電動(dòng)多葉光柵葉片位置和速度的智能控制.pdf

1、隨著腫瘤放射治療技術(shù)的發(fā)展，隨著三維適形放療(3D Conformal Radio Therapy,即3DCRT)、調(diào)強(qiáng)放射治療(Intensity Modulate Radio Therapy,即IMRT)、影像引導(dǎo)治療(Image Guide Radio Therapy,即IGRT)等技術(shù)的臨床應(yīng)用日趨成熟，腫瘤放射治療在臨床腫瘤治療中的作用也越來越被臨床工作者和患者所接受，越來越多的患者需要進(jìn)行放射治療，然而如果用傳統(tǒng)的辦法開展新

2、技術(shù)，將大大增加醫(yī)務(wù)工作者的工作量，且治療效率非常低，治療效果不太理想。因此需要一種新型設(shè)備幫助臨床醫(yī)務(wù)工作者高效安全的開展放療新技術(shù)，使更多的腫瘤患者盡早的接受治療。 作為開展放療新技術(shù)的電動(dòng)多葉光柵(Dynamic Multi-leaf Collimator,即DMLC)有著舉足輕重的作用，它可以同時(shí)完成目前臨床的普通放療、三維適形放療、調(diào)強(qiáng)放射治療、影像引導(dǎo)治療，使得病人治療效率比原來提高了近一倍，大大降低了臨床工作者的工

3、作量，減少了鉛污染，有效的保護(hù)了醫(yī)務(wù)工作者，減少了對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)對(duì)電動(dòng)多葉光柵的技術(shù)要求也越來越高,從電動(dòng)多葉光柵的臨床作用來看，對(duì)作為電動(dòng)多葉光柵最主要部分且會(huì)直接影響到治療效果的電動(dòng)多葉光柵葉片運(yùn)動(dòng)控制的要求就更高。因?yàn)殡妱?dòng)多葉光柵的葉片材料為鎢合金，非常重，光柵運(yùn)行時(shí)，整個(gè)光柵懸掛在直線加速器加速器的機(jī)頭，這樣在考慮控制葉片運(yùn)動(dòng)時(shí)，要考慮到它的重力、加速度等各方面的因素，葉片的運(yùn)動(dòng)直接影響了X射線在病人體部的分布，因此對(duì)葉片運(yùn)

4、動(dòng)速度的控制要求有很好的加速度和良好的動(dòng)態(tài)性能，這樣針對(duì)于肺部腫瘤病人和其它運(yùn)動(dòng)器官腫瘤病人的治療有很大的幫助，對(duì)葉片位置控制精度控制要求也越來越高，這點(diǎn)對(duì)于前列腺病人非常重要。由于國(guó)外成套設(shè)備價(jià)格昂貴，因此開發(fā)滿足臨床新要求的電動(dòng)多葉光柵是市場(chǎng)提出的一個(gè)迫切的要求，并勾畫了美好的市場(chǎng)前景。 本課題主要研究的是基于滿足三維適形放療、調(diào)強(qiáng)放射治療、影像引導(dǎo)治療需求的電動(dòng)多葉光柵葉片位置和速度智能控制的設(shè)計(jì)。論文涉及了電動(dòng)多葉光柵葉

5、片位置和速度控制臨床需求功能分析、葉片智能控制方案設(shè)計(jì)、智能控制方案的實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證，設(shè)計(jì)了串級(jí)PID控制和基于小腦模型（CMAC）的前饋?zhàn)赃m應(yīng)控制策略(Adaptive control)。通過設(shè)計(jì)的方案對(duì)54個(gè)伺服電機(jī)的智能控制，完成了對(duì)電動(dòng)多葉光柵葉片位置和速度的智能控制。論文給出了通過后臺(tái)軟件監(jiān)控軟件顯示的控制系統(tǒng)的實(shí)施結(jié)果，并將所測(cè)量的電動(dòng)多葉光柵葉片位置、速度智能控制的結(jié)果與國(guó)外同類產(chǎn)品做了相關(guān)的性能指標(biāo)對(duì)比，從對(duì)比的結(jié)果上分析，