[发明专利]一种质子治疗电离室信号发生方法

说明书

本发明公开了一种笔形束扫描电离室信号发生方法，包括：通信程序子模块通过该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；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ADC实现束流流强的读取；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；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，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，进而输出给电离室电子学进行电离室信号增益的校正。本发明解决了目前只能载束调试笔形束扫描控制系统和TCS系统的难题，使得上述系统的离线调试成为可能。

技术领域

本发明属于回旋加速器质子治疗领域，具体涉及一种质子治疗电离室信 号发生方法。

背景技术

质子治疗中，为了按照预设的位置和剂量对肿瘤病灶进行照射，需要笔 形束扫描(Pencil Beam Scanning，PBS)系统精准的对束流扫描过程实施控 制，不但要将束流偏转到指定位置，而且需要调整束流流强，以实现对照射 剂量的准确控制，从而保证治疗的有效性和安全性。

现有技术笔形束扫描系统的调试、试运行、以及升级改造过程中，存在 以下问题：必须依赖实际束流的存在才能进行以上工作，而实际上，不论治 疗控制系统(TCS)还是治疗头电子学等相关软硬件系统的调试、试运行、还 是升级改造，都只与束流反馈的信息有关，而与束流本身存在与否没有直接 关系。

现有技术的做法是：通过平行板条带电离室监测束流、确定束流当前的 位置和剂量：束流经过条带电离室之后，电子学单元通过采集条带(strips) 上的信号并经过拟合、运算得到束流中心位置坐标。同理，剂量信息可以通 过电子学对电离室的积分平面信号处理获得。但是，这样一来就对整套电子 学和控制系统调试和试运行带来了限制，也就是说，当没有实际束流存在的 时候，无法运行笔形束扫描系统，也无法和治疗控制系统(TCS)之间进行联 合调试，因为治疗指令发出后并没有束流位置和剂量信息的反馈，因此扫描 过程也并不会被执行。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种质子治疗电离室信号发生方法， 目的在于解决现有技术只能通过实际载束调试扫描系统和TCS系统，且能够 避免束流本身带来的其他问题。

本发明为解决其技术问题，提出以下技术方案：

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；该电源控制模 块分别为上述各个模块供电；