автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Устройство перемещения и контроля положения источника излучения радиологического аппарата

г 8 оз 9 ®Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

На правах рукописи УДК 681.326:615849

МАКАРОВ БОРИС ВЛАДИМИРОВИЧ

УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПОЯОШШ ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОЛОГИЧЕСКОГО АППАРАТА

Специальность: 05.13.05. "Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва Издательство МАИ 1990

Работа выполнена в научно-производственном объединения "Агат" -Научный руководитель: д.г.н.,' .профессор Москалев А;И.". Официальные оппоненты: д.т.н.,' профессор Малышков

К»Т»Н»| СфН»С . Питерцев Е;Е.

Ведущая организация:ШИ автоматики я приборостроения

Защита состоится " 1?У 1990 г.-.в часов'на

заседании специализированного Совета К 053.18.10, в Московском авиационном институте имени Серго Ордаоншсидзе.

Просим Вас принять участив в обсуждении диссертации или прислать свой отзыв, заваренный печатью,-по.адресу: 125871, Москва, ГСП, Волоколамское шоссе, д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан а Ь п 03 1990 г.*

Ученый секретарь специализированного Совета,

к.т.н. А.К.Шашурин

'' Актуальность темы. Повышение точности воспроизведения доз-ны* рас наделений в облучаемой милея* является актуальной зада-хчейирп'д >лв повышения эффективности аппаратурной лучевой терапия, применяемой в онкологии. Если одна часть этой комплексной задачи, состоящая в определен!» требований к параметрам дозных распределений является до сути задачей медико-биологической, то . другая ее часть - совершенствование технических средств, предназначенных для воспроизведения запланированных дозных полей с требуемой точностью - является актуальной научно-технической задачей.

Большинство современннх радиологических аппаратов реализуют простейший монопозидионный способ облучения я имеют тривиальную структуру системы управления с бинарными датчиками конечного положения источника излучения в каналах аппарата. Ге, немногие из существующих аппаратов, использующих более сложный полипозиционный способ облучения, ае обладают достаточной точностью воспроизведения дозных распределений, несмотря на применение автомагических систем управления положением источника излучения. Низкие точностные характеристики устройств перемещения и контроля положения источника излучения этих аппаратов, обусловленные отсутствием результатов комплексных исследований влияния параметров элементов этих устройств на характеристики формируемых цозных полей, а также учета этого влияния при проектировании, не позволяют в полной мере реализовать на практике все преимущества полипозиционяого способа облучения.

Таким образом, задача повышения точности формирования доз-пых распределений в устройствах перемещения и контроля положения радиологических аппаратов на основе совершенствования техяичес-оах параметров этих устройств, определила выбор направления ис-:ледований и тему диссертации.

Цель работы. Целью работы явилось исследование устройств шремещения и контроля положения источника излучения (УПКП ИИ) «диологического аппарата как части системы управления положвни-1м источника излучения на основе комплексного подхода к опреде-шнию требований к параметрам этих устройств и других элементов исгемы управления с учетом их особенностей, а такжё разработка 9Т0ДИК анализа и расчета характеристик исследуемых устройств, беспечивающих заданную точность формирования дозных полей.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие

задачи:

1. Определить основные зависимости, связывающие параметры вздучателя с точностью формируемых с их помощью дозянх распределений. Получить аналитические выражения и графические зависимости для расчета допустимых погрешностей позиционирования источника излучения.

2; Исследовать влияние параметров параметров устройства перемещения и контроля положения источника излучения, параметров . других элементов системы управления и структуры её построения на точность позиционирования источника излучения. Получить математическую модель системы управления положением источника излучения с исследуемым устройством и на основе ее анализа выработать требования а параметрам элементов, обеспечивающие заданную точность позиционирования. Показать преимущества использования в исследуемом устройстве индуктивного тросового датчика положения.

3,- Произвести анализ индуктивных датчиков положения и их измерительных цепей. Определить требования к параметрам таких датчиков, разработать методики их расчета и настройки.

4. Провести экспериментальную проверку основных научных и практических результатов, полученных в работе.

Методы исследования, примененные при выполнении данной работы основаны на использовании аппарата теории матриц, теории электрических цепей, классической теории автоматического управления, теории статистического планирования эксперимента, теории погрешностей, методов математического моделирования.

Научная новизна заключена в следующих результатах, полученных в работе:

I,4 Предложена методика комплексного подхода к решению задачи повышения точности позиционирования источника, излучения за счет (фименения тросового индуктивного датчика больших перемещений с расположением его в структуре системы управления по схеме приближения к объекту управления с учетом деформации троса.

2.' Для гибкого троса как элемента системы управления получена математическая модель, описывающая его поведение в канале прямолинейной формы и позволяющая осуществлять коррекции систематической ошибки позиционирования источника излучения за' счет неравномерности.укладки троса.

3. Получены соотношения, связывающие точность позиционирования источника излучения с величиной относительной погрешности

формируемого дозното распредэлеяия, ва основании которых произведена оценка максимальной допустимой величины абсолютной ошибки положения источника излучения, обеспечивающей заданную погрешность отпуска дозы изучения в мишень.

4. Рассмотрено применение- различных типов индуктивных датчиков перемещения ферромагнитного троса. Разработана магодика расчета индуктивного-датчика, предложены конкретные схемотехнические решения измерительных цепей и методика их баллаясировки. Определены условия применения индуктивных тросовых датчиков в устройствах перемещения и контроля положения источника излучения для удовлетворения требований я точности поэяциояяроваяяя

На защиту выносятся следующие основные научные и технические результаты:

1. Методика повышения точности позиционирования- источника изучения, заключающаяся в применении индуктивного тросового датчика в сочетании с установкой его по схем? приближения к объекту управления с учетом деформации троса при действии следящей силы.

2.- Рабочие соотношения параметров, двух типов индуктивных . тросовых датчиков .различной длияыг долученныв с- учетом выполне- -нйя требований точности, и рекомендации по.их применению-для реализации в системах управления различных требований, выдвигаемых технологией применения аппарата.

3. Математические модели- гроса как элемента системы управления, описывающие его поведение в каналах прямолинейной формы позволяющие вести учет систематической ошибки положения источника излучения, возникающей за счет деформации троса.

4. Определение величины максимально допустимой ошибки позиционирования источника источника излучения на основе выведенных в работе соотношений и численных расчетов на ЭВМ с учетом выполнения 5£-ной точности дозирования, а также рекомендации по формированию требований к параметрам проектируемых систем управления и их элементам, применительно к устройствам перемещения

и контроля положения радиологических аппаратов.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Внедрены в практику разработки радиологических аппаратов полученные в работе рекомендации по определению допустимой погрешности позиционирования источника излучения.

2. Полученные в работе результаты по определению структуры

и состава-устройства -перемещения и контроля положения источника излучения, легли в основу разработки многоцелевого внутриполост-вого гамма-терапевтического аппарата АГАМ. Образцы успешно прошли клиническую апробацию.

3. Разработанные методики анализа и расчета индуктивных тросовых датчиков носят универсальный характер и могут быть использованы при расчета датчиков, применяемых в других областях науки и техники, где существует необходимость в подконтрольном перемещении объектов с помощью троса по полым каналам с заданной точностью.

4.* Математическая модель троса как элемента системы управ- . ления и рекомендации по структуре построения устройства перемещения и контроля положения использованы в технических предложениях по разработке нового-отечественного внутритканевого аппарата.

Реализация в промышленности. Полученные в работе результаты исследований и конкретные рекомендации по разработке нашли применение в устройстве перемещения и контроля положения, вошедшего в состав серийно изготавливаемого аппарата АГАМ. Образец аппарата демонстрировался на международной осенней ярмарке в г. Лейпциге, в 1988г.-и отмечен дипломом и золотой медалью ВДНХ СССР в 1989г.

. - Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях:

I. 7Ш-Всесоюзная конференция ^Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение, ВНИИФТРИ, 1986г.

.2. Ш Всесоюзная конференция "Проблемы" нелинейной электротехники, Киев, 1988г.

3.' Всесоюзная конференция "Стандартизация методов лучевой терапии", Ленинград, 1983г.

. 4. У.-Всероссийский съезд радиологов и рентгенологов, Смоленск/. 14-15 ноября 19.86г.

5. Симпозиум "Радиационная, аппаратура для лучевой терапии", Москва, -ВНИИРТ, 23-26 мая 1989г.

Дубликации. По теме диссертации-опубликовано 9 печатных работ из них-одно-авторское свидетельство. .

Объем работы. Работа.состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 198 стр., в том числе -158 стр. печатного текста, 59 рисунков на 34 стр., 6 табл. на 6 стр.

в

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проведенных исследований, определена цель работы, основные задачи исследования и научная новизна работы.-

В первой главе диссертации проведен сравнительный анализ существующих методов направленного формирования дозных распределений в облучаемых мишэнях и технических средств, предназначенных для их реализации. Установлено, что совокупность элементов радиологического аппарата, состоящая из механизмов перемещения источников излучения и части системы управления с датчиком положения характеризуется общим назначением. Совокупность этих элементов в работе принято называть устройством перемещения и контроля положения источника излучения (УПКП ИИ) . Показано, что УШИ Щ определяет основные технические и радиационяо-^изические характеристики аппарата в целом, обуславливает удобство и безопасность его эксплуатации. Приведены и проанализированы-характеристики известных аппаратов и соответствующих им УПКП ИИ. Предложена классификация аппаратов, учитывающая особенности применяемых УПКП Ш.

Установлено, что способ монопозиционного облучения не отвечает требованиям, предъявляемым к широте спектра и точности воспроизведения дозных распределений в мишени. Аппараты и УПКП ИИ, использующие полипозиционный способ облучения, страдают недостатком точности позиционирования Ш, что не позволяет реализовать преимущества данного способа. Определяющее влияние на точностные характеристики УПКП ИИ оказывает тип применяемого транспортера и качество автоматической системы управления положением ИИ. Специфика технологии применения аппаратов обуславливает особенность применяемых в них систем управления, которая состоит в пространственной разнесенности ИИ, выполняющего роль объекта управления и датчика его положения. Это обстоятельство приводит к необходимости поиска оптимального маета расположения датчика в структура системы управления и разработки специальной его конструкции, учитывающей свойства применяемого транспортера ИИ, Согласно требованиям современной лучевой терапии точность дозирования поглощенней энергии в мишени должна быть не хуже В связи с этим рассмотрена проблема точности подведения дозы в мишень и способы ее повышения.

Результаты анализа позволили сделать следующие выводы:

на разработаны важные вопросы повышения точности отпуска дозы в обдучаецую мишень, отсутствуют результаты исследований по применению косвенных методов определения положения ИИ с учетом свойств его транспортера, яе определена связь мезду точностью позиционирования ИИ и характеристиками дозного поля при полипозиционном способе его формирования. Высокая точность дозирования поглощенной в мишени энергии обручения макет быть достигнута только корректным решением задачи на всех этапах от определения задающих воздействий до определения параметров элементов системы управления я ее структуры. В связи с этим необходим комплексный подход к определению параметров исследуемого устройства и требований, предъявляемых к нему задающими воздействиями. В конце первой главы сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе обоснован выбор параметров элементов УПКП Щ и системы управления на его основе, обеспечивавших заданную точность позиционирования объекта управления; Предложенная математическая модель система учитывает влияние характеристик ее элементов на точность отработки положения ИИ и соответствует реальной системе при выполнении допущений, касающихся конкретных значений ^параметров применяемых в ней' элементов. Учтены инерционные свойства электродвигателя и механических частей привода. Для описания элемента системы, представленного тросом, разработаны математические модели его поведения в полом канале при воздействии следящей силы. На рис. I представлена функциональная схема системы управления на основе исследованного в работе УГОЛ Ш с тросовым транспортером и косвенным определением положения объекта управления ИИ по углу положения приемного барабана. Передаточная функция системы по сигналу рассогласования лЫ(£) и выходной величине определены соответственно выражениями:

и/ /с)- 5(4+ВТмн) ...

НсФ - з^+ЗГм«Л+Кь/Кыос г (2>

Ро

где механическая постоянная электродвигателя с учетом нагрузки'на его валу; ~ моменты инерции соответственно якоря электродвигателя, приемного барабана, ступеней редув-

Рис.1. Функциональная схема системы управления с УШШ ИИ на основе приемного барабана.^

гора и датчика; тт^ц - соответственно массы троса и источника излучения; 11{гПг,1УБ,Пя - передаточные числа соответственно вала двигателя, редуктора, барабана и датчика; передаточ-

ные функции основной цепи и цепи обратной связи.5

Для исключения знакопеременных усилий на механических частях системы, возникающих меящу отдельными частями привода,в ра-. боте предложено осуществлять перемещение ИИ с нарастанием значения координаты его положения вдоль трека перемещения в процессе, сеанса облучения.* Другим требованием является обеспечение устойчивости системы и реализации в ней критически демпфированного или передемпфированного характера цроцасса отработки рассогласования в системе. Найденное в работа соотношение

у < КнКмс < О

позволяет осуществлять обоснованный выбор параметров элементов,., входящих в петлю обратной связи • В работе показано, что установившееся значение сигнала ошибки в рассматриваемой система равно нулю. Как показал эксперимент, в реальной системе установившееся значение ошибки отличается от нуля в силу принятых в ходе анализа допущений об отсутствии зон нечувствительности у дискриминатора, электродвигателя, сервоусилителя, а также в силу конечной разрешающей способности датчика. Это последнее обстоятельство в основном и определяет результирующую ошибку работы системы.

Положение Ш определяется величиной , которая связана-с выходной величиной рассматриваемой системы автоматического управления - Л соотношением: ¿ц~Ь*\л/тр. Величина является функцией механических параметров троса и величйн приложенных к нему сил. Она характеризует зависимость между величинами линейных перемещений частей троса, находящихся в канале на неко-

торой расстоянии друг от друга» Описание поведения троса как сплошной упругой среды связано со сложной и громоздкой задачей составления и интегрирования,дифференциальных уравнений в частных производных; В работа предложено заменить трос его физической моделью^ состоящей из набора абсолютно жестких стержней; со^-единенных спиральными пружинами; причем длина, количество стерж-нвй в модели? а также жесткость спиральных пружин определяются исходя из параметров реального троса.' Представленная на ряс. 2 . схема показывает принцип построения математической модели троса, с использованием метода рассечения системы и последующим составлением уравнений Лагранжа П-го рода для обобщенной координаты, в качестве которой выбран угол поворота барабана у/ Математическая модель представлена системой уравнений

(M+fthfa-Fa>5iyn-et)*-FTP-0

(с"-С»)=о

^fiinOta+Cn- - ^г-ьп* =о

Решение системы в виде fot-t-^jh при ¡fi^Ci^co/Mt

позволяет определить величину ошибки, возникающей за счет деформации троса в соответствии с выражением

= С4)

L-f

где ДХ - величина ошибки положения ИИ.

Численный эксперимент на ЭВМ для различных значений параметров физической модели показал увеличение погрешности установки ИИ с увеличением следящей силы Р и уменьшение ее с ростом жесткости спиральных пружин С ; что хорошо согласуется с данными, полученными при испытаниях тросового транспортера.

На практике удобнее пользоваться менее универсальной, чем предыдущая, моделью, полученной в работе для применения.в небольших диапазонах изменения длины 1>т и диаметра dtp троса. Модель аостроена с использованием результатов теории статистического планирования экстремального эксперимента и представлена полиномом первой степени

у = 5,725 + *3SX4 + 4,975X2 , («>

„ Ак-$0 v Lt-790 - / _

где Xf- —itQ ' -Хч?= ~ ¿со г Ак~ диаметр канала в ш, ¿»г-дл*-

на гроса, измеренная по его оси в мм, у - длина участка троса, измеренная по оси канала в мм.

-Результата, полученные в работе расчетом с использованием (3) , (5) и снятые экспериментально имеют удовлетворительное совпадение (рис. .2, кривые 1,2 и 3 соответственно)

Во

с С -Л? ,,

а 5" боо Ш йоо Щмм .

Рис.2. Расчетная схема математической модели троса (а) и зависи-величины ошибки положения Ш от длины гроса (5").

Анализ передаточвой функции (2) и результатов математического моделирования привел в работе к выводу о том; что дополнительное уменьшение неконтролируемой части троса позволяет уменьшить результирующую величину ошибки позиционирования Ш. функциональная схема варианта системы при размещении специального датчика положения по схеме приближения к объекту управления приведена на рис. 3. Передаточные функции згой системы по выходной величине и

лМ

ДХ,мм

\\\ 1 <23

Двига- Редук- Привод

тель тор гроса

\AlSS

Трос

Источник эзлучения г*« Трос

- и/"* «ТР

тг

Датчик по-ложэния У/м

Рис.3. Функциональная схема системы управления с УПКП ИИ с тросовым датчиком.

сигналу рассогласования определены выражениями:

где

(6) (7)

Величины, входящие в (6) и (7) имеют гот же смысл, что и в выражениях (Г.) и (2). В работе показано, что предложенная схема размещения датчика помимо увеличения абсолютной величины V/'í-p по сравнению с W'rp при сохранении практически неизменной VJlp=Wrp.t обеспечивает минимизацию суммарного люфта за.счет уменьшения количества механических связей привода датчика.

В третьей главе решена задача анализа и расчета индуктивных тросовых датчиков. Особенность рассматриваемых в данной работе измерительных цепей и датчиков состоит в том, что измеритель линейных перемещений фактически выполняет роль элемента электричео-кой схемы с переменной индуктивностью и переменной взаимной индуктивностью.

Статическая характеристика измерительной цепи с датчиком может быть представлена в виде:

где X - входная неэлэктрическая величина. Приватом задача нахождения статической характеристики сводилась в работе к нахождению функции преобразования цепи в виде так как характеристика первичного, преобразователя Z-f(X) как типового элемента обычно извв.стна. На основании предложенной в работе модифицированной методики расчет статической характеристики производился в. относительных величинах приращения индуктивности и взаимной индуктивности, что позволило привести конечные фор-ыут к виду, удобному для анализа чувствительности и нелинейности преобразования по заданному изменяющемуся параметру цепи. Для анализа сложных цепей в работа предложена и теоретически обоснована методика их преобразования к эквивалентной двухконтурной цепи с исключением токов наинформативных ветвей.

• В результате анализа чувствительности и точности измерительных цепей, проведенного в работе с использованием предложенных методик, получены соо.тлошния-для расчета, комплексной чувстви- ~ твльности,а также аддитивной, мультипликативной и степенных погрешностей. При этом выявлены преимущества синфазных и квадратурных мостов при построении на их основе измерительных цепей с индуктивными датчиками.

Для применения в исследуемом устройстве рассмотрено несколь* ко тиаов датчиков. Статическая характеристика индуктивного трансформаторного датчика отличается высокой степенью линейности

практически при любых его длинах,'из диапазона от 100 до 1000 мм. Проведенные испытания.и более детальный анализ показал» что на. начальном л конечном участках датчика линейность нарушается из-за снижения чувствительности, вследствие различных условий;.в которых находятся, "лобовые" и средние витки первичной обмотки.' Предложенная в работе резонансная коррекция этой нелинейности, как показали испытания, позволила минимизировать этот нежелательный эффект.1 При этом подучены соотношения для расчета параметров корректирующих цепей.' Точность работы датчика существенно зависит от правильности первоначальной настройки схемы, поэтому в работе предложен специальный алгоритму обеспечивающий сходимость процесса ее регулировки.

Особенностью рассмотренной в работе измерительной цепи на основа, моста Максвелла с.датчиком взаимной индуктивности, является более простой процесс настройки. Анализ статической харак-. теристики показал, что при выборе величин сопротивлений в ветвях моста К Ул 15 кОм, чувствительность и линейность такого датчика имеют величина, достаточные для использования в исследуемом устройстве. Однако линейность статической.характеристики существенно зависит от рабочей длины измерителя.

В работе был рассмотрен также.многоогсчетный.индуктивный датчик перемещения, на основе дифференциального трансформатора. Для линеаризации характеристик этого датчика предложена схема -обработки снимаемых с него сигналов,, выполненная на основе микропроцессора. К недостаткам такого датчика-следует отнести присущую вщ, как датчику накашивающего типа, потерю информации о положении объекта при аварийном прекращении электропитания.

Экспериментальные исследования рассмотренных типов датчиков обнаружили преимущества трансформаторных датчиков с компенсационной измерительной цепью и позволили сделать обоснованный выбор в его пользу для применения в исследуемом устройстве. Результаты испытаний такого датчика с рабочей .длиной 700 мм обнаружили следующие его параметры: диапазон измеряемых перемещений троса-- 0 - 700 мм, линейность в указанном диапазоне - не хуже чувствительность - от 2 до 5 мВ/мм. Изменение частоты и амплитуды питающего напряжения до ±10£ не приводит к потере точности работы датчика.

В четвертой главе определены требования к точности огработ-

ей положения Ш, которые играют роль исходных данных по формированию. требований к точностным параметрам исследуемого устройства. Исходя из .заданной 5$-ной.точаости отцуска дозы в мишень и требований однородности поля, определяемых выражением

тшЯХХ'У) max ¿>(х) = max ^Jf* ... w. xeG-0 • X<LG0 (

где £>(х,У)~ доза, образованная ti позициями ИИ в точке 6-0 , а Go - непрерывное множество точек отсчета положения;, найдены . расчетные соотношения, позволившие определить допустимую погрешность позиционирования ИИ. Результаты расчетов, проведенных на ЭВМ представлены в виде графиков, пригодных для практического использования при проектировании УШЩ ИИ радиологических аппарат тов Определена максимальная допустимая для данных условий ошибка установки. ИИ в позицию ДХ = 1,1 мм. Проанализировано влияние дестабилизирующих факторов, вносящих дополнительные ошибки в формируемое, дозаов распределение. Установлено, что влияние рас--пада радионуклидов - на точность отпуска поглощенной дозы незначительно и составляет для наиболее короткоживущего из применяемых на практике радиоизотопов величину 0,096$ за максимальное время сеанса 72000 с. Показано, что ошибка величины отпускаемой дозы за счет погрешности формирования временных интервалов экспозиции также пренебрежимо мала, так как определяется относительной погрешностью работы электронных таймеров, которая на 3 - 4 порядка ниже допустимой погрешности поглощенной энергии в облучаемой мишени.

Испытания, проведенные на опытном образце радиологического аппарата АГАМ с источниками излучения на основе радионуклида 137-цезий показали, что результаты расчета отличаются от данных эксперимента не более, чем на ?%.

В пятой главе рассмотрены особенности и результаты применения разработанного УЖП ИИ. Применение в устройстве короткоходо-вого тросового транспортера во многом определило конструкцию УШШ .ИИ и его составных частей. В системе управления аппарата АГАМ, где было применено рассматриваемое устройство, реализованы полученные в работа рекомендации по обеспечению процесса установления ИИ в позицию в передемпфированном режиме. Эта задача была решена путем программного регулирования передаточной Функ-

ции прямой ветви в соответствии с законом:

где К«" - номинальное значение передаточной (функций прямой ветви, /'(х;-

функция регулирования, обеспечивающая условия передемпфированного процесса установления в системе. Изменение функции {(X) позволяет регулировать степень и момент торможения электродвигателя.

Применение индуктивного датчика положения источника излучения и методики учета ошибки определения координаты за счет деформации троса позволило увеличить исходную годность позиционирования ИИ в аппарате на величину от I до 4 мм в зависимости от рабочей длины троса. При планировании дозянх распределений были использованы полученные в работе данные по оценке максимальной величины ошибки положения ИИ, что позволило обоснованно выбирать алгоритм перемещения источника в соответствии с планом облучения При использовании разработанного У1ЖЕ Щ в состава аппарата АГАМ для определения координаты положения источника излучения применена методика ее отсчета от начального участка лечебного наконечника, что обеспечило уменьшение интегральной дозы в мишени по сравнению с отсчетом перемещения ИИ от проксимального.конца грека его движения.

Опытные образцы разработанного УПКП ИИ прошли все виды испытаний, предусмотренные стандартами на проведение опытно-конструкторской работы, в составе многоцелевого внутриполостного гам-ма-герапевтического аппарата АГАМ. По результатам клинических испытаний, проведенных в МНИРРИ (г. Москва) и СОКБ (г.1.Смоленск), получены рекомендации о серийном внедрении разработки. В настоящее время аппарат серийно изготавливается. Разработка отмечена .дипломом и золотой медалью ВДНХ СССР в 1989г.'

Основные результаты работы

1. Сформирован комплексный подход к решению задачи повышения точности формирования дозных распределений с помощью УПКП . ИИ применительно к радиологическому аппарату. Исследована зави~-симосгь структуры построения аппарата, действующего по полипозиционному принципу от способа контроля положения ИИ.'

2. На основе анализа-задающих воздействий определены требования к точности позиционирования ИИ.

3; Получены передаточные функции системы управления положением излучателя с различными типами датчиков. Определены требования к элементам я структуре системы управления для обеспечения условий ее устойчивости и демпфирования процесса установления.'

4. Разработана методика построения устройства перемещения

с применением расположения индуктивного тросового датчика по схема приближения к объекту управления. Получены математические модели транспортирующего троса, позволяющие проводить учет или компенсацию ошибки косвенного определения положения ИИ с учетом деформации троса.

5.- Разработаны методики анализа и получены рабочие соотно-. шеняя параметров двухгяпов индуктивных тросовых датчиков различной длины. Получены рекомендации по их применению.с учетом требований к точности измерения линейных перемещений. Предложена методика расчета и настройки конкретного типа датчика.

6. При непосредственном участии автора разработано конкретное устройство переметения и контроля положения источника излучения, нашедшее применение в серийно изготавливаемом аппарате .. АГАМ. На опытных образцах аппарата проверены и подтверждены основные результаты, полученные в работе.

. Публикации до теме диссертации

1. Макаров Б.В., Шаронов Н.К. Применение индуктивного датчика .положения для установки контейнера.с радиоактивным изотопом . в гамма-терапевтическом аппарате. Тез.докл. на УШ Всесоюзн. конференции "Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение" ВНИИФТРИ, 1986г. . . . . . -

2. Макаров Б.В,, Бобылев A.B., Соколов В.Г. и др. Палатный гамма-терапевтический аппарат для контактного облучения с программным управлением. Тез.докл. на У Всероссийском съезде рентгенологов и радиологов, Смоленск, 14 - 15 ноября 1986г.

3. Метракольпостат. A.C. .№1318239 Макаров Б.В., Костроми-Яа К.Н. и др. Бюлл. изобр. № 23-,. 1987г.

4. Макаров Б.В., Титова В.А. и др. Клинино-дозиметрическое обеспечение внутриполостной гамма-гтерапии рака матки на ап арате АГАМ.- Мед. радиология. - 1988, №7, с. 56-62.

5. Макаров Б.В., Попков H.H., Саркисян Ю.Х. и др. Принципы стандартизации внутриполостных радионуклидных терапевтических аппаратов. Кн. "Стандартизация методов лучевой терапии".

I Тез.докл. Всесоюзной конф., Ленинград, 1983г..

6. Иванов В.И., Макаров Б .В., Москалев А.И.- Коррекция нелинейности статической характеристики индуктивного датчика для измерения больших перемещений ферромагнитного троса. В кн. Проблемы нелинейной электротехники. Тез.докл. Ш Всесоюзн. научно-техн. конференции. - Киев:-Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР, 1988 - ч. 3, с. 77-79.

7. Макаров Б.В., Марко В.А., Галина Л.С. Определение размеров полей ва дистанционных гамма-терапевтических аппаратах. Кн. "Стандартизация методов дучэвой терапии". Тез.докл. Всесоюзн. конференции, Ленинград, 1983г.

8. Захарова Е.Е., Макаров Б.В., Шаронов Н.К. Оценка погрешности формируемой дозы от линейного источника при.полипозиционном способе его перемещения. - М., 10с. Деп. рук., №3008-В 88, 26.07.88, ВИНИТИ..

9. Макаров Б.В., Саркисян Ю.Х. и др. Многоцелевой палатный гамма-терапевтический аппарат для внутриполостного облучения.

В кн.: Тезисы докладов симпозиума "Радиационная.аппаратура для лучевой терапии", Москва 23-25 мая 1989г., с.72.