設置有一個用于限制旋轉面板僅能在兩個限位塊之間旋轉的擋 塊。
5、 如權利要求4所述的一種用于放射治療設備的質量控制系統， 其特征在于，所述兩個限位塊限制所述旋轉面板水平旋轉9 0度角度。
6、 如權利要求1所述的一種用于放射治療設備的質量控制系統， 其特征在于，其還包括攝像頭，用于釆集所述定位儀工作過程的視頻 信息，并傳送至主機，再傳送給控制終端顯示。
7、 如權利要求1所述的一種用于放射治療設備的質量控制系統， 其特征在于，所述控制終端是個人電腦。
8、 如權利要求7所述的一種用于放射治療設備的質量控制系統， 其特征在于，所述個人電腦通過網線與主機相連。
9、 一種用于放射治療設備的質量控制方法，其特征在于，包括控制終端輸出第 一 控制指令至主機；主機處理所述第一控制指令，并輸出第一驅動信號至定位儀； 定位儀根據所述第 一 驅動信號運作，采集放射治療設備的第 一 輸 出量并傳送至劑量儀；控制終端輸出第二控制指令至主機；主機處理所述第二控制指令，并輸出第二驅動信號至定位儀； 定位儀根據所述第二驅動信號運作，采集放射治療設備的第二輸 出量并傳送至劑量儀；劑量儀檢測所述定位儀采集到的放射治療設備的第 一 和第二輸出量。
10、如權利要求9所述的一種用于放射治療設備的質量控制方法， 其特征在于，所述定位儀根據所述第二驅動信號運作，是定位儀上的 旋轉電機根據所述第二驅動信號帶動與其嚙合的旋轉面板旋轉90度 后，停止旋轉，旋轉電機返回一個信號給旋轉電機驅動電路并傳送至 電路主板，此時電路主板觸發步進電機驅動電路輸出第三驅動信號傳 送至定位儀中的步進電機，步進電機根據所述第三驅動信號運作，帶 動滑動面板滑動，滑動面板上方探頭采集放射治療設備的第二輸出量 并傳送至劑量儀。
全文摘要
本發明公開了一種用于放射治療設備的質量控制系統與方法，該系統包括控制終端，與主機相連，用于輸出控制指令至主機；主機，用于根據所述控制指令控制與其連接的定位儀的運作；定位儀，其根據所述控制指令運作，采集放射治療設備的輸出量并傳送至劑量儀；劑量儀，用于檢測所述定位儀采集到的放射治療設備的輸出量。相應地，本發明還公開了一種用于放射治療設備的質量控制方法。本發明利用定位儀采集放射治療設備的輸出量，減少了人為測量誤差，測量時間短，工作效率高，同時還使得操作人員免受輻射危害。
文檔編號G05B19/04GK101337113SQ200810198049
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月27日 優先權日2008年8月27日
發明者蘇曉舟, 榮 范, 紅 鄭, 黃偉旭 申請人:廣東省職業病防治院