[发明专利]一种质子束能量选择控制系统

权利要求书

1.一种质子束能量选择控制系统，包括系统板卡、运动板卡、降能器、多个四扇准直器、多个磁铁，该多个磁铁包括四级磁铁、导向磁铁和偏转磁铁；所述系统板卡其输入端连接治疗头、从治疗头获取当前治疗所需要的束流能量信息，其输出端分别连接运动板卡和磁铁电源，将降能器步进电机和四扇准直器步进电机的动作命令发送给运动板卡，将磁铁电源参数发送给磁铁电源；所述运动板卡其输入端连接系统板卡、输出端连接降能器和四扇准直器；所述降能器和四扇准直器分别包括降能器组件、降能器步进电机驱动器和降能器步进电机、四扇准直器组件、四扇准直器步进电机驱动器和四扇准直器步进电机，所述降能器组件和四扇准直器组件，它们的输入端分别为降能器步进电机和四扇准直器步进电机，在降能器步进电机和四扇准直器步进电机的控制下运动；所述降能器步进电机驱动器和四扇准直器步进电机驱动器，它们输入端分别连接运动板卡，输出端连接各自的步进电机；所述磁铁包括布设在当前束流线上的多个磁铁和每个磁铁内的磁铁电源，该每个磁铁内的磁铁电源的输入端分别连接系统板卡并从系统板卡获取对应当前治疗头能量的磁铁电源参数，输出端连接对应的磁铁并控制磁铁磁场，其特征在于：

所述系统板卡内安装了VxWorks嵌入式实时控制系统，VxWorks嵌入式实时控制系统使得每个任务的切换时间更短、能够及时得到外界设备的反馈；

所述系统板卡和治疗头之间为DDS通讯，节省了通讯双方握手的时间；

所述系统板卡包括多任务调度单元、以及查表单元；该多任务调度单元设有同步运动指令传送模块，当多个任务的初始化进程以首尾连接的异步方式启动时，该同步运动指令传送模块通过指令传送的方式，使得异步方式启动的多任务模块在同一时刻接收到调度指令；

所述能量选择控制系统控制降能器每一档的降能响应时间快于多楔形降能器的响应时间、能够在50毫秒内完成能量切换；所述对楔形降能器包括一对带有倾角的楔形石墨降能片，该一对带有倾角的楔形石墨降能片的长度或所走的路程是多楔形降能片的长度或多楔形降能片所走的路程的数倍，宽度与多楔形降能片的宽度总和相同。

2.根据权利要求1所述一种质子束能量选择控制系统，其特征在于：所述查表单元设有降能器查表子模块、四扇准直器查表子模块、磁铁电源查表子模块；这些子模块各自根据系统板卡获取的治疗头束流能量值进行查表，从而获得降能器步进电机需要运动的步数、四扇准直器步进电机需要运动的步数、磁铁电源需要调节的参数并各自发送给多任务调度单元中的同步运动指令传送任务模块。

3.根据权利要求1所述一种质子束能量选择控制系统，其特征在于：所述多任务调度单元设有降能器任务模块、四扇准直器任务模块、磁铁电源任务模块、同步运动指令传送模块；所述的降能器任务模块、四扇准直器任务模块、磁铁电源任务模块分别包括执行初始化任务子模块、等待同步运动指令子模块、接收同步运动指令子模块；所述等待同步运动指令子模块判断当前初始化任务完成以后将各自当前的任务挂起，直至接收到同步运动指令；所述接收同步运动指令子模块接收到同步运动指令以后，降能器任务模块向运动控制卡发送指令，四扇准直器任务模块向运动控制卡发送指令，磁铁电源任务模块向磁铁电源发送指令。

4.根据权利要求3所述一种质子束能量选择控制系统，其特征在于：所述同步运动指令传送模块设有等待挂起子模块、传送同步指令子模块；所述等待挂起子模块等待最后一个任务挂起后通知所述传送同步指令子模块，所述传送同步指令子模块接到通知后向降能器任务模块、四扇准直器任务模块、磁铁电源任务模块发送同步运动指令。

5.根据权利要求3所述一种质子束能量选择控制系统，其特征在于：所述降能器任务模块、四扇准直器任务模块的初始化任务子模块包括调用S曲线算法模块，所述调用S曲线算法模块包括设置S曲线参数子模块，所述设置S曲线参数子模块包括设置四个加速度参数、以及四个减速度参数；磁铁电源任务模块的初始化包括通过建立UDP连接的方式建立磁铁电源与系统板卡之间的网络通信。