【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于bnct放射治疗，具体涉及一种bnct治疗控制系统离线调试系统。
技术介绍
1、治疗控制系统tcs调试过程作为临床试验和最终治疗的必要前提环节，是整个bnct装置调试和试运行以及最终实时治疗的关键环节。由于治疗控制系统tcs关系到所有bnct装置的子系统，因此其调试环节也需要协调控制所有子系统。
2、目前调试过程中一般的做法是采用纯软件的手段实现子系统数据信息的模拟，即采用计算机程序模拟bnct各子系统的工作状态和反馈数据，从而对tcs系统和bnct装置进行调试、升级和改造。
3、但是，采用纯软件的手段就使得tcs系统脱离了实际bnct装置的各个子系统，原因在于调试过程中，所有的子系统只能通过软件上的代码和数据实现，即纯软件实现，而这些代码和数据往往又不能完全代表bnct各子系统的实际工作状态，这样就使得tcs系统和bnct装置调试过程存在缺口；上述方法只能对tcs系统的流程部分进行调试和验证，而对于治疗控制系统tcs和治疗设备终端之间的交互信息、以及治疗设备终端之间的交互信息无法进行调试和验证。例如：
4、1、纯软件的手段并不能包含测试tcs系统和bnct子系统间接口适配：纯软件手段假设网络连接是正常的并自己给自己一个网络连接正常的信号、假设上下通讯协议是匹配的，并自己给自己一个相互匹配的通讯协议；但实际工作中，治疗设备和治疗控制系统tcs的连接往往会出现异常，原因是多方面的，包括通讯协议不匹配。调试的目的就是提前发现异常的原因，提前预防子系统间接口适配问题，但纯软件手段达不到
5、2、纯软件的手段并不能包含测试tcs下发命令执行效果；纯软件手段假设终端治疗设备执行效果正常，自己给自己一个执行效果正常的信号，但实际运行中终端治疗设备因为各种原因往往执行异常，尤其是设备通信之间的异常，调试的目的之一就是验证tcs系统和众多子系统之间的通信和数据交互流程以及数据相应时序，进而找出执行效果异常的原因，提前预防执行效果的非正常因素，但纯软件手段达不到提前预防治疗设备执行效果异常的目的。
6、3、纯软件的手段并不能包含测试各子系统通信时序及动态响应时间测试等部分。纯软件手段假设各子系统通信的时序是正常的，其自己给自己一个各子系统的正常通讯时序、自己给自己一个各个子系统的正常响应时间，但是实际运行中，由于各种原因各子系统通信时序可能是延迟甚至是错乱的，可能响应时间不在规定的范围，调试的目的就是找出各子系统通信时序非正常的因素，提前预防各子系统通信时序的非正常因素、以及各子系统响应时间的非正常因素，但纯软件手段达不到模拟实际各子系统通信时序的非正常因素、以及各子系统响应时间的非正常因素的目的。
7、总之，纯软件测试手段不能测试tcs系统和bnct子系统间通讯接口适配问题、不能根据实际子系统的情况测试各个系统通信及数据实时交互问题，只是按照简单流程和逻辑输送单纯的假数据、不能测试各子系统通信时序及动态响应时间。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题，提出一种bnct治疗控制系统离线调试系统，目的在于解决纯软件测试手段不能测试tcs系统和bnct子系统间通讯接口适配问题、不能根据实际子系统的情况测试各个系统通信及数据实时交互问题而只是按照简单流程和逻辑输送单纯的假数据、不能测试各子系统通信时序及动态响应时间的问题。
2、本专利技术为解决其技术问题提出以下技术方案：
3、一种bnct治疗控制系统离线调试系统，该系统包括治疗计划系统tps、肿瘤信息系统ois、上位机、治疗控制系统tcs、以及治疗设备离线调试单元；
4、所述治疗计划系统tps用于产生治疗处方数据、并将治疗数据通过dicom格式存入所述肿瘤信息系统ois系统；所述肿瘤信息系统ois用于接收治疗数据并将治疗数据发送给所述治疗控制系统tcs；所述治疗控制系统tcs将治疗数据转换为治疗设备的电参数发送给治疗设备离线调试单元；
5、其特点是：所述治疗设备离线调试单元由cpci机箱+零槽控制器+多个功能板卡构成；该多个功能板卡分别一比一模拟实际运行的各个子单元的硬件接口和通信协议，进而实现全部硬件功能和软件功能的模拟，并执行治疗设备的离线调试；该实际运行的各个子单元包括加速器接口子单元、剂量配送子单元、患者支撑子单元、摆位验证子单元、独立终止子单元、医疗联锁子单元。
6、进一步地，该治疗设备离线调试单元的cpci机箱带有总线背板结构，该总线背板结构用于安装多个功能板卡时，将多个功能板卡直接插入到cpci机箱背面的总线背板上从而方便安装操作；该cpci机箱的总线背板结构还用于安装和固定零槽控制器，并提供电源和风冷系统；
7、该治疗设备离线调试单元的零槽控制器用于接收下发的数据和采集底层设备的数据：向上和上位机进行通信和数据交换，向下通过总线背板和各个功能板卡进行通信；该接收下发的数据包括接受治疗处方数据，该采集底层设备的数据包括采集治疗终端数据和加速器数据；该治疗处方数据包括剂量、照射时间、中子通量；该治疗终端数据包括治疗床位置坐标；该加速器数据包括束流能量、流强；
8、该治疗设备离线调试单元的功能板卡采用cpci机箱+板卡形式进行连接和装配，通过cpci背板总线进行信息和数据交互，最终和上位机及治疗控制系统tcs进行通信；该功能板卡分别对应6个模拟子单元的功能，包括：加速器接口模拟子单元功能板卡、剂量配送模拟子单元功能板卡、患者支撑模拟子单元功能板卡、摆位验证模拟子单元功能板卡、独立终止模拟子单元功能板卡、医疗联锁模拟子单元功能板卡。
9、进一步地，所述加速器接口模拟子单元功能板卡，模拟加速器控制系统交互信息，采用千兆网线通信，通信协议采用tcp/ip，所述交互信息包括：束流开关控制信息、加速器工作状态信息、加速器引出束流流强信息。
10、进一步地，所述剂量配送模拟子单元功能板卡，模拟剂量信息+模拟硼药监测信息；所述模拟剂量信息即是根据束流流强和中子通量进行剂量信息的模拟。
11、进一步地，所述患者支撑模拟子单元功能板卡，模拟实际治疗床的位置并反馈六维坐标、以及反馈包括限位和当前状态的数字量。
12、进一步地，所述摆位验证模拟子单元功能板卡，其通信协议根据真实设备数字x线摄影术采用的opc ua协议，具体通信数据包括：两个成像平板到达工作位置、成像平板到达零点位置、系统工作状态、使能、急停。
13、进一步地，所述独立终止模拟子单元功能板卡，模拟独立于剂量配送系统的剂量数据，并当剂量误差超出阈值时发出停止照射信号。
14、进一步地，所述医疗联锁模拟子单元功能板卡，和上述所有单元通过总线背板进行通信，当任何一个单元出现错误或者误差超出阈值时发出安全联锁信号，停止照射过程。
15、本专利技术的优点效果
16、1.模拟了全部子系统信号，使得基于硬件通信和软件数据交互的离线调试成为可能；
【技术保护点】
1.一种BNCT治疗控制系统离线调试系统，该系统包括治疗计划系统TPS、肿瘤信息系统OIS、上位机、治疗控制系统TCS、以及治疗设备离线调试单元；
2.根据权利要求1所述一种BNCT治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：该治疗设备离线调试单元的cPCI机箱带有总线背板结构，该总线背板结构用于安装多个功能板卡时，将多个功能板卡直接插入到cPCI机箱背面的总线背板上从而方便安装操作；该cPCI机箱的总线背板结构还用于安装和固定零槽控制器，并提供电源和风冷系统；
3.根据权利要求2所述一种BNCT治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：所述加速器接口模拟子单元功能板卡，模拟加速器控制系统交互信息，采用千兆网线通信，通信协议采用TCP/IP，所述交互信息包括：束流开关控制信息、加速器工作状态信息、加速器引出束流流强信息。
4.根据权利要求2所述一种BNCT治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：所述剂量配送模拟子单元功能板卡，模拟剂量信息+模拟硼药监测信息；所述模拟剂量信息即是根据束流流强和中子通量进行剂量信息的模拟。
5.根据权利要求2所述一
6.根据权利要求2所述一种BNCT治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：所述摆位验证模拟子单元功能板卡，模拟摆位验证系统与TCS系统之间的信息交互，辅助完成病人摆位过程，通信协议根据真实设备数字X线摄影术采用的OPC UA协议，具体通信数据包括：两个成像平板到达工作位置、成像平板到达零点位置、系统工作状态、使能、急停等。
7.根据权利要求2所述一种BNCT治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：所述独立终止模拟子单元功能板卡，模拟靶状态信息和独立于剂量配送系统的剂量数据，并当剂量误差超出阈值时发出停止照射信号。
8.根据权利要求2所述一种BNCT治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：所述医疗联锁模拟子单元功能板卡，和上述所有单元通过总线背板进行通信，当任何一个单元出现错误或者误差超出阈值时发出安全联锁信号，停止照射过程。
9.根据权利要求2所述一种BNCT治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：各个模拟单元之间还有同步机制，通过CPU0作为同步控制master，其余作为slave实现整个模拟照射治疗过程的同步。另外，CPU0同通过与上位机的数据通信实现治疗数据的接收、转换、下发和上传等功能。
...【技术特征摘要】
1.一种bnct治疗控制系统离线调试系统，该系统包括治疗计划系统tps、肿瘤信息系统ois、上位机、治疗控制系统tcs、以及治疗设备离线调试单元；
2.根据权利要求1所述一种bnct治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：该治疗设备离线调试单元的cpci机箱带有总线背板结构，该总线背板结构用于安装多个功能板卡时，将多个功能板卡直接插入到cpci机箱背面的总线背板上从而方便安装操作；该cpci机箱的总线背板结构还用于安装和固定零槽控制器，并提供电源和风冷系统；
3.根据权利要求2所述一种bnct治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：所述加速器接口模拟子单元功能板卡，模拟加速器控制系统交互信息，采用千兆网线通信，通信协议采用tcp/ip，所述交互信息包括：束流开关控制信息、加速器工作状态信息、加速器引出束流流强信息。
4.根据权利要求2所述一种bnct治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：所述剂量配送模拟子单元功能板卡，模拟剂量信息+模拟硼药监测信息；所述模拟剂量信息即是根据束流流强和中子通量进行剂量信息的模拟。
5.根据权利要求2所述一种bnct治疗控制系统离线调试系统，其特征在于：所述患者支撑模拟子单元功能板卡，模拟实际治疗床的位置并反馈...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，管锋平，安世忠，侯世刚，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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