[发明专利]一种提高多叶准直器叶片位置检测精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械控制技术领域，具体涉及一种多叶准直器叶片位置检测的方法。   

背景技术

多叶准直器是一种先进的立体定向放射外科医疗设备，可配合直线加速器或钴-60机对肿瘤进行适形调强治疗，从而达到提高放射治疗增益比（即最大限度地将放射线的剂量集中到病变内，杀灭肿瘤细胞，而使周围的正常组织和器官少受或免受不必要的照射）的目的。是当今肿瘤治疗的主要设备之一。它是通过A、B两组相向排列的若干对高密度钨合金叶片替代传统的铅挡板以屏蔽射线，以相应对数之电机分别驱动叶片和叶片组，通过控制系统检测和控制叶片之位置，快速形成要求的射野形状，结合治疗机的相应动作，达到适形或调强的目的。 

由于叶片的运动直接影响了X射线在病人体部的分布，因此对叶片运动速度的控制要求有很好的加速度和良好的动态性能，对叶片位置控制精度要求也越来越高。当前，叶片位置一般是通过旋转编码器（一般为增量编码器）反馈脉冲的个数计算得到。叶片控制系统原理图如附图1所示。 

增量式编码器是直接利用光电转换原理输出二组方波脉冲A、B，A、B两组脉冲相位差90°，通过判断A、B相的相位来判断正、反转并计算当前位置。当前主要靠软件方法读取编码器反馈脉冲。显然，对编码器输出脉冲的准确计数是提高叶片位置精度的关键所在。然而，在适形调强治疗过程中，叶片存在频繁的前进倒退运动，即驱动叶片的电机存在着频繁的正转反转现象。这种方法存在严重的累计误差，影响编码器输出脉冲的准确计数。 

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种提高多叶准直器叶片位置检测精度的方法。 

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是： 

本提高多叶准直器叶片位置检测精度的方法，依次包括如下步骤：

a)将增量式编码器的A相接在单片机的外部中断接口，并设置中断触发方式为上升沿和下降沿中断，将增量式编码器的B相接在单片机的I/O接口；

b)当增量式编码器输出的反馈脉冲发生中断时，单片机判断中断位置时A相是位于上升沿还是位于下降沿，通过检测B相此时信号是高电平还是低电平；

c) 如果A相为上升沿且B相为低电平时，单片机判定为正向旋转，且计数器加1，如果A相为上升沿且B相为高电平时，判定为反向旋转，计数器减1，如果A相为下降沿且B相为高电平时，判定为正向旋转，计数器加1，如果A相为下降沿且B相为低电平时，判定为反向旋转，计数器减1。

本发明的有益效果是：通过单片机判断A相为上升沿还是下降沿以及对B相位高电平还是低电平，并对A相和B相进行比对后判断正反转，再确定计数器+1还是-1，因此有效避免电机频繁正反转过程中，增量式编码器的累积误差，提高了多叶准直器叶片位置检测精度。 

附图说明

图1为多叶准直器控制系统原理图； 

图2为编码器A、B相位波形图；

图3为编码器与单片机连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图2、附图3对本发明做进一步说明。 

目前，多叶准直器叶片的位置反馈一般采用增量式编码器的反馈脉冲经计算获得。通常的方法是：当A相出现上升沿时，如果此时B为低电平则为正转，为高电平时为反转。记录A相上升沿的个数，就是编码器反馈之脉冲数。但是，在频繁的正反转过程中，这种方法存在严重的累计误差。如附图2所示，对于同一脉冲的“沿”，正转是是上升沿，反转时是下降沿，见图3所示。假设电机处于正向转动中，则波形图从左向右看。如果此时电机停止并停在了标注Ⅰ的地方，并假设此时的脉冲计数为100。此后，电机反转，并运动到标注Ⅱ。此时，波形图应从右向左看，原来的下降沿变为上升沿，则计数脉冲将减1变为99。如果紧接着从标注Ⅱ正转到标注Ⅰ，计数脉冲没有变化，再从标注Ⅰ反转到标注Ⅱ，计数脉冲将减1变为98。如此累积下去，系统的累计误差不断增加，从而无法正确反映叶片的真实位置。 

本提高多叶准直器叶片位置检测精度的方法，依次包括如下步骤：a)将增量式编码器的A相接在单片机的外部中断接口，并设置中断触发方式为上升沿和下降沿中断，将增量式编码器的B相接在单片机的I/O接口；b)当增量式编码器输出的反馈脉冲发生中断时，单片机判断中断位置时A相是位于上升沿还是位于下降沿，通过检测B相此时信号是高电平还是低电平； 

c) 如果A相为上升沿且B相为低电平时，单片机判定为正向旋转，且计数器加1，如果A相为上升沿且B相为高电平时，判定为反向旋转，计数器减1，如果A相为下降沿且B相为高电平时，判定为正向旋转，计数器加1，如果A相为下降沿且B相为低电平时，判定为反向旋转，计数器减1。通过单片机判断A相为上升沿还是下降沿以及对B相位高电平还是低电平，并对A相和B相进行比对后判断正反转，再确定计数器+1还是-1，因此有效避免电机频繁正反转过程中，增量式编码器的累积误差，提高了多叶准直器叶片位置检测精度。