直線加速器運動控制轉換器研究設計製作

放射治療是目前治療腫瘤的主要手段之一，醫用電子直線加速器就是用於腫瘤放射治療的大型醫療設備。由北京醫療器械研究所（現為瑞典醫科達公司）生產的BJ-6B型駐波醫用直線加速器，正是一款用於腫瘤治療放料設備，但是該款設備未配備操作室運動控制功能。隨著治療病人數量的增多，放療科工作人員的工作量會不斷加重，其中很大一部分時間都花費在從操作室到治療機房來回的路途中，而且這個距離還比較長，甚至治療一個病人要在控制室和治療機房之間走三四個來回，不僅浪費了工作人員的寶貴時間、增加了工作量，還增大了工作人員暴露於射線中的幾率（操作室至治療機房擺位過程如圖一所示）。鑒於此種情況，設備科和放療科共同討論研究設計了一套BJ-6B型醫用直線加速器運動控制轉換器，有效解決了以上問題，使放療科醫護人員能夠把更多的精力投入到病人的診療工作中，更全面、更快速、更優質、更高效地為病人服務。

圖一 操作室至治療機房擺位過程示意圖

圖二 治療機房現場圖

安裝運動控制轉換器後，每個病人只需要在首次擺位時從操作室到治療機房一次即可，其餘的擺位工作全部在操作室遙控完成。轉換器能夠進行操作切換，即選擇在操作室控制各部位運動，還是選擇在治療機房控制各部位運動，每次切換都有聲音提示，並且有指示燈提示目前是處於何種控置狀態。轉換器實現了原廠手控盒的全部功能，即機架機頭、床縱向橫向、XY光闌等部位選擇，部位選擇亦伴有聲光提示，按鍵按下會有「滴」的一聲，被選擇部位的指示燈會一直處於發光狀態。

運動控制轉換器主要由三部分構成：控制器、操作盒、連接電纜。控制器以AT98S52微控制器（MCU）為核心，可以在線編程刷新控制程序。操作盒採用超長壽命帶燈可自複位按鈕，結合自主設計的按鍵膜，非常人性化並且美觀，簡單易學操作方便。連接電纜共有六組，分別是：電源線、加速器共地線、腳踏開關線、進轉換器電纜、出轉換器電纜。電源線電源取自加速器控制櫃，使得轉換器能夠和加速器同步啟動和關閉。加速器共地線末端設有金屬夾，可以可以方便可靠地連接到加速器的地線網路上，保證轉換器和加速器有共同的參考地，即零電壓參考點。腳踏開關的作用是防止機器在未按下運動按鍵時機器誤動作，只有在踩下腳踏開關的情況下，運動按鍵才是有效地，保證設備能夠安全可靠地運行。進轉換器電纜截獲原控制櫃編號為XS14電纜的所有信號，進入轉換器控制電路後，運動無關的信號原封不動，運動相關的信號經過處理實現在操作室控制加速器的目的，所有信號最終都要通過出轉換器電纜送至加速器控制櫃。運動轉換控制器和加速器實現無損連接，即連接安裝過程中不會對原設備造成任何創傷，即插即用非常方便。運動控制轉換器和直線加速器連接情況如圖三所示。

圖三 轉換器和加速器連接示意圖

運動控制器設計是獨一無二的，在此過程中我們真正把它當成一款產品來設計製作，前後幾經改進，包括結構規劃與劃分、電路精簡與優化、外殼選型與美化。運動控制轉換器實物及設計效果如下圖所示。

圖四 控制器實物圖

圖五 控制器主電路板

圖六 操作盒實物圖

圖七 操作盒按鍵膜設計效果圖

圖八 控制器連接電纜實物圖

圖九 轉換器和加速器連接現場圖

深入發掘臨床醫技等科室實際需求，解決他們的具體困難，是醫學工程技術人員的職責所在，也是醫學工程技術人員價值體現的主要渠道，只有和臨床醫技緊密結合才能為醫院創造更大的價值，不然技術再好也不過是屠龍之技。所以人要知道相互感恩，我們為臨床醫技解決困難時，他們會很高興地感謝我們，同時醫學工程技術人員也應該感謝臨床醫技的醫務人員，是他們為我們提供了素材、平台與機會。

希望今後與臨床醫技科室能夠有更多的合作，創造出更多有價值產品。

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