CN104174116B - 放射治疗模拟机手控器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于放疗设备技术领域，具体涉及一种放射治疗模拟机手控器，设有急停按键、动作轴选择按键、灯光控制按键、正反转控制按键和高低速选择按键，急停按键通过急停开关电路连接至放射治疗模拟机主电源控制电路，其余按键接入控制芯片信号输入端，控制芯片信号输出端设置状态指示灯，控制芯片通过串口电路与放射治疗模拟机主控器相连，本发明采用控制芯片与主控制器进行信息交互，硬件线路简单，安装方便。本发明还涉及一种放射治疗模拟机手控器控制方法，通过控制芯片对按键面板上各个按键的状态进行采集，操作人员根据操作需要按下预运动动作轴按键，控制芯片随之控制相应部件进行相动作，实现一键复用，安全可靠，减少临床维护人员工作量。

Description

放射治疗模拟机手控器及控制方法

技术领域

本发明属于放疗设备技术领域，具体涉及一种放射治疗模拟机手控器及控制方法。

背景技术

放射治疗模拟机的手控器是模拟机近机控制的核心部件，通过手控器可完成机架旋转、准直器旋转、井线X开合、井线Y开合、井线X1开合、井线X2开合、井线Y1开合、井线Y2开合、光阑X开合、光阑Y开合、光阑X1开合、光阑X2开合、光阑Y1开合、光阑Y2开合、增强器纵向、增强器横向、增强器升降、机头升降运动控制，同时，还可以完成野灯、测距灯、激光灯的控制。

在传统的放射治疗模拟机的近机控制中，一般都是采用开关直接连接的方式接入可编程控制器或其它处理器进行逻辑判断，在动作轴多的情况下，手控器针对每一个动作轴，都有两个开关来控制正转与反转，这样需要很多开关来完成此项功能。开关多，电缆线过多，焊接线缆繁琐，故障率高，给设备维护人员带来很多不便。

发明内容

为解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供一种放射治疗模拟机手控器，采用控制芯片与主控制器进行信息的交互，硬件线路简单，安装方便；提供一种放射治疗模拟机手控器控制方法，实现一键复用，操作快捷，安全可靠，大大减少了临床维护人员的工作量。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述放射治疗模拟机手控器，包括外壳，外壳上设有按键面板，按键面板上设置按键，其特征在于，按键包括：

急停按键，用于设备的放射治疗模拟机的紧急停止；

动作轴选择按键，用于选择放射治疗模拟机控制的各个核心部件的动作轴；

灯光控制按键，用于控制放射治疗模拟机各个灯光；

正反转控制按键，用于控制放射治疗模拟机当前动作的动作轴的正转或反转；

高低速选择按键，用于控制放射治疗模拟机当前动作的动作轴的转动速度；

急停按键通过急停开关电路连接至放射治疗模拟机主电源控制电路，其余按键接入控制芯片的信号输入端，控制芯片信号输出端设置按键状态指示灯，控制芯片用于采集各个按键当前状态，并在按键按下时控制相应按键的状态指示灯点亮；

控制芯片通过串口电路与放射治疗模拟机主控器相连接，控制芯片通过串口电路向放射治疗模拟机主控器发送控制指令，然后放射治疗模拟机主控器根据指令控制相应部件作出相应动作。

其中，所述动作轴选择按键包括影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、井线选择按键、光阑选择按键、X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键；灯光控制按键包括野灯按键、测距灯按键和激光灯按键；高低速选择按键包括动作轴高速旋转按键和动作轴低速旋转按键；正反转控制按键包括动作轴正转按键和动作轴反转按键，影像增强器纵向按键用于控制影像增强器的纵向动作轴选择，影像增强器横向按键用于控制影像增强的横向动作轴选择，影像增强器的升降按键用于控制影像增强器的升降动作轴选择，机头升降按键用于控制机头的升降动作轴选择，机架旋转按键用于控制机架的旋转动作轴选择，准直器旋转按键用于控制准直器的旋转动作轴选择，井线选择按键配合X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键实现井线X1、井线X2、井线Y1、井线Y2、井线X和井线Y的动作轴选择，光阑选择按键配合X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键实现光阑X1、光阑X2、光阑Y1、光阑Y2、光阑X和光阑Y的动作轴选择，灯光控制按键实现放射治疗模拟机野灯、测距灯和激光灯的亮灭控制；所述控制芯片还对应设有看门狗电路和电源隔离器，看门狗电路用于监控控制芯片正常的运行状态，电源隔离器抗干扰能力强，保证控制芯片电源稳定可靠；控制芯片采用单片机或可编程门阵列芯片均可；为实现良好的通讯效果，串口电路采用电流环式。

优选地，所述急停按键设置在按键面板顶部中间位置，影像增强器纵向按键和影像增强器横向按键并排设置在急停按键下方，影像增强器纵向按键下方顺次设置影像增强器升降按键、机架旋转按键、动作轴低速旋转按键、动作轴反转按键和井线选择按键，影像增强器横向按键下方顺次设置机头升降按键、准直器旋转按键、动作轴高速旋转按键、动作轴正转按键和光阑选择按键，井线选择按键和光阑选择按键下方设置连线呈菱形的X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键，菱形中心点设置组合选择按键，菱形下方并排设置野灯按键、测距灯按键和激光灯按键；所述急停按键、影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、动作轴高速旋转按键、动作轴低速旋转按键、井线选择按键、光阑选择按键、X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键上方分别对应设置一个按键状态指示灯，可以通过按键状态指示灯指示手控器当前控制的动作轴以及当前动作轴的运动转速。

本发明所述放射治疗模拟机手控器的控制方法，通过控制芯片对按键面板上各个按键的状态进行采集，操作人员根据放射治疗模拟机操作需要按下按键，控制芯片随之判断按下的是哪类按键，有以下五种情况：

a.操作人员按下动作轴选择按键，对应的动作轴选择按键状态指示灯点亮，影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、井线选择按键和光阑选择按键同一时间仅能有一个按键的状态指示灯点亮，X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键仅能在井线选择按键或光阑选择按键状态指示灯点亮时选择；

b.操作人员按下正反转选择按键，根据动作轴选择按键的状态，控制当前状态指示灯点亮的动作轴正转、反转或停止；

c.操作人员按下高低速选择按键，根据动作轴选择按键的状态，对当前状态指示灯点亮的动作轴进行高、低转速的控制；

d.操作人员按下灯光选择按键，控制芯片直接通过串口电路向放射治疗模拟机主控器发送串行指令，控制相应灯光的亮灭；

e.操作人员按下急停按键，放射治疗模拟机主电源控制电路被切断，实现紧急停止。

其中，所述情况a中，井线选择按键状态指示灯点亮，组合按键状态指示灯未点亮时，通过X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键配合正反转选择按键和高低速选择按键实现井线X1、X2、Y1和Y2的开合控制，而且X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键状态指示灯同一时间仅有一个点亮；所述情况a中，井线选择按键状态指示灯和组合按键状态指示灯同时点亮时，同时选择X1选择按键和X2选择按键或同时选择Y1选择按键和Y2选择按键，配合正反转选择按键和高低速选择按键实现井线X或井线Y的开合控制，而且同一时间仅能单独控制井线X或井线Y的开合；所述情况a中，光阑选择按键状态指示灯点亮，组合按键状态指示灯未点亮时，通过X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键配合正反转选择按键和高低速选择按键实现光阑X1、X2、Y1和Y2的开合控制，而且X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键状态指示灯同一时间仅有一个点亮；所述情况a中，光阑选择按键状态指示灯和组合按键状态指示灯同时点亮时，同时选择X1选择按键和X2选择按键或同时选择Y1选择按键和Y2选择按键，配合正反转选择按键和高低速选择按键实现井线X或井线Y的开合控制，而且同一时间仅能单独控制井线X或井线Y的开合。

情况b中，需要停止当前状态指示灯点亮的动作轴的动作时，释放当前状态指示灯点亮的正反转选择按键即可，需要切换当前状态指示灯点亮的动作轴的转向时，按下当前状态指示灯未点亮的正反转控制按键即可；情况c中当前状态指示灯点亮的动作轴高低速切换操作原理与动作轴正反转切换操作原理一致；情况d中灯光选择按键与动作轴选择按键相互独立，无动作轴运动时，通过灯光按键控制灯光的亮灭，以野灯为例，如果当前野灯点亮，按压野灯选择按键时野灯熄灭，如果当前野灯未亮，再次按压野灯选择按键时野灯点亮。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明控制芯片通过电流环式串口电路与放射治疗模拟机主控制器之间进行信息的交互，通过电平转换大大提高通讯稳定性，硬件线路简单，大幅减少放射治疗模拟机手控器和主控制器之间的连线，由以前的37芯缩减为6芯，安装方便，实现一键复用，操作快捷，安全可靠，大大减少了临床维护人员的工作量。控制芯片采用电源隔离器供电和看门狗电路保证了控制芯片工作的可靠性，放射治疗模拟机手控器设有急停按键，保证非预期运动发生时，可以快速切断电源，降低危险事件的发生概率。

附图说明

图1本发明结构框图。

图2实施例1控制芯片与按键状态指示灯和看门狗电路连线图。

图3实施例1控制芯片与动作轴选择按键、灯光控制按键、正反转控制按键和高低速选择按键连线图。

图4实施例1急停按键与外部接口连线图。

图5放射治疗模拟机手控器控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1-4所示，本发明所述放射治疗模拟机手控器，包括外壳，外壳上设有按键面板，按键面板上设置按键，其特征在于，按键包括：

急停按键，用于设备的放射治疗模拟机的紧急停止；

动作轴选择按键，用于选择放射治疗模拟机控制的各个核心部件的动作轴；

灯光控制按键，用于控制放射治疗模拟机各个灯光的亮灭；

正反转控制按键，用于控制放射治疗模拟机当前动作的动作轴的正转或反转；

高低速选择按键，用于控制放射治疗模拟机当前动作的动作轴的转动速度；

急停按键通过急停开关电路连接至放射治疗模拟机主电源控制电路，其余按键接入控制芯片的信号输入端，控制芯片信号输出端设置按键状态指示灯，控制芯片用于采集各个按键当前状态，并在按键按下时控制相应按键的状态指示灯点亮；

控制芯片通过串口电路与放射治疗模拟机主控器相连接，控制芯片通过串口电路向放射治疗模拟机主控器发送控制指令，然后放射治疗模拟机主控器根据指令控制相应部件作出相应动作。

其中，动作轴选择按键包括影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、井线选择按键、光阑选择按键、X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键；灯光控制按键包括野灯按键、测距灯按键和激光灯按键；高低速选择按键包括动作轴高速旋转按键和动作轴低速旋转按键；正反转控制按键包括动作轴正转按键和动作轴反转按键，影像增强器纵向按键用于控制影像增强器的纵向动作轴选择，影像增强器横向按键用于控制影像增强其的横向动作轴选择，影像增强器的升降按键用于控制影像增强器的升降动作轴选择，机头升降按键用于控制机头的升降动作轴选择，机架旋转按键用于控制机架的旋转动作轴选择，准直器旋转按键用于控制准直器的旋转动作轴选择，井线选择按键配合X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键实现井线X1、井线X2、井线Y1、井线Y2、井线X和井线Y的动作轴选择，光阑选择按键配合X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键实现光阑X1、光阑X2、光阑Y1、光阑Y2、光阑X和光阑Y的动作轴选择，灯光选择按键实现放射治疗模拟机野灯、测距灯和激光灯的亮灭控制；控制芯片还对应设有看门狗电路和电源隔离器，看门狗电路用于监控控制芯片正常的运行状态，电源隔离器抗干扰能力强，保证控制芯片电源稳定可靠；控制芯片采用单片机或可编程门阵列芯片均可；为实现良好的通讯效果，串口电路采用电流环式。

急停按键设置在按键面板顶部中间位置，影像增强器纵向按键和影像增强器横向按键并排设置在急停按键下方，影像增强器纵向按键下方顺次设置影像增强器升降按键、机架旋转按键、动作轴低速旋转按键、动作轴反转按键和井线选择按键，影像增强器横向按键下方顺次设置机头升降按键、准直器旋转按键、动作轴高速旋转按键、动作轴正转按键和光阑选择按键，井线选择按键和光阑选择按键下方设置连线呈菱形的X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键，菱形中心点设置组合选择按键，菱形下方并排设置野灯按键、测距灯按键和激光灯按键；所述急停按键、影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、动作轴高速旋转按键、动作轴低速旋转按键、井线选择按键、光阑选择按键、X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键上方分别对应设置一个按键状态指示灯，可以通过按键状态指示灯指示手控器当前控制的动作轴以及当前动作轴的转向及转速。

如图5所示，本发明所述放射治疗模拟机手控器的控制方法，通过控制芯片对按键面板上各个按键的状态进行采集，操作人员根据放射治疗模拟机操作需要按下按键，控制芯片随之判断按下的是哪类按键，有以下五种情况：

a.操作人员按下动作轴选择按键，对应的动作轴选择按键状态指示灯点亮，影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、井线选择按键和光阑选择按键同一时间仅能有一个按键的状态指示灯点亮，X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键仅能在井线选择按键或光阑选择按键状态指示灯点亮时选择；

b.操作人员按下正反转控制按键，根据动作轴选择按键的状态，控制当前状态指示灯点亮的动作轴正转、反转或停止；

c.操作人员按下高低速选择按键，根据动作轴选择按键的状态，对当前状态指示灯点亮的动作轴进行高、低转速的控制；

d.操作人员按下灯光选择按键，控制芯片直接通过串口电路向放射治疗模拟机主控器发送串行指令，控制相应灯光的亮灭；

e.操作人员按下急停按键，放射治疗模拟机主电源控制电路被切断，实现紧急停止。

其中，所述情况a中，井线选择按键状态指示灯点亮，组合按键状态指示灯未点亮时，通过X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键配合正反转选择按键和高低速选择按键实现井线X1、X2、Y1和Y2的开合控制，而且X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键状态指示灯同一时间仅有一个点亮；所述情况a中，井线选择按键状态指示灯和组合按键状态指示灯同时点亮时，同时选择X1选择按键和X2选择按键或同时选择Y1选择按键和Y2选择按键，配合正反转选择按键和高低速选择按键实现井线X或井线Y的开合控制，而且同一时间仅能单独控制井线X或井线Y的开合；所述情况a中，光阑选择按键状态指示灯点亮，组合按键状态指示灯未点亮时，通过X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键配合正反转选择按键和高低速选择按键实现光阑X1、X2、Y1和Y2的开合控制，而且X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键状态指示灯同一时间仅有一个点亮；所述情况a中，光阑选择按键状态指示灯和组合按键状态指示灯同时点亮时，同时选择X1选择按键和X2选择按键或同时选择Y1选择按键和Y2选择按键，配合正反转选择按键和高低速选择按键实现井线X或井线Y的开合控制，而且同一时间仅能单独控制井线X或井线Y的开合。

情况b中，需要停止当前状态指示灯点亮的动作轴的动作时，释放当前状态指示灯点亮的正反转选择按键即可，需要切换当前状态指示灯点亮的动作轴的转向时，按下当前状态指示灯未点亮的正反控制按键即可；情况c中当前状态指示灯点亮的动作轴高低速切换操作原理与动作轴正反转切换操作原理一致；情况d中灯光选择按键与动作轴选择按键相互独立，无动作轴运动时，通过灯光按键控制灯光的亮灭，以野灯为例，如果当前野灯点亮，按压野灯选择按键时野灯熄灭，如果当前野灯未亮，按压野灯选择按键时野灯点亮。

本发明控制芯片通过电流环式串口电路与放射治疗模拟机主控制器之间进行信息的交互，通过电平转换大大提高通讯稳定性，硬件线路简单，大幅减少放射治疗模拟机手控器和主控制器之间的连线，由以前的37芯缩减为6芯，安装方便，实现一键复用，操作快捷，安全可靠，大大减少了临床维护人员的工作量。控制芯片采用电源隔离器供电和看门狗电路保证了控制芯片工作的可靠性，放射治疗模拟机手控器设有急停按键，保证非预期运动发生时，可以快速切断电源，降低危险事件的发生概率。

Claims (10)

1.一种放射治疗模拟机手控器，包括外壳，外壳上设有按键面板，按键面板上设置按键，其特征在于，按键包括：

急停按键，用于设备的放射治疗模拟机的紧急停止；

动作轴选择按键，用于选择放射治疗模拟机控制的各个核心部件的动作轴；

灯光控制按键，用于控制放射治疗模拟机各个灯光的亮灭；

正反转控制按键，用于控制放射治疗模拟机当前动作的动作轴的正转或反转；

高低速选择按键，用于控制放射治疗模拟机当前动作的动作轴的转动速度；

急停按键通过急停开关电路连接至放射治疗模拟机主电源控制电路，其余按键接入控制芯片的信号输入端，控制芯片信号输出端设置按键状态指示灯，控制芯片用于采集各个按键当前状态，并在按键按下时控制相应按键的状态指示灯点亮；

控制芯片通过串口电路与放射治疗模拟机主控器相连接，控制芯片通过串口电路向放射治疗模拟机主控器发送控制指令，然后放射治疗模拟机主控器根据指令控制相应部件作出相应动作。

2.根据权利要求1所述的放射治疗模拟机手控器，其特征在于，所述动作轴选择按键包括影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、井线选择按键、光阑选择按键、X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键；灯光控制按键包括野灯按键、测距灯按键和激光灯按键；高低速选择按键包括动作轴高速旋转按键和动作轴低速旋转按键；正反转控制按键包括动作轴正转按键和动作轴反转按键。

3.根据权利要求1所述的放射治疗模拟机手控器，其特征在于，所述控制芯片还对应设有看门狗电路和电源隔离器。

4.根据权利要求2所述的放射治疗模拟机手控器，其特征在于，所述急停按键设置在按键面板顶部中间位置，影像增强器纵向按键和影像增强器横向按键并排设置在急停按键下方，影像增强器纵向按键下方顺次设置影像增强器升降按键、机架旋转按键、动作轴低速旋转按键、动作轴反转按键和井线选择按键，影像增强器横向按键下方顺次设置机头升降按键、准直器旋转按键、动作轴高速旋转按键、动作轴正转按键和光阑选择按键，井线选择按键和光阑选择按键下方设置连线呈菱形的X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键，菱形中心点设置组合选择按键，菱形下方并排设置野灯按键、测距灯按键和激光灯按键。

5.根据权利要求2所述的放射治疗模拟机手控器，其特征在于，所述急停按键、影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、动作轴高速旋转按键、动作轴低速旋转按键、井线选择按键、光阑选择按键、X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键上方分别对应设置一个按键状态指示灯。

6.一种适用于权利要求2、4或5所述的放射治疗模拟机手控器的控制方法，其特征在于，通过控制芯片对按键面板上各个按键的状态进行采集，操作人员根据放射治疗模拟机操作需要按下按键，控制芯片随之判断按下的是哪类按键，有以下五种情况：

a.操作人员按下动作轴选择按键，对应的动作轴选择按键状态指示灯点亮，影像增强器纵向按键、影像增强器横向按键、影像增强器升降按键、机头升降按键、机架旋转按键、准直器旋转按键、井线选择按键和光阑选择按键同一时间仅能有一个按键的状态指示灯点亮，X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键、Y2选择按键和组合选择按键仅能在井线选择按键或光阑选择按键状态指示灯点亮时选择；

b.操作人员按下正反转控制按键，根据动作轴选择按键的状态，控制当前状态指示灯点亮的动作轴正转、反转或停止；

c.操作人员按下高低速选择按键，根据动作轴选择按键的状态，对当前状态指示灯点亮的动作轴进行高、低转速的控制；

d.操作人员按下灯光选择按键，控制芯片直接通过串口电路向放射治疗模拟机主控器发送串行指令，控制相应灯光的亮灭；

e.操作人员按下急停按键，放射治疗模拟机主电源控制电路被切断，实现紧急停止。

7.根据权利要求6所述的放射治疗模拟机手控器的控制方法，其特征在于，所述情况a中，井线选择按键状态指示灯点亮，组合按键状态指示灯未点亮时，通过X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键配合正反转选择按键和高低速选择按键实现井线X1、X2、Y1和Y2的开合控制，而且X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键状态指示灯同一时间仅有一个点亮。

8.根据权利要求6所述的放射治疗模拟机手控器的控制方法，其特征在于，所述情况a中，井线选择按键状态指示灯和组合按键状态指示灯同时点亮时，同时选择X1选择按键和X2选择按键或同时选择Y1选择按键和Y2选择按键，配合正反转选择按键和高低速选择按键实现井线X或井线Y的开合控制，而且同一时间仅能单独控制井线X或井线Y的开合。

9.根据权利要求6所述的放射治疗模拟机手控器的控制方法，其特征在于，所述情况a中，光阑选择按键状态指示灯点亮，组合按键状态指示灯未点亮时，通过X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键配合正反转控制按键和高低速选择按键实现光阑X1、X2、Y1和Y2的开合控制，而且X1选择按键、X2选择按键、Y1选择按键和Y2选择按键状态指示灯同一时间仅有一个点亮。

10.根据权利要求6所述的放射治疗模拟机手控器的控制方法，其特征在于，所述情况a中，光阑选择按键状态指示灯和组合按键状态指示灯同时点亮时，同时选择X1选择按键和X2选择按键或同时选择Y1选择按键和Y2选择按键，配合正反转控制按键和高低速选择按键实现井线X或井线Y的开合控制，而且同一时间仅能单独控制井线X或井线Y的开合。