一种核能医用x光机的制作方法

专利名称：一种核能医用x光机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种核能医用X光机。
背景技术：
现在，世界各国政府和联合国的WHO都非常重视X射线机的诊断照射对受检者、 公众个人和X射线工作者的剂量负担，国际原子能机构为此发布了《国际电离辐射防护 与辐射源安全基本安全标准》，我国政府也颁布了《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 GB18871—2002，于公元2003年4月1日起在全国实施。这些标准要求X射线工作者在利 用X射线诊断照射为受检者进行医疗服务的同时，要尽可能降低受检者、公众个人和X射 线工作者本身的剂量负担，防止有害的确定性生物效应产生出来，将随机效应的产生率与X 射线照射诊断带来的医疗利益相比限制到可接受的水平，从而将X射线诊断带来的潜在危 害降至最低限度，实现兴利除害。但是，目前国内外广泛使用的诊断照射都是X射线机中的X射线管发射的轫 致辐射连续X射线谱，该轫致辐射从贯穿本领低的软X射线到贯穿本领高的硬X射线射线 都是连续分布的，贯穿本领低的X射线穿过人体器官的几率很小，几乎全部被较厚的人体 器官吸收，不易在摄影底片上形成对比度高的清晰图像。为了提高对比度，人们在X射线管 窗口安装过滤片，将X射线管产生的软X射线滤去，用以提高透过人体器官的硬X射线份额 与软X射线份额的比值。可是，在过滤软X射线的同时硬X射线的实际份额也降低了，从而 减少了摄像底片上的X射线的总量。为了满足摄影底片对X射线的总量不变的要求，人们 又提高管电压。实验资料证明，随着管电压的提高，贯穿本领低的软X射线的份额也大幅度 增加，在X射线管窗口的过滤片的厚度必须随之增大。过滤片的厚度增加使投射到摄影底 片上的总量也加大，导致摄像底片上的对比度降低，不但使摄像底片模糊起来，而且增加了 散射线对非受检器官的有害照射。为了在不提高管电压的条件下，在摄像底片上得到较好 的对比度，人们在暗盒中加装增感纸，使系统的灵敏度提高，从而减少受检者的诊断照射； 但高灵敏度的增感纸一胶片组合又降低了清晰度，使得X射线工作者难以操作。除此之外， X射线机要消耗大量电能产生无用的软X射线和散射线，给X射线机的辐射防护带来诸多困 难。X射线机在胶片上对比度不高的原因证明如下人们用大量精密实验和理论计算总结 并推导出X射线对人体各器官的吸收系数τ与诊断照射的波长λ和人体器官的有效原子 序数Zrf的变化规律为τ =CZef4 λ 3，当波长变化不大时该关系式中的C为常数，与人体骨骼 对应的Zef为8. 74，与人体肌肉对应的Zef为6. 25，与人体脂肪对应的Zef为5. 92。按照该 关系式，τ人体骨骼τ人体肌肉τ人体脂肪=4. 75 1. M 1。虽然骨骼、骨肉、脂肪三种 人体器官的不变，但是X射线机的X光管发射的轫致辐射诊断照射的波长λ总在变化， 使得这三个吸收系数之比不为常数，导致摄影胶片的对比度不高。标识X光是由放射性核素的原子核辐射的为数不多而波长互有差别的几种光 谱线的组合，使得τ =CZrf4X 3^基本为常数，导致暗盒中摄影胶片有较高的对比度。238Pu 和241Am都是核反应堆生产的两种长寿命的低能光子源。238Pu辐射的标识X光的成分为43. 5keV、99. 9 keV、ll. 6 21. 7 keV，但43. 5 keV和99. 9 keV两条标识谱线的强度仅占总份 额的1%左右，作为诊断照射的仅剩下11. 6^21. 7 keV的标识X光，其平均能量为16. 5 keV, 该平均能量16. 5 keV的标识X光恰好可用于大中小面积和较小厚度的人体器官的诊断照 射。241Am辐射的标识X光为59. 5 keV,26. 4 keV、11. 9 22. 2 keV。用过滤片去掉11. 9 22. 2 keV的标识X光；用59. 5 keV、26. 4 keV组成的标识X光作人体器官的诊断照射，或用59. 5 keV单色X光作诊断照射都能得到高对比度的清晰图像，其中用59. 5 keV单色X光的图像 的清晰度最高。而防护59. 5 keV 16. 5 keV的标识X光仅用20mm左右的H96黄铜、24mm左 右的钢板就能使盛装238Pu和241Am两个列的低能光子源的金属容器封闭其全部标识X光，从 而满足国家《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)的要求。因此，开发一种无轫致辐射的能耗极低的、由核能发射标识X光的、易防护的、体 积小重量轻的、摄像底片对比度高图像清晰的、对非受检器无诊断照射的核能医用X光机 是非常必要的。发明内容本实用新型的目的是提供一种基于上述m8PU和241Am两个系列的低能标识X光源 的既符合诊断辐射的高对比度成像要求，又能为医疗系统的放射科机房提供一种无轫致辐 射、无漏射线、非受检器官的剂量负担很少的、易防护的核能医用X光机，并且是一种在产 生诊断辐射的全过程中不消耗电能的低碳经济机电设备。本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的该核能医用X光机，它包括 支架，在支架的上顶之下连接有低能光子源固定横梁组及立柱组，在低能光子源固定横梁 组及立柱组的各横梁的前端分别铰接有大活度M8Pu低能光子源摇臂、中活度238Pu低能光 子源摇臂、小活度低能光子源摇臂、大活度241Am低能光子源摇臂、中活度241Am低能光 子源摇臂、小活度241Am低能光子源摇臂；所述各低能光子源摇臂能在其竖直平面的360°角 度内摇转及沿各横梁的前端前后移动并锁紧，各横梁也能绕其后端沿着低能光子源固定横 梁组及立柱组的各立柱上下移动并锁紧；各低能光子源摇臂的长臂端分别固连有大活度 238Pu低能光子源、中活度低能光子源、小活度238Pu低能光子源、大活度241Am低能光子 源、中活度241Am低能光子源、小活度241Am低能光子源；在低能光子源固定横梁组及立柱组 下方的支架上固连有一块低能光子源组存放屏蔽台，低能光子源组存放屏蔽台的上表面设 置有六个存放低能光子源的圆形凹盆，当各低能光子源摇臂竖直向下时，六个圆形凹盆与 各低能光子源的位置相对应；诊视床安装在各低能光子源的238Pu或241Am辐射的标识X光 的正下方，并在诊视床底部的支架上设置摄影胶片暗盒，摄影胶片暗盒安装在低能光子源 的238Pu或241Am的标识X光照射的人体器官后200mm——400mm位置处；在诊视床的四周 和底部摄影胶片暗盒的下方设置有防散射屏；在诊视床四周的防散射屏之后还设置有屏蔽 防护板；所述诊视床采用干燥木料制成；所述防散射屏为铝——铁——招复合三层板结构； 所述屏蔽防护板为铝——铅——铁复合三层板结构；所述支架采用金属材料制成并将其底 部用导线接地；所述低能光子源组存放屏蔽台为木一铁一铅一铁四层材料制成的复合板结 构；本X光机还包括蓄电池组、直流低压电源和可编程控制型操作台，可编程控制型操作台 与直流低压电源和蓄电池组连接并控制各低能光子源的开关和按钮。[0009]所述大活度238Pu低能光子源包括一个底部有一空心圆孔的不锈钢盆形支撑，一个 梯形的不锈钢空心圆台屏蔽外套通过其底部的沉头螺钉组安装于不锈钢盆形支撑内；不锈 钢空心圆台屏蔽外套的空心孔的下部为梯形，该梯形空心孔的下底内径与不锈钢盆形支撑 空心孔的内径一致；在不锈钢空心圆台屏蔽外套的上部平顶空心孔内通过螺纹连接有一个 H96黄铜螺管屏蔽外套；H96黄铜螺管屏蔽外套内的上部通过螺纹连接有一个不锈钢屏蔽 螺栓，其下部安装有^8Pu低能光子源；所述238Pu低能光子源包括蒙乃尔合金源壳、238Pu放 射性陶瓷片和出射窗，238Pu低能光子源通过蒙乃尔合金源壳与H96黄铜螺管屏蔽外套螺纹 连接，出射窗位于其底部；在位于H96黄铜螺管屏蔽外套底部的不锈钢空心圆台屏蔽外套 的空心孔内安装有一块H96黄铜屏蔽闸门，在H96黄铜屏蔽闸门之下的空心孔内还安装有 一块有机玻璃防尘板；H96黄铜屏蔽间门与一块滑动铁心固连；滑动铁心的上平面与下平 面分别设有与不锈钢空心圆台屏蔽外套的外表面固连的顶部复位弹簧和中部复位弹簧；与 滑动铁心对应的吸引线圈安装于不锈钢盆形支撑的边沿水平面上，在摄影曝光时吸引线圈 产生的磁场引力使滑动铁心向吸引线圈滑动的距离略大于m8Pu低能光子源的蒙乃尔合金 源壳的外螺纹直径；通过将温度高于330°C的熔铅注满不锈钢空心圆台屏蔽外套的下部空 心梯形壁腔内而形成一个铅屏蔽梯形圆环；在所述不锈钢空心圆台屏蔽外套的下部梯形空 心孔的内壁上还通过沉头螺钉连接有一个防散射铝板漏斗。所述中活度238Pu低能光子源、小活度238Pu低能光子源的整体结构与所述大活度 238Pu低能光子源的整体结构相同；所述大活度241Am低能光子源、中活度241Am低能光子源、 小活度241Am低能光子源的整体结构也均与所述大活度238Pu低能光子源的整体结构相同。所述可编程控制型操作台包括6个单相直流固态继电器、6个吸引线圈、12个降压 电阻、6个光电耦合器、8个钮子开关、12个动合按钮、6个熔断器、1个单极开关、1个可编程 控制器PLC和1个波段开关；可编程控制器PLC采用的是FX2N—32MR—ES/UL ；A相线经 波段开关的一个动片和零线N的220V交流电与PLC的端子L和N连接，PLC中的24V端子 分别与钮子开关KNX6、KNX7和动合按钮SBl、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6的一端连接，KNX6和 KNX7的另一端再与PLC的输入端子XO和X17连接，动合按钮SBl、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6 的另一端分别再与PLC的输入端子X1、X2、X3、X4、X5J6连接；PLC中与地连接的OV端子首 先与波段开关的另一个动片和发光二极管LEDO、LED1、LED2、LED3、LED4、LED5的负极并接 后，再与单相直流固态继电器SSRO、SSRU SSR2、SSR3、SSR4、SSR5的信号输入端负极并接， LEDO的正极与固态继电器SSRO输入端的正极连接后再与降压电阻Rl的一端连接后，Rl的 另一端与PLC的输出端子YO连接；光电耦合器的光电晶体管TO的集电极与MV电源正极 连接，降压电阻RO的一端与地连接，RO的非接地端与TO的E极EO连接后再与PLC的输入 端X7连接；24V直流电源经单极开关Q与熔断器FU0、FU1、FU2、FU3、FU4、FU5的一端并接， FUO的另一端与SSRO的输出端正极连接后再与动合按钮SB7的一端连接，SB7的另一端与 SSRO的负极和第一个吸引线圈的一端并接，该吸引线圈的另一端与KNXO的一端连接，KNXO 的另一端与地连接。LEDl的正极与SSRl输入端正极连接后再与R3的一端连接，R3的另一 端与PLC的输出端Yl连接；光电耦合器的光电晶体管Tl的集电极接24V电源正极，其E极 El与R2的一端连接后再与PLC的输入端XlO连接，R2的另一端与地相接；动合按钮SB8的 一端与SSRl输出端正极连接后与FUl连接，SB8的另一端与SSRl输出端负极连接后再与 第二个吸引线圈的一端连接，该吸引线圈的另一端与KNXl的一端连接，KNXl的另一端与地连接；LED2的正极与SSR2输入端的正极连接后与降压电阻R5的一端连接，R5的另一端与 PLC的输出端Y2连接；光电耦合器中的光电晶体管T2的集电极接MV电源正极，其E极E2 与降压电阻R4的一端连接后再与PLC的输入端Xll连接，R4的另一端与地连接；动合按钮 SB9的一端与FU2的一端连接后再与SSR2的输出端的正极连接，SB9的另一端与SSR2输出 端的负极连接后再与第三个吸引线圈的一端连接，该吸引线圈的另一端与KNX2的一端连 接，KNX2的另一端与地连接；LED3的正极与SSR3输入端的正极连接后再与降压电阻R7的 一端连接，R7的另一端与PLC的输出端TO连接；光电耦合器中的光电晶体管T3的集电极 与MV电源正极连接，其E极E3与PLC的输入端X12连接后再与降压电阻R6的一端连接， R6的另一端与地连接；动合按钮SBlO的一端与SSR3输出端正极连接后再与FU3的一端连 接，SBlO的另一端与SSR3输出端负极连接后再与第四个吸引线圈的一端连接，该吸引线圈 另一端与KNX3的一端连接，KNX3的另一端与地连接；LED4的正极与SSR4输入端正极连接 后再与降压电阻R9的一端连接，R9的另一端与PLC的输出端W连接；光电耦合器的光电 晶体管T4的集电极与MV电源正极连接，其E极E4与PLC输入端X13连接后再与降压电 阻R8的一端连接，R8的另一端与地连接；动合按钮SBll的一端与SSR4输出端正极连接后 再与FU4连接，SBll的另一端与SSR4输出端负极连接后与第五个吸引线圈的一端连接，该 吸引线圈的另一端与KNX4的一端连接，KNX4的另一端与地连接。LED5的正极与SSR5的正 极连接后再与降压电阻Rll的一端连接，Rll的另一端与PLC的输出端TO连接；光电耦合 器的光电晶体管T5的集电极与MV电源正极连接，其E极E5与PLC输入端X14连接后再 与降压电阻RlO的一端连接，RlO的另一端与地连接；动合按钮SB12的一端与SSR5输出端 正极连接后再与FU5的一端连接，SB12的另一端与SSR5输出端负极连接后再与第六个吸 引线圈的一端连接，该吸引线圈的另一端与KNX5的一端连接，KNX5的另一端与地连接。本实用新型的核能医用X光机在进行诊断照射时，防散射屏、屏蔽防护板、低能光 子源的不锈钢盆形支撑吸收了受检者向上、下、左、右、前、后各个方向散射的标识X光的绝 大部分，其后面空间的辐射水平都为本底。并且，本实用新型的X光机室可采用200mm厚的 砖做四周墙壁，用200mm厚的钢筋混凝土做上、下楼板，就毫无标识X光泄漏到室夕卜。因此， X射线工作者在本实用新型的核能医用X光机室内为受检者进行诊断照射服务时是没有照 射剂量负担的。本实用新型所述238Pu低能光子源和241Am低能光子源在实施中的工作场所的辐射 水平都符合国家《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18971—2002)的规定要求。本实用新型不但克服了传统X射线机、CT机的轫致辐射在摄像胶片上对比度不 高、图像不清晰、对非受检人体器官存在诊断辐射和散射照射而加重受检者及X射线工作 者剂量负担的缺点，而且克服了传统X射线机和CT机耗电量大不能长距离快速移动等缺 点，本实用新型的核能医用X光机能节省电能约90%。因此，本实用新型具有成像清晰、能耗 低、安全、体积小重量轻等优点，既适合大中城市使用，又适合在小城镇边远地区、战地医疗 救护中使用。
图1是本实用新型实施例的总体结构示意图。图2是图1中的大活度"8Pu低能光子源的剖面结构示意图。8[0017]图3是图1中的大活度241Am低能光子源的剖面结构示意图。图4是图1中的可编程控制型操作台的电路连接示意图。
具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。参见图1，本实施例包括支架2，在支架2的上顶3之下连接有低能光子源固定横 梁组及立柱组5，在低能光子源固定横梁组及立柱组5的各横梁的前端分别铰接有大活度 238Pu低能光子源摇臂6、中活度238Pu低能光子源摇臂8、小活度238Pu低能光子源摇臂10、大 活度241Am低能光子源摇臂12、中活度241Am低能光子源摇臂14、小活度241Am低能光子源摇 臂16 ；为适应各种诊断照射位置的要求，各低能光子源摇臂能在其竖直平面的360°角度内 摇转及沿各横梁的前端前后移动并锁紧，各横梁也能绕其后端沿着低能光子源固定横梁组 及立柱组5的各立柱上下移动并锁紧；各低能光子源摇臂的长臂端分别固连有大活度M8Pu 低能光子源7、中活度238Pu低能光子源9、小活度238Pu低能光子源11、大活度241Am低能光 子源13、中活度241Am低能光子源15、小活度241Am低能光子源17 ；在低能光子源固定横梁组 及立柱组5下方的支架2上固连有低能光子源组存放屏蔽台4，低能光子源组存放屏蔽台 4的上表面设置有六个存放低能光子源的圆形凹盆，当各低能光子源摇臂竖直向下时，六个 圆形凹盆与各低能光子源的位置相对应；该屏蔽台4供X射线工作者在误操作和复位弹簧 失效及更换复位弹簧时屏蔽全部漏射线，使X光机室的辐射水平恒为本底。诊视床21安装 在各低能光子源的238Pu或241Am辐射的标识X光的正下方，并在诊视床21底部的支架上设 置摄影胶片暗盒19，摄影胶片暗盒19安装在低能光子源的238Pu或241Am的标识X光照射的 人体器官后200mm——400mm位置处；在诊视床21的四周和底部摄影胶片暗盒19的下方 设置有防散射屏18 ；在诊视床21四周的防散射屏18之后还设置有屏蔽防护板20 ；所述诊 视床21采用干燥木料制成；所述防散射屏18为铝——铁——铝复合三层板结构；所述屏 蔽防护板20为铝——铅——铁复合三层板结构；所述支架2采用金属材料制成并将其底部 22用导线接地；所述低能光子源组存放屏蔽台4为木一铁一铅一铁四层材料制成的复合板 结构；本X光机还包括蓄电池组1、直流低压电源对和可编程控制型操作台23，可编程控制 型操作台23与直流低压电源M和蓄电池组1连接并控制各低能光子源的开关和按钮。蓄 电池组1为220V市电停止供电时的备用直流低压电源，平时由直流低压电源对对蓄电池 组1充电，也可由太阳能电池和移动式小型发电机组充电；蓄电池组1中的蓄电池可以为一 个，也可以为两个或多个，为两个或多个时各蓄电池的阴极相互并联后接地、各蓄电池的阳 极也相互并联，蓄电池组1的输出电压为12V/MV/36V。参见图2，大活度238Pu低能光子源7包括底部有一空心圆孔的不锈钢盆形支撑25， 梯形的不锈钢空心圆台屏蔽外套37通过其底部的沉头螺钉组38安装于不锈钢盆形支撑25 内；不锈钢空心圆台屏蔽外套37的空心孔的下部为梯形，该梯形空心孔的下底内径与不锈 钢盆形支撑25空心孔的内径一致；在不锈钢空心圆台屏蔽外套37的上部平顶空心孔内通 过螺纹连接有H96黄铜螺管屏蔽外套35 ；H96黄铜螺管屏蔽外套35内的上部通过螺纹连 接有不锈钢屏蔽螺栓34，其下部安装有238Pu低能光子源33 ；所述238Pu低能光子源33包括 蒙乃尔合金源壳、238Pu放射性陶瓷片和出射窗，238Pu低能光子源33通过蒙乃尔合金源壳与 H96黄铜螺管屏蔽外套35螺纹连接，出射窗位于其底部；在位于H96黄铜螺管屏蔽外套35底部的不锈钢空心圆台屏蔽外套37的空心孔内安装有H96黄铜屏蔽闸门32，在H96黄铜屏 蔽闸门32之下的空心孔内还安装有有机玻璃防尘板36，H96黄铜屏蔽闸门32对有机玻璃 防尘板36的左右滑动为无接触无磨擦的滑动；H96黄铜屏蔽闸门32与滑动铁心观固连，滑 动铁心观的上平面与下平面分别设有与不锈钢空心圆台屏蔽外套37的外表面固连的顶部 复位弹簧四和中部复位弹簧27 ；与滑动铁心观对应的吸引线圈沈安装于不锈钢盆形支 撑25的边沿水平面上，在摄影曝光时吸引线圈沈产生的磁场引力使滑动铁心观向吸引线 圈26滑动的距离略大于低能光子源33的蒙乃尔合金源壳的外螺纹直径，这样，才能使 H96黄铜屏蔽闸门32完全打开。通过将温度高于330°C的熔铅注满不锈钢空心圆台屏蔽外 套37的下部空心梯形壁腔内，当温度降到铅的凝固点时，就形成了铅屏蔽梯形圆环30 ；当 不锈钢板或其他板材足够厚时，也可用厚钢板或厚不锈钢板和厚铜板及各类板材取代空心 铅屏蔽梯形圆环30，然后再用不锈钢材料作上顶制成不锈钢空心圆台屏蔽外套37。在所述 不锈钢空心圆台屏蔽外套37的下部梯形空心孔的内壁上还通过沉头螺钉连接有防散射铝 板漏斗31，用来降低散射标识X光对人体器官的有害照射。图2说明，238Pu低能光子源33 被H96黄铜螺管屏蔽外套35、不锈钢屏蔽螺栓34、H96黄铜屏蔽闸门32、不锈钢空心圆台屏 蔽外套37全部屏蔽，使238Pu低能光子源33没有任何标识X光泄漏出去，无需象传统X射 线机那样要设置防泄漏部件。同时，不锈钢盆形支撑25吸收了受检者皮肤向上散射的绝大 部分标识X光。所述中活度238Pu低能光子源9、小活度238Pu低能光子源11的整体结构与所述大 活度238Pu低能光子源7的整体结构相同。中活度238Pu低能光子源9的名义活度小于大活 度低能光子源7的名义活度，小活度低能光子源11的名义活度小于中活度238Pu 低能光子源9的名义活度。所述大活度241Am低能光子源13、中活度241Am低能光子源15、小活度241Am低能光 子源17的整体结构也均与所述大活度238Pu低能光子源7的整体结构相同。中活度241Am低 能光子源15的名义活度小于大活度241Am低能光子源13的名义活度，小活度241Am低能光 子源17的名义活度小于中活度241Am低能光子源15的名义活度。图3是大活度241Am低能 光子源的剖面结构示意图，由图可见，大活度241Am低能光子源13包括不锈钢盆形支撑39、 吸引线圈40、中部复位弹簧41、滑动铁心42、顶部复位弹簧43、空心铅屏蔽梯形圆环44、防 散射铝板漏斗45、H96黄铜屏蔽闸门46、不锈钢屏蔽螺栓47、241Am低能光子源48、H96黄铜 螺管屏蔽外套49、有机玻璃防尘板50、不锈钢空心圆台屏蔽外套51、沉头螺钉组52。其中， 241Am低能光子源48由蒙乃尔合金源壳、241Am放射性搪瓷、出射窗组合封装而成。在图1中，大活度238Pu低能光子源7是为大面积中厚度人体器官提供标识X光诊 断照射的，中活度238Pu低能光子源9是为中面积较小厚度人体器官提供标识X光诊断照射 的，小活度238Pu低能光子源11是为小面积小厚度人体器官提供标识X光诊断照射的；大活 度241Am低能光子源13是为大面积大厚度人体器官提供标识X光或单色X光诊断照射的， 摄像胶片上出现高对比度的清晰图像。中活度241Am低能光子源15是为中面积中厚度人体 器官提供标识X光或单色X光诊断照射的，摄像胶片上出现高对比度的清晰图像。小活度 241Am低能光子源17是为小面积中厚度或小面积大厚度人体器官提供标识X光或单色X光 诊断照射的，摄像胶片上也出现高对比度的清晰图像。也可根据人体器官的大小和形状制 作238Pu和241Am两个系列并满足特殊要求的医用低能光子源，使非受检器官免受有害照射。10因此，2吁11和241Am两个互补系列的低能光子源完全能满足核能医用X光机进行诊断照射的 全部要求。图2和图3说明，当吸引线圈沈和40都未接通电源时，238Pu低能光子源33和 241Am低能光子源48辐射出来的低能标识X光被H96黄铜屏蔽闸门32和46、不锈钢屏蔽螺 栓34和47、H96黄铜螺管屏蔽外套35和49、不锈钢空心圆台屏蔽外套37和51全部屏蔽， 使238Pu低能光子源33和241Am低能光子源48都处于储存状态，使大活度238Pu低能光子源 7的外表面和大活度241Am低能光子源13的外表面的辐射水平都是本底，使受检者和X射线 工作者可在曝光前后免于漏射线的有害照射。238Pu低能光子源7、23%低能光子源9、238PU低能光子源ll、241Am低能光子源13、 241Am低能光子源15、241Am低能光子源17的蒙乃尔合金源壳、放射性陶瓷片或放射性搪瓷及 出射窗可按人体器官大小及形状进行制作，各低能光子源均发出近似平行标识X光，使非 受检器官不受标识X光的诊断照射和尽可能少的散射线的照射。238Pu低能光子源7、23%低能光子源9、238PU低能光子源ll、241Am低能光子源13、 241Am低能光子源15、241Am低能光子源17依次安装在竖直的、可旋转各种角度的环形结构 中，能制成品种多样的CT机和金属薄板探伤机及安检设备。所述低能光子源也可采用放射性比度(毫居里/克)高、活度大、面积小的244Cm作 特殊用途的诊断照射。参见图4，可编程控制型操作台23包括6个单相直流固态继电器、6个吸引线圈、 12个降压电阻、6个光电耦合器、8个钮子开关、12个动合按钮、6个熔断器、1个单极开关、 1个可编程控制器PLC和1个波段开关；可编程控制器PLC采用的是FX2N— 32MR—ES/UL ； A相线经波段开关的动片53和零线N的220V交流电与PLC的端子L和N连接，PLC中的 24V端子分别与钮子开关KNX6、KNX7和动合按钮SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6的一端连接， KNX6和KNX7的另一端再与PLC的输入端子XO和X17连接，动合按钮SBl、SB2、SB3、SB4、 SB5、SB6的另一端分别再与PLC的输入端子XI、X2、X3、X4、X5、X6连接；PLC中与地连接的 OV端子首先与波段开关动片M和发光二极管LEDO、LEDl、LED2、LED3、LED4、LED5的负极 并接后，再与单相直流固态继电器SSR0、SSR1、SSR2、SSR3、SSR4、SSR5的信号输入端负极并 接，LEDO的正极与固态继电器SSRO输入端的正极连接后再与降压电阻Rl的一端连接后， Rl的另一端与PLC的输出端子YO连接；光电耦合器的光电晶体管TO的集电极与24V电源 正极连接，降压电阻RO的一端与地连接，RO的非接地端与TO的E极EO连接后再与PLC的 输入端X7连接；24V直流电源经单极开关Q与熔断器FUO、FUU FU2、FU3、FU4、FU5的一端 并接，FUO的另一端与SSRO的输出端正极连接后再与动合按钮SB7的一端连接，SB7的另 一端与SSRO的负极和吸引线圈沈的一端并接，吸引线圈沈的另一端与KNXO的一端连接， KNXO的另一端与地连接。LEDl的正极与SSRl输入端正极连接后再与R3的一端连接，R3的 另一端与PLC的输出端Yl连接；光电耦合器的光电晶体管Tl的集电极接24V电源正极，其 E极El与R2的一端连接后再与PLC的输入端XlO连接，R2的另一端与地相接；动合按钮 SB8的一端与SSRl输出端正极连接后与FUl连接，SB8的另一端与SSRl输出端负极连接后 再与吸引线圈阳的一端连接，吸引线圈阳的另一端与KNXl的一端连接，KNXl的另一端与 地连接；LED2的正极与SSR2输入端的正极连接后与降压电阻R5的一端连接，R5的另一端 与PLC的输出端Y2连接；光电耦合器中的光电晶体管T2的集电极接24V电源正极，其E极E2与降压电阻R4的一端连接后再与PLC的输入端Xll连接，R4的另一端与地连接；动合 按钮SB9的一端与FU2的一端连接后再与SSR2的输出端的正极连接，SB9的另一端与SSR2 输出端的负极连接后再与吸引线圈56的一端连接，吸引线圈56的另一端与KNX2的一端连 接，KNX2的另一端与地连接；LED3的正极与SSR3输入端的正极连接后再与降压电阻R7的 一端连接，R7的另一端与PLC的输出端TO连接；光电耦合器中的光电晶体管T3的集电极 与MV电源正极连接，其E极E3与PLC的输入端X12连接后再与降压电阻R6的一端连接， R6的另一端与地连接；动合按钮SBlO的一端与SSR3输出端正极连接后再与FU3的一端连 接，SBlO的另一端与SSR3输出端负极连接后再与吸引线圈40的一端连接，吸引线圈40另 一端与KNX3的一端连接，KNX3的另一端与地连接；LED4的正极与SSR4输入端正极连接后 再与降压电阻R9的一端连接，R9的另一端与PLC的输出端料连接；光电耦合器的光电晶 体管T4的集电极与MV电源正极连接，其E极E4与PLC输入端X13连接后再与降压电阻 R8的一端连接，R8的另一端与地连接；动合按钮SBll的一端与SSR4输出端正极连接后再 与FU4连接，SBll的另一端与SSR4输出端负极连接后与吸引线圈57的一端连接，吸引线 圈57的另一端与KNX4的一端连接，KNX4的另一端与地连接。LED5的正极与SSR5的正极 连接后再与降压电阻Rll的一端连接，Rll的另一端与PLC的输出端TO连接；光电耦合器 的光电晶体管T5的集电极与MV电源正极连接，其E极E5与PLC输入端X14连接后再与 降压电阻RlO的一端连接，RlO的另一端与地连接；动合按钮SB12的一端与SSR5输出端正 极连接后再与FU5的一端连接，SB12的另一端与SSR5输出端负极连接后再与吸引线圈58 的一端连接，吸引线圈58的另一端与KNX5的一端连接，KNX5的另一端与地连接。 参见图1和图4，大活度238Pu低能光子源7与吸引线圈沈对应，中活度238Pu低能 光子源9与吸引线圈55对应，小活度238Pu低能光子源11与吸引线圈56对应，大活度241Am 低能光子源13与吸引线圈40对应，中活度241Am低能光子源15与吸引线圈57对应，小活 度241Am低能光子源17与吸引线圈58对应。[0031 ] 图4说明，当单极开关Q断开而将市电220V接通时，可检查PLC中各动合按钮SBl、 SB2、SB3、SB4、SB5、SB6 与光电耦合器中 TO、Tl、T2、T3、T4、T5 和 LEDO、LED1、LED2、LED3、 LED4、LED5的对应关系。图1和图4说明，只要X射线工作者在可编程控制型操作台23的操作面板上闭合 钮子开关 KNXO 和动合按钮 SB7、KNX1 和 SB8、KNX2 和 SB9、KNX3 和 SB10、KNX4 和 SB11、KNX5 和SB12，就能通过诊视床21下面安装的摄影胶片暗盒19里的胶片图像去调整RO及Rl和 吸引线圈26、R2及R3和吸引线圈55、R4及R5和吸引线圈56、R6及R7和吸引线圈40、R8 及R9和吸引线圈57、RlO及Rll和吸引线圈58的技术参数。旋转波段开关使动片53和 54与220V交流电切断，使PLC的各输出端子Y0、YU Y2、Y3、Y4、Y5与大地都断开，用来保 护PLC的输出电路。闭合ΚΝΧ0，使输入端子的动合触点XO闭合、使动断触点XO断开；闭合 KNX13，使 Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5 都断电。本实施例为人体器官提供诊断照射的操作过程如下参见图1、图2、图3、图4，在开机之前，接通PLC上的220V交流电流，预热PLC中 的电子器件约五分钟。按人体器官大小和形状确定使用低能光子源的编号。如果是要为大 面积中厚度的人体器官提供标识χ光诊断照射，就可确定用大活度^8Pu低能光子源7的防 散射铝板漏斗31对准诊视床21上的人体器官，人体器官与防散射铝板漏斗31的直线距离约250mm，诊视床21的两侧安放防散射屏18，防散射屏18与诊视床21的距离约250mm，用 屏蔽防护板20屏蔽对X射线工作者的散射线，闭合钮子开关KNXO和单极开关Q，按曝光按 钮SB1，PLC的输出线圈YO通电1 一ans，吸引线圈沈产生的磁场吸引滑动铁心28带动H96 黄铜屏蔽闸门32，使低能光子源33在1——2ms时间内向人体器官发出标识X光诊断照射， 在诊视床21下面安装的摄影胶片暗盒19中的摄影胶片可以得到高对比度的清晰图像。如 果需要用人工曝光，可按人工曝光按钮SB7 ；曝光操作完成后，依次断开单极开关Q和钮子 开关ΚΝΧ0，将大活度238Pu低能光子源7移回到低能光子源组存放屏蔽台4上对应的圆形凹 盆里，将防散射屏18和屏蔽防护板20复位。当遇到大面积大厚度的人体器官要进行诊断照射时，可确定使用大活度241Am低能 光子源13，此时将大活度241Am低能光子源13的防散射铝板漏斗45对准诊视床21上的人 体器官，人体器官与防散射铝板漏斗45的直线距离约350mm，诊视床21两侧安放防散射防 护屏18，防散射屏18与诊视床21的距离约250mm，用屏蔽防护板20屏蔽对X射线工作者 的散射线，闭合钮子开关KNX3和单极开关Q，按曝光按钮SB4，PLC的输出线圈TO通电1 一 ans，吸引线圈40产生的磁场吸引滑动铁心42带动H96黄铜屏蔽闸门46，使低能光子源48 在1——2ms时间内向人体器官发出标识X光诊断照射或单色X光照射，在诊视床21下面 安装的摄影胶片暗盒19中的摄影胶片可以得到高对比度的清晰图像，其中高清晰图像对 应单色X光诊断照射。如果要进行人工曝光，可按人工曝光按钮SBlO ；曝光操作完成后，依 次断开单极开关Q和钮子开关KNX3，将大活度241Am低能光子源13移回到低能光子源组存 放屏蔽台4上对应的圆形凹盆里，将防散射屏18和屏蔽防护板20复位。确定使用中活度238Pu低能光子源9、小活度238Pu低能光子源11、中活度241Am低能 光子源15、小活度241Am低能光子源17为人体器官提供诊断的方法和操作步骤与前面所述 相同。
权利要求1.一种核能医用X光机，其特征在于它包括支架(2)，在支架(2)的上顶(3)之下连接 有低能光子源固定横梁组及立柱组(5)，在低能光子源固定横梁组及立柱组(5)的各横梁 的前端分别铰接有大活度238Pu低能光子源摇臂(6)、中活度238Pu低能光子源摇臂(8)、小活 度238Pu低能光子源摇臂(10)、大活度241Am低能光子源摇臂(12)、中活度241Am低能光子源摇 臂(14)、小活度241Am低能光子源摇臂(16)；所述各低能光子源摇臂能在其竖直平面的360° 角度内摇转及沿各横梁的前端前后移动并锁紧，各横梁也能绕其后端沿着低能光子源固定 横梁组及立柱组(5)的各立柱上下移动并锁紧；各低能光子源摇臂的长臂端分别固连有大 活度238Pu低能光子源(7)、中活度238Pu低能光子源(9)、小活度238Pu低能光子源(11 )、大活 度241Am低能光子源(13)、中活度241Am低能光子源(15)、小活度241Am低能光子源(17);在低 能光子源固定横梁组及立柱组(5)下方的支架(2)上固连有一块低能光子源组存放屏蔽台 (4)，低能光子源组存放屏蔽台(4)的上表面设置有六个存放低能光子源的圆形凹盆，当各 低能光子源摇臂竖直向下时，六个圆形凹盆与各低能光子源的位置相对应；诊视床(21)安 装在各低能光子源的238Pu或241Am辐射的标识X光的正下方，并在诊视床(21)底部的支架 上设置摄影胶片暗盒(19)，摄影胶片暗盒(19)安装在低能光子源的238Pu或241Am的标识X 光照射的人体器官后200mm——400mm位置处；在诊视床(21)的四周和底部摄影胶片暗盒 (19)的下方设置有防散射屏(18);在诊视床(21)四周的防散射屏(18)之后还设置有屏蔽 防护板(20)；所述诊视床(21)采用干燥木料制成；所述防散射屏(18)为铝——铁——铝 复合三层板结构；所述屏蔽防护板(20)为铝——铅——铁复合三层板结构；所述支架(2) 采用金属材料制成并将其底部(22)用导线接地；所述低能光子源组存放屏蔽台(4)为木一 铁一铅一铁四层材料制成的复合板结构；本X光机还包括蓄电池组(1)、直流低压电源(24) 和可编程控制型操作台(23 )，可编程控制型操作台(23 )与直流低压电源(24)和蓄电池组 (1)连接并控制各低能光子源的开关和按钮。
2.根据权利要求1所述的核能医用X光机，其特征在于所述大活度238Pu低能光子源 (7)包括一个底部有一空心圆孔的不锈钢盆形支撑(25)，一个梯形的不锈钢空心圆台屏蔽 外套(37)通过其底部的沉头螺钉组(38)安装于不锈钢盆形支撑(25)内；不锈钢空心圆台 屏蔽外套(37)的空心孔的下部为梯形，该梯形空心孔的下底内径与不锈钢盆形支撑(25) 空心孔的内径一致；在不锈钢空心圆台屏蔽外套(37)的上部平顶空心孔内通过螺纹连接 有一个H96黄铜螺管屏蔽外套(35);H96黄铜螺管屏蔽外套(35)内的上部通过螺纹连接有 一个不锈钢屏蔽螺栓(34)，其下部安装有238Pu低能光子源(33);所述238Pu低能光子源(33) 包括蒙乃尔合金源壳、238Pu放射性陶瓷片和出射窗，238Pu低能光子源(33)通过蒙乃尔合金 源壳与H96黄铜螺管屏蔽外套(35)螺纹连接，出射窗位于其底部；在位于H96黄铜螺管屏 蔽外套(35)底部的不锈钢空心圆台屏蔽外套(37)的空心孔内安装有一块H96黄铜屏蔽闸 门(32)，在H96黄铜屏蔽闸门(32)之下的空心孔内还安装有一块有机玻璃防尘板(36);H96 黄铜屏蔽闸门(32)与一块滑动铁心(28)固连；滑动铁心(28)的上平面与下平面分别设有 与不锈钢空心圆台屏蔽外套(37)的外表面固连的顶部复位弹簧(29)和中部复位弹簧(27); 与滑动铁心(28)对应的吸引线圈(26)安装于不锈钢盆形支撑(25)的边沿水平面上，在摄 影曝光时吸引线圈(26)产生的磁场引力使滑动铁心(28)向吸引线圈(26)滑动的距离略大 于238Pu低能光子源(33)的蒙乃尔合金源壳的外螺纹直径；通过将温度高于330°C的熔铅注 满不锈钢空心圆台屏蔽外套(37)的下部空心梯形壁腔内而形成一个铅屏蔽梯形圆环(30);在所述不锈钢空心圆台屏蔽外套(37)的下部梯形空心孔的内壁上还通过沉头螺钉连接有 一个防散射铝板漏斗(31);所述中活度238Pu低能光子源(9)、小活度238Pu低能光子源(11)的整体结构与所述大 活度238Pu低能光子源(7)的整体结构相同；所述大活度241Am低能光子源(13)、中活度241Am 低能光子源(15)、小活度241Am低能光子源(17)的整体结构也均与所述大活度238Pu低能光 子源(7)的整体结构相同。
3.根据权利要求1或2所述的核能医用X光机，其特征在于所述可编程控制型操作台 (23)包括6个单相直流固态继电器、6个吸引线圈、12个降压电阻、6个光电耦合器、8个钮 子开关、12个动合按钮、6个熔断器、1个单极开关、1个可编程控制器PLC和1个波段开关； 可编程控制器PLC采用的是FX2N— 32MR—ES/UL ；A相线经波段开关的动片(53)和零线N 的220V交流电与PLC的端子L和N连接，PLC中的24V端子分别与钮子开关KNX6、KNX7和 动合按钮SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6的一端连接，KNX6和KNX7的另一端再与PLC的输入 端子XO和X17连接，动合按钮SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6的另一端分别再与PLC的输入端 子Xl、X2、X3、X4、X5.X6连接；PLC中与地连接的OV端子首先与波段开关动片(54)和发光 二极管LEDO、LED1、LED2、LED3、LED4、LED5的负极并接后，再与单相直流固态继电器SSR0、 SSR1、SSR2、SSR3、SSR4、SSR5的信号输入端负极并接，LEDO的正极与固态继电器SSRO输入 端的正极连接后再与降压电阻Rl的一端连接后，Rl的另一端与PLC的输出端子YO连接； 光电耦合器的光电晶体管TO的集电极与24V电源正极连接，降压电阻RO的一端与地连接， RO的非接地端与TO的E极EO连接后再与PLC的输入端X7连接；24V直流电源经单极开关 Q与熔断器FUO、FUl、FU2、FU3、FU4、FU5的一端并接，FUO的另一端与SSRO的输出端正极 连接后再与动合按钮SB7的一端连接，SB7的另一端与SSRO的负极和吸引线圈(26)的一 端并接，吸引线圈(26)的另一端与KNXO的一端连接，KNXO的另一端与地连接；LEDl的正极 与SSRl输入端正极连接后再与R3的一端连接，R3的另一端与PLC的输出端Yl连接；光电 耦合器的光电晶体管Tl的集电极接MV电源正极，其E极El与R2的一端连接后再与PLC 的输入端XlO连接，R2的另一端与地相接；动合按钮SB8的一端与SSRl输出端正极连接后 与FUl连接，SB8的另一端与SSRl输出端负极连接后再与吸引线圈(55)的一端连接，吸引 线圈(55)的另一端与KNXl的一端连接，KNXl的另一端与地连接；LED2的正极与SSR2输入 端的正极连接后与降压电阻R5的一端连接，R5的另一端与PLC的输出端Y2连接；光电耦 合器中的光电晶体管T2的集电极接MV电源正极，其E极E2与降压电阻R4的一端连接后 再与PLC的输入端Xll连接，R4的另一端与地连接；动合按钮SB9的一端与FU2的一端连 接后再与SSR2的输出端的正极连接，SB9的另一端与SSR2输出端的负极连接后再与吸引 线圈(56)的一端连接，吸引线圈(56)的另一端与KNX2的一端连接，KNX2的另一端与地连 接；LED3的正极与SSR3输入端的正极连接后再与降压电阻R7的一端连接，R7的另一端与 PLC的输出端TO连接；光电耦合器中的光电晶体管T3的集电极与MV电源正极连接，其E 极E3与PLC的输入端X12连接后再与降压电阻R6的一端连接，R6的另一端与地连接；动 合按钮SBlO的一端与SSR3输出端正极连接后再与FU3的一端连接，SBlO的另一端与SSR3 输出端负极连接后再与吸引线圈(40)的一端连接，吸引线圈(40)另一端与KNX3的一端连 接，KNX3的另一端与地连接；LED4的正极与SSR4输入端正极连接后再与降压电阻R9的一 端连接，R9的另一端与PLC的输出端W连接；光电耦合器的光电晶体管T4的集电极与MV电源正极连接，其E极E4与PLC输入端X13连接后再与降压电阻R8的一端连接，R8的另一 端与地连接；动合按钮SBll的一端与SSR4输出端正极连接后再与FU4连接，SBll的另一 端与SSR4输出端负极连接后与吸引线圈(57)的一端连接，吸引线圈(57)的另一端与KNX4 的一端连接，KNX4的另一端与地连接；LED5的正极与SSR5的正极连接后再与降压电阻Rll 的一端连接，Rll的另一端与PLC的输出端TO连接；光电耦合器的光电晶体管T5的集电极 与MV电源正极连接，其E极E5与PLC输入端X14连接后再与降压电阻RlO的一端连接， RlO的另一端与地连接；动合按钮SB12的一端与SSR5输出端正极连接后再与FU5的一端 连接，SB12的另一端与SSR5输出端负极连接后再与吸引线圈(58)的一端连接，吸引线圈 (58)的另一端与KNX5的一端连接，KNX5的另一端与地连接。
专利摘要本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种核能医用X光机。本实用新型的核能医用X光机包括支架、238Pu和241Am两个互补的低能光子源、防散射屏、屏蔽防护板、摄影胶片暗盒、诊视床、可编程控制型操作台、蓄电池组、直流低压电源等。该核能医用X光机为人体器官提供的诊断照射是标识X光或单色X光，不是传统X射线机辐射的轫致辐射的连续X光谱，使核能医用X光机在摄影胶片上形成高对比度清晰图像。本实用新型克服了传统X射线机、CT机的轫致辐射对非受检人体器官存在诊断辐射和散射照射而加重受检者及X射线工作者剂量负担的缺点，并能节省电能约90%。本实用新型具有成像清晰、能耗低、安全、体积小重量轻等优点。
文档编号A61B6/00GK201822861SQ20102058721
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者周春生 申请人:周春生