均匀单X射线源血液辐照仪的制作方法

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种均匀单X射线源血液辐照仪。

背景技术：

输血相关性移植物抗宿主病(TA-GVHD)是免疫缺损或免疫抑制的患者不能清除输入血液中具有免疫活性的淋巴细胞，使其在体内植活、增殖，将患者的组织器官识别为非己物质，并作为靶目标进行免疫攻击、破坏的一种致命性输血并发症。输血相关性移植物抗宿主病临床表现为缺乏特异性，极易漏诊和误诊。有研究表明：引起输血相关性移植物抗宿主病的受体输入淋巴细胞数量应大于107/kg，若低于105/kg则不会引起输血相关性移植物抗宿主病。但对于有免疫缺陷的儿童仅104/kg淋巴细胞即引发输血相关性移植物抗宿主病。总之输入供体的淋巴细胞数量越多其病情越严重，死亡率也就越高。

就目前来说，输血前对血制品进行照射，是预防输血相关性移植物抗宿主病惟一有效的方法，其机制是：淋巴细胞对射线敏感，通过适当剂量的射线照射，可使免疫活性淋巴细胞灭活，丧失增殖能力，而对红细胞、血小板的功能及凝血因子活性影响不大。血液辐照仪就是一种使用射线照射血液或血液制品，对淋巴细胞进行灭活，预防输血活动中输血相关性移植物抗宿主病的医疗设备。从射线源分，血液辐照仪可以分为两类，一类是采用放射源(主要是Cs-137、Co-60)产生的γ射线照射血液或血液制品，另一类是采用X光管产生的X射线照射血液或血液制品。放射源型血液辐照仪设备需要装配几百到上千居里的同位素放射源，这存在着潜在的核泄漏风险。而X光源型血液辐照仪则没有核泄漏的风险，设备断电就没有任何射线产生。

为了解决单X射线管辐射均匀性的问题需要对现有机构进行改进，使单X射线管辐射均匀性难题得以解决。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种均匀单X射线源血液辐照仪，解决了现有单X射线管辐射不均匀的问题。

本发明所采用的技术方案是，均匀单X射线源血液辐照仪，包包括有呈上下设置的仪器壳体和机柜；在仪器壳体的一侧壁上分别设置有显示屏、可开启式门；仪器壳体内的结构为：在靠近显示屏处设置有工控机，且工控机通过线路与显示屏连接，工控机的一侧设置有高压发生器，高压发生器的前部设置有辐射腔屏蔽体，辐射腔屏蔽体的一个侧面上通过球管法兰连接X射线管，高压发生器通过高压电缆与X射线管连接，且X射线管上方对应的仪器壳体顶壁上设置有可开启式顶盖窗，X射线管外罩有球管屏蔽罩；辐射腔屏蔽体内设置有连接在一起的血杯自转机构和屏蔽块，且血杯自转机构上设置有血杯；工控机、高压发生器、X射线管及辐射腔屏蔽体均与机柜连接；工控机、高压发生器、辐射腔屏蔽体均固定于机柜的顶部。

本发明的特点还在于：

X射线管的中心与血杯的中心距离为320mm；血杯的高度为150mm；X射线管发出的X射线为锥形束，中心角为40°。

显示屏为工业触摸屏。

机柜，包括有柜体，柜体内分隔成左侧空间、右侧空间；在左侧空间内：靠近上部水平处搭建有隔板，且在隔板上固定设置有电控柜，电控柜通过导线分别与工控机、高压发生器、辐射腔屏蔽体连接，起到供电和控制作用，在左侧空间内的电控柜下方设置有不间断电源，能在停电时继续提供电力，保证辐照过程的连续性；在右侧空间内设置有冷水机，且冷水机通过软管与X射线管连接，在工控机的控制下能对X射线管进行循环降温。

工控机的外表面设置有开关按钮，用于控制显示屏的开启和关闭。

辐射腔屏蔽体主要是对X射线进行屏蔽；辐射腔屏蔽体上配设有可开启式屏蔽门，且在可开启式屏蔽门上设置有门锁和门禁传感器，可开启式屏蔽门关闭后能在辐射腔屏蔽体内形成一个密闭的屏蔽空间，确保血液辐照过程中X射线不外漏。

机柜底部的四个角上各设置一个脚轮。

高压发生器为XRV高压发生器。

血杯自转机构，包括有固定于辐射腔屏蔽体内底部中央处的血杯轴座，血杯轴座通过血杯轴支撑水平设置的血杯托盘，屏蔽块和血杯均设置于血杯托盘上，血杯轴上部的一端连接有传动齿轮a，传动齿轮a的一侧设置有传动齿轮b，且传动齿轮a能与传动齿轮b相互啮合，传动齿轮b上设置有转动传感器，传动齿轮b还通过传动轴与自转电机连接。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明均匀单X射线源血液辐照仪，解决了现有单X射线管辐射不均匀的问题。

(2)在本发明均匀单X射线源血液辐照仪中设置有辐照腔屏蔽体，辐照腔屏蔽体采用A3钢材焊接成腔体，将铅液灌注形成20mm厚的铅层防护，与之配套的可开启式屏蔽门上安装有门锁及门禁传感器，能保证操作人员的安全。

(3)在本发明均匀单X射线源血液辐照仪中设置有血杯自转机构，该机构采用直流旋转电机驱动，通过传动机构使血杯独立旋转，有效提高了X射线源发射的X射线的利用效率，同时血杯通过旋转，能360°旋转交替接受X射线辐照，保证了辐照剂量的均匀性；此外，血杯自转机构由血杯轴座、血杯轴、自转电机、托盘及转动传感器组成，工作时自转电机通过减速齿轮传动，血杯轴及血杯托盘绕自轴线旋转，从而带动血杯匀速、稳定地自转；转动传感器则能实时检测血杯的转动状态是否正常。

(4)在本发明均匀单X射线源血液辐照仪中，X射线管与辐照腔屏蔽体在外层通过球管法兰无缝连接，且X射线源中轴线与内层血杯中轴线齐平；X射线管采用水冷方式，一进一出与冷水机连接，当X射线管温度高于30℃，冷却水循环为X射线管降温；血杯高度为150mm，X射线管中心与血杯中心距离为320mm，且发出的X射线为锥形束，中心角为40°，使X射线全部覆盖血杯。

(5)在本发明均匀单X射线源血液辐照仪中，门禁传感器由30kg电磁铁与门禁接近开关组成，当检测到门打开时候，辐照无法开启或者高压会自动切断，X射线关闭；血杯自转机构包括均匀血杯托盘与接近开关，通过接近开关反馈高低电平检测血杯是否转动，进而是否开启辐射；外部射线检测模块包括一个X射线管，通过RS485通信接口与工控机连接，辐射阈值可通过软件设置，当监测值大于设定阈值，系统自动切断高压，关闭X射线。

(6)在本发明均匀单X射线源血液辐照仪中配备有不间断电源，功率为9kw，可在停电状态为设备提供辐照电力。

附图说明

图1是本发明均匀单X射线源血液辐照仪的外部结构图；

图2是本发明均匀单X射线源血液辐照仪的主视图；

图3是本发明均匀单X射线源血液辐照仪的立体图；

图4是本发明均匀单X射线源血液辐照仪内辐照腔屏蔽体的外部结构示意图；

图5是本发明均匀单X射线源血液辐照仪内辐照腔屏蔽体的整体结构示意图；

图6是本发明均匀单X射线源血液辐照仪内血杯传动机构的结构示意图。

图中，1.仪器壳体，2.显示屏，3.高压发生器，4.冷水机，5.工控机，6.可开启式顶盖窗，7.球管屏蔽罩，8.X射线管，9.辐射腔屏蔽体，10.血杯，11.血杯自转机构，12.电控箱，13.UPS不间断电源，14.机柜，15.脚轮，16.球管法兰，17.门锁，18.门禁传感器，19.屏蔽块，20.可开启式屏蔽门，21.转动传感器，22.传动齿轮a，23.血杯轴，24.血杯托盘，25.血杯轴座，26.自转电机，27.传动齿轮b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明均匀单X射线源血液辐照仪，如图1、图2及图3所示，包括有呈上下设置的仪器壳体1和机柜14；在仪器壳体1的一侧壁上分别设置有显示屏2、可开启式门；仪器壳体1内的结构为：在靠近显示屏2处设置有工控机5，且工控机5通过线路与显示屏2连接，工控机5的一侧设置有高压发生器3，高压发生器3的前部设置有辐射腔屏蔽体9，如图4及图5所示，辐射腔屏蔽体9的一个侧面上通过球管法兰16连接X射线管8，高压发生器3通过高压电缆与X射线管8连接，X射线管8上方对应的仪器壳体1顶壁上设置有可开启式顶盖窗6(可开启式顶盖窗6开打后作为设备检修入口)，且X射线管8外罩有球管屏蔽罩7；辐射腔屏蔽体9内设置有连接在一起的血杯自转机构11和屏蔽块19，且血杯自转机构11上设置有血杯10；工控机5、高压发生器3、X射线管8及辐射腔屏蔽体9均与机柜4连接；工控机5、高压发生器3、辐射腔屏蔽体9均固定于机柜4的顶部。

显示屏2为工业触摸屏。

X射线管8的中心与血杯10的中心距离为320mm，血杯10的高度为150mm，X射线管8发出的X射线为锥形束，且中心角为40°。

机柜14，如图2及图3所示，包括有柜体，柜体内分隔成左侧空间、右侧空间；在左侧空间内：靠近上部水平处搭建有隔板，且在隔板上固定设置有电控柜12，电控柜12通过导线分别与工控机5、高压发生器3、辐射腔屏蔽体9连接，起到供电和控制作用；在左侧空间内的电控柜12下方设置有UPS不间断电源13，能在停电时继续提供电力，保证辐照过程的连续性；在右侧空间内设置有冷水机4，且冷水机4通过软管与X射线管8连接，在工控机5的控制下能对X射线管8进行循环降温，保证X射线管8温度处于安全设定值以下。

机柜14底部的四个角上各设置一个脚轮15，便于设备的移动。

工控机5的外表面设置有开关按钮，用于控制显示屏2的开启或关闭，工控机5属于通信控制枢纽。

高压发生器3能为X射线管8产生X射线提供高压，而罩接于X射线管8外的球管屏蔽罩7则用于屏蔽X射线，以防止X射线外漏；另外，X射线管8与高压发生器3通过高压电缆进行连接，其连接接头为锥形高压电缆头，且要涂上专用硅脂后啮合安装好，并进行定期维护，以保证X射线不外漏。

高压发生器3为XRV高压发生器。

用于连接X射线管8的球管法兰16的材质为钨合金，选择钨合金原因在于：钨合金是一种高强度、高熔点的合金，对X射线的屏蔽效果比铅要好很多，钨合金对X射线的衰减系数要比铅的衰减系数要高，当不同能量的X射线能量衰减10倍时，所需钨合金材料厚度要比铅所需的材料厚度要小；钨合金具有辐射防护性能好，机械性能强，可塑性强，抗压强度大，环保无公害等特性，与球管屏蔽罩7、辐射腔屏蔽体19配合衔接，能起到很好的屏蔽效果。

辐射腔屏蔽体9主要是对X射线进行屏蔽；如图4及5所示，辐射腔屏蔽体9上配设有可开启式屏蔽门20，且在可开启式屏蔽门20上设置有门锁17和门禁传感器18，当可开启式屏蔽门20关闭后能在辐射腔屏蔽体9内形成一个密闭的屏蔽空间，确保血液辐照过程中X射线不外漏，保证了设备运行过程的安全性。

血杯自转机构11，如图6所示，包括有固定于辐射腔屏蔽体9内底部中央处的血杯轴座25，血杯轴座25通过血杯轴23支撑水平设置的血杯托盘24，屏蔽块19和血杯10均设置于血杯托盘24上，血杯轴23上部的一端连接有传动齿轮a22，传动齿轮a22的一侧设置有传动齿轮b27，且传动齿轮a22能与传动齿轮b27相互啮合，传动齿轮b27上设置有转动传感器21，传动齿轮b27还通过传动轴与自转电机26连接。

在工作状态下，自转电机26直接带动传动齿轮b27周向旋转，通过与传动齿轮a22啮合传动，从而带动血杯托盘24做匀速360°自转，当血杯10放置在血杯托盘24上时，随同一起自转，保证血杯10内的血袋被X射线均匀辐照；血杯10用于放置血袋或血液制品。另外，整个血杯自转机构11安装在辐射腔屏蔽体9内部，通过屏蔽块19与外部隔开，外部线路分别连接在门禁开关和工控机5上，控制血杯自转机构11的运转。

本发明均匀单X射线源血液辐照仪，其工作过程具体如下：

打开220V电源开关后，将UPS不间断电源13、设备电源开关和工控机5的开机按钮依次打开，使工控机5处于运行状态下，点击显示屏2上显示的血液辐照仪登入界面，整个系统开始进行自检，待X射线管8、高压发生器3、血杯自传机构11都通过自检后，将进入血袋辐照扫描阶段，在显示屏2显示的操作界面-血袋序列号和代码中分别输入序列号和代码，用扫描枪扫描血袋上的条形码后将血袋放进辐射腔屏蔽体9内的血杯10中，关上可开启式屏蔽门20后点击启动辐照按钮，高压发生器3开启，X射线管8产生X射线，设备开始对血液进行辐照，在经过预定时间的照射后，设备停止辐照，高压发生器3关闭，X射线管8停止产生X射线，将辐射过的血袋取出，辐照完成。

本发明均匀单X射线管血液辐照仪，采用单X射线管取代放射性同位素作为辐照源，所需屏蔽材料大幅减小，设备更加轻便，辐射剂量更加均匀，安全系数更高，X射线只在需要时候产生，同时也不存在废弃放射性污染物处理问题。