均勻單X射線源血液輻照儀的制作方法

本發明屬于醫療設備技術領域，具體涉及一種均勻單X射線源血液輻照儀。

背景技術：

輸血相關性移植物抗宿主病(TA-GVHD)是免疫缺損或免疫抑制的患者不能清除輸入血液中具有免疫活性的淋巴細胞，使其在體內植活、增殖，將患者的組織器官識別為非己物質，并作為靶目標進行免疫攻擊、破壞的一種致命性輸血并發癥。輸血相關性移植物抗宿主病臨床表現為缺乏特異性，極易漏診和誤診。有研究表明：引起輸血相關性移植物抗宿主病的受體輸入淋巴細胞數量應大于107/kg，若低于105/kg則不會引起輸血相關性移植物抗宿主病。但對于有免疫缺陷的兒童僅104/kg淋巴細胞即引發輸血相關性移植物抗宿主病。總之輸入供體的淋巴細胞數量越多其病情越嚴重，死亡率也就越高。

就目前來說，輸血前對血制品進行照射，是預防輸血相關性移植物抗宿主病惟一有效的方法，其機制是：淋巴細胞對射線敏感，通過適當劑量的射線照射，可使免疫活性淋巴細胞滅活，喪失增殖能力，而對紅細胞、血小板的功能及凝血因子活性影響不大。血液輻照儀就是一種使用射線照射血液或血液制品，對淋巴細胞進行滅活，預防輸血活動中輸血相關性移植物抗宿主病的醫療設備。從射線源分，血液輻照儀可以分為兩類，一類是采用放射源(主要是Cs-137、Co-60)產生的γ射線照射血液或血液制品，另一類是采用X光管產生的X射線照射血液或血液制品。放射源型血液輻照儀設備需要裝配幾百到上千居里的同位素放射源，這存在著潛在的核泄漏風險。而X光源型血液輻照儀則沒有核泄漏的風險，設備斷電就沒有任何射線產生。

為了解決單X射線管輻射均勻性的問題需要對現有機構進行改進，使單X射線管輻射均勻性難題得以解決。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種均勻單X射線源血液輻照儀，解決了現有單X射線管輻射不均勻的問題。

本發明所采用的技術方案是，均勻單X射線源血液輻照儀，包包括有呈上下設置的儀器殼體和機柜；在儀器殼體的一側壁上分別設置有顯示屏、可開啟式門；儀器殼體內的結構為：在靠近顯示屏處設置有工控機，且工控機通過線路與顯示屏連接，工控機的一側設置有高壓發生器，高壓發生器的前部設置有輻射腔屏蔽體，輻射腔屏蔽體的一個側面上通過球管法蘭連接X射線管，高壓發生器通過高壓電纜與X射線管連接，且X射線管上方對應的儀器殼體頂壁上設置有可開啟式頂蓋窗，X射線管外罩有球管屏蔽罩；輻射腔屏蔽體內設置有連接在一起的血杯自轉機構和屏蔽塊，且血杯自轉機構上設置有血杯；工控機、高壓發生器、X射線管及輻射腔屏蔽體均與機柜連接；工控機、高壓發生器、輻射腔屏蔽體均固定于機柜的頂部。

本發明的特點還在于：

X射線管的中心與血杯的中心距離為320mm；血杯的高度為150mm；X射線管發出的X射線為錐形束，中心角為40°。

顯示屏為工業觸摸屏。

機柜，包括有柜體，柜體內分隔成左側空間、右側空間；在左側空間內：靠近上部水平處搭建有隔板，且在隔板上固定設置有電控柜，電控柜通過導線分別與工控機、高壓發生器、輻射腔屏蔽體連接，起到供電和控制作用，在左側空間內的電控柜下方設置有不間斷電源，能在停電時繼續提供電力，保證輻照過程的連續性；在右側空間內設置有冷水機，且冷水機通過軟管與X射線管連接，在工控機的控制下能對X射線管進行循環降溫。

工控機的外表面設置有開關按鈕，用于控制顯示屏的開啟和關閉。

輻射腔屏蔽體主要是對X射線進行屏蔽；輻射腔屏蔽體上配設有可開啟式屏蔽門，且在可開啟式屏蔽門上設置有門鎖和門禁傳感器，可開啟式屏蔽門關閉后能在輻射腔屏蔽體內形成一個密閉的屏蔽空間，確保血液輻照過程中X射線不外漏。

機柜底部的四個角上各設置一個腳輪。

高壓發生器為XRV高壓發生器。

血杯自轉機構，包括有固定于輻射腔屏蔽體內底部中央處的血杯軸座，血杯軸座通過血杯軸支撐水平設置的血杯托盤，屏蔽塊和血杯均設置于血杯托盤上，血杯軸上部的一端連接有傳動齒輪a，傳動齒輪a的一側設置有傳動齒輪b，且傳動齒輪a能與傳動齒輪b相互嚙合，傳動齒輪b上設置有轉動傳感器，傳動齒輪b還通過傳動軸與自轉電機連接。

本發明的有益效果在于：

(1)本發明均勻單X射線源血液輻照儀，解決了現有單X射線管輻射不均勻的問題。

(2)在本發明均勻單X射線源血液輻照儀中設置有輻照腔屏蔽體，輻照腔屏蔽體采用A3鋼材焊接成腔體，將鉛液灌注形成20mm厚的鉛層防護，與之配套的可開啟式屏蔽門上安裝有門鎖及門禁傳感器，能保證操作人員的安全。

(3)在本發明均勻單X射線源血液輻照儀中設置有血杯自轉機構，該機構采用直流旋轉電機驅動，通過傳動機構使血杯獨立旋轉，有效提高了X射線源發射的X射線的利用效率，同時血杯通過旋轉，能360°旋轉交替接受X射線輻照，保證了輻照劑量的均勻性；此外，血杯自轉機構由血杯軸座、血杯軸、自轉電機、托盤及轉動傳感器組成，工作時自轉電機通過減速齒輪傳動，血杯軸及血杯托盤繞自軸線旋轉，從而帶動血杯勻速、穩定地自轉；轉動傳感器則能實時檢測血杯的轉動狀態是否正常。

(4)在本發明均勻單X射線源血液輻照儀中，X射線管與輻照腔屏蔽體在外層通過球管法蘭無縫連接，且X射線源中軸線與內層血杯中軸線齊平；X射線管采用水冷方式，一進一出與冷水機連接，當X射線管溫度高于30℃，冷卻水循環為X射線管降溫；血杯高度為150mm，X射線管中心與血杯中心距離為320mm，且發出的X射線為錐形束，中心角為40°，使X射線全部覆蓋血杯。

(5)在本發明均勻單X射線源血液輻照儀中，門禁傳感器由30kg電磁鐵與門禁接近開關組成，當檢測到門打開時候，輻照無法開啟或者高壓會自動切斷，X射線關閉；血杯自轉機構包括均勻血杯托盤與接近開關，通過接近開關反饋高低電平檢測血杯是否轉動，進而是否開啟輻射；外部射線檢測模塊包括一個X射線管，通過RS485通信接口與工控機連接，輻射閾值可通過軟件設置，當監測值大于設定閾值，系統自動切斷高壓，關閉X射線。

(6)在本發明均勻單X射線源血液輻照儀中配備有不間斷電源，功率為9kw，可在停電狀態為設備提供輻照電力。

附圖說明

圖1是本發明均勻單X射線源血液輻照儀的外部結構圖；

圖2是本發明均勻單X射線源血液輻照儀的主視圖；

圖3是本發明均勻單X射線源血液輻照儀的立體圖；

圖4是本發明均勻單X射線源血液輻照儀內輻照腔屏蔽體的外部結構示意圖；

圖5是本發明均勻單X射線源血液輻照儀內輻照腔屏蔽體的整體結構示意圖；

圖6是本發明均勻單X射線源血液輻照儀內血杯傳動機構的結構示意圖。

圖中，1.儀器殼體，2.顯示屏，3.高壓發生器，4.冷水機，5.工控機，6.可開啟式頂蓋窗，7.球管屏蔽罩，8.X射線管，9.輻射腔屏蔽體，10.血杯，11.血杯自轉機構，12.電控箱，13.UPS不間斷電源，14.機柜，15.腳輪，16.球管法蘭，17.門鎖，18.門禁傳感器，19.屏蔽塊，20.可開啟式屏蔽門，21.轉動傳感器，22.傳動齒輪a，23.血杯軸，24.血杯托盤，25.血杯軸座，26.自轉電機，27.傳動齒輪b。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明均勻單X射線源血液輻照儀，如圖1、圖2及圖3所示，包括有呈上下設置的儀器殼體1和機柜14；在儀器殼體1的一側壁上分別設置有顯示屏2、可開啟式門；儀器殼體1內的結構為：在靠近顯示屏2處設置有工控機5，且工控機5通過線路與顯示屏2連接，工控機5的一側設置有高壓發生器3，高壓發生器3的前部設置有輻射腔屏蔽體9，如圖4及圖5所示，輻射腔屏蔽體9的一個側面上通過球管法蘭16連接X射線管8，高壓發生器3通過高壓電纜與X射線管8連接，X射線管8上方對應的儀器殼體1頂壁上設置有可開啟式頂蓋窗6(可開啟式頂蓋窗6開打后作為設備檢修入口)，且X射線管8外罩有球管屏蔽罩7；輻射腔屏蔽體9內設置有連接在一起的血杯自轉機構11和屏蔽塊19，且血杯自轉機構11上設置有血杯10；工控機5、高壓發生器3、X射線管8及輻射腔屏蔽體9均與機柜4連接；工控機5、高壓發生器3、輻射腔屏蔽體9均固定于機柜4的頂部。

顯示屏2為工業觸摸屏。

X射線管8的中心與血杯10的中心距離為320mm，血杯10的高度為150mm，X射線管8發出的X射線為錐形束，且中心角為40°。

機柜14，如圖2及圖3所示，包括有柜體，柜體內分隔成左側空間、右側空間；在左側空間內：靠近上部水平處搭建有隔板，且在隔板上固定設置有電控柜12，電控柜12通過導線分別與工控機5、高壓發生器3、輻射腔屏蔽體9連接，起到供電和控制作用；在左側空間內的電控柜12下方設置有UPS不間斷電源13，能在停電時繼續提供電力，保證輻照過程的連續性；在右側空間內設置有冷水機4，且冷水機4通過軟管與X射線管8連接，在工控機5的控制下能對X射線管8進行循環降溫，保證X射線管8溫度處于安全設定值以下。

機柜14底部的四個角上各設置一個腳輪15，便于設備的移動。

工控機5的外表面設置有開關按鈕，用于控制顯示屏2的開啟或關閉，工控機5屬于通信控制樞紐。

高壓發生器3能為X射線管8產生X射線提供高壓，而罩接于X射線管8外的球管屏蔽罩7則用于屏蔽X射線，以防止X射線外漏；另外，X射線管8與高壓發生器3通過高壓電纜進行連接，其連接接頭為錐形高壓電纜頭，且要涂上專用硅脂后嚙合安裝好，并進行定期維護，以保證X射線不外漏。

高壓發生器3為XRV高壓發生器。

用于連接X射線管8的球管法蘭16的材質為鎢合金，選擇鎢合金原因在于：鎢合金是一種高強度、高熔點的合金，對X射線的屏蔽效果比鉛要好很多，鎢合金對X射線的衰減系數要比鉛的衰減系數要高，當不同能量的X射線能量衰減10倍時，所需鎢合金材料厚度要比鉛所需的材料厚度要小；鎢合金具有輻射防護性能好，機械性能強，可塑性強，抗壓強度大，環保無公害等特性，與球管屏蔽罩7、輻射腔屏蔽體19配合銜接，能起到很好的屏蔽效果。

輻射腔屏蔽體9主要是對X射線進行屏蔽；如圖4及5所示，輻射腔屏蔽體9上配設有可開啟式屏蔽門20，且在可開啟式屏蔽門20上設置有門鎖17和門禁傳感器18，當可開啟式屏蔽門20關閉后能在輻射腔屏蔽體9內形成一個密閉的屏蔽空間，確保血液輻照過程中X射線不外漏，保證了設備運行過程的安全性。

血杯自轉機構11，如圖6所示，包括有固定于輻射腔屏蔽體9內底部中央處的血杯軸座25，血杯軸座25通過血杯軸23支撐水平設置的血杯托盤24，屏蔽塊19和血杯10均設置于血杯托盤24上，血杯軸23上部的一端連接有傳動齒輪a22，傳動齒輪a22的一側設置有傳動齒輪b27，且傳動齒輪a22能與傳動齒輪b27相互嚙合，傳動齒輪b27上設置有轉動傳感器21，傳動齒輪b27還通過傳動軸與自轉電機26連接。

在工作狀態下，自轉電機26直接帶動傳動齒輪b27周向旋轉，通過與傳動齒輪a22嚙合傳動，從而帶動血杯托盤24做勻速360°自轉，當血杯10放置在血杯托盤24上時，隨同一起自轉，保證血杯10內的血袋被X射線均勻輻照；血杯10用于放置血袋或血液制品。另外，整個血杯自轉機構11安裝在輻射腔屏蔽體9內部，通過屏蔽塊19與外部隔開，外部線路分別連接在門禁開關和工控機5上，控制血杯自轉機構11的運轉。

本發明均勻單X射線源血液輻照儀，其工作過程具體如下：

打開220V電源開關后，將UPS不間斷電源13、設備電源開關和工控機5的開機按鈕依次打開，使工控機5處于運行狀態下，點擊顯示屏2上顯示的血液輻照儀登入界面，整個系統開始進行自檢，待X射線管8、高壓發生器3、血杯自傳機構11都通過自檢后，將進入血袋輻照掃描階段，在顯示屏2顯示的操作界面-血袋序列號和代碼中分別輸入序列號和代碼，用掃描槍掃描血袋上的條形碼后將血袋放進輻射腔屏蔽體9內的血杯10中，關上可開啟式屏蔽門20后點擊啟動輻照按鈕，高壓發生器3開啟，X射線管8產生X射線，設備開始對血液進行輻照，在經過預定時間的照射后，設備停止輻照，高壓發生器3關閉，X射線管8停止產生X射線，將輻射過的血袋取出，輻照完成。

本發明均勻單X射線管血液輻照儀，采用單X射線管取代放射性同位素作為輻照源，所需屏蔽材料大幅減小，設備更加輕便，輻射劑量更加均勻，安全系數更高，X射線只在需要時候產生，同時也不存在廢棄放射性污染物處理問題。