[发明专利]一种六自由度放射治疗床的控制方法

说明书

本发明公开了一种六自由度放射治疗床的控制方法，包括步骤：一、六自由度放射治疗床运动参数的设定；二、六自由度放射治疗床运动的控制：包括上板沿着X轴方向移动、上板沿着Y轴方向移动和上板沿着Z轴方向移动，以及上板沿着X轴方向转动、上板沿着Y轴方向转动和上板沿着Z轴方向转动。本发明控制方法流程简单，能够实现治疗床床体在六个自由度方向上的运动，控制装置呈闭环，能够对六自由度放射治疗床在各个轴向上的移动和转动做到实时检测、实时反馈和实时纠正，控制精度高，响应及摆位速度快，便于推广应用。

技术领域

本发明属于放射性医疗设备技术领域，具体涉及一种六自由度放射治疗床的控制方法。

背景技术

影像引导放射治疗(IGRT)是一种四维的放射治疗技术，IGRT引导的4DCRT涉及放射治疗过程中的所有步骤，包括患者4DCT图像获取、治疗计划、摆位验证和修正、计划修改、计划给予、治疗保证等各方面。现在发展起来的实时成像系统可以克服上述缺点，可以在治疗开始前和治疗过程进行射野照片,通过影像的引导可以减少由于摆位或器官移动造成的肿瘤位置变化后带来的放疗误差。目前，影像引导放射治疗(IGRT)技术中常用的医用直线加速器配备的常规治疗床只有X、Y、Z三个方向的直线运动和治疗床整体绕等中心的旋转运动，但是，正常情况下，摆位偏差往往是六个自由度方向的，且在影像引导放射治疗(IGRT)技术中，得到的摆位验证参数也是六个自由度方向的，此时常规治疗床显然已经不能满足六个自由度方向的摆位验证参数的临床需求，因此，应该提供一种六自由度放射治疗床的控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种六自由度放射治疗床的控制方法，其控制方法流程简单，能够实现治疗床床体在六个自由度方向上的运动，控制装置呈闭环，能够对六自由度放射治疗床在各个轴向上的移动和转动做到实时检测、实时反馈和实时纠正，控制精度高，响应及摆位速度快，便于推广应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种六自由度放射治疗床的控制方法，六自由度放射治疗床包括底板、设置在所述底板上方的治疗床床体、用于带动所述治疗床床体实现六自由度运动的传动装置和与所述传动装置连接的控制装置，所述治疗床床体包括中板和与所述中板连接的上板，所述传动装置包括用于带动所述治疗床床体实现五自由度运动的五自由度传动机构和用于带动所述治疗床床体绕着Z轴方向转动的Z向转动传动机构，所述五自由度传动机构设置在所述中板与所述上板之间，所述Z向转动传动机构设置在所述底板与所述中板之间；所述五自由度传动机构包括沿着Y轴方向对称布设在所述中板上的第一升降机和第二升降机，以及沿着X轴方向布设在所述中板上的第三升降机和第四升降机，所述第一升降机的顶部安装有第一升降板，所述第二升降机的顶部安装有第二升降板，所述第三升降机的顶部安装有第三升降板，所述第四升降机的顶部安装有第四升降板，所述第一升降板和所述第二升降板上均设置有与所述上板连接的第一连接机构，所述第三升降板和第四升降板上均设置有与所述上板连接的第二连接机构，所述第一连接机构包括第一活动板、通过X向滑动组件与所述第一活动板滑动配合的第一支撑板、固定安装在所述第一支撑板顶面上的第一Y向直线导轨以及与所述第一Y向直线导轨相配合的第一Y向直线滑块，所述第一Y向直线滑块固定安装有所述上板底面上，两个所述第一连接机构上均设置有X向移动机构，任意一个所述第一连接机构上设置有Y向移动机构，所述第二连接机构包括第二活动板、通过Y向滑动组件与所述第二活动板滑动配合的第二支撑板、设置在所述第二支撑板顶面上的第一X向直线导轨以及与所述第一X向直线导轨相配合的第一X向直线滑块，所述第一X向直线滑块固定安装在所述上板底面上，所述Z向转动传动机构包括与所述中板连接的主动齿轮和固定安装在所述底板上与所述主动齿轮相啮合的弧形齿条，所述底板与所述中板之间设置有圆形导向机构，所述第一升降机由第一伺服电机驱动，所述第二升降机由第二伺服电机驱动，所述第三升降机由第三伺服电机驱动，所述第四升降机由第四伺服电机驱动，所述Y向移动机构由第五伺服电机驱动，位于所述第一升降机上方的所述X向移动机构由第六伺服电机驱动，位于所述第二升降机上方的所述X向移动机构由第七伺服电机驱动，所述第六伺服电机的输出轴朝向和所述第七伺服电机的输出轴朝向相反，所述主动齿轮由第八伺服电机驱动，第八伺服电机固定安装在中板上，所述第八伺服电机的输出轴上连接有减速机，所述主动齿轮固定安装在所述减速机的输出轴上，所述减速机的输出轴竖直布设；所述控制装置包括计算机、与所述计算机连接的PLC模块、连接在所述PLC模块输入端的用于采集所述上板运动参数的第一采集单元和第二采集单元，以及用于采集所述中板沿着Z轴方向转动参数的绝对值编码器，所述第一伺服电机、所述第二伺服电机、所述第三伺服电机和所述第四伺服电机，以及所述第五伺服电机、所述第六伺服电机、所述第七伺服电机和所述第八伺服电机均由所述PLC模块控制；其特征在于，该控制方法包括以下步骤：