專利名稱：一種用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械醫(yī)用電子直線加速器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于醫(yī)用直線 加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)用直線加速器中設(shè)置聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)是為了保證病人、操作人員的安全，并在 日常使用期間保護機器，是加速器必不可少的功能。聯(lián)保控制系統(tǒng)中需要考慮各種因素，例 如，病人保護聯(lián)鎖是為了避免機器工作過程中可能出現(xiàn)的各種危害，如過劑量照射和機械 損傷，并確保病人的準(zhǔn)確治療；有一些聯(lián)鎖是為了防止操作人員誤操作可能產(chǎn)生的錯誤治 療；機器聯(lián)鎖是為了在機器元器件或分系統(tǒng)出故障時馬上關(guān)閉機器，防止機器故障進一步 擴大。聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)不僅需要保證病人安全和機器安全，由于加速器聯(lián)鎖信號很多，出現(xiàn)故 障后，難以對故障進行判斷和定位，對故障的解決不利，因此聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)還需要對故障進 行定位，以協(xié)助進行故障排除。但是，目前還沒有一種能夠滿足上述要求的醫(yī)用直線加速器聯(lián)保控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)保控制系統(tǒng)，通過檢 測直線加速器中的各部分故障并執(zhí)行相應(yīng)操作，從而關(guān)閉機器的部分或全部功能，實現(xiàn)了 病人保護聯(lián)鎖、機器聯(lián)鎖、誤操作聯(lián)鎖，并且能夠進行故障定位。該智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，包括輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)、輔助故障采集系統(tǒng)、設(shè)置在直線加速器 7大分系統(tǒng)中的故障檢測模塊和主控計算機；7個分系統(tǒng)為調(diào)制器系統(tǒng)、加速管系統(tǒng)、劑量 監(jiān)控ADCl系統(tǒng)、ADC2系統(tǒng)、柵控槍AIC系統(tǒng)、治療頭系統(tǒng)和治療床系統(tǒng)；7個分系統(tǒng)中的故 障檢測模塊分別接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)；輔助故障采集系統(tǒng)包括溫度傳感器、鈦泵電流傳感器、采集充氣波導(dǎo)內(nèi)氣壓的氣 壓壓力表、采集水冷系統(tǒng)水壓的水壓壓力表和治療室屏蔽門開關(guān)，并分別接入輔助聯(lián)鎖系 統(tǒng)；輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)和各故障檢測模塊還分別與主控計算機通信連接；各個分系統(tǒng)中的故障檢測模塊，用于檢測所在分系統(tǒng)故障，在檢測到故障后確定 相應(yīng)操作；將相應(yīng)操作信息通知給輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)，將包含故障原因和相應(yīng)操作信息的故障 代碼發(fā)送給主控計算機；不同分系統(tǒng)檢測到故障后所確定的相應(yīng)操作分別為調(diào)制器系統(tǒng) 中的故障檢測模塊檢測到故障后，確定斷高壓；加速管系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障 后，根據(jù)故障類型確定斷束流、斷高壓或斷低壓；ADCl系統(tǒng)和ADC2系統(tǒng)中的故障檢測模塊 檢測到故障后，確定斷高壓；AIC系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障后，根據(jù)故障類型確定 斷束流或斷高壓；治療頭系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障后，根據(jù)故障類型確定斷束流 或斷高壓；治療床系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到不到位故障后，確定斷高壓；輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)的功能包括(1)在檢測到溫度傳感器采集的溫度值大于預(yù)設(shè)溫度門限時，確定水溫過高故障以及相應(yīng)操作為斷低壓；(2)在檢測到鈦泵電流傳感器采集的 鈦泵電源電流超過預(yù)設(shè)電流門限時，確定鈦泵電源電流故障以及相應(yīng)操作為斷束流；(3) 在檢測到氣壓壓力表采集的充氣波導(dǎo)內(nèi)氣壓低于0. 22MPa時，確定充氣波導(dǎo)氣壓故障以及 相應(yīng)操作為斷高壓；(4)在檢測到水壓壓力表采集的水冷系統(tǒng)水壓低于設(shè)定值時，確定水 冷系統(tǒng)水壓故障以及相應(yīng)操作為斷低壓；(5)在檢測到治療室屏蔽門未關(guān)時，確定治療室 屏蔽門開關(guān)故障以及相應(yīng)操作為斷高壓；(6)在確定輔助故障采集系統(tǒng)故障以及相應(yīng)操作 后，或接收到故障檢測模塊發(fā)來的操作通知后，執(zhí)行相應(yīng)操作，具體來說在確定斷束流時， 通知加速管系統(tǒng)執(zhí)行斷束流操作；在確定斷高壓時，通知調(diào)制器系統(tǒng)執(zhí)行斷高壓操作；在 確定斷低壓時，通知主控計算機；(7)在確定輔助故障采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障以及相應(yīng)操作后， 進一步將包含故障原因和相應(yīng)操作信息的故障代碼發(fā)送給主控計算機；主控計算機，用于根據(jù)所接收的故障代碼，顯示故障原因和相應(yīng)操作信息；在接收 到輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)的斷低壓通知時，通知所有分系統(tǒng)執(zhí)行斷低壓操作。優(yōu)選地，所述輔助故障采集系統(tǒng)包括溫度傳感器1 7，分別用于采集加速管入口 水溫、磁控管磁鐵出口水溫、磁控管陽極出口水溫、加速管聚焦線圈出口水溫、微波系統(tǒng)大 負(fù)載出口水溫、加速管束流偏轉(zhuǎn)線圈出口水溫和水冷系統(tǒng)外循環(huán)水入口水溫優(yōu)選地，所述輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)進一步為各個分系統(tǒng)提供IMHz的同步時鐘，同步時鐘 信號通過74LS 123芯片展寬后觸發(fā)發(fā)光二極管HLl，HLl亮?xí)r表示同步時鐘信號正常，不亮 則表示有故障。優(yōu)選地，所述智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)進一步包括設(shè)置在控制臺上的8個故障屏蔽按鍵 1 8，分別對應(yīng)輔助故障采集系統(tǒng)、調(diào)制器系統(tǒng)、加速管系統(tǒng)、ADCl系統(tǒng)、ADC2系統(tǒng)、AIC系 統(tǒng)、治療頭系統(tǒng)、治療床系統(tǒng)；當(dāng)故障發(fā)生時，判斷所發(fā)生故障對應(yīng)的故障屏蔽按鍵是否被 按下，如果是，則不中斷醫(yī)用直線加速器的工作；否則，中斷醫(yī)用直線加速器的工作。根據(jù)以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明智能聯(lián)保控制系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣謾C狀態(tài)和各設(shè)定檢測點進行實時監(jiān)控，醫(yī)用 直線加速器一旦出現(xiàn)故障后，智能聯(lián)保控制系統(tǒng)能夠關(guān)閉機器的部分或全部功能，并對故 障進行定位，使機器故障一目了然，有利于對故障的判斷和排除工作。由于檢測點設(shè)置的較 為全面，因此，能夠有效判斷故障和進行聯(lián)鎖動作。其次，本發(fā)明采用光耦實現(xiàn)輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)與壓力表、開關(guān)和分系統(tǒng)之間的信息傳 遞，結(jié)構(gòu)簡單可靠。此外，本發(fā)明還提供了故障屏蔽功能，方便系統(tǒng)調(diào)試。


圖1為本發(fā)明用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。本發(fā)明提供了一種用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)保控制系統(tǒng)，其核心思想是，建 立一個輔助聯(lián)保系統(tǒng)，用于監(jiān)測醫(yī)用直線加速器水冷系統(tǒng)中的水溫、水壓、充氣波導(dǎo)系統(tǒng)中 的氣壓、鈦泵電源的電流、治療室屏蔽鉛門的開關(guān)以及各個分系統(tǒng)的故障，根據(jù)故障類型確定相應(yīng)操作，以便實現(xiàn)病人保護聯(lián)鎖、機器聯(lián)鎖、誤操作聯(lián)鎖。為了便于發(fā)現(xiàn)故障、排除故障，如圖1所示，本發(fā)明把機器故障分為如下幾塊調(diào) 制器系統(tǒng)故障、加速管系統(tǒng)故障、劑量監(jiān)控(ADC) 1系統(tǒng)故障、ADC2系統(tǒng)故障、柵控槍(AIC) 系統(tǒng)故障、治療頭系統(tǒng)故障、治療床系統(tǒng)故障以及涵蓋各種預(yù)設(shè)檢測點的輔助故障采集系 統(tǒng)故障。其中，輔助故障采集系統(tǒng)具體包括水冷系統(tǒng)的水溫、水壓，充氣波導(dǎo)系統(tǒng)中的氣壓、 鈦泵電源和屏蔽門開關(guān)故障。輔助故障采集系統(tǒng)故障由輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)檢測和確定相應(yīng)操作；7大分系統(tǒng)的故障 檢測和相應(yīng)操作的確定由其各自的故障檢測模塊完成，并將相應(yīng)操作通知給輔助聯(lián)鎖系 統(tǒng)。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)統(tǒng)一進行相應(yīng)操作的執(zhí)行分配。本發(fā)明的故障處理分為斷束流，斷高壓，斷低壓三級，不同故障類型對應(yīng)的相應(yīng)操 作不同。低壓是指各分系統(tǒng)的供電電壓，各分系統(tǒng)上電完成后，為調(diào)制器系統(tǒng)加高壓，一切 就緒，才能控制加速管發(fā)束流。因此，輔助連鎖系統(tǒng)在確定斷束流時，通知加速管系統(tǒng)執(zhí)行 斷束流操作；在確定斷高壓時，通知調(diào)制器系統(tǒng)執(zhí)行斷高壓操作；在確定斷低壓時，通知主 控計算機，由主控計算機控制各分系統(tǒng)執(zhí)行斷低壓操作。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)和每個分系統(tǒng)都通 過通信線路與主控計算機相連，用于將故障代碼發(fā)送給主控計算機進行顯示等處理。下面針對每個分系統(tǒng)進行詳細描述。 輔助故障采集系統(tǒng)聯(lián)保輔助故障采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)設(shè)定檢測點的故障采集，故障判斷由輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)執(zhí)行。如圖1所示，輔助故障采集系統(tǒng)包括溫度傳感器1 7、鈦泵電流傳感器、水氣壓力 傳感單元和治療室屏蔽門開關(guān)，并分別接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。(1)溫度傳感器1 7分別用于采集如下7個檢測點的溫度，分別為1_加速管入 口水溫；2-磁控管磁鐵出口水溫；3-磁控管陽極出口水溫；4-加速管聚焦線圈出口水溫； 5_微波系統(tǒng)大負(fù)載出口水溫；6-加速管束流偏轉(zhuǎn)線圈出口水溫；7-水冷系統(tǒng)外循環(huán)水入口 水溫。溫度傳感器1 7采集的表示溫度的電流量輸入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。各溫度傳感器通過導(dǎo)線接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)；輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)采用運算放大器把7路 溫度傳感器電流輸入量轉(zhuǎn)化為電壓量，變化范圍為0-5V，由TLC1543A/D轉(zhuǎn)換0-50°C的數(shù)字 量，與各自的設(shè)置值相比較，比設(shè)置值大時，輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)確定水溫過高故障以及相應(yīng)的操 作為斷低壓。并且，輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)將斷低壓指令發(fā)送給主控計算機，由主控計算機控制所有 分系統(tǒng)斷低壓。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主控計算機，在主控計算機上顯示故障 原因和操作，例如顯示“輔助系統(tǒng)溫度斷低壓”。(2)鈦泵電流傳感器鈦泵電流傳感器通過導(dǎo)線接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)在檢測到鈦泵電流傳 感器采集的鈦泵電源電流超過預(yù)設(shè)電流門限時，確定鈦泵電源電流故障以及相應(yīng)操作為斷 束流。并且，將斷束流指令發(fā)送給加速管系統(tǒng)，由加速管系統(tǒng)完成斷束流操作。輔助聯(lián)鎖系 統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主控計算機，在主控計算機上顯示故障原因和操作，例如顯示“輔助 系統(tǒng)鈦泵斷束流”。(3)水氣壓力傳感單元水氣壓力傳感單元包括采集充氣波導(dǎo)內(nèi)氣壓的氣壓壓力表和采集水冷系統(tǒng)水壓 的水壓壓力表。兩個壓力表均通過設(shè)置在輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)中的輸入光耦接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。這樣，輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)就可以根據(jù)輸入光耦的電平變化方便的讀取壓力表狀態(tài)變化情況。從磁控管到加速管陶瓷窗之間的波導(dǎo)傳輸?shù)奈⒉üβ瘦^強，為了防止波導(dǎo)管中產(chǎn) 生放電，必須填充介電常數(shù)較高的介質(zhì)氣體，當(dāng)充氣波導(dǎo)內(nèi)的氣壓低于0. 22MPa時，壓力表 的電接點斷開，對應(yīng)的輸入光耦沒有導(dǎo)通，光耦輸出為低電平；此時，輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)根據(jù)輸 入光耦的電平變化得知充氣波導(dǎo)內(nèi)氣壓低于0. 22MPa，確定充氣波導(dǎo)氣壓故障以及相應(yīng)操 作為斷高壓；并且，將斷高壓指令發(fā)送給調(diào)制器系統(tǒng)，由調(diào)制器系統(tǒng)完成斷高壓操作。輔助 聯(lián)鎖系統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主控計算機，在主控計算機上顯示故障原因和操作，例如顯 示“輔助系統(tǒng)氣壓斷高壓”。在水冷系統(tǒng)中設(shè)置三個檢測點，每個檢測點設(shè)置一個壓力表。各壓力表均通過設(shè) 置在輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)中的輸入光耦接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。當(dāng)任一檢測點的水壓低于設(shè)定值時， 相應(yīng)壓力表的電接點斷開，對應(yīng)的輸入光耦沒有導(dǎo)通，輸入光耦輸出為低電平；此時，輔助 聯(lián)鎖系統(tǒng)根據(jù)輸入光耦的電平變化得知水冷系統(tǒng)水壓低于設(shè)定值，確定水冷系統(tǒng)水壓故障 以及相應(yīng)操作為斷低壓；并且，將斷低壓指令發(fā)送給主控計算機，由主控計算機控制所有分 系統(tǒng)斷低壓。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主控計算機，在主控計算機上顯示故障原 因和操作，例如顯示“輔助系統(tǒng)水壓斷低壓”。(4)治療室屏蔽門開關(guān)治療室屏蔽鉛門的開關(guān)通過設(shè)置在輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)中的輸入光耦接入輔助聯(lián)鎖系 統(tǒng)。當(dāng)治療室屏蔽鉛門沒有關(guān)上，屏蔽門開關(guān)對應(yīng)的輸入光耦沒有導(dǎo)通，該輸入光耦輸出 為低電平；此時，輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)根據(jù)輸入光耦的電平變化確定治療室屏蔽門開關(guān)故障以及 相應(yīng)操作為斷高壓；并且，將斷高壓指令發(fā)送給調(diào)制器系統(tǒng)，由調(diào)制器控制板完成斷高壓操 作。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主控計算機，在主控計算機上顯示故障原因和操作， 例如顯示“輔助系統(tǒng)屏蔽門斷高壓”。 調(diào)制器系統(tǒng)聯(lián)保調(diào)制器系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測所在分系統(tǒng)故障，故障類型包括主脈沖變壓 器過流故障、閘流管驅(qū)動電路故障、IGBT故障(例如擊穿)、仿真線充電電路過流故障、負(fù)失 配電流過流故障、信號源脈沖反饋故障、磁控管燈絲電源故障、磁控管磁鐵電源故障、賦能 過流故障等。調(diào)制器系統(tǒng)為輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)預(yù)留3個輸出接口，每個輸出接口分別設(shè)置有輸出光 耦，每個輸出接口分別通過線路接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)中的一個輸入光耦。3個預(yù)留接口分別對 應(yīng)斷束流、斷高壓和斷低壓操作。當(dāng)分系統(tǒng)確定相應(yīng)操作后，令該相應(yīng)操作對應(yīng)的輸出接口 的輸出光耦未導(dǎo)通，使得與其連接的輸入光耦未導(dǎo)通；輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)可以根據(jù)三個輸入光 耦電壓的變化，確定調(diào)制器系統(tǒng)當(dāng)前確定的故障操作是什么。其他分系統(tǒng)與調(diào)制器系統(tǒng)類 似，也都預(yù)留三個接口，并分別通過光耦接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)向分系統(tǒng)通知斷 高壓和斷束流操作也可以采用光耦電平變化實現(xiàn)。本實施例采用光耦實現(xiàn)信息通知結(jié)構(gòu)簡 單可靠，在實際中也可以采用其他方式實現(xiàn)。在本調(diào)制器系統(tǒng)中，調(diào)制器系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障時，無論是哪種類 型的故障，均確定相應(yīng)操作為斷高壓。此時，控制斷高壓對應(yīng)的輸出光耦不導(dǎo)通，輸出低電 平，使輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)上相應(yīng)輸入光耦不導(dǎo)通，輸出為低電平；故障檢測模塊還將故障代碼發(fā) 送給主控計算機，在主控計算機上顯示故障原因和操作，例如顯示“調(diào)制器斷高壓”。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)在檢測到連接調(diào)制器系統(tǒng)的斷高壓輸出接口的輸入光耦不導(dǎo)通時，將斷高壓指令發(fā) 送給調(diào)制器系統(tǒng)，由調(diào)制器控制板完成斷高壓操作。 加速管系統(tǒng)聯(lián)保加速管系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測所在分系統(tǒng)故障，故障類型包括預(yù)聚焦電源 故障、預(yù)導(dǎo)向電源故障、輸入導(dǎo)向電源故障、聚焦電源故障、偏轉(zhuǎn)電源故障、移相器故障。加速管系統(tǒng)的三個預(yù)留接口通過光耦接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。加速管系統(tǒng)中的故障檢 測模塊檢測到故障時，根據(jù)故障類型確定斷束流、斷高壓、或斷低壓，控制相應(yīng)預(yù)留接口對 應(yīng)的輸出光耦不導(dǎo)通，從而使得輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)上相應(yīng)輸入光耦不導(dǎo)通；故障檢測模塊還將 故障代碼發(fā)送給主控計算機，在主控計算機上顯示故障原因和操作，例如顯示“加速管斷束 流”或“加速管斷高壓”或“加速管斷低壓”。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)在檢測到連接加速管系統(tǒng)的某輸 入光耦不導(dǎo)通時，根據(jù)未導(dǎo)通輸入光耦位置確定相應(yīng)操作類型，并通知相應(yīng)分系統(tǒng)執(zhí)行操 作。其中，加速管系統(tǒng)故障與相應(yīng)操作的對應(yīng)關(guān)系為預(yù)聚焦電源故障、預(yù)導(dǎo)向電源故 障和輸入導(dǎo)向電源故障對應(yīng)的操作為斷束流；聚焦電源故障和偏轉(zhuǎn)電源故障對應(yīng)的操作為 斷低壓；移相器故障對應(yīng)的操作為斷高壓?！?ADCl系統(tǒng)和ADC2系統(tǒng)聯(lián)保ADC系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測所在分系統(tǒng)故障，故障類型包括輸出導(dǎo)向電源 故障、電離室電源故障、對稱性故障、均整度故障、劑量率故障、劑量到達故障、ADC系統(tǒng)主機 斷高壓故障及治療時間到達故障。ADC系統(tǒng)的三個預(yù)留接口通過光耦接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。ADC系統(tǒng)中的故障檢測模 塊檢測到故障時，無論是哪種類型的故障，均確定相應(yīng)操作為斷高壓。此時，故障檢測模塊 控制斷高壓接口對應(yīng)的輸出光耦不導(dǎo)通，使得輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)上相應(yīng)輸入光耦不導(dǎo)通，輸出 為低電平；ADC系統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主控計算機，在主控計算機上顯示故障原因和操 作，例如顯示“ADC1斷高壓”或“ADC2斷高壓”。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)在檢測到連接ADC系統(tǒng)的斷 高壓接口的輸入光耦不導(dǎo)通時，將斷高壓指令發(fā)送給調(diào)制器系統(tǒng)，由調(diào)制器控制板完成斷 高壓操作。· AIC系統(tǒng)聯(lián)保AIC系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測所在分系統(tǒng)故障，故障類型包括柵控槍燈絲電 源故障、柵控槍正柵壓故障、負(fù)柵壓故障、柵壓脈沖反饋故障、調(diào)制器同步脈沖故障、束流誤
差故障。AIC系統(tǒng)的三個預(yù)留接口通過光耦接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。AIC系統(tǒng)中的故障檢測模 塊檢測到故障時，根據(jù)故障類型確定斷束流、或斷高壓，控制相應(yīng)預(yù)留接口對應(yīng)的輸出光耦 不導(dǎo)通，使輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)上相應(yīng)輸入光耦不導(dǎo)通。AIC系統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主控計算 機，在主控計算機上顯示故障原因和操作，例如顯示“AIC斷束流”或“AIC斷高壓”。輔助聯(lián) 鎖系統(tǒng)在檢測到連接AIC系統(tǒng)的某輸入光耦不導(dǎo)通時，根據(jù)未導(dǎo)通輸入光耦連接對象確定 相應(yīng)操作類型，并通知相應(yīng)分系統(tǒng)執(zhí)行操作。其中，AIC系統(tǒng)的故障與相應(yīng)操作的對應(yīng)關(guān)系為柵控槍燈絲電源故障、柵控槍正 柵壓故障、負(fù)柵壓故障和柵壓脈沖反饋故障對應(yīng)的操作為斷高壓；調(diào)制器同步脈沖故障和 束流誤差故障對應(yīng)的操作為斷束流。
眷治療頭系統(tǒng)聯(lián)保治療頭系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測所在分系統(tǒng)故障，故障類型包括位置開關(guān)故 障、能檔不到位故障、電機驅(qū)動電源故障、附件聯(lián)鎖故障。治療頭系統(tǒng)的三個預(yù)留接口通過光耦接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。治療頭系統(tǒng)中的故障檢 測模塊檢測到故障時，根據(jù)故障類型確定斷束流、或斷高壓，控制相應(yīng)預(yù)留接口對應(yīng)的輸出 光耦不導(dǎo)通，使輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)上相應(yīng)輸入光耦不導(dǎo)通。治療頭系統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主 控計算機，在主控計算機上顯示故障原因和操作，例如顯示“治療頭斷束流”或“治療頭斷高 壓”。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)在檢測到連接AIC系統(tǒng)的某輸入光耦不導(dǎo)通時，根據(jù)未導(dǎo)通輸入光耦連 接對象確定相應(yīng)操作類型，并通知加速管系統(tǒng)斷束流或通知調(diào)制器系統(tǒng)斷高壓。其中，治療頭系統(tǒng)的故障與相應(yīng)操作的對應(yīng)關(guān)系為位置開關(guān)故障、能檔不到位故 障和電機驅(qū)動電源故障對應(yīng)的操作為斷束流；附件聯(lián)鎖故障對應(yīng)的操作為斷高壓。 治療床系統(tǒng)聯(lián)保治療床系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測所在分系統(tǒng)故障，故障類型包括不到位故障。治療床系統(tǒng)的三個預(yù)留接口通過光耦接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)。治療床系統(tǒng)中的故障檢 測模塊檢測到不到位故障時，確定斷高壓操作，控制斷高壓輸出接口對應(yīng)的輸出光耦不導(dǎo) 通，使輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)上相應(yīng)輸入光耦不導(dǎo)通。治療床系統(tǒng)還將故障代碼發(fā)送給主控計算機， 在主控計算機上顯示故障原因和操作，例如顯示“治療床斷高壓”。輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)在檢測到 連接治療床系統(tǒng)的斷高壓接口的輸入光耦不導(dǎo)通時，將斷高壓指令發(fā)送給調(diào)制器系統(tǒng)，由 調(diào)制器控制板完成斷高壓操作。本實施例中，還由輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)為各個分系統(tǒng)提供IMHz的同步時鐘，以同步各分 系統(tǒng)的操作，為了防止干擾，同步時鐘信號經(jīng)過SN75110差分后輸出。為了便于監(jiān)測同步時 鐘信號是否正常，把同步時鐘信號通過74LS123展寬后觸發(fā)發(fā)光二極管HL1，當(dāng)HLl亮?xí)r表 示同步時鐘信號正常，不亮則表示有故障。為了提示相關(guān)人員當(dāng)前故障類型，本發(fā)明設(shè)置四個發(fā)光二極管HL2、HL3、HL4、HL5， 和一個復(fù)位開關(guān)，可以設(shè)置在主控計算機所在的控制臺上。HL2表示斷高壓故障、HL3表示 斷束流故障、HL4表示斷低壓故障、HL5表示總故障；在未發(fā)生任何故障時點亮HL2、HL3、HL4 和HL5，當(dāng)輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)檢測到任一故障時，熄滅HL5 ；當(dāng)檢測到斷束流故障時，熄滅HL3 ；當(dāng) 檢測到斷高壓故障時，熄滅HL2和HL3 ；當(dāng)檢測到斷低壓故障時，熄滅HL2、HL3和HL4。當(dāng)故 障被排除后，按下控制臺上的復(fù)位鍵，發(fā)光二極管HL2、HL3、HL4、HL5重新全部點亮。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)任一故障，都會中斷醫(yī)用直線加速器的工作，為了方便調(diào)試，本發(fā)明提 供了故障屏蔽功能。在控制臺上設(shè)置8個故障屏蔽按鍵1 8，分別對應(yīng)輔助故障采集系 統(tǒng)、調(diào)制器系統(tǒng)、加速管系統(tǒng)、ADCl系統(tǒng)、ADC2系統(tǒng)、AIC系統(tǒng)、治療頭系統(tǒng)、治療床系統(tǒng)。當(dāng) 某個故障屏蔽按鍵被按下時，該故障屏蔽按鍵對應(yīng)的故障發(fā)生后，醫(yī)用直線加速器的正常 工作不會被中斷。但未被按下的故障屏蔽按鍵對應(yīng)的故障發(fā)生時，醫(yī)用直線加速器的正常 工作還是會被中斷。故障屏蔽按鍵被彈起后，取消故障屏蔽。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)、輔助故障采集系統(tǒng)、設(shè)置在直線加速器7大分系統(tǒng)中的故障檢測模塊和主控計算機；7個分系統(tǒng)為調(diào)制器系統(tǒng)、加速管系統(tǒng)、劑量監(jiān)控ADC1系統(tǒng)、ADC2系統(tǒng)、柵控槍AIC系統(tǒng)、治療頭系統(tǒng)和治療床系統(tǒng)；7個分系統(tǒng)中的故障檢測模塊分別接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)；輔助故障采集系統(tǒng)包括溫度傳感器、鈦泵電流傳感器、采集充氣波導(dǎo)內(nèi)氣壓的氣壓壓力表、采集水冷系統(tǒng)水壓的水壓壓力表和治療室屏蔽門開關(guān)，并分別接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)；輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)和各故障檢測模塊分別與主控計算機通信連接；各個分系統(tǒng)中的故障檢測模塊，用于檢測所在分系統(tǒng)故障，在檢測到故障后確定相應(yīng)操作；將相應(yīng)操作信息通知給輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)，將包含故障原因和相應(yīng)操作信息的故障代碼發(fā)送給主控計算機；不同分系統(tǒng)檢測到故障后所確定的相應(yīng)操作分別為調(diào)制器系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障后，確定斷高壓；加速管系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障后，根據(jù)故障類型確定斷束流、斷高壓或斷低壓；ADC1系統(tǒng)和ADC2系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障后，確定斷高壓；AIC系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障后，根據(jù)故障類型確定斷束流或斷高壓；治療頭系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到故障后，根據(jù)故障類型確定斷束流或斷高壓；治療床系統(tǒng)中的故障檢測模塊檢測到不到位故障后，確定斷高壓；輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)的功能包括(1)在檢測到溫度傳感器采集的溫度值大于預(yù)設(shè)溫度門限時，確定水溫過高故障以及相應(yīng)操作為斷低壓；(2)在檢測到鈦泵電流傳感器采集的鈦泵電源電流超過預(yù)設(shè)電流門限時，確定鈦泵電源電流故障以及相應(yīng)操作為斷束流；(3)在檢測到氣壓壓力表采集的充氣波導(dǎo)內(nèi)氣壓低于0.22MPa時，確定充氣波導(dǎo)氣壓故障以及相應(yīng)操作為斷高壓；(4)在檢測到水壓壓力表采集的水冷系統(tǒng)水壓低于設(shè)定值時，確定水冷系統(tǒng)水壓故障以及相應(yīng)操作為斷低壓；(5)在檢測到治療室屏蔽門未關(guān)時，確定治療室屏蔽門開關(guān)故障以及相應(yīng)操作為斷高壓；(6)在確定輔助故障采集系統(tǒng)故障以及相應(yīng)操作后，或接收到故障檢測模塊發(fā)來的操作通知后，執(zhí)行相應(yīng)操作，具體來說在確定斷束流時，通知加速管系統(tǒng)執(zhí)行斷束流操作；在確定斷高壓時，通知調(diào)制器系統(tǒng)執(zhí)行斷高壓操作；在確定斷低壓時，通知主控計算機；(7)在確定輔助故障采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障以及相應(yīng)操作后，進一步將包含故障原因和相應(yīng)操作信息的故障代碼發(fā)送給主控計算機；主控計算機，用于根據(jù)所接收的故障代碼，顯示故障原因和相應(yīng)操作信息；在接收到輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)的斷低壓通知時，通知所有分系統(tǒng)執(zhí)行斷低壓操作。
2.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于，所述 輔助故障采集系統(tǒng)包括溫度傳感器1 7，分別用于采集加速管入口水溫、磁控管磁鐵出口 水溫、磁控管陽極出口水溫、加速管聚焦線圈出口水溫、微波系統(tǒng)大負(fù)載出口水溫、加速管 束流偏轉(zhuǎn)線圈出口水溫和水冷系統(tǒng)外循環(huán)水入口水溫。
3.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于，加速 管系統(tǒng)故障與相應(yīng)操作的對應(yīng)關(guān)系為預(yù)聚焦電源故障、預(yù)導(dǎo)向電源故障和輸入導(dǎo)向電源 故障對應(yīng)的操作為斷束流；聚焦電源故障和偏轉(zhuǎn)電源故障對應(yīng)的操作為斷低壓；移相器故 障對應(yīng)的操作為斷高壓。
4.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于，AIC系 統(tǒng)的故障與相應(yīng)操作的對應(yīng)關(guān)系為柵控槍燈絲電源故障、柵控槍正柵壓故障、負(fù)柵壓故障 和柵壓脈沖反饋故障對應(yīng)的操作為斷高壓；調(diào)制器同步脈沖故障和束流誤差故障對應(yīng)的操作為斷束流。
5.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于，治療 頭系統(tǒng)的故障與相應(yīng)操作的對應(yīng)關(guān)系為位置開關(guān)故障、能檔不到位故障和電機驅(qū)動電源 故障對應(yīng)的操作為斷束流；附件聯(lián)鎖故障對應(yīng)的操作為斷高壓。
6.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于，所述 輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)進一步為各個分系統(tǒng)提供IMHz的同步時鐘，同步時鐘信號通過74LS123芯片 展寬后觸發(fā)發(fā)光二極管HL1，HL1亮?xí)r表示同步時鐘信號正常，不亮則表示有故障。
7.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于，智能 聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)進一步包括設(shè)置在控制臺的四個發(fā)光二極管HL2、HL3、HL4、HL5和一個復(fù)位 開關(guān)；HL2表示斷高壓故障、HL3表示斷束流故障、HL4表示斷低壓故障、HL5表示總故障；在 未發(fā)生任何故障時點亮HL2、HL3、HL4和HL5，當(dāng)輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)檢測到任一故障時，熄滅HL5 ； 當(dāng)檢測到斷束流故障時，熄滅HL3 ；當(dāng)檢測到斷高壓故障時，熄滅HL2和HL3 ；當(dāng)檢測到斷低 壓故障時，熄滅HL2、HL3和HL4 ；當(dāng)復(fù)位鍵被按下時，HL2、HL3、HL4、HL5全部重新點亮。
8.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)保控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)進一步包括設(shè)置在控制臺上的8個故障屏蔽按鍵1 8，分別對應(yīng)輔助故 障采集系統(tǒng)、調(diào)制器系統(tǒng)、加速管系統(tǒng)、ADCl系統(tǒng)、ADC2系統(tǒng)、AIC系統(tǒng)、治療頭系統(tǒng)、治療床 系統(tǒng)；當(dāng)故障發(fā)生時，判斷所發(fā)生故障對應(yīng)的故障屏蔽按鍵是否被按下，如果是，則不中斷 醫(yī)用直線加速器的工作；否則，中斷醫(yī)用直線加速器的工作。
9.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其特征在于，輔助 聯(lián)鎖系統(tǒng)中設(shè)置多個輸入光耦；氣壓壓力表、水壓壓力表和治療室屏蔽門開關(guān)分別接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)中的一個輸入光 耦；氣壓壓力表采集的充氣波導(dǎo)內(nèi)氣壓低于0. 22MPa時，氣壓壓力表電接點斷開，使得氣壓 壓力表連接的輸入光耦未導(dǎo)通；水壓壓力表采集的水冷系統(tǒng)水壓低于設(shè)定值時，水壓壓力 表電接點斷開，使得水壓壓力表連接的輸入光耦未導(dǎo)通；治療室屏蔽門沒有關(guān)上時，治療室 屏蔽門開關(guān)連接的輸入光耦未導(dǎo)通；每個故障檢測模塊為輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)預(yù)留3個設(shè)置有輸出光耦的輸出接口，每個輸出接 口接入輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)中的一個輸入光耦，3個預(yù)留輸出接口分別對應(yīng)斷束流操作、斷高壓操 作和斷低壓操作；當(dāng)分系統(tǒng)確定相應(yīng)操作后，令該相應(yīng)操作對應(yīng)的輸出接口的輸出光耦未 導(dǎo)通，使得與其連接的輸入光耦未導(dǎo)通；輔助聯(lián)鎖系統(tǒng)在檢測到輸入光耦未導(dǎo)通時，根據(jù)輸入光耦連接對象確定相應(yīng)操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于醫(yī)用直線加速器的智能聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)，其核心思想是，建立一個輔助聯(lián)保系統(tǒng)，用于監(jiān)測醫(yī)用直線加速器水冷系統(tǒng)中的水溫、水壓、充氣波導(dǎo)系統(tǒng)中的氣壓、鈦泵電源的電流、治療室屏蔽鉛門的開關(guān)以及各個分系統(tǒng)的故障，根據(jù)故障類型確定相應(yīng)操作，以便實現(xiàn)病人保護聯(lián)鎖、機器聯(lián)鎖、誤操作聯(lián)鎖。
文檔編號A61N5/10GK101966369SQ201010523029
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者吳建興, 柘江, 王小軍, 王春波, 薛小峰, 鄧勇, 高陽 申請人:江蘇海明醫(yī)療器械有限公司