质子放疗旋转机架控制系统设计与实现

来源：计算机测量与控制杂志2023年第11期北京时间：

作者：丁廷洋,龚时华,邓建春,马海,孙恺文

单位：华中科技大学 机械科学与工程学院

摘要：旋转机架是质子治疗设备中的关键部件，其主要功能是对治疗头、束流输运线等关键部件进行承重，并旋转至一定角度实现质子束对肿瘤特定角度的照射；针对在放疗过程中终端控制旋转机架运动的控制需求，提出了一种质子治疗旋转机架控制系统设计方法；基于Socket通信技术开发了总控室的服务端程序和工控机的客户端程序，并运用MFC类库设计了服务端与客户端的人机交互界面；在此基础上，在客户端程序中开发了基于S7.Net库的PLC上位控制模块；为保证医护平台在机架运动过程中的水平，在PLC程序中设计了一种同步运动控制模型，实现机架和医护平台的同步运动；现场实验结果表明：该系统可以终端控制旋转机架以0.1~1rpm在-180°~180°范围内运动，以及控制气动踏板的伸出和退回，还会实时监控机架旋转角度和旋转速度，适用于化疗过程中的工作环境，并验证了设计的同步运动控制模型可以实现旋转机架和医护平台同步运动。

关键词：质子放疗;控制系统;SOCKET;S7.Net;同步运动

基金资助：国家重点研发计划“基于超导回旋加速器的质子放疗装备研发”项目课题6“质子治疗旋转机架”(课题编号：2016YFC0105306)