一種測量直線加速器治療頭光闌位置的系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及醫療器械技術領域，特別設及一種測量直線加速器治療頭光闊位置的 系統。
【背景技術】
[0002] 醫用電子直線加速器的治療頭光闊由電機驅動其運動，電機控制治療頭光闊的打 開和閉合從而控制X射線的輸出劑量。因此，為了精確地控制治療頭光闊運動，需要實時地 檢測電機的轉子位置，從而獲得治療頭光闊的具體位置。
[0003] 現有技術中，由于編碼器的數據處理電路比較簡單，并且容易實現高分辨率，輸出 信號也比較平滑。因此，利用編碼器實現對電機的轉子位置的測量，實現對治療頭光闊的位 置控制。治療頭光闊包括四塊，每塊光闊對應設置一個編碼器，共設置四個編碼器。
[0004] 醫用電子直線加速器區別于其他使用編碼器的場合，由于編碼器內部集成有忍 片，直線加速器使用的X射線劑量比較大，信號干擾比較厲害。編碼器中的忍片長期在X射 線的福射下容易損壞。
[0005] 因此，本領域技術人員需要提供一種測量直線加速器治療頭光闊位置的系統，能 夠測量直線加速器治療頭光闊的位置，同時又能滿足在大劑量X射線的照射下不會被損 壞，保證系統的可靠性。

【發明內容】

[0006] 本發明要解決的技術問題是提供一種測量直線加速器治療頭光闊位置的系統，能 夠測量直線加速器的治療頭光闊的位置，同時又能滿足在大劑量X射線的照射下不會被損 壞，保證系統的可靠性。
[0007] 本發明實施例提供一種測量直線加速器治療頭光闊位置的系統，包括：旋轉變壓 器、勵磁電路、信號轉換電路和FPGA ;
[0008] 一個所述旋轉變壓器對應一塊治療頭光闊；
[0009] 所述勵磁電路，用于將所述FPGA輸出的勵磁數字信號轉換為勵磁模擬信號發送 給所述旋轉變壓器，所述勵磁模擬信號用于給所述旋轉變壓器進行勵磁；
[0010] 所述旋轉變壓器，用于在所述勵磁電路的勵磁下工作，測量驅動所述治療頭光闊 的電機的轉子的轉角，輸出相互正交的正弦模擬信號和余弦模擬信號；
[0011] 所述信號轉換電路，用于將所述正弦模擬信號和余弦模擬信號轉換為數字信號發 送給所述FPGA ;
[0012] 所述FPGA，用于對所述數字信號進行處理獲得所述電機的轉子的轉角。
[0013] 優選地，還包括：放大電路和低通濾波電路；
[0014] 所述放大電路和低通濾波電路連接于所述旋轉變壓器和所述信號轉換電路之 間；
[0015] 所述放大電路，用于將所述旋轉變壓器輸出的相互正交的正弦模擬信號和余弦模 擬信號進行放大；
[0016] 所述低通濾波電路，用于濾除放大后的相互正交的正弦模擬信號和余弦模擬信號 中的高次諧波。
[0017] 優選地，所述放大電路包括：第一電阻、第二電阻、第一電容和第一放大器；
[0018] 所述第一放大器的第一輸入端通過所述第一電阻連接所述旋轉變壓器輸出的所 述正弦模擬信號或余弦模擬信號；
[0019] 所述第一放大器的第一輸入端通過所述第二電阻連接第一放大器的輸出端，所述 第一電容并聯在所述第二電阻的兩端；
[0020] 所述第一放大器的第二輸入端連接參考電源；
[0021] 所述第一放大器的輸出端連接所述低通濾波電路的輸入端。 陽02引優選地，還包括：驅動電路；
[0023] 所述驅動電路連接于所述旋轉變壓器和所述勵磁電路之間；
[0024] 所述驅動電路，用于將所述勵磁電路輸出的勵磁模擬信號進行放大濾波后發送給 所述旋轉變壓器。
[00巧]優選地，還包括：電壓跟隨放大器和推挽式功率放大器；
[00%] 所述電壓跟隨放大器的輸入端連接所述驅動電路的輸出端，用于將所述驅動電路 輸出的勵磁模擬信號進行緩沖隔離；
[0027] 所述推挽式功率放大器，用于對所述電壓跟隨放大器輸出的勵磁模擬信號進行正 半周和負半周的放大處理。 W28] 優選地，還包括：鐵電存儲器；
[0029] 所述FPGA，還用于當所述電機的轉子的轉角超過360度時，對所述轉子的轉角對 轉子所轉的圈數進行累計，將所述圈數存儲在所述鐵電存儲器中，每次上電時，讀出所述鐵 電存儲器中存儲的圈數繼續累計。
[0030] 優選地，還包括：第一接口電路和第二接口電路；
[0031] 所述第一接口電路連接于所述旋轉變壓器和所述信號轉換電路之間；
[0032] 所述第一接口電路，用于將所述旋轉變壓器輸出的兩相正交的正弦模擬信號和余 弦模擬信號均轉換為差分信號輸出給所述信號轉換電路；
[0033] 所述第二接口電路連接于所述FPGA和上位機之間；
[0034] 所述第二接口電路，用于將所述FPGA上傳給所述上位機的數據轉換為差分信號 傳輸給所述上位機。
[0035] 優選地，所述第二接口電路還包括個瞬變電壓抑制二極管；
[0036] 所述第二接口電路的兩根差分信號傳輸線之間連接一個所述瞬變電壓抑制二極 管；
[0037] 每根所述差分信號傳輸線與地之間連接一個所述瞬變電壓抑制二極管。
[0038] 優選地，還包括掉電檢測電路；
[0039] 所述掉電檢測電路，用于檢測系統的電源電壓，當檢測到系統的電源電壓掉電時， 則發送掉電信號給所述FPGA;
[0040] 所述FPGA，用于當收到所述掉電信號后停止接收所述信號轉換電路發送的數字信 號。
[0041] 優選地，所述驅動電路包括：第S放大器、第六電阻、第屯電阻和第四電容；
[0042] 所述第=放大器的第一輸入端通過所述第六電阻連接勵磁電路輸出的勵磁模擬 信號；
[0043] 所述第=放大器的第一輸入端通過第屯電阻連接第=放大器的輸出端；
[0044] 第四電容并聯在所述第屯電阻的兩端。 W45] 與現有技術相比，本發明具有W下優點：
[0046] 本實施例提供的系統，利用旋轉變壓器來測量驅動治療頭光闊的電機的轉子位 置。旋轉變壓器的結構為定子、轉子和線圈，不包括任何忍片，由于定子、轉子和線圈可W經 受大劑量X射線的長期福射，不會受X射線的干擾，使用壽命比較長，可靠性比較高。同時 該系統利用FPGA實現對旋轉變壓器的勵磁控制W及對旋轉變壓器輸出的模擬信號進行分 析處理獲得電機轉子的轉角。該系統采用模塊化設計方式，結構簡單，成本較低。而現有技 術中利用編碼器進行轉子位置的檢測，編碼器中的忍片容易受X射線的福射而損壞，可靠 性比較差。
【附圖說明】
[0047] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W 根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0048]圖1是本發明提供的測量直線加速器治療頭光闊位置的系統實施例一示意圖；
[0049] 圖2是本發明提供的測量直線加速器治療頭光闊位置的系統實施例二示意圖；
[0050] 圖3是本發明提供的放大電路和低通濾波電路示意圖；
[0051] 圖4是本發明提供的測量直線加速器治療頭光闊位置的系統實施例=示意圖；
[0052] 圖5是本發明提供的驅動電路電壓跟隨放大器和推挽式功率放大器的電路圖；
[0053] 圖6是本發明提供的測量直線加速器治療頭光闊位置的系統實施例四示意圖；
[0054]圖7是本發明提供的掉電檢測電路示意圖； 陽化5] 圖8是本發明提供的旋轉變壓器的安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0056] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0057] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0058] 系統實施例一：
[0059] 參見圖1，該圖為本發明提供的測量直線加速器治療頭光闊位置的系統實施例一 示意圖。
[0060] 本實施例提供的測量直線加速器治療頭光闊位置的系統，包括：旋轉變壓器100、 勵磁電路200、信號轉換電路300和現場可編程口陣列（FPGA，Field - Programm油Ie Gate Array)400 ；
[0061] 一個所述旋轉變壓器100對應一塊治療頭光闊；
[0062]目前，直線加速器的治療頭光闊包括四塊，四塊所述治療頭光闊相對于治療頭的 中屯、點均勻分布；治療頭光闊的開口的大小決定X射線輸出劑量的大小。每塊治療頭光闊 由單獨的一個電機驅動其運動。一個旋轉變壓器測量一個電機的轉子的位置。因此，所述 旋轉變壓器100包括四個，每個旋轉變壓器100對應一塊所述治療頭光闊。
[006引需要說明的是，四塊治療頭光闊會發生X1、X2、Y1和Y2位置上的變化，即進行打開 和閉合往復運動。其中Xl和X2代表X軸的正半軸和負半軸，Yl和Y2代表Y軸的正半軸 和負半軸。因此四個旋轉變壓器也按照治療頭光闊的位置進行分布，可W檢測治療頭光闊 的運動