CN105455839A - 锥形束ct同步控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锥形束CT同步控制装置及其控制方法，属于CT控制装置领域，锥形束CT同步控制装置，包括放射治疗模拟机主机、高压发生器、可编程控制器、同步接口板、平板探测器和图像采集计算机；可编程控制器的输入端通过同步接口板连接高压发生器的信号输出端，可编程控制器的输出端通过同步接口板连接高压发生器的输入端和放射治疗模拟机主机输入端，可编程控制器的串口通过通信电缆与图像采集计算机进行连接,平板探测器通过网线与图像采集计算机连接，用来完成高压发生器出束、出束时刻的机架角的采样、出束时刻的图像的获取三者之间的同步控制。

Description

锥形束CT同步控制装置及其控制方法

技术领域

本发明提供一种锥形束CT同步控制装置及其控制方法，属于CT控制装置领域。

背景技术

放射治疗模拟机是放疗配套产品，是肿瘤患者在放疗前检查、制定确认治疗计划、作体表射野标记的重要设备。传统放射治疗模拟机通过给患者透视或摄影，仅仅可以获得患者二维方向上的病灶影像信息。随着临床肿瘤治疗技术的发展，医生更希望获得三维方向上的影像信息，为验证治疗计划提供依据。鉴于此，公司决定研发锥形束CT。

锥形束CT是ConeBeamComputedTomography的缩写，学名是锥形束计算机体层摄影，其原理是锥形X射线束对人体进行360度连续旋转投影，同时对投影图像进行数字采集、处理，采用迭代FDK算法对几百幅投影图像进行重建从而获取人体的断层图像(即CT图像)，进而获得三维图像。

在临床使用中，可通过具有锥形束CT功能的放射治疗模拟机获得患者病灶部位清晰的三维图像，为临床治疗和治疗计划的制定提供依据。同时，具有锥形束CT功能的放射治疗模拟机可完成肿瘤患者三维方向上的位置验证，更加满足调强放疗等精确放疗对放疗质量保证(QA)的要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种锥形束CT同步控制装置及其控制方法，用来完成高压发生器出束、出束时刻的机架角的采样、出束时刻的图像的获取三者之间的同步控制。

本发明所述的锥形束CT同步控制装置，放射治疗模拟机主机、高压发生器、可编程控制器、同步接口板、平板探测器和图像采集计算机。

放射治疗模拟机主机：放射治疗模拟机主机的输入端连接到可编程控制器，并负责接收可编程控制器发出的启动机架运动信号；

高压发生器：高压发生器通过同步接口板与可编程控制器进行通信连接，高压发生器为X线发生装置提供高压，同时，把手闸、脚闸等控制信号通过同步接口板传给可编程控制器；

可编程控制器：可编程控制器图像采集计算机进行连接，可编程控制器的输出端连接到放射治疗模拟机主机，可编程控制器分别通过同步接口板与高压发生器和平板探测器建立通讯连接，可编程控制器根据高压发生器和上位机传送来的信号，通过高压发生器控制产生X线或不产生X线、通过放射治疗模拟机主机控制机架运动开始或停止，把高压发生器数据传给上位机；

平板探测器：平板探测器是采集患者体位图像的装置，平板探测器分别与同步接口板和图像采集计算机进行连接；

图像采集计算机：图像采集计算机主要完成图像的采集和给出锥形束CT扫描启停的控制。

所述的锥形束CT同步控制装置，锥形束CT同步控制装置核心是可编程控制器，其具有实时信息采集和控制功能。其中实时信息采集主要完成机架角度采集、高压发生器给出的透视信号、脚闸信号等。输出控制主要完成机架旋转启动、脉冲透视控制。可编程控制器和图像采集计算机通过串口通讯进行信息的交互，可编程控制器接受上位机控制指令，发送扫描过程中的数据。

所述的锥形束CT同步控制装置，可编程控制器的串口通过通信线缆与图像采集计算机的串口连接。

所述的锥形束CT同步控制装置，平板探测器与图像采集计算机之间通过网线连接。

所述的锥形束CT同步控制装置，可编程控制器完成高压发生器出束、出束时刻的机架角的采样、出束时刻的图像的获取三者之间的同步控制。

所述的锥形束CT同步控制装置，锥形束CT同步控制装置接口采用光电隔离器。

所述的锥形束CT同步控制方法，

(1)可编程控制器在收到图像采集计算机CBCT扫描启动命令后，将机架运动启动信号发送给放射治疗模拟机主机；

(2)机架开始按照预订的速度进行转动，当脚闸踩下后，锥形束CT同步控制装置可编程控制器将采集发生器将给出的信号，进行出束、停束控制；

(3)当发生器出束时，锥形束CT同步控制装置将实时采集出束时刻的数据，并通过串口发送到计算机，图像采集结束时给出机架停止运动信号；

(4)锥形束CT扫描结束。

本发明与现有技术相比有益效果为：

通过锥形束CT同步控制装置，能够完成高压发生器出束、出束时刻的机架角的采样、出束时刻的图像的获取三者之间的同步控制。进而获得锥形X射线束对人体进行360度连续旋转投影后的图像、各图像采样时刻的机架角，为图像重建获得了准确的原始数据。

附图说明

图1为本发明1结构框图；

图2为本发明2流程图。

图中：1、放射治疗模拟机主机；2、高压发生器；3、可编程控制器；4、同步接口板；5、平板探测器；6、图像采集计算机。

具体实施方式

下面结合本发明对锥形束CT同步控制装置做进一步说明：

如图1所示，锥形束CT同步控制装置，包括放射治疗模拟机主机1、高压发生器2、可编程控制器3、同步接口板4、平板探测器5和图像采集计算机6；可编程控制器3的输入端通过同步接口板4连接高压发生器2的信号输出端，可编程控制器3的输出端通过同步接口板4连接高压发生器2的输入端和放射治疗模拟机主机1输入端，可编程控制器3的串口通过通信电缆与图像采集计算机6进行连接,平板探测器5通过网线与图像采集计算机6连接。

放射治疗模拟机主机1接受可编程控制器3发出的启动机架运动信号；高压发生器2为X线发生装置提供高压，同时，把手闸、脚闸等控制信号通过同步接口板4传给可编程控制器3；可编程控制器3是控制的核心，它根据发送器和上位机传送来的信号，控制产生X线或不产生X线、控制机架运动开始或停止，把发生器数据传给上位机；图像采集计算机6主要完成图像的采集和给出锥形束CT扫描启停的控制。

下面结合本发明对锥形束CT同步控制方法做进一步说明：

如图2所示，锥形束CT同步控制装置可编程控制器3在收到图像采集计算机6扫描启动命令后，将机架运动启动信号发送给放射治疗模拟机主机1，此时，机架开始按照预订的速度进行转动，当脚闸踩下后，锥形束CT同步控制装置可编程控制器3将采集发生器将给出的信号，进行出束、停束控制。当发生器出束时，锥形束CT同步控制装置将实时采集出束时刻的数据，并通过串口发送到计算机，图像采集结束时给出机架停止运动信号，至此，锥形束CT扫描结束。

Claims (6)

1.一种锥形束CT同步控制装置，放射治疗模拟机主机(1)、高压发生器(2)、可编程控制器(3)、同步接口板(4)、平板探测器(5)和图像采集计算机(6)，其特征在于：

放射治疗模拟机主机：放射治疗模拟机主机(1)的输入端连接到可编程控制器(3)，并负责接收可编程控制器(3)发出的启动机架运动信号；

高压发生器(2)：高压发生器(2)通过同步接口板(4)与可编程控制器(3)进行通信连接，高压发生器(2)为X线发生装置提供高压，同时，把手闸、脚闸等控制信号通过同步控制板传给可编程控制器(3)；

可编程控制器：可编程控制器(3)图像采集计算机(6)进行连接，可编程控制器(3)的输出端连接到放射治疗模拟机主机(1)，可编程控制器(3)分别通过同步接口板(4)与高压发生器(2)和平板探测器(5)建立通讯连接，可编程控制器(3)根据高压发生器(2)和上位机传送来的信号，通过高压发生器(2)控制产生X线或不产生X线、通过放射治疗模拟机主机(1)控制机架运动开始或停止，把高压发生器(2)数据传给上位机；

平板探测器：平板探测器(5)是采集患者体位图像的装置，平板探测器(5)分别与同步接口板(4)和图像采集计算机(6)进行连接；

图像采集计算机：图像采集计算机(6)主要完成图像的采集和给出锥形束CT扫描启停的控制。

2.根据权利要求1所述的锥形束CT同步控制装置，其特征在于：可编程控制器(3)的串口通过通信线缆与图像采集计算机(6)的串口连接。

3.根据权利要求1所述的锥形束CT同步控制装置，其特征在于：平板探测器(5)与图像采集计算机(6)之间通过网线连接。

4.根据权利要求1所述的锥形束CT同步控制装置，其特征在于：可编程控制器(3)完成高压发生器(2)出束、出束时刻的机架角的采样、出束时刻的图像的获取三者之间的同步控制。

5.根据权利要求1或2所述的锥形束CT同步控制装置，其特征在于：锥形束CT同步控制装置接口采用光电隔离器。

6.一种应用于权利要求1所述的锥形束CT同步控制装置的锥形束CT同步控制方法，其特征在于：

(1)可编程控制器(3)在收到图像采集计算机(6)CBCT扫描启动命令后，将机架运动启动信号发送给放射治疗模拟机主机(1)；

(2)机架开始按照预订的速度进行转动，当脚闸踩下后，锥形束CT同步控制装置可编程控制器(3)将采集发生器将给出的信号，进行出束、停束控制；

(3)当发生器出束时，锥形束CT同步控制装置将实时采集出束时刻的数据，并通过串口发送到计算机，图像采集结束时给出机架停止运动信号；

(4)锥形束CT扫描结束。