CN1031787A - X线机摄影自控与防护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种X线机摄影自控和防护方法及 装置。属于电子、微机应用和医疗器械技术领域。发 明的目的是在不改变原有一般医疗、工业探伤用X 线机的性能、结构和线路的情况下，来解决对X线机 的防护和工作质量、操作自控及X线的防护问题。 其特征在于：包括X线、温度、电压、千伏及毫安等检 测电路在内的微机控制和防护系统，及由X线机和 本发明构成的整个系统的各种故障具有自诊断、自保 护功能、防止超量X线辐射的控制和防护方法。

Description

本发明涉及一种X线机摄影自控与防护方法及装置，属于电子、微机应用和医疗器械技术领域。

由于采用X线检查各种疾病的项目日益增多（还有工业X线机的应用），使得X线辐射是造成人们射线剂量负担最主要的人工辐射源。这对X线机使用人员来说，尤为突出。他们由于长期累积影响，许多人的身体受到职业性射线慢性损伤的折磨，使人们对从事X线工作存在一定的后顾之忧。因此，如何加强对X线的防护，就成为广大X线工作人员的迫切心愿;在提高摄影（以及透视）质量基础上，控制X线量于最小的范围，特别要消除因机器故障或操作故障所造成的超量辐射，也是保证工作人员和病员健康所必须。

从目前国内外应用X线技术来看，除专用于断层摄影配有X线TV的CT可能隔室操作，使工作人员少受辐射影响外，一般医用摄影，国内采用较多的是在摄影室内建立一个铅屏蔽室（俗称碉堡），工作人员在内操作。这种方法的缺点是：（1）缺乏灵活性，无法适应工业现场X线探伤和病房使用的需要;（2）无法排除因X线机故障或操作故障可能引起的超量辐射;（3）其屏蔽效果也依屏蔽室与X线机的距离而变，因而在不少情况下，这种屏蔽是不很安全的。例如：用FT-347A型仪器对某医院为FD-50型带TV的X线机建造的屏蔽室进行测量，在X线管管电压取60KVP，管电流取50mA，时间取0.4S时摄影，实测屏蔽室内X线照射量率为本底（未拍片时）的2倍（按照防护要求，拍片时各测试点均应为本底值）。

在国外医用X线摄影控制技术方面，现有利用光电倍增管、半导体光电池、电离室等几种自动曝光控制形式，但它们都与自动洗片机配用，其目的是提高摄影片的质量，对工作人员的操作防护未作考虑。当然，由于摄影片废品率的降低，减少了因拍片质量不好重拍时病员再遭X线照射的可能，相对地有利于病员的健康。

为了解决已有技术中所存在的问题，本发明的目的是在不改变原有一般医疗、工业探伤用X线机的性能、结构和线路的情况下，只在X线机球管和荧光屏附近增加传感器，并由原控制台引出少量接线，通过接插件与本发明相连，来解决X线机的工作质量、操作自控问题和X线的防护问题。

本发明的特征在于：包括X线检测电路，温度检测电路、电压检测电路、千伏检测电路、毫安检测电路在内的微机控制和防护系统，以及由X线机和本发明构成的整个系统的各种故障具有自诊断、自保护功能，防止超量X线辐射的控制和防护方法。

下面结合附图对本发明结构和控制方法进一步说明：

附图1是X线机摄影（透视）自控与防护装置结构及各种信号通道框图。

附图1中虚线框〔1〕是原有X线机的X线管，荧光屏等部分，〔2〕是原有X线机的控制台。

附图1中实线部分为本发明的结构框图及控制各信号通道，其中〔3〕是X线→光转换材料，〔4〕是光学系统，〔5〕是光电转换器件，〔6〕、〔7〕、〔8〕、〔9〕、〔10〕、〔11〕均是前置放大器，〔12〕、〔13〕、〔14〕、〔15〕分别是温度、电压、千伏、毫安传感器，〔16〕是多路转换开关，〔17〕是A/D转换器，〔18〕是微机，E为功能闸键设定信号，F为各开关动作信号，G为控制信号，H为控制动作。

本发明X线机摄影自控与防护装置结构由：（a）由〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕所构成的X线传感器、前置放大器〔8〕组成的X线检测电路;（b）由〔12〕与〔8〕组成的温度检测电路;（c）由〔13〕与〔9〕组成的电压检测电路，（d）由〔14〕与〔10〕组成的电压检测电路，（e）由〔15〕与〔11〕组成的毫安检测电路，（f）控制上述a、b、c、d、e、f检测电路的〔16〕多路转换开关，（g）由〔17〕与〔18〕组成的微机处理系统组成。本发明的X线传感器和其它有关参量的温度、电压、千伏、毫安传感器与X线机原控制箱的有关部位引出的接线连接。

因为本发明并不改变原X线机的结构、性能和线路，所以本装置设立自动、手动、半自动开关，在原X线机控制台中引出功能键闸（即各种摄影、透视功能键闸）、千伏、毫安、时间挡号S等设定信号E，和有关动作开关信号F。无论摄影和透视，也无论是自动，还是手动、半自动，微机都要事先判别功能键闸、时间挡和毫安挡键等是否设定，确认已经设定之后，微机才判别有关设定是否正确。

由于X线管都有一额定的最大热容量，一般球管允许温升为55～60℃，因此微机〔18〕要首先判别球管温度，通过贴附于球管近旁的温度传感器〔12〕采集温度信号，经〔8〕前置放大，〔16〕多开关，〔17〕A/D转换之后进入〔18〕微机进行判断，当所测温度小于所设定的温度时，即认为附合继续工作要求。同时，通过图1中的〔14〕从原X线机控制箱〔2〕中取出电压信号，经〔10〕、〔16〕、〔17〕进入微机〔18〕进行比较，当符合X线机所要的固定电压±10%的范围时，即认可。在摄影时，在发X线之前需对所给千伏量进行判断，是通过〔13〕从原X线机控制箱中采集千伏信号，经〔9〕、〔16〕、〔17〕进入〔18〕微机，与〔18〕微机所采集的毫安挡闸信号（包括在E中）经计算后得出所需的千伏允许范围值进行比较，即微机〔18〕从〔2〕中采集各种设定信号E，经过运算后得出X线、温度、千伏、电压、毫安的组应要求值，并把经由传感器采集的实际数值与之进行比较，通过信号F控制〔2〕，再经H控制〔1〕的动作。微机在控制〔1〕发射X线前，均要对在〔2〕上各设定的信号E是否设定及设定是否正确进行判别，认可后，并结合〔2〕所出现的各开关动作信号F向〔2〕发出动作控制信号G，如出现有误，微机控制发出报警信号，并停止后继工作。

上述各项判别无误之后，操作人员只需按动自摄按钮就由微机控制自动完成摄影工作。在微机启动摄影高压之前，留有足够的时间，让工作人员走出摄影室，使之不受辐射影响。

在手动和半自动摄影时，只是摄影高压不由微机启动，而由操作人员按原控制台上的按钮，其它监护功能仍与自动摄影相同，从而有效地保证了摄影质量防止了超量辐射，保护了工作人员和病员的健康。

根据医用X线防护的有关规定，对透视或摄影的患者来说，每项接受的X线量不得大于100γ。因此，本装置在透视时，除上述判断功能外，还不断通过X线检测电路，〔13〕、〔15〕、〔9〕、〔11〕检测、监视千伏、毫安值是否在透视允许范围之内，病员所接受的X线量累计是否达到100γ，如果千伏或毫安超过或者接受的X线量达到100γ，立即切断X线源，发出超量报警，并打印出患者所接受的X线量及透视日期。就是不超量，透视完毕也给患者打印出接受的X线量及日期，以便连同X线诊断结果一起装入病历袋，供医生和患者参考。

为了保护X线机，本装置还具有工作完后经一段时间不再摄影或透视时，由〔18〕通过G自动关机〔2〕的功能。

Claims (3)

1、一种X线机摄影自控与防护装置，其特征在于包括：

a、由X线传感器及其前置放大器[7]组成的X线检测电路，

b、由[12]温度传感器、前置放大器[8]组成的温度检测电路，

c、由[13]电压传感器、前置放大器[9]组成的电压检测电路，

d、由[14]千伏传感器、前置放大器[10]组成的千伏检测电路，

e、由[15]毫安传感器、前置放大器[11]组成的毫安检测电路，

f、控制上述a、b、c、d、e各检测电路的[16]多路转换开关，

g、由[17]A/D转换器和[18]微机组成的微机处理系统，

本发明的X线传感器和其它有关参量的温度、电压、千伏、毫安传感器与X线机原控制箱的有关部位所引出的接线连接。

2、根据权利要求1所述的X线机摄影自控与防护装置，其特征在于X线传感器包括X线→光转换材料〔3〕、光学系统〔4〕、光电转换器〔5〕、前置放大器〔6〕。

3、一种X线机摄影自控与防护装置的控制与防护方法，其特征在于：

a、由X线管〔1〕发射的X线，经由X线→光转换材料〔3〕、光学系统〔4〕、光转换器〔5〕、前置放大器〔6〕构成的X线传感器，再经前置放大器〔7〕放大后进入多路转换开关〔16〕的输入端，

b、由温度传感器〔12〕检测X线管温度、经前置放大器〔8〕放大后进入多路转换开关〔16〕的输入端，

C、由千伏传感器〔13〕、电压传感器〔14〕和毫安传感器〔15〕，均从原X线机控制箱中采集中对应的信号，分别经前置放大器〔9〕、〔10〕、〔11〕放大后也进入多路转换开关〔16〕的输入端。

d、上述5个参量均由微机〔18〕控制多路转换开关〔16〕、A/D转换器〔17〕分路转换、处理，

e、微机〔18〕从原有X线机的控制台〔2〕采集各种设定信号E，经运算后得出X线、温度、千伏、电压、毫安的相应要求值，并把经由各传感器采集的实际数值与之进行比较，通过信号F控制原有X线机的控制台〔2〕，再经H控制原有X线机的X线管〔1〕的动作，

f、微机在控制原有X线机的X线管〔1〕发射X线前，均要对在原有X线机的控制台〔2〕上各设定的信号E是否设定及设定是否正确进行判别，认可后，并结合原有X线机的控制台〔2〕所出现的各开关动作信号F向原有X线机的控制台〔2〕发出动作控制信号G，如出现有误，微机控制发出报警信号，并停止后继工作，

g、在摄影透视时，微机〔18〕通过X线传感器、毫安传感器、千伏传感器不断检测，千伏值、毫安值和病员的接受的X线量累积值当达到微机〔18〕所要求的控制值时，即通过G、H控制信号切断X线，当X线超量时，除切断X线外，还发出报警信号，

h、摄影或透视前，微机〔18〕通过温度传感器〔12〕、前置放大器〔8〕、多路转换开关〔16〕、A/D转换器〔17〕检测X线管温度，当达到微机所保护的温度上限值时，即禁止摄影和透视工作，

i、通过检测毫安、电压保护X线机。

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