X射線血液輻照儀的製作方法

2023-08-07 04:52:06 1

X射線血液輻照儀的製作方法
【專利摘要】本發明公開了X射線血液輻照儀，包括X射線裝置、旋轉載物盤、X射線屏蔽罩、風水冷卻器、人機互動界面和工控機，所述X射線裝置包括金屬陶瓷X射線管、高壓發生器、高壓電纜，所述X射線管和旋轉載物盤設置在X射線屏蔽罩所包圍的輻照室內，所述旋轉載物盤上安裝有血液容器，旋轉載物盤通過電機驅動旋轉，所述X射線管發出的X射線通路上設有附加濾過器。採用X射線裝置取代放射性同位素作為輻照源，所需屏蔽材料較γ射線輻照儀大幅減少，設備小巧輕便，X射線只在需要時產生，消除了安全隱患，也不存在核廢料處理問題。
【專利說明】X射線血液輻照儀

【技術領域】
[0001]本發明屬於屬於醫療設備，用於滅活血液中具有免疫活性的淋巴細胞，具體涉及X射線血液輻照儀。

【背景技術】
[0002]血液(或血液製品)的輻照處理技術自70年代以後已得到普遍應用，尤其是對骨髓移植病人、白血病人或免疫功能低下的病人。目前，大部分血液輻照儀採用放射性同位素源(如常用的銫-137和鈷-60)產生Y射線，通過控制射線劑量選擇性的滅活血液中具有免疫活性的淋巴細胞，預防輸血相關性移植物抗宿主病的發生。同位素源發出的Y射線能量很高(銫-137的Y射線能量為662keV, Co-60放出2個Y射線，其能量分別為1.17MeV和1.33MeV)，需要大量的屏蔽和高層次的防護；同位素源不間斷的發射Y射線，在血站和醫院環境中使用存在一定的安全隱患；同位素源會衰變，需要定期校準，輻照時間也因此而需要逐步延長；設備退役後還存在同位素廢料難以處置的問題。


【發明內容】

[0003]本發明的目的在於克服現有技術存在的問題，提供X射線血液輻照儀，利用X射線裝置發出的X射線來輻照血液，滅活血液中具有免疫活性的淋巴細胞。X射線的最高能量為160keV，所需屏蔽材料較Y射線輻照儀大幅減少，設備小巧輕便；採用X射線裝置取代放射性同位素作為輻照源，X射線只在需要時產生，消除了安全隱患，也不存在核廢料處理問題。
[0004]為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現:
X射線血液輻照儀，包括X射線裝置、旋轉載物盤、X射線屏蔽罩、風水冷卻器、人機互動界面和工控機，所述X射線裝置包括金屬陶瓷X射線管、高壓發生器、高壓電纜，所述X射線管和旋轉載物盤設置在X射線屏蔽罩所包圍的輻照室內，所述旋轉載物盤上安裝有血液容器，通過旋轉載物盤將動力傳遞給血液容器，同時帶動血液容器一同穩定旋轉，旋轉載物盤通過電機驅動旋轉，所述X射線管發出的X射線通路上設有附加濾過器，保證輸出的X射線具有合適的能量和穿透力。
[0005]進一步的，所述X射線屏蔽罩為足夠厚的鉛皮或內部填充屏蔽材料的殼體，以減少外部輻射洩漏，確保操作人員的安全。
[0006]進一步的，所述旋轉載物盤與電機之間的連接方式為直連或通過齒輪減速器間接連接，所述電機為步進電機或伺服電機之中的一種，通過控制電機的轉速，來控制旋轉載物盤的轉速。
[0007]進一步的，所述X射線管發出的X射線束為錐形束，且發射角不小於40°，具體以能全部覆蓋血液容器為宜。
[0008]進一步的，所述X射線屏蔽罩的下部和上部分別設有進風口和出風口，進風口處設有過濾網，出風口處設有風扇。
[0009]進一步的，該X射線血液輻照儀底部設置有4個可鎖緊腳輪。
[0010]進一步的，所述人機互動界面由觸控螢幕或者顯示器和鍵盤構成。
[0011]進一步的，所述工控機控制高壓發生器的啟停、參數設置、電機的旋轉方向和旋轉速度、輻照室內部溫度監控，其中參數設置包括管電壓、管電流、輻照劑量。
[0012]進一步的，所述高壓發生器通過精確調節X射線管的管電壓和管電流來實現X射線劑量輸出的精確可控。
[0013]本發明的有益效果是:
1、本發明X射線血液輻照儀，結構簡單合理，防護性能好，安裝使用方便，利用X射線管發出的X射線對血液進行輻照，通過旋轉血液容器，能夠實現輻照劑量的均勻性，滿足血液輻照的要求。
[0014]2、採用風扇對輻照室進行冷卻，避免了血液溫度過高而導致腐壞。
[0015]3、通過精確調節管電壓和管電流實現射線劑量控制，選擇性的滅活血液中具有免疫活性的淋巴細胞，預防輸血相關性移植物抗宿主病的發生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例1的結構示意圖；
圖2為本發明實施例2的結構示意圖；
圖3為血液容器旋轉示意圖；
圖4為輻照室冷卻示意圖。
[0017]圖中標號說明:1、X射線管，2、X射線屏蔽罩，3、旋轉載物盤，4、風水冷卻器，5、高壓發生器，6、高壓電纜，7、冷卻軟管，8、觸控螢幕，9、工控機，10、電源濾波器，11、電源插頭，12、腳輪，13、血液容器，14、風扇，15、過濾網。

【具體實施方式】
[0018]下面將參考附圖並結合實施例，來詳細說明本發明。
[0019]如圖1所示，本發明所述的X射線血液輻照儀主要包括X射線管1、高壓發生器5、高壓電纜6、旋轉載物盤3、X射線屏蔽罩2、風水冷卻器4、工控機9、觸控螢幕8、電源濾波器10和電源插頭11，X射線管I和旋轉載物盤3位於X射線屏蔽罩2所包圍的輻照室內，X射線屏蔽罩2由足夠厚的鉛皮構成，以減少外部輻射洩漏，確保操作人員的安全。
[0020]旋轉載物盤3由轉軸帶動，轉軸可通過電機軸驅動，或通過電機軸和傳動齒輪間接驅動，通過控制電機的轉速，來控制旋轉載物盤的轉速。如圖3所示，X射線管I發出的X射線束是錐束，發射角不小於40°，血液容器13 —般為圓筒形，X射線束必須能夠全部覆蓋血液容器。X射線管I發出的X射線經過固有濾過和附加濾過器過濾，能夠保證輸出的X射線具有合適的能量和穿透力。
[0021]X射線血液輻照儀底部配備有4個可鎖緊萬向腳輪12，方便安裝和使用。
[0022]為了保證被輻照血液吸收劑量的一致性，血液容器13在輻照時間段內轉動的圈數必須是整數，轉動角速度應該根據輻照時間的長短來進行調整，可行的做法是先讓血液容器13旋轉起來，待旋轉速度達到設定值後X射線管I才開始發出X射線，打開設備門，將裝有袋裝血的血液容器13放置到旋轉載物盤3上，關閉設備門，旋轉載物盤3帶動血液容器13旋轉，工控機9通過串口或CAN總線控制高壓發生器5輸出高電壓，X射線管I產生X射線開始輻照，X射線管I最高管電壓為160kv，發出的X射線最高能量為160keV。到達設定的輻照劑量後，高壓發生器5停止工作，X射線管I也停止發出X射線，旋轉載物盤3停止旋轉，輻照結束。打開設備門，取出血液容器13。
[0023]X射線發生過程中，X射線管I會產生大量熱量，利用血液輻照儀內部集成的風水冷卻器4對X射線管I進行有效的散熱，不需外接水管。冷卻液是水或水與防凍劑的混合液，X射線管I的進水口與冷卻器4的出水口、X射線管I的出水口與冷卻器4的進水口通過冷卻軟管7相連，冷卻液在射線管I和冷卻器4之間循環流動，冷卻液冷卻X射線管I後，通過空氣冷卻的熱交換器時被再次冷卻。
[0024]在輻照過程中，X射線管I是一個熱源，可能導致輻照室內部和血袋溫度上升，如果血袋溫度過高血液會壞掉，需要採取降溫措施。如圖4所示，在X射線屏蔽罩2結構中設計進風口和出風口，採用風扇14進行散熱，且提供足夠的屏蔽。
[0025]高壓發生器5能夠精確調節X射線管I的管電壓和管電流，從而實現X射線劑量輸出精確可控。輻照儀根據設定的輻照劑量來自動計算輻照時間，通過工控機9來控制高壓發生器5的啟動和停止。
[0026]血液輻照儀的控制系統以工控機9為核心，負責高壓發生器5的控制、輻照室內部溫度監控等，通過觸控螢幕8實現人機互動。
[0027]圖2是另一種實施例，與實施例1的區別是X射線管I和旋轉載物盤3的安裝方式由豎直改為水平。
[0028]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.X射線血液輻照儀，包括X射線裝置、旋轉載物盤(3)、x射線屏蔽罩(2)、風水冷卻器(4)、人機互動界面和工控機(9)，其特徵在於，所述X射線裝置包括金屬陶瓷X射線管(1)、高壓發生器(5 )、高壓電纜(6 )，所述X射線管(1)和旋轉載物盤(3 )設置在X射線屏蔽罩(2 )所包圍的輻照室內，所述旋轉載物盤(3)上安裝有血液容器(13)，旋轉載物盤(3)通過電機驅動旋轉，所述X射線管(1)發出的X射線通路上設有附加濾過器。
2.根據權利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特徵在於，所述X射線屏蔽罩(2)為足夠厚的鉛皮或內部填充屏蔽材料的殼體。
3.根據權利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特徵在於，所述旋轉載物盤(3)與電機之間的連接方式為直連或通過齒輪減速器間接連接，所述電機為步進電機或伺服電機之中的一種。
4.根據權利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特徵在於，所述X射線管(1)發出的X射線束為錐形束，且發射角不小於40°，以能全部覆蓋血液容器(13)為宜。
5.根據權利要求1或2所述的X射線血液輻照儀，其特徵在於，所述X射線屏蔽罩(2)的下部和上部分別設有進風口和出風口，進風口處設有過濾網(15)，出風口處設有風扇(14)。
6.根據權利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特徵在於，該X射線血液輻照儀底部設置有4個可鎖緊腳輪(12)。
7.根據權利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特徵在於，所述人機互動界面由觸控螢幕或者顯示器和鍵盤構成。
8.根據權利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特徵在於，所述工控機(9)控制高壓發生器(5)的啟停、參數設置、電機的旋轉方向和旋轉速度、輻照室內部溫度監控。
9.根據權利要求1或8所述的X射線血液輻照儀，其特徵在於，所述高壓發生器(5)通過精確調節X射線管(1)的管電壓和管電流來實現X射線劑量輸出的精確可控。
【文檔編號】A61M1/02GK104307060SQ201410563079
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】範梅生, 鬱朋, 劉敏, 袁剛, 張寅 , 陳奭 申請人:中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所