重离子治癌点扫描动态电流实时反馈系统设计

作     者：姜浩宇 赵江 周忠祖 王德志 高大庆 JIANG Haoyu;ZHAO Jiang;ZHOU Zhongzu;WANG Dezhi;GAO Daqing

作者机构：中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049 

出 版 物：《核技术》 (Nuclear Techniques)

年 卷 期：2021年第44卷第4期

页      面：21-26页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 100214[医学-肿瘤学] 0802[工学-机械工程] 10[医学] 

基　　金：中国科学院重点部署项目 医用重离子加速器产业化(No.Y700050) 

主　　题：点扫描 SoC 光纤传输 PCIE 

摘      要：重离子治癌中的点扫描治疗是一种精确的放疗方法,点扫描治疗的过程就是扫描电源快速实时改变电流的过程。点扫描束流位置控制的精度取决于扫描电源的重复性和模型参数的稳定性,但点扫描中位置电流的变化快、幅值小,且容易被噪声淹没,使得治疗终端远程精确获取这种扫描动态电流存在一定的难度。为快速分析和优化点扫描位置电流的精度和重复性,基于Xilinx公司的新一代可扩展处理系统Zynq-7000 SoCx平台,结合高速光纤通信与PCI-E(Peripheral Component Interface Express)串行总线技术设计并实现了一种点扫描动态电流的实时反馈系统。经过兰州重离子治疗装置现场测试,该系统能实时获取点扫描的位置电流点阵并进行偏差计算,实测位置电流偏差为0.1068 A,满足小于0.17 A的设计要求。为点扫描位置电流的精度控制及优化提供了一种有效的技术手段。