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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711365139.6 (22)申请日 2017.12.18 (71)申请人 合肥中科离子医学技术装备有限公 司 地址 230000 安徽省合肥市高新区望江西 路860号创新大厦816室 (72)发明人 丁开忠徐正文刘旭峰宋云涛 陈永华陈根杨庆喜李君君 葛剑李实 (74)专利代理机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通合伙) 11390 代理人 胡剑辉 (51)Int.Cl. A61N 5/10(2006.01) (54)发明名称 一种基于加速器束流调节的高压电源系统 。
2、(57)摘要 本发明公开一种基于加速器束流调节的高 压电源系统， 包括垂直偏转板高压电源、 治疗头 和安全连锁子系统； 垂直偏转板高压电源分别与 治疗头和安全连锁子系统连接， 用于可调高压的 输出、 高压幅值的输出以及高压输出的通断； 治 疗头一输出端发送束流要求剂量至垂直偏转板 高压电源， 另两输出端发送束流治疗换层要求至 垂直偏转板高压电源； 安全连锁子系用于接收垂 直偏转板高压电源发送的低电平信号， 且发送安 全连锁信号至垂直偏转板高压电源。 本发明中垂 直偏转板高压电源通过治疗头发送的信号进行 输出电压进行调节， 可对束流进行控制， 达到精 确的束流要求， 提高了治疗的精准度， 并结合。
3、安 全连锁子系统可阻断高压， 提高了医疗设备使用 的安全性和使用寿命。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 107866006 A 2018.04.03 CN 107866006 A 1.一种基于加速器束流调节的高压电源系统， 其特征在于： 包括垂直偏转板高压电源、 治疗头和安全连锁子系统； 所述垂直偏转板高压电源分别与治疗头和安全连锁子系统连接， 用于根据治疗头的束 流要求剂量， 输出可调的高压， 并根据束流治疗换层要求进行高压幅值的输出以及高压输 出的通断； 所述治疗头包括三输出端， 一输出端通过AI1口与垂直偏转板高压电源连接， 用于发送 束流要求剂量至垂直偏转板高压电源， 另两。
4、输出端通过DI1、 DI2口与垂直偏转板高压电源 连接， 用于发送束流治疗换层要求至垂直偏转板高压电源； 所述安全连锁子系统， 用于接收垂直偏转板高压电源发送的低电平信号， 根据接收的 低电平信号对质子加速器进行保护； 发送安全连锁信号至垂直偏转板高压电源， 用于控制 垂直偏转板高压电源进入阻断束流的输出状态。 2.根据权利要求1所述的一种基于加速器束流调节的高压电源系统， 其特征在于： 还包 括加速器控制子系统， 所述加速器控制子系统用于垂直偏转板高压电源的开关机、 远程监 控电源电压的输出状态、 通过网口对电源的参数进行设置以及检测电源是否发生故障。 3.根据权利要求1所述的一种基于加速器。
5、束流调节的高压电源系统， 其特征在于： 所述 治疗头发送束流要求剂量经AI1口至垂直偏转板高压电源， 输入的0-10V的模拟量电压信号 对高压电源输出电压幅值进行调节。 4.根据权利要求1所述的一种基于加速器束流调节的高压电源系统， 其特征在于： 所述 治疗头发送束流治疗换层要求至光电转化器， 经光电转化器将束流治疗换层要求中的光信 号转换成对应的TTL数字信号， 转化后的经DI1、 DI2口至垂直偏转板高压电源， 用于改变电 源的电压输出状态。 5.根据权利要求4所述的一种基于加速器束流调节的高压电源系统， 其特征在于： 当 TTL数字信号为高电平时， 垂直偏转板高压电源系统进行高压快速上升。
6、输出， 当TTL数字信 号为低电平时， 垂直偏转板高压电源进行高压快速下降输出。 6.根据权利要求4所述的一种基于加速器束流调节的高压电源系统， 其特征在于： 所述 安全连锁子系统经DI3口发送安全连锁信号至垂直偏转板高压电源,当安全联锁信号为高 电平时， 高压电源进入阻断束流的输出状态。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107866006 A 2 一种基于加速器束流调节的高压电源系统 技术领域 0001 本发明属于加速器技术领域， 涉及到一种基于加速器束流调节的高压电源系统。 背景技术 0002 现有放疗治疗系统中， 在针对病患肿瘤治疗过程中， 没有精确的束流治疗剂量， 在 治疗过程中会发。
7、生肿瘤部位厚的地方粒子(质子、 光子、 重离子等)照射剂量不足， 在肿瘤部 位薄的地方照射剂量又超量的现象， 为了对照射剂量进行改进， 令整个治疗过程中， 根据肿 瘤的大小形状， 合理的调节加速器的束流强度， 令照射剂量符合肿瘤本体， 具体调节过程为 在加速器内部束流加速过程中， 通过加速器束流调节的高压电源进行高压输出， 形成电场， 将根据治疗端的束流需求来调节束流输出， 以根据治疗头的束流需求来调节束流输出， 从 而达到精确的束流强度的治疗过程。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种基于加速器束流调节的高压电源系统， 解决了现有加 速器在束流强度调节时， 存在合理性差以及精准度低的。
8、问题， 无法满足治疗过程中的束流 强度的精确要求。 0004 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 0005 一种基于加速器束流调节的高压电源系统， 包括垂直偏转板高压电源、 治疗头和 安全连锁子系统； 0006 所述垂直偏转板高压电源分别与治疗头和安全连锁子系统连接， 用于根据治疗头 的束流要求剂量， 输出可调的高压， 并根据束流治疗换层要求进行高压幅值的输出以及高 压输出的通断； 0007 所述治疗头包括三输出端， 一输出端通过AI1口与垂直偏转板高压电源连接， 用于 发送束流要求剂量至垂直偏转板高压电源， 另两输出端通过DI1、 DI2口与垂直偏转板高压 电源连接， 用于发送束流治疗换。
9、层要求至垂直偏转板高压电源； 0008 所述安全连锁子系统， 用于接收垂直偏转板高压电源发送的低电平信号， 根据接 收的低电平信号对质子加速器进行保护； 发送安全连锁信号至垂直偏转板高压电源， 用于 控制垂直偏转板高压电源进入阻断束流的输出状态； 0009 进一步地， 还包括加速器控制子系统， 加速器控制子系统作用于高压电源的开关 机、 远程监控电源电压的输出状态、 通过网口(TCP/IP)进行设置电源的参数、 电源故障现象 检测等。 0010 进一步地， 所述治疗头发送束流要求剂量经AI1口至垂直偏转板高压电源， 输入的 0-10V的模拟量电压信号对高压电源输出电压幅值进行调节。 0011 。
10、进一步地， 所述治疗头发送束流治疗换层要求至光电转化器， 经光电转化器将束 流治疗换层要求中的光信号转换成对应的TTL数字信号， 转化后的经DI1、 DI2口至垂直偏转 板高压电源， 用于改变电源电压的输出状态。 说明书 1/3 页 3 CN 107866006 A 3 0012 进一步地， 当TTL数字信号为高电平时， 垂直偏转板高压电源系统进行高压快速上 升输出， 当TTL数字信号为低电平时， 垂直偏转板高压电源进行高压快速下降输出。 0013 进一步地， 所述安全连锁子系统经DI3口发送安全连锁信号至垂直偏转板高压电 源,当安全联锁信号为高电平时， 高压电源进入阻断束流的输出状态。 00。
11、14 本发明的有益效果： 0015 本发明中通过治疗头发送束流要求剂量和束流治疗换层要求至垂直偏转板高压 电源， 高压电源能够根据接收的要求对输出电压进行调节， 进而对束流进行控制， 达到精确 的束流要求， 提高了治疗的精准度， 另外， 结合安全连锁子系统可阻断高压， 提高了医疗设 备使用的安全性和使用寿命。 附图说明 0016 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例描述所需要使用的 附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领 域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附 图。 0017 图1为。
12、本发明一种基于加速器束流调节的高压电源系统的示意图。 具体实施方式 0018 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0019 请参阅图1所示， 本发明为一种基于加速器束流调节的高压电源系统,包括垂直偏 转板高压电源、 治疗头、 加速器控制子系统和安全连锁子系统， 垂直偏转板高压电源分别与 治疗头、 加速器控制子系统和安全连锁子系统连接。 0020 垂直。
13、偏转板高压电源， 用于根据治疗头的束流要求剂量来改变加速器的束流强 度， 改变高压电源拓扑结果， 输出可调的高压， 根据束流治疗换层要求， 改变输出的高压幅 值以及高压输出的通断。 0021 治疗头包括三输出端， 一端通过AI1口与垂直偏转板高压电源连接， 另外两端通过 DI1、 DI2口与垂直偏转板高压电源连接。 0022 加速器控制子系统用于进行垂直偏转板高压电源的开关机、 远程监控电源电压的 输出状态、 通过网口(TCP/IP)对电源的参数进行设置以及检测电源故障现象等。 0023 安全连锁子系统， 用于接收垂直偏转板高压电源发送的低电平信号， 根据接收的 低电平信号对质子加速器进行保护。
14、； 发送安全连锁信号至垂直偏转板高压电源， 用于控制 垂直偏转板高压电源进入阻断束流的输出状态； 0024 治疗头发送束流要求剂量经AI1口至垂直偏转板高压电源， 输入的0-10V的模拟量 电压信号通过高压电源系统， 对输出电压幅值进行调节。 垂直偏转板电源系统先进行调试， 再将接收的模拟量电压信号进行优化， 接收的0V模拟量电压信号对应垂直偏转板高压电源 输出的最小值0V， 接收的10V模拟量电压信号对应垂直偏转板高压电源输出的的最大输出 说明书 2/3 页 4 CN 107866006 A 4 5KV， 0-10V模拟量电压信号进行等比例细分， 垂直偏转板高压电源最小可调输出电压精度 为5。
15、V， 根据0-10V模拟量电压信号的变化精度， 电源系统将根据接收的模拟量电压信号的值 进行高压输出， 输出范围在0-5KV， 输出精度可达5V， 根据治疗头发送的束流要求剂量的0- 10V要求， 可理解为将0-10V等分为1000个精度点， 其中， 所述束流要求剂量为治疗头反馈的 0-10V的模拟量电压信号。 0025 治疗头发送束流治疗换层要求至光电转化器， 经光电转化器将束流治疗换层要求 中的光信号转换成对应的TTL数字信号， 转化后的经DI1、 DI2口至垂直偏转板高压电源， 用 于改变电源电压的输出状态， 所述束流治疗换层要求为治疗头反馈的光信号， 光信号经光 电转化器转化成TTL数。
16、字信号， 当TTL数字信号为高电平时， 垂直偏转板高压电源系统接收 高电平信号， 驱动垂直偏转板高压电源高压输出信号发出， 通过垂直偏转板高压电源内部 半导体器件(硅堆)快速响应， 从而导通垂直偏转板高压电源高压输出线路， 此时垂直偏转 板高压电源进行高压快速上升输出； 同理， 当TTL数字信号为低电平时， 垂直偏转板高压电 源进行高压快速下降输出。 0026 安全连锁子系统经DI3口发送安全连锁信号至垂直偏转板高压电源,当安全联锁 信号为高电平时， 高压电源进入阻断束流的输出状态， 即高压电源的输出电压按照设定的 值进行输出， 阻断接收治疗头发送的TTL数字信号， 持续输出高压。 0027 。
17、当垂直偏转板高压电源发生故障时,例如,垂直偏转板高压电源与其他系统的通 讯故障/电源警示故障等,垂直偏转板高压电源经DO1口发送低电平信号至安全联锁子系 统,安全连锁子系统用于保护质子加速器治疗系统中的其他子部件,同时,垂直偏转板高压 电源持续输出电压按照设定值的束流阻断高压,保证加速器束流无法达到治疗头,从而保 护医疗系统的使用安全性。 0028 本发明中通过治疗头发送束流要求剂量和束流治疗换层要求至垂直偏转板高压 电源， 高压电源能够根据接收的要求对输出电压进行调节， 进而对束流进行控制， 达到精确 的束流要求， 提高了治疗的精准度， 另外， 结合安全连锁子系统可阻断高压， 提高了医疗设 备使用的安全性和使用寿命。 0029 以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明， 所属本技术领域的技术人员 对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代， 只要不偏离发明 的构思或者超越本权利要求书所定义的范围， 均应属于本发明的保护范围。 说明书 3/3 页 5 CN 107866006 A 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 107866006 A 6 。