CN106843232B - 一种基于质子重离子治疗室激光的输运床自动定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于质子重离子治疗室激光的输运床自动定位装置，它涉及质子重离子治疗系统技术领域。输运车顶部前后侧分别设置有前方激光传感器、后方跟随激光传感器，前方激光传感器、后方跟随激光传感器上分别设置有位置传感编码器A和位置传感编码器B，输运车侧边设置有侧方激光传感器，输运车底部设置有前驱驱动轮、后驱驱动轮，前驱驱动轮、后驱驱动轮分别与前驱动轮方向控制器、后驱驱动轮方向控制器相连，所述的前驱驱动轮、后驱驱动轮之间还设置有两个定位销。本发明可大大缩短非治疗时间，提高治疗室的治疗效率，可以大大减少患者和工作人员在辐射环境下的暴露时间。
Description
技术领域
本发明涉及的是质子重离子治疗系统技术领域，具体涉及一种基于质子重离子治疗室激光的输运床自动定位装置。
背景技术
中国专利申请号为201510101097.X的专利《一种医疗病床运输车的激光巡线系统及其激光巡线方法》，该技术是安装四个发射接收装置。本设计利用现有激光束，无需发射装置；本设计使用三个激光接收装置。由于治疗室地面是可移动的架空地板，因此一些地埋式导轨类专利在该环境下下无法使用。质子重离子治疗室有严格的电磁辐射要求，因此一些大功率或电磁定位设备无法使用。由于便携式和移动式射频通信设备都会影响粒子治疗设备的正常使用，因此目前带有发射频率的装置无法使用在该房间。类似的相关专利还有申请号：87107300.5 激光照射治疗的自动跟随系统；申请号：201410733897.9 激光定位装置；一集申请号：201510101097.X 一种医疗病床运输车的激光巡线系统及其激光巡线方法。以上系统均存在治疗效率低下，操作不方便，容易造成患者和工作人员的不必要辐射，难以高效率地进行使用。综上所述，本发明设计了一种基于质子重离子治疗室激光的输运床自动定位装置。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于质子重离子治疗室激光的输运床自动定位装置，运行高效，可大大缩短非治疗时间，提高治疗室的治疗效率，利用该装置可以大大减少患者和工作人员在辐射环境下的暴露时间。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于质子重离子治疗室激光的输运床自动定位装置，包括前方激光传感器、后方跟随激光传感器、前驱驱动轮、前驱动轮方向控制器、固定销、后驱驱动轮、侧方激光传感器、后驱驱动轮方向控制器、输运车、位置传感编码器A和位置传感编码器B，输运车顶部前后侧分别设置有前方激光传感器、后方跟随激光传感器，前方激光传感器、后方跟随激光传感器上分别设置有位置传感编码器A和位置传感编码器B，输运车侧边设置有侧方激光传感器，输运车底部设置有前驱驱动轮、后驱驱动轮，前驱驱动轮、后驱驱动轮分别与前驱动轮方向控制器、后驱驱动轮方向控制器相连，所述的前驱驱动轮、后驱驱动轮之间还设置有两个定位销。
所述的侧方激光传感器上设置有位置传感编码器C。
所述的输运床自动定位装置的工作方法为：
本发明的患者在治疗室进行治疗时，医院技术工作人员即可在患者固定房间内把下一位患者固定在输运床上的固定面板上，输运床运动控制装置根据医疗系统的要求，自动输运到对应的治疗室门口等待区域，进行等待。当上一位患者治疗结束后，治疗室内的机器人会把患者放到输运床上，输运床自行退出该房间。随后带有下一位患者的输运床进入到治疗室，进行定位和治疗。此装置利用现有普通患者输运床的基本结构，适当增加三个传感器和一套控制系统等装置即可。此装置的全部设备集成在一部手推车上面，可以实现装置的快速移动和本地自我控制。符合治疗室内的电磁辐射要求，不影像其他设备的运行。在前进或到固定位置时，该装置能够快速自动进行自我校正。此装置可以与输运床在进入治疗室之前的自动输运系统相连接。
本发明具有以下有益效果：
1、运行平稳，精度高
由于是利用激光束进行引导且行进线路较为固定，因此运行比较平稳，精度高。
2、对房间的电磁辐射较小。
由于没有使用无线发射设备和大功率的电气设备，因此该设备电磁辐射较小。
3、可以大大缩短患者非治疗耽误的时间，提高治疗效率。
4、该装置结构简单，便于操作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的治疗室平面示意图；
图2为本发明的平面结构示意图；
图3为本发明的侧面示意图；
图4为本发明的激光传感器示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：一种基于质子重离子治疗室激光的输运床自动定位装置，包括前方激光传感器6、后方跟随激光传感器7、前驱驱动轮8、前驱动轮方向控制器9、固定销10、后驱驱动轮11、侧方激光传感器12、后驱驱动轮方向控制器13、输运车14、位置传感编码器A15和位置传感编码器B16，输运车14顶部前后侧分别设置有前方激光传感器6、后方跟随激光传感器7，前方激光传感器6、后方跟随激光传感器7上分别设置有位置传感编码器A15和位置传感编码器B16，输运车14侧边设置有侧方激光传感器12，输运车14底部设置有前驱驱动轮8、后驱驱动轮11，前驱驱动轮8、后驱驱动轮11分别与前驱动轮方向控制器9、后驱驱动轮方向控制器13相连，所述的前驱驱动轮8、后驱驱动轮11之间还设置有两个定位销10。
所述的侧方激光传感器(12)上设置有位置传感编码器C。
所述的输运床自动定位装置的工作方法为：(1)、首先在患者固定房间内把患者固定在输运床上面的固定面板上，并在输运床标识装置中输入该患者唯一认证码。
(2)、根据不同的认证码，输运床会自动把患者运输到相对应的治疗室门口的等待区域进行等待。
(3)、等前一位患者治疗结束并退出该治疗室后，在等待区域等待的输运床会进入该治疗室。
(4)、当输运床前进到迷道与治疗室结合处时(即输运床A位时)，前方激光传感器(6)和后方激光跟随传感器(7)上升到探测位置。
(5)、开启输运床前进模式。
(6)、前驱驱动轮(8)开启驱动模式，用于驱动输运床前进；驱动轮方向控制器(9)开启方向控制模式，控制输运床前进的方向。后驱驱动轮(11)开启随从模式，不带动力，后驱驱动方向控制器(13)开启万向轮模式。
(7)、输运床(14)在继续前进中，位于前方激光传感器(6)上的位置传感编码器A(15)会首先接收到X轴激光束(4)信号，即位置传感编码器A(15)会首先发出100000000000000000000的信号，并把该信号传输到控制器，系统根据信号可以判断出该装置位置偏右；控制器会给前驱动轮方向控制器(9)向左旋转的控制信号，直到位置传感编码器A(15)发出为000000000010000000000时， 控制器输出信号减小到零。此时代表该位置即为标准前进方向。反之控制器亦发出相反的控制信号。
(8)、由于后驱驱动方向控制器(13)此时开启万向轮模式，不带任何驱动。所以在前驱驱动轮(8)沿着X轴激光束(4)前进过程中，位于后方激光跟随传感器(7)上面的位置传感编码器B(16)会逐渐靠近X轴激光束(4)的方向并接收到该激光束信号。
(9)、控制器一旦收到位置传感编码器B(16) 接收到X轴激光束的信号后，给后驱驱动方向控制器(13)发出启动方向控制模式。该控制信号是以位置传感编码器A(15)信号000000000010000000000的值为基准，以传感编码器B(16)与其的差值来改变后轮方向并达到自行轻微校正的目的。
(10)、当照此方法前进一定距离后，位于侧方激光传感器(12)上的位置传感编码器C也会接收到Y轴激光束。首先会发出100000000000000000000的信号，把该信号传输到控制器。控制器给前驱驱动轮(8)发出一个减速信号，同时控制输运车继续前进，当输出信号接近000000000010000000000时停止输运床，即可到达标准位置。
(11)、固定销(10)落入地面以下位置，即可确认输运床达到预定位置。否则输运床需自我校准，直到固定销落下为止。
(12)、等输运床到达标准位置后，治疗室机器人会自动把位于输运床(14)上的患者放到定位位置，等患者定位并治疗结束后，机器人把患者放回原处。
(13)、输运床开启退出模式并提起固定销(10)。
(14)、后驱驱动轮(11)开启驱动模式，用于驱动输运床后退；后驱驱动方向控制器(13)开启方向控制模式，控制输运床后退的方向。前驱驱动轮(8)开启随从模式，前驱动轮方向控制器(9)开启万向轮模式。
(15)、后驱驱动方向控制器(13)根据位置传感编码器B(16)发出的信号控制输运车后退。
(16)、当后退到一定距离后，技术工作人员即可关闭后退模式。如无法关闭，在迷道入口处有一光幕激光装置，该激光束可以确保输运床后退的安全。
(17)、随后通过迷道输运装置把患者快速运出治疗室，最大程度的减少患者和工作人员的次级辐射，提高治疗效率。
本具体实施方式的X轴激光束4基于治疗室原有激光系统，使输运床能够沿着X轴激光束前进；Y轴激光束5基于治疗室原有激光系统，使输运床确定是否到达标准位置；前方激光传感器6用于接收X轴激光发出的激光束；后方跟随激光传感器7用于接收X轴激光发出的激光束，与前方激光传感器基准进行对比；前驱驱动轮8带有驱动和非驱动两种可以相互转换的模式。当输运床前进时该装置开启驱动模式，带动输运床前进；当后退时该装置开始非驱动模式；前驱动轮方向控制器9该装置可以根据前方激光传感器6接收的不同信号改变前驱驱动轮8前进的方向或是否开启万向轮等模式；固定销10用于确定是否到达标准位置并对其设备进行锁死；后驱驱动轮11带有驱动和非驱动两种可以相互转换的模式。当输运床后退时该装置开启驱动模式，带动输运床后退；当前进时该装置开始非驱动模式。侧方激光传感器12用于接收Y轴激光发出的激光束,确保输运床前进到准确位置；后驱驱动轮方向控制器13可以根据后方跟随激光传感器7接收的不同信号改变后驱驱动轮11后退的方向或是否开启万向轮等模式。输运车14用于运输患者，根据指令进行运动，该输运床上面带有固定板，可以固定患者；位置传感编码器A把接收到的激光信号转化成电信号。该编码器内共有21个激光束接收点，每个激光束接收点均可以出1和0的数码信号,当激光束照射到接收点时该点就会传出1的数码信号，没有激光照射的位置时就会传出0的数码信号. 即一共可以输出21位二进制数字；位置传感编码器B以位置传感编码器A21个激光接收点的最中间一位为标准位置。激光束照射在左边输出为正，越靠左边输出数值越大，代表往右偏离位置越远，控制器就会给驱动轮方向控制器向左旋转信号，数值越大旋转角度愈大。反之亦如此。
本发明的装置利用治疗室现有的激光装置，无需添加激光发射模块。只需在现有输运床上增加少量的传感器和控制装置即可完成。可以用于不得使用带有电磁辐射的区域进行工作。本装置可以用于带有辐射的区域进行工作。本装置适用于医疗等要求较高的行业，价格较市面上的成品价格低。本装置较为轻便，是一套集成各系统组成的一套装置，能够本地自我控制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种基于质子重离子治疗室激光的输运床自动定位装置，其特征在于，包括前方激光传感器(6)、后方跟随激光传感器(7)、前驱驱动轮(8)、前驱动轮方向控制器(9)、固定销(10)、后驱驱动轮(11)、侧方激光传感器(12)、后驱驱动轮方向控制器(13)、输运床(14)、位置传感编码器A(15)和位置传感编码器B(16)，输运床(14)顶部前后侧分别设置有前方激光传感器(6)、后方跟随激光传感器(7)，前方激光传感器(6)、后方跟随激光传感器(7)上分别设置有位置传感编码器A(15)和位置传感编码器B(16)，输运床(14)侧边设置有侧方激光传感器(12)，输运床(14)底部设置有前驱驱动轮(8)、后驱驱动轮(11)，前驱驱动轮(8)、后驱驱动轮(11)分别与前驱动轮方向控制器(9)、后驱驱动轮方向控制器(13)相连，所述的前驱驱动轮(8)、后驱驱动轮(11)之间还设置有两个固定销(10)；所述的侧方激光传感器(12)上设置有位置传感编码器C；所述的输运床自动定位装置的工作方法为：(1)、首先在患者固定房间内把患者固定在输运床上面的固定面板上，并在输运床标识装置中输入该患者唯一认证码；
(2)、根据不同的认证码，输运床会自动把患者运输到相对应的治疗室门口的等待区域进行等待；
(3)、等前一位患者治疗结束并退出该治疗室后，在等待区域等待的输运床会进入该治疗室；
(4)、当输运床前进到迷道与治疗室结合处时，前方激光传感器(6)和后方跟随激光传感器(7)上升到探测位置；
(5)、开启输运床前进模式；
(6)、前驱驱动轮(8)开启驱动模式，用于驱动输运床前进；前驱动轮方向控制器(9)开启方向控制模式，控制输运床前进的方向；后驱驱动轮(11)开启随从模式，不带动力，后驱驱动轮方向控制器(13)开启万向轮模式；
(7)、输运床(14)在继续前进中，位于前方激光传感器(6)上的位置传感编码器A(15)会首先接收到X轴激光束(4)信号，即位置传感编码器A(15)会首先发出100000000000000000000的信号，并把该信号传输到控制器，系统根据信号可以判断出输运床(14)位置偏右；控制器会给前驱动轮方向控制器(9)向左旋转的控制信号，直到位置传感编码器A(15)发出为000000000010000000000时，控制器输出信号减小到零；此时代表该位置即为标准前进方向；反之控制器亦发出相反的控制信号；
(8)、由于后驱驱动轮方向控制器(13)此时开启万向轮模式，不带任何驱动；所以在前驱驱动轮(8)沿着X轴激光束(4)前进过程中，位于后方跟随激光传感器(7)上面的位置传感编码器B(16)会逐渐靠近X轴激光束(4)的方向并接收到该激光束信号；
(9)、控制器一旦收到位置传感编码器B(16)接收到X轴激光束的信号后，给后驱驱动轮方向控制器(13)发出启动方向控制模式；该控制信号是以位置传感编码器A(15)信号000000000010000000000的值为基准，以位置传感编码器B(16)与其的差值来改变后轮方向并达到自行轻微校正的目的；
(10)、当照此方法前进一定距离后，位于侧方激光传感器(12)上的位置传感编码器C也会接收到Y轴激光束；首先会发出100000000000000000000的信号，把该信号传输到控制器；控制器给前驱驱动轮(8)发出一个减速信号，同时控制输运床继续前进，当输出信号接近000000000010000000000时停止输运床，即可到达标准位置；
(11)、固定销(10)落入地面以下位置，即可确认输运床达到预定位置；否则输运床需自我校准，直到固定销落下为止；
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(15)、后驱驱动轮方向控制器(13)根据位置传感编码器B(16)发出的信号控制输运床后退；
(16)、当后退到一定距离后，技术工作人员即可关闭后退模式；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |