[实用新型]用于粒子治疗的医疗安全联锁装置

说明书

本实用新型提供了一种用于粒子治疗的医疗安全联锁装置，装置采用光信号传输并配备备用板卡，相比于现有技术方案，用光信号传输，有效减少了电磁脉冲干扰，实现低衰减的长距离传输；光信号传输载体为光纤，传输成本低；光纤信号免EMC检测，提高医疗器械电气安全和电磁兼容检测效率。配备备用板卡，主板卡和备用板卡接收一样的总联锁信号，当其中一个出现故障时，另一板卡仍能保证该用于粒子治疗的医疗安全联锁装置正常工作，该装置能够在医疗系统出现安全风险时，可靠地联动控制相关设备动作，保证患者治疗安全，降低医疗器械安全风险。具备可靠性高、抗干扰性强、低成本的优点。

技术领域

本实用新型涉及医疗安全联锁装置，尤其涉及一种用于粒子治疗的医疗安全联锁装置。

背景技术

恶性肿瘤已经成为当今世界严重威胁人类健康的主要公共卫生问题之一，实现肿瘤的治疗已成为亟待解决的问题，粒子治疗具有对健康组织损伤小、治愈率高、适形照射剂量分布好、可精确监控照射位置和剂量、疗程短、无明显毒副作用等优点，作为一种先进的放疗技术，多年来在癌症放射治疗领域应用广泛。安全联锁系统在粒子治疗装置中扮演者重要的角色，通过接入不同系统、不同设备的运行状态信息，构建一套用于患者治疗的安全联锁逻辑关系，在出现影响患者治疗安全的状态下，快速准确地联动控制相关设备动作，实现暂停或结束束流照射，保证患者治疗安全，降低医疗器械安全风险。

现有的用于碳离子治疗的医疗安全联锁系统，是基于美国某公司紧凑型可重新配置的cRIO架构搭建，基于某公司A3P250系列芯片开发医疗联锁板卡，多块医疗联锁板卡内嵌于cRIO机箱插槽。如图1所示，将每个治疗头的联锁电信号分别集中到cRIO_1、cRIO_2、cRIO_x，通过内部FPGA芯片逻辑处理输出每个治疗头的总联锁电信号。每个治疗头的总联锁集中在cRIO_SMA上，上位机通过cRIO背板将治疗头号写入cRIO__or中，控制cRIO_SMA选择联锁的治疗头，最终输出引出信号或联锁信号。

这种基于cRIO架构搭建安全联锁系统，存在以下几点问题和改进的方向：

(1)关键器件面临停产风险：

所采用的某公司A3P250系列芯片和cRIO机箱面临停产，且目前暂无稳定可靠的同类型替换产品，大大影响后期治疗装置安全联锁系统的加工生产。

(2)电信号抗干扰能力不足：

当安全联锁装置处于外界电磁环境复杂的场景中时，外部干扰容易耦合到电信号，影响到正常使用。

(3)信号传输距离受限，信号强度易衰减。

(4)系统造价高，检测难度大。

(5)由于设计问题医疗联锁板卡容易损坏。

(6)板卡的SMA-K接口设计灵活性差，不能同时存在输入输出接口。

安全联锁系统的构建需要多条抗干扰较强的电缆传输信号，线缆造价大，成本高，增加了医疗器械电气安全和电磁兼容检测周期。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

由于安全联锁装置与患者治疗密切相关，这就要求安全联锁装置需要具备很高的可靠性、抗干扰性和冗余性，现有技术难以实现，因此急需提出一种全新的用于粒子治疗的医疗安全联锁装置，该装置可以至少部分解决前述现有技术存在的问题。

(二)技术方案

本实用新型提出一种采用光信号传输的配备备用板卡的用于粒子治疗的医疗安全联锁装置。包括：第一部分，由多个治疗头、多个板卡和多个调理机箱组成，每个治疗头和一个板卡、一个调理机箱对应连接；第二部分，由一个主板卡和一个备用板卡组成，主板卡和备用板卡并联连接于第一部分的多个板卡的板卡输出端。