【摘要】：放射治療作為惡性腫瘤的主要治療手段正在全世界范圍內(nèi)發(fā)揮著越來越大的作用。提高腫瘤放射治療增益比一直以來都是放射治療技術(shù)水平發(fā)展的首要任務(wù)和最終目標(biāo)。適形調(diào)強(qiáng)放射治療(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)技術(shù)是目前提高放射治療增益比最為先進(jìn)和最有效的方法。作為適形調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)的必備設(shè)備,醫(yī)用加速器治療頭有著舉足輕重的作用。醫(yī)用加速器治療頭控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā),能夠為適形調(diào)強(qiáng)放射治療過程提供規(guī)則和適形輻射野,并配合X射線出束實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)的劑量強(qiáng)度調(diào)節(jié),從而最大限度地將放射劑量集中到無規(guī)則的病變靶區(qū)內(nèi),使得周圍正常組織和器官少受或免受不必要的射線照射,提高了放射治療的增益比和效率。 應(yīng)用Sliding Window動態(tài)調(diào)強(qiáng)控制策略以及數(shù)字PID控制算法,通過構(gòu)建治療頭準(zhǔn)直器和多葉光柵控制模塊的軟硬件平臺,設(shè)計開發(fā)出了醫(yī)用加速器治療頭控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由準(zhǔn)直器控制模塊、多葉光柵控制模塊、加速器通信網(wǎng)絡(luò)和治療頭監(jiān)控軟件等組成。準(zhǔn)直器控制模塊通過對鎢門及治療頭旋轉(zhuǎn)等相關(guān)運(yùn)動的控制,為放射治療提供任意大小、位置和角度的規(guī)則輻射野；多葉光柵控制模塊通過對葉片的同步動態(tài)運(yùn)動控制,實現(xiàn)腫瘤的適形輻射野以及靜態(tài)和動態(tài)的劑量強(qiáng)度調(diào)節(jié)；加速器通信網(wǎng)絡(luò)采用RS-485總線構(gòu)建全雙工通信信道,并通過應(yīng)用層通信協(xié)議的定義實現(xiàn)中控臺與治療頭各前端控制模塊之間的通信；治療頭監(jiān)控軟件采用Visual C++6.0開發(fā)平臺,通過友好的設(shè)計界面,簡便形象地實現(xiàn)控制參數(shù)的設(shè)置和系統(tǒng)運(yùn)行狀況的實時監(jiān)測功能。 治療頭控制系統(tǒng)各個模塊從設(shè)計到開發(fā)過程中分別進(jìn)行了模擬仿真、單元測試和系統(tǒng)調(diào)試等驗證,其測試驗證結(jié)果表明該系統(tǒng)的功能及精確性、可靠性等性能均滿足了適形調(diào)強(qiáng)放射治療的要求。 本課題《加速器治療頭控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)》作為粵港關(guān)鍵領(lǐng)域重點突破項目《圖像引導(dǎo)(IGRT)加速器成套設(shè)備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化》(項目編號：201016822)的關(guān)鍵子項目,在提高我國醫(yī)用加速器技術(shù)水平方面起到積極的推動作用。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R197.39

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本文編號：2572168