[发明专利]一种质子治疗电离室信号发生方法

权利要求书

1.一种笔形束扫描电离室信号发生方法，该方法基于一种笔形束扫描电离室信号发生装置，该装置包括：用于模拟束流经过电离室条带平面产生指定位置信号的条带位置信号产生模块、用于模拟束流经过电离室积分平面产生剂量信号的剂量信号产生模块、用于监测电离室工作条件的温度和压力信号的环境传感器模拟信号输出模块、用于实现束流位置/剂量等数据的同步读取并实现和上位机之间的数据通信的同步通信模块、用于和加速器端进行通信的加速器接口模块、用于实现全部控制功能、逻辑处理、数据转换、通信功能的核心控制板卡模块、用于实现笔形束扫描电离室信号发生装置的在线调试和程序下载的程序调试及下载模块、电源模块；

该条带位置信号产生模块、剂量信号产生模块、环境传感器模拟信号输出模块各自的输入端分别内连所述核心控制板卡模块、各自的输出端分别外连治疗头电子学；该同步通信模块内连所述核心控制板卡模块、外连上位机；该加速器接口模块内连所述核心控制板卡模块、外连加速器端，所述加速器端外连治疗头电子学，用于通过治疗头电子学接收上位机发送的束流流强信息；

该条带位置信号产生模块、剂量信号产生模块分别与核心控制板卡模块单向连接；该环境传感器模拟信号输出模块、同步信息模块、加速器接口模块、程序调试及下载模块分别与核心控制板卡模块双向连接；该电源模块分别为上述各个模块供电；

所述核心控制板卡模块包括：通信程序子模块、加速器接口程序子模块、位置信号处理程序子模块、剂量信号处理程序子模块、环境信号处理程序子模块；所述的通信程序子模块通过所述同步通信模块实现和上位机的通信，进而实现对于上位机目标束流位置/剂量等信息的读取；所述加速器接口程序子模块通过控制加速器接口模块中的模数转换器ADC实现束流流强的读取；所述位置信号处理程序子模块一方面根据读取的束流位置信息、产生多路不同占空比的PWM脉冲信号输出给条带位置信号产生模块中的快速开关选择器、从而实现不同条带按照高斯分布实现信号输出；另一方面根据加速器接口模块读取的束流流强信息，控制条带位置信号产生模块中的数模转换器DAC，实现条带整体输出信号幅值的控制；所述的剂量信号处理程序子模块根据加速器接口模块读取的束流流强信息、控制剂量信号产生模块中的DAC、实现剂量输出信号幅值的控制，束流的流强越大，通过电离室后激起的剂量信号也越大；所述的环境信号处理程序子模块实现对环境传感器模拟信号输出模块的控制，输出0~10V模拟量分别对应温度/压力/湿度信号，进而输出给治疗头电子学进行电离室信号增益的校正；

其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一：通信程序子模块通过所述同步通信模块实现和上位机的通信，进而实现读取上位机中下达的目标束流位置/剂量信息；

步骤二：加速器接口程序子模块从加速器端读取上位机下达的束流流强信息：加速器接口程序子模块通过控制所述加速器接口模块中的模数转换器ADC实现束流流强的读取，然后，加速器接口程序子模块输出数字信号到加速器接口模块，通过加速器接口模块反馈束流OK信号给加速器端；

步骤三：位置信号处理程序子模块通过同步通信模块读取束流位置，进行束流位置到条带信号的转换；根据读取的束流位置信息，产生多路不同占空比的PWM脉冲信号输出给条带位置信号产生模块中的快速开关选择器，从而实现不同条带按照高斯分布实现信号输出；根据加速器接口模块读取的束流流强信息，控制条带位置信号产生模块中的数模转换器DAC，实现条带输出信号幅值的控制，因为束流的流强越大，通过电离室后激起的条带信号也越大；

步骤四：剂量信号处理程序子模块根据加速器接口模块读取的束流流强信息，控制剂量信号产生模块中的数模转换器DAC，实现剂量输出信号幅值的控制，束流的流强越大，通过电离室后激起的剂量信号也越大；

步骤五：环境信号处理程序子模块实现对环境传感器模拟信号输出模块的控制，输出0~10V模拟量分别对应温度/压力/湿度信号，进而输出给治疗头电子学进行电离室信号增益的校正。