專利名稱：消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的加速器的運(yùn)行方法。
背景技術(shù)：
離子束(質(zhì)子和重離子)以其倒轉(zhuǎn)的深度劑量分布、側(cè)向散射小、較高的相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)(RB^和低的氧增比(OER)等特點(diǎn)，使離子束治癌成為當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)、有效的放射治療方法。用于腫瘤細(xì)胞放射性治療的重離子貫穿人體時(shí)在其通道上損失的能量較小，形成ー個(gè)相對(duì)低劑量的坪區(qū)，而在接近其射程末端時(shí)損失其大部分入射動(dòng)能，形成一個(gè)高劑量的能量損失峰，稱Bragg峰。通過(guò)改變重離子束流的能量來(lái)控制Bragg峰在體內(nèi)的位置， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同深度的腫瘤細(xì)胞的治療。目前能夠提供粒子束的裝置為粒子加速器，粒子加速器通常由粒子源、低能束流傳輸線、回旋加速器(或直線加速器)、同步加速器、高能束流傳輸線、治療終端組成。上述加速器的各個(gè)組成部分又由不同數(shù)量的磁鐵組成，磁鐵由電源供電產(chǎn)生磁場(chǎng)用于約束癌癥治療的重離子束流的注入、引出和終端治療。由于腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)的深度與粒子束流的能量相對(duì)應(yīng)，腫瘤細(xì)胞的適形治療需要不同引出位置的束流，因此在加速器的運(yùn)行過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)不同形狀、深度的腫瘤細(xì)胞的治療，需要精確控制重離子束流的位置和能量，不同能量的重離子束流意味著需要的磁鐵的磁場(chǎng)不同。為了治療不同病人不同位置、大小的腫瘤，加速器需要多次改變引出束流的能量，從而伴隨著整個(gè)加速器中磁鐵的磁場(chǎng)曲線的變化，而由于通常的磁性物質(zhì)都具有保留其磁性的傾向(磁滯效應(yīng))，因此造成不同能量下磁場(chǎng)曲線的基準(zhǔn)值不同，最終引起重離子束流的位置、強(qiáng)度由于該效應(yīng)的存在而不同，例如12C6+加速到能量200MeV和300MeV時(shí)ニ極磁鐵電源的運(yùn)行曲線如圖1所示，兩種能量條件下上升的最高磁場(chǎng)值不同，因此造成磁鐵的剩磁量不一致。不同能量下束流的引出位置、強(qiáng)度的不同造成腫瘤病人的治療難度加大、定位不準(zhǔn)確，效果變差等一系列效應(yīng)， 本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題。目前同步加速器中消除磁滯效應(yīng)的方法很少，可以利用不同能量下改變校正磁鐵的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)束流的累積、引出軌道的一致，但是這種方法需進(jìn)行大量的硬件改進(jìn)和控制系統(tǒng)升級(jí)，而且對(duì)于不同的束流能量需要逐一調(diào)試，所需時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法。本發(fā)明旨在從加速器物理控制層改進(jìn)醫(yī)用同步加速器的機(jī)器運(yùn)行模式，統(tǒng)ー不同能量條件下的磁鐵的磁場(chǎng)曲線，使得不同能量條件下束流的累積軌道一致，進(jìn)而保證束流引出到治療終端的束流的強(qiáng)度、位置的統(tǒng)ー性，避免控制系統(tǒng)的大量升級(jí)和硬件改進(jìn)，節(jié)省調(diào)節(jié)各個(gè)束流能量的時(shí)間。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)ー種消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，其主要特點(diǎn)包括如下步驟
1)根據(jù)用戶不同腫瘤細(xì)胞的治療需要，確定同步加速器所需要的束流的最高能量，將其設(shè)定為同步加速器運(yùn)行磁場(chǎng)循環(huán)模式所需要的束流的最高能量值；2)束流能量設(shè)置模塊連接計(jì)算模塊；所述的計(jì)算模塊包括有ニ極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊、四極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊、六極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊；所述的計(jì)算模塊還與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)模塊相連接；根據(jù)束流注入、引出能量設(shè)置和磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量值，結(jié)合同步加速器物理模擬計(jì)算和測(cè)磁參數(shù)，計(jì)算ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的電源運(yùn)行曲線，將其寫入ニ進(jìn)制文件，暫存在本地控制計(jì)算機(jī)中；3)本地控制計(jì)算機(jī)連接到遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，將ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)包上傳到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)表的BLOB字段，遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)包含分析模塊，分析模塊對(duì)所述的ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，根據(jù)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源對(duì)應(yīng)的IP地址信息，通過(guò)前端服務(wù)器下發(fā)運(yùn)行數(shù)據(jù)包到相應(yīng)的電源ARM控制器中；4)所述的前端服務(wù)器模塊通過(guò)電源ARM控制器模塊連接到數(shù)字信號(hào)處理器DSP模塊，所述的數(shù)字信號(hào)處理器模塊連接電源模塊，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊將ニ極磁鐵、四極磁鐵、 六極磁鐵電源數(shù)據(jù)包下發(fā)到數(shù)字信號(hào)處理器DSP中，利用觸發(fā)事例卡發(fā)送控制事例到相關(guān)電源的數(shù)字信號(hào)處理器DSP，觸發(fā)數(shù)據(jù)輸出，控制電源按照計(jì)算的數(shù)據(jù)波形輸出電流值。所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，所述的計(jì)算模塊中二極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)公式^=IMxlO6計(jì)算ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的
最高能量時(shí)的磁剛度，其中も為粒子的靜止能量，c為光速，A為粒子的質(zhì)量數(shù)，Z為粒子的電荷態(tài)數(shù)，β為粒子的無(wú)量綱速度，Y為相對(duì)論因子，其中β和Y需計(jì)算在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量條件下的數(shù)值；根據(jù)ニ極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)差值計(jì)算注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的ニ極磁鐵電源的電流值，確定ニ極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，所述的計(jì)算模塊中四極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)最初加速器設(shè)計(jì)時(shí)模擬的Lattice參數(shù)，確定四極磁鐵的強(qiáng)度K值，利用公式 K = B' /Bp，和權(quán)利2中計(jì)算得到的ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量的磁剛度Bp，計(jì)算每臺(tái)四極磁鐵的磁場(chǎng)梯度B'，進(jìn)而根據(jù)四極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)，插值計(jì)算每臺(tái)四極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的電流值，確定四極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，所述的計(jì)算模塊中六極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)加速器引出時(shí)色品校正的需要和滿足3階共振引出條件，確定六極磁鐵的強(qiáng)度K值，利用公式K = B" /Bp，和權(quán)利2中計(jì)算得到的ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量的磁剛度B P，計(jì)算每臺(tái)六極磁鐵的磁場(chǎng)梯度B，進(jìn)而結(jié)合六極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)，差值計(jì)算每臺(tái)六極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的電流值，確定六極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。
所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，所述的遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括有分析模塊，所述的分析模塊對(duì)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分折，確定其波形號(hào)、數(shù)據(jù)總量、數(shù)據(jù)格式是否正確，其中波形號(hào)用于控制腫瘤細(xì)胞治療所需的加速器的引出能量。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵對(duì)應(yīng)電源的IP地址信息，下發(fā)運(yùn)行數(shù)據(jù)包到電源控制器ARM中。所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，所述的電源控制器ARM連接到電源的信號(hào)處理器DSP(Digital Signal Processor)，下發(fā)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的數(shù)據(jù)包到DSP中。用戶發(fā)送控制事例到DSP中，DSP對(duì)控制事例進(jìn)行對(duì)比，如果正確，下發(fā)數(shù)據(jù)包到實(shí)際電源中，控制相應(yīng)電源輸出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果為整套發(fā)明改進(jìn)易于實(shí)施，利用磁鐵磁場(chǎng)的勵(lì)磁曲線循環(huán)理論，調(diào)整加速器物理控制軟件的布局，改進(jìn)物理控制程序的算法，計(jì)算得到磁鐵的勵(lì)磁曲線，相比于其他方式節(jié)省時(shí)間。同時(shí)可以控制加速器的運(yùn)行模式，既可以選擇磁場(chǎng)大循環(huán)模式，也可以不選擇該模式，使加速器運(yùn)行正常的模式，便于正常模式和磁場(chǎng)大循環(huán)模式之間的相互切換。產(chǎn)生的有益結(jié)果是無(wú)需調(diào)試不同治療能量下的束流的累積和引出軌道，無(wú)需大量的更新校正磁鐵的控制系統(tǒng)，節(jié)省加速器運(yùn)行費(fèi)用，便于加速器調(diào)試人員的操作，提供更加友好的加速器物理控制界面，最終控制不同能量的束流在治療過(guò)程中引出到治療終端的束流的位置、強(qiáng)度的一致性，適應(yīng)于不同腫瘤形狀、大小的治療，進(jìn)而保證治療終端設(shè)備的穩(wěn)定性。


本發(fā)明的具體實(shí)施結(jié)合附圖進(jìn)一歩闡述。圖1為同步加速器束流多能量條件下無(wú)消除磁滯影響方法的ニ極磁鐵的電源運(yùn)行曲線；圖2為同步加速器ニ極磁鐵的磁場(chǎng)的電源數(shù)據(jù)曲線；圖3為同步加速器四極磁鐵的磁場(chǎng)的電源數(shù)據(jù)曲線；圖4為同步加速器六極磁鐵的磁場(chǎng)的電源數(shù)據(jù)曲線；圖5為同步加速器的磁鐵電源的運(yùn)行控制數(shù)據(jù)的生成、上傳、輸出過(guò)程流程圖；圖6為同步加速器束流多能量條件下存在消除磁滯影響方法的的ニ極磁鐵的電源運(yùn)行曲線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的裝置由粒子加速器，粒子加速器通常由粒子源、低能束流傳輸線、回旋加速器(或直線加速器)、同步加速器、高能束流傳輸線、治療終端組成。實(shí)施例1 ー種消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，見(jiàn)圖5，包括如下步驟1)根據(jù)用戶1不同腫瘤細(xì)胞的治療需要，確定同步加速器所需要的束流的最高能量2，將其設(shè)定為同步加速器運(yùn)行磁場(chǎng)循環(huán)模式所需要的束流的最高能量值；
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2)束流能量設(shè)置模塊2連接計(jì)算模塊3 ；所述的計(jì)算模塊包括有ニ極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊3-1、四極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊3-2、六極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊3-3 ；所述的計(jì)算模塊3還與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)模塊相連接10 ；根據(jù)束流注入、引出能量設(shè)置和磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量值，結(jié)合同步加速器物理模擬計(jì)算和測(cè)磁參數(shù)，計(jì)算ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的電源運(yùn)行曲線，將其寫入ニ進(jìn)制文件，暫存在本地控制計(jì)算機(jī)10中；3)本地控制計(jì)算機(jī)10連接到遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊4，將ニ極磁鐵、四極磁鐵、 六極磁鐵的ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)包上傳到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)4中數(shù)據(jù)表的BLOB字段，遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)4包含分析模塊，分析模塊對(duì)所述的ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，根據(jù)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源對(duì)應(yīng)的IP地址信息，通過(guò)前端服務(wù)器5下發(fā)運(yùn)行數(shù)據(jù)包到相應(yīng)的電源ARM控制器6中；4)所述的前端服務(wù)器模塊5通過(guò)電源ARM控制器模塊6連接到數(shù)字信號(hào)處理器 DSP模塊7，所述的數(shù)字信號(hào)處理器模塊7連接電源模塊8，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊將ニ極磁鐵、 四極磁鐵、六極磁鐵電源數(shù)據(jù)包下發(fā)到數(shù)字信號(hào)處理器DSP中，利用觸發(fā)事例卡9發(fā)送控制事例到相關(guān)電源的數(shù)字信號(hào)處理器DSP7，觸發(fā)數(shù)據(jù)輸出，控制電源按照計(jì)算的數(shù)據(jù)波形輸出電流值。所述的計(jì)算模塊中二極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)公式十算ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的
最高能量時(shí)的磁剛度，其中も為粒子的靜止能量，c為光速，A為粒子的質(zhì)量數(shù)，Z為粒子的電荷態(tài)數(shù)，β為粒子的無(wú)量綱速度，Y為相對(duì)論因子，其中β和Y需計(jì)算在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量條件下的數(shù)值；根據(jù)ニ極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)差值計(jì)算注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的ニ極磁鐵電源的電流值，確定ニ極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。所述的計(jì)算模塊中四極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)最初加速器設(shè)計(jì)時(shí)模擬的Lattice參數(shù)，確定四極磁鐵的強(qiáng)度K值，利用公式 K = B' /Bp，和權(quán)利2中計(jì)算得到的ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量的磁剛度Bp，計(jì)算每臺(tái)四極磁鐵的磁場(chǎng)梯度B'，進(jìn)而根據(jù)四極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)，插值計(jì)算每臺(tái)四極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的電流值，確定四極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。所述的計(jì)算模塊中六極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)加速器引出時(shí)色品校正的需要和滿足3階共振引出條件，確定六極磁鐵的強(qiáng)度K值，利用公式K = B" /Bp，和權(quán)利2中計(jì)算得到的ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量的磁剛度B P，計(jì)算每臺(tái)六極磁鐵的磁場(chǎng)梯度B，進(jìn)而結(jié)合六極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)，差值計(jì)算每臺(tái)六極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的電流值，確定六極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。所述的遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括有分析模塊，所述的分析模塊對(duì)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，確定其波形號(hào)、數(shù)據(jù)總量、數(shù)據(jù)格式是否正確，其中波形號(hào)用于控制腫瘤細(xì)胞治療所需的加速器的引出能量。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵對(duì)應(yīng)電源的IP地址信息，下發(fā)運(yùn)行數(shù)據(jù)包到電源控制器ARM中。
所述的電源控制器ARM連接到電源的信號(hào)處理器DSP (Digital Signal ft~OCeSSOr)，下發(fā)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的數(shù)據(jù)包到DSP中。用戶發(fā)送控制事例到 DSP中，DSP對(duì)控制事例進(jìn)行對(duì)比，如果正確，下發(fā)數(shù)據(jù)包到實(shí)際電源中，控制相應(yīng)電源輸
M I ο實(shí)施例2 具體以該發(fā)明實(shí)施一次腫瘤細(xì)胞治療為實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明方法，首先假設(shè)本次腫瘤細(xì)胞治療所需的束流能量為200MeV/u、300MeV/u、430MeV/u。本發(fā)明的裝置的運(yùn)行過(guò)程描述為1. ECR離子源提供12C4+,經(jīng)過(guò)扇聚焦回旋加速器SFC (能量常數(shù)K = 69)加速至能量為7. OMeV/u,并輸送至冷卻存儲(chǔ)環(huán)CSR主環(huán)入ロ，流強(qiáng)為10微安。2.采用剝離注入的方法，將12C4+剝離成12C6+注入到CSR主環(huán)中，能量為7. OMeV/ U。根據(jù)腫瘤細(xì)胞治療的需要，確定磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量為430MeV，腫瘤治療的能量舉例為300MeV。注入能量7. OMeV/u、引出能量300MeV/u、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量430MeV/
u，利用公式如=^^1XlO6計(jì)算對(duì)應(yīng)的磁剛度為0. 763T. m、5. 372T. m、6. 622T. m,根據(jù)CSR
主環(huán)ニ極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)，插值計(jì)算得到三個(gè)能量條件下ニ極磁鐵的電流值為160. 412A、 1123. 73AU389. 47A。利用平滑的曲線將三個(gè)能量條件下的ニ極磁鐵電源的數(shù)值進(jìn)行連接， 確定ニ極磁鐵電源的數(shù)據(jù)曲線，見(jiàn)圖2。3. CSR主環(huán)共32塊四極磁鐵，算法一致，舉21Q01為例。根據(jù)Lattice模擬計(jì)算得到的其注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量三個(gè)能量平臺(tái)的強(qiáng)度K值統(tǒng)ー為 0.445396。利用三個(gè)能量平臺(tái)的磁剛度值和公式K = B' /B P，計(jì)算得到三個(gè)能量平臺(tái) 21Q01的梯度值B'為0. 341224，、2.4077、2. 95452。根據(jù)CSR主環(huán)四極磁鐵2IQOl的測(cè)磁參數(shù)，插值計(jì)算得到三個(gè)能量條件下21Q01的電流值為19. 2502AU40. 101AU72. 048A。利用平滑的曲線將這三個(gè)能量條件的21Q01電源的數(shù)值進(jìn)行連接，確定21Q01電源的數(shù)據(jù)曲線，見(jiàn)圖3。4. CSR主環(huán)共8塊六極磁鐵，算法一致，舉21S01為例。由于六極磁鐵只在引出平臺(tái)起作用，因此只需計(jì)算引出能量平臺(tái)的六極磁鐵的電源值。根據(jù)共振、色品校正的需求，21301的強(qiáng)度值為309.342!111^(1，根據(jù)公式1( = 8〃 /B P，計(jì)算得到其二次梯度值B"為 1.6617，根據(jù)21S01的測(cè)磁數(shù)據(jù)，計(jì)算得到引出能量平臺(tái)的電流值為5. 53A，確定21S01的電源數(shù)據(jù)曲線，圖4。5.將ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源的ニ進(jìn)制文件數(shù)據(jù)包通過(guò)Oracle通信協(xié)議上傳到遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，存入Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)表的BLOB字段，數(shù)據(jù)庫(kù)程序?qū)?shù)據(jù)包進(jìn)行分析。在此以ニ極磁鐵為例，數(shù)據(jù)庫(kù)程序分析ニ極磁鐵的數(shù)據(jù)包，確定其數(shù)據(jù)波形數(shù)為1，數(shù)據(jù)總量為9255，根據(jù)表中存儲(chǔ)的ニ極磁鐵的IP地址10. 10. 31. 73，下發(fā)ニ極磁鐵電源的數(shù)據(jù)到控制器ARM(AT91RM9200)，ARM對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算，下發(fā)數(shù)據(jù)包和事例到 DSP 中。6.通過(guò)事例板卡發(fā)送事例字符串到ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源的DSP中， DSP對(duì)事例字符進(jìn)行判斷，如果相符合，則將數(shù)據(jù)包下發(fā)到相關(guān)電源上，控制電源輸出，整個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算、傳輸?shù)牧鞒倘鐖D5所示。7.最終通過(guò)治療終端的多絲探測(cè)器、電離室探測(cè)器等探測(cè)器測(cè)量束流的強(qiáng)度、位
置，確定不同重離子束流能量條件下束流的位置和強(qiáng)度的統(tǒng)ー性。
8.同步加速器多能量條件下(引出能量為200MeV和300MeV)存在磁場(chǎng)大循環(huán)模式時(shí)ニ極磁鐵電源的運(yùn)行曲線如圖6所示。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，其特征包括如下步驟1)根據(jù)用戶不同腫瘤細(xì)胞的治療需要，確定同步加速器所需要的束流的最高能量，將其設(shè)定為同步加速器運(yùn)行磁場(chǎng)循環(huán)模式所需要的束流的最高能量值；2)束流能量設(shè)置模塊連接計(jì)算模塊；所述的計(jì)算模塊包括有ニ極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊、 四極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊、六極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊；所述的計(jì)算模塊還與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)模塊相連接；根據(jù)束流注入、引出能量設(shè)置和磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量值，結(jié)合同步加速器物理模擬計(jì)算和測(cè)磁參數(shù)，計(jì)算ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的電源運(yùn)行曲線，將其寫入ニ 進(jìn)制文件，暫存在本地控制計(jì)算機(jī)中；3)本地控制計(jì)算機(jī)連接到遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，將ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)包上傳到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)表的BLOB字段，遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)包含分析模塊，分析模塊對(duì)所述的ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，根據(jù)ニ 極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源對(duì)應(yīng)的IP地址信息，通過(guò)前端服務(wù)器下發(fā)運(yùn)行數(shù)據(jù)包到相應(yīng)的電源ARM控制器中；4)所述的前端服務(wù)器模塊通過(guò)電源ARM控制器模塊連接到數(shù)字信號(hào)處理器DSP模塊， 所述的數(shù)字信號(hào)處理器模塊連接電源模塊，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊將ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源數(shù)據(jù)包下發(fā)到數(shù)字信號(hào)處理器DSP中，利用觸發(fā)事例卡發(fā)送控制事例到相關(guān)電源的數(shù)字信號(hào)處理器DSP，觸發(fā)數(shù)據(jù)輸出，控制電源按照計(jì)算的數(shù)據(jù)波形輸出電流值。
2.如權(quán)利要求1所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，其特征是所述的計(jì)算模塊中二極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)公式~ = ^IixlO6計(jì)算ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的磁剛度，其中も為粒子的靜止能量，c為光速，A為粒子的質(zhì)量數(shù)，Z為粒子的電荷態(tài)數(shù)，β為粒子的無(wú)量綱速度，Y為相對(duì)論因子，其中β和Y需計(jì)算在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量條件下的數(shù)值；根據(jù)ニ極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)差值計(jì)算注入能量、 引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的ニ極磁鐵電源的電流值，確定ニ極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。
3.如權(quán)利要求1所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，其特征是所述的計(jì)算模塊中四極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)最初加速器設(shè)計(jì)時(shí)模擬的Lattice參數(shù)，確定四極磁鐵的強(qiáng)度K值，利用公式K = B' /Bp，和權(quán)利2中計(jì)算得到的ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量的磁剛度Bp，計(jì)算每臺(tái)四極磁鐵的磁場(chǎng)梯度B'，進(jìn)而根據(jù)四極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)，插值計(jì)算每臺(tái)四極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的電流值，確定四極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。
4.如權(quán)利要求1所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，其特征是所述的計(jì)算模塊中六極磁鐵參數(shù)計(jì)算模塊電源數(shù)據(jù)波形的計(jì)算方法如下根據(jù)加速器引出時(shí)色品校正的需要和滿足3階共振引出條件，確定六極磁鐵的強(qiáng)度K 值，利用公式K = B" /Bp，和權(quán)利2中計(jì)算得到的ニ極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量的磁剛度Bp，計(jì)算每臺(tái)六極磁鐵的磁場(chǎng)梯度B"，進(jìn)而結(jié)合六極磁鐵的測(cè)磁參數(shù)，差值計(jì)算每臺(tái)六極磁鐵在注入能量、引出能量、磁場(chǎng)循環(huán)模式的最高能量時(shí)的電流值，確定六極磁鐵電源的運(yùn)行曲線。
5.如權(quán)利要求1所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，其特征是所述的遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括有分析模塊，所述的分析模塊對(duì)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵電源的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，確定其波形號(hào)、數(shù)據(jù)總量、數(shù)據(jù)格式是否正確，其中波形號(hào)用于控制腫瘤細(xì)胞治療所需的加速器的引出能量。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵對(duì)應(yīng)電源的IP地址信息，下發(fā)運(yùn)行數(shù)據(jù)包到電源控制器ARM中。
6.如權(quán)利要求1所述的消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的運(yùn)行方法，其特征是所述的電源控制器ARM連接到電源的信號(hào)處理器DSP，下發(fā)ニ極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的數(shù)據(jù)包到DSP中。用戶發(fā)送控制事例到DSP中，DSP對(duì)控制事例進(jìn)行對(duì)比，如果正確，下發(fā)數(shù)據(jù)包到實(shí)際電源中，控制相應(yīng)電源輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于消除同步加速器磁滯效應(yīng)影響的加速器的運(yùn)行方法。該方法用于避免由于磁鐵具有磁滯效應(yīng)所造成的同步加速器中重離子束流位置和強(qiáng)度在不同能量條件下的不一致性。磁場(chǎng)大循環(huán)模式的加速器運(yùn)行方法主要包括以下步驟1.確定腫瘤細(xì)胞治療所需的同步加速器束流最高能量值。2.利用測(cè)磁參數(shù)計(jì)算控制束流軌道的二極磁鐵、四極磁鐵、六極磁鐵的電源運(yùn)行曲線。3.將磁鐵的運(yùn)行曲線數(shù)據(jù)包上傳到連接電源控制器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中。4.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，將數(shù)據(jù)下發(fā)到相應(yīng)的控制前端。5.利用觸發(fā)器觸發(fā)數(shù)據(jù)輸出到相關(guān)磁鐵電源，控制重離子束流的軌道。
文檔編號(hào)H05H13/04GK102548182SQ20121001220
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月14日
發(fā)明者原有進(jìn), 夏佳文, 李朋, 楊建成 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所