X射線血液輻照儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了X射線血液輻照儀，包括X射線裝置、旋轉(zhuǎn)載物盤、X射線屏蔽罩、風(fēng)水冷卻器、人機(jī)交互界面和工控機(jī)，所述X射線裝置包括金屬陶瓷X射線管、高壓發(fā)生器、高壓電纜，所述X射線管和旋轉(zhuǎn)載物盤設(shè)置在X射線屏蔽罩所包圍的輻照室內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)載物盤上安裝有血液容器，旋轉(zhuǎn)載物盤通過電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述X射線管發(fā)出的X射線通路上設(shè)有附加濾過器。采用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(shè)備小巧輕便，X射線只在需要時產(chǎn)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于屬于醫(yī)療設(shè)備，用于滅活血液中具有免疫活性的淋巴細(xì)胞，具體涉及X射線血液輻照儀。

【背景技術(shù)】
[0002]血液(或血液制品)的輻照處理技術(shù)自70年代以后已得到普遍應(yīng)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，大部分血液輻照儀采用放射性同位素源(如常用的銫-137和鈷-60)產(chǎn)生γ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(xì)胞，預(yù)防輸血相關(guān)性移植物抗宿主病的發(fā)生。同位素源發(fā)出的γ射線能量很高(銫-137的γ射線能量為662keV, Co-60放出2個γ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(hù)；同位素源不間斷的發(fā)射γ射線，在血站和醫(yī)院環(huán)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(zhǔn)，輻照時間也因此而需要逐步延長；設(shè)備退役后還存在同位素廢料難以處置的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供X射線血液輻照儀，利用X射線裝置發(fā)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(xì)胞。X射線的最高能量為160keV，所需屏蔽材料較γ射線輻照儀大幅減少，設(shè)備小巧輕便；采用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(chǎn)生，消除了安全隱患，也不存在核廢料處理問題。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]X射線血液輻照儀，包括X射線裝置、旋轉(zhuǎn)載物盤、X射線屏蔽罩、風(fēng)水冷卻器、人機(jī)交互界面和工控機(jī)，所述X射線裝置包括金屬陶瓷X射線管、高壓發(fā)生器、高壓電纜，所述X射線管和旋轉(zhuǎn)載物盤設(shè)置在X射線屏蔽罩所包圍的輻照室內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)載物盤上安裝有血液容器，通過旋轉(zhuǎn)載物盤將動力傳遞給血液容器，同時帶動血液容器一同穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)載物盤通過電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述X射線管發(fā)出的X射線通路上設(shè)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。
[0006]進(jìn)一步的，所述X射線屏蔽罩為足夠厚的鉛皮或內(nèi)部填充屏蔽材料的殼體，以減少外部輻射泄漏，確保操作人員的安全。
[0007]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)載物盤與電機(jī)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(jī)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)之中的一種，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來控制旋轉(zhuǎn)載物盤的轉(zhuǎn)速。
[0008]進(jìn)一步的，所述X射線管發(fā)出的X射線束為錐形束，且發(fā)射角不小于40°，具體以能全部覆蓋血液容器為宜。
[0009]進(jìn)一步的，所述X射線屏蔽罩的下部和上部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有過濾網(wǎng)，出風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)扇。
[0010]進(jìn)一步的，該X射線血液輻照儀底部設(shè)置有4個可鎖緊腳輪。
[0011]進(jìn)一步的，所述人機(jī)交互界面由觸摸屏或者顯示器和鍵盤構(gòu)成。
[0012]進(jìn)一步的，所述工控機(jī)控制高壓發(fā)生器的啟停、參數(shù)設(shè)置、電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度、輻照室內(nèi)部溫度監(jiān)控，其中參數(shù)設(shè)置包括管電壓、管電流、輻照劑量。
[0013]進(jìn)一步的，所述高壓發(fā)生器通過精確調(diào)節(jié)X射線管的管電壓和管電流來實現(xiàn)X射線劑量輸出的精確可控。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]1、本實用新型X射線血液輻照儀，結(jié)構(gòu)簡單合理，防護(hù)性能好，安裝使用方便，利用X射線管發(fā)出的X射線對血液進(jìn)行輻照，通過旋轉(zhuǎn)血液容器，能夠?qū)崿F(xiàn)輻照劑量的均勻性，滿足血液輻照的要求。
[0016]2、采用風(fēng)扇對輻照室進(jìn)行冷卻，避免了血液溫度過高而導(dǎo)致腐壞。
[0017]3、通過精確調(diào)節(jié)管電壓和管電流實現(xiàn)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(xì)胞，預(yù)防輸血相關(guān)性移植物抗宿主病的發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為血液容器旋轉(zhuǎn)示意圖；
[0021]圖4為輻照室冷卻示意圖。
[0022]圖中標(biāo)號說明:1、X射線管，2、X射線屏蔽罩，3、旋轉(zhuǎn)載物盤，4、風(fēng)水冷卻器，5、高壓發(fā)生器，6、高壓電纜，7、冷卻軟管，8、觸摸屏，9、工控機(jī)，10、電源濾波器，11、電源插頭，12、腳輪，13、血液容器，14、風(fēng)扇，15、過濾網(wǎng)。

【具體實施方式】
[0023]下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細(xì)說明本實用新型。
[0024]如圖1所示，本實用新型所述的X射線血液輻照儀主要包括X射線管1、高壓發(fā)生器5、高壓電纜6、旋轉(zhuǎn)載物盤3、X射線屏蔽罩2、風(fēng)水冷卻器4、工控機(jī)9、觸摸屏8、電源濾波器10和電源插頭11，X射線管I和旋轉(zhuǎn)載物盤3位于X射線屏蔽罩2所包圍的輻照室內(nèi)，X射線屏蔽罩2由足夠厚的鉛皮構(gòu)成，以減少外部輻射泄漏，確保操作人員的安全。
[0025]旋轉(zhuǎn)載物盤3由轉(zhuǎn)軸帶動，轉(zhuǎn)軸可通過電機(jī)軸驅(qū)動，或通過電機(jī)軸和傳動齒輪間接驅(qū)動，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來控制旋轉(zhuǎn)載物盤的轉(zhuǎn)速。如圖3所示，X射線管I發(fā)出的X射線束是錐束，發(fā)射角不小于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(fā)出的X射線經(jīng)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。
[0026]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。
[0027]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(nèi)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)必須是整數(shù)，轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)該根據(jù)輻照時間的長短來進(jìn)行調(diào)整，可行的做法是先讓血液容器13旋轉(zhuǎn)起來，待旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到設(shè)定值后X射線管I才開始發(fā)出X射線，打開設(shè)備門，將裝有袋裝血的血液容器13放置到旋轉(zhuǎn)載物盤3上，關(guān)閉設(shè)備門，旋轉(zhuǎn)載物盤3帶動血液容器13旋轉(zhuǎn)，工控機(jī)9通過串口或CAN總線控制高壓發(fā)生器5輸出高電壓，X射線管I產(chǎn)生X射線開始輻照，X射線管I最高管電壓為160kV，發(fā)出的X射線最高能量為160keV。到達(dá)設(shè)定的輻照劑量后，高壓發(fā)生器5停止工作，X射線管I也停止發(fā)出X射線，旋轉(zhuǎn)載物盤3停止旋轉(zhuǎn)，輻照結(jié)束。打開設(shè)備門，取出血液容器13。
[0028]X射線發(fā)生過程中，X射線管I會產(chǎn)生大量熱量，利用血液輻照儀內(nèi)部集成的風(fēng)水冷卻器4對X射線管I進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(huán)流動，冷卻液冷卻X射線管I后，通過空氣冷卻的熱交換器時被再次冷卻。
[0029]在輻照過程中，X射線管I是一個熱源，可能導(dǎo)致輻照室內(nèi)部和血袋溫度上升，如果血袋溫度過高血液會壞掉，需要采取降溫措施。如圖4所示，在X射線屏蔽罩2結(jié)構(gòu)中設(shè)計進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，采用風(fēng)扇14進(jìn)行散熱，且提供足夠的屏蔽。
[0030]高壓發(fā)生器5能夠精確調(diào)節(jié)X射線管I的管電壓和管電流，從而實現(xiàn)X射線劑量輸出精確可控。輻照儀根據(jù)設(shè)定的輻照劑量來自動計算輻照時間，通過工控機(jī)9來控制高壓發(fā)生器5的啟動和停止。
[0031]血液輻照儀的控制系統(tǒng)以工控機(jī)9為核心，負(fù)責(zé)高壓發(fā)生器5的控制、輻照室內(nèi)部溫度監(jiān)控等，通過觸摸屏8實現(xiàn)人機(jī)交互。
[0032]圖2是另一種實施例，與實施例1的區(qū)別是X射線管I和旋轉(zhuǎn)載物盤3的安裝方式由豎直改為水平。
[0033]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.X射線血液輻照儀，包括X射線裝置、旋轉(zhuǎn)載物盤(3)、x射線屏蔽罩(2)、風(fēng)水冷卻器(4)、人機(jī)交互界面和工控機(jī)(9)，其特征在于，所述X射線裝置包括金屬陶瓷X射線管(1)、高壓發(fā)生器(5 )、高壓電纜(6 )，所述X射線管(1)和旋轉(zhuǎn)載物盤(3 )設(shè)置在X射線屏蔽罩(2 )所包圍的輻照室內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)載物盤(3 )上安裝有血液容器(13)，旋轉(zhuǎn)載物盤(3 )通過電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述X射線管(1)發(fā)出的X射線通路上設(shè)有附加濾過器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特征在于，所述X射線屏蔽罩(2)為足夠厚的鉛皮或內(nèi)部填充屏蔽材料的殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)載物盤(3)與電機(jī)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(jī)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)之中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特征在于，所述X射線管(1)發(fā)出的X射線束為錐形束，且發(fā)射角不小于40°，以能全部覆蓋血液容器(13)為宜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的X射線血液輻照儀，其特征在于，所述X射線屏蔽罩(2 )的下部和上部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有過濾網(wǎng)(15 )，出風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)扇(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特征在于，該X射線血液輻照儀底部設(shè)置有4個可鎖緊腳輪(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特征在于，所述人機(jī)交互界面由觸摸屏或者顯示器和鍵盤構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線血液輻照儀，其特征在于，所述工控機(jī)(9)控制高壓發(fā)生器(5)的啟停、參數(shù)設(shè)置、電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度、輻照室內(nèi)部溫度監(jiān)控。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的X射線血液輻照儀，其特征在于，所述高壓發(fā)生器(5)通過精確調(diào)節(jié)X射線管(1)的管電壓和管電流來實現(xiàn)X射線劑量輸出的精確可控。
【文檔編號】A61M1/02GK204246567SQ201420610725
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】范梅生, 郁朋, 劉敏, 袁剛, 張寅 , 陳奭 申請人:中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所