CN1042816A - 医用立体平面两用x线透视机 - Google Patents

Abstract

一种在常用X线机基础上改装完成的医用立体平面两用X线透视机，采用双X线球管，增加和改装了可控硅桥式变流器、同步触发脉冲发生装置、脉冲变压器、整流硅堆控制电路、灯丝变压器电路和毫安表显示电路等。整机受平—立转换按钮及其控制的一组开关调控，实现了X线平面、立体透视一机两用，提高了分辨率，延长了X线管的使用寿命，转换方便，并可输出同步脉冲电流，利于实现立体图像的观看。可为临床医生提供更多的诊断信息。

Description

本发明涉及一种医疗器械。

现有的医用X线透视机基本是只能用于平面成像的。对于立体X线成像系统，检索的专利技术有：SU-758309、DE-2943758、EP-41749、NL-8003355、DE-3039109、EP-51430、J-57076800、US-4413352、DE-3137516、SU-991169、J-58104593、J-58087800、FR-2531571、EP-102869、J-59028789、EP-117175、AV-8423119、SU-454713、DE-2943700、GB-2034967、US-4287420等。上述专利技术中，都是使用一个X线发射源，然后采用阳极板反射、棱镜分光、计算机数字处理加闭路电视、极化滤光、针孔蝇眼透镜或者转动X线发射源等方法获得立体图像。其缺点多是技术要求高、造价昂贵、三维图像不可靠等，均未达到实用要求。且未见有可供平面、立体X线透视两用的已有技术。

本发明正是为克服上述缺点而设计的一种可供平面立体两用的医用X线透视机。

医用立体平面两用X线透视机是在常用的平面X线透视机的基础上，在保留其原有的功能的前提下，增加和改装一部分器件和电路完成的。

在X线机头内（图一，电路图见图二[41]）平行安装两只相同的X线球管[36、40]，正负反向并联。两X线球管的焦点距为10毫米左右，焦点靶面均对准荧光屏中心。X线管[36]（或[40]）的阳极接高压正极，阴极接高压负极，灯丝通过负极电缆供电。X线管[40]（或[36]）通过串联的高压开关[39]与X线管[36]的阴极中线连接，X线管[40]的阴极中线则与X线管[36]的阳极连接，并通过阳极高压电缆给阴极灯丝供电。平面状态时，开关[39]断开，X线管[40]不得电，可避免高压冲击降低其真空度。立体状态时，开关[39]接通，借两球管的自整流作用使两个球管交替得电工作。开关[39]受平-立转换按钮[56、58]控制（见图二）。

图二、三为改装后的X线机透视部分（局部）电路图。图二为平面透视时的状态，图三为立体透视时的状态。其中[31]是整流硅堆控制电路，[41]是机头电路，[50]为可控硅桥式变流器电路，[60]为同步触发脉冲发生装置（其详细电路图见图四）。

整流硅堆控制电路（高压发生器）[31]中，原机的四只高压整流元件[20、27、32、33]分别并联或串联四只高压开关[19、26、29、34]，这四只高压开关经四个继电器[17、28、30、35]控制，并都受控于平-立转换按钮[56、58]。平面状态下，串联的高压开关[26、34]接通，并联的[19、29]断开。立体状态下则相反，保证了平面状态下原机线路不受影响。大焦点灯丝变压器[21]和小焦点灯丝变压器[22]均为原机安装，改装后增加了一个小焦点灯丝变压器[24]。平面状态时[21、22]仍由照相透视转换开关[4、6]控制，与立体转换电路无关。上述三个灯丝变压器[21、22、24]皆由平-立转换按钮经[5、10、12、14、23]五个开关控制。转为立体状态时，开关[10、12]断开，大焦点灯丝变压器[21]不得电，同时开关[5、14、23]接通，将原机的调节电阻[13、16]旁置，而使两个小焦点灯丝变压器得电工作。

可控硅桥式变流器[50]安装在控制台内，由四只可控硅[65、11、63、53]分别和四只二极管[66、57、64、55]串联后又分为二组并联而成。串联的二极管既可将50赫兹的正弦交流电整流变为50个正脉冲，又可防止可控硅被反向击穿。以保证可控硅触发关断的可靠性。可控硅桥式变流器[50]自原机交流接触器接点[7、8]前级引出，经开关[71、72、68、69、70、3]受控于平-立转换按钮。平面状态时，[71、72]接通，[68、69、70、3]断开，可控硅桥式变流器不得电。立体状态时，[71、72]断开，[68、69、70、3]接通，使高压变压器[15]的初级经可控硅桥式变流器得电。为泄掉桥式变流器产生的脉冲电流结束时的反向跌落电压，高压变压器[15]的初级上还并联了一个续流电阻[67]。

同步触发脉冲发生装置[60]由取样电路[88]、射极耦合双稳态电路[75]、二进制双稳态电路[80]和A、B两组相同的脉冲发生电路[78、82]以及观看器械电源电路[85]组成。其电源及控制信号取样均来自原机的自耦变压器[1]，由受平-立转换按纽开关[56、58]控制的开关[61、62]导通或断开。在立体状态时，开关[61、62]接通，电流进入射极耦合双稳态电路[75]时，其示波图形如[74]（见图四），由射极耦合双稳态电路[75]输出时则变为正弦方波隔波电流[76]，然后进入二进制双稳态电路[80]分流后分别向A、B两组脉冲发生电路[78、82]交替输出时，波形改为25赫兹的正弦波，且两组波形的相位差正好相差180度[79、81]。由两组脉冲发生电路输出时则成为两组25赫兹的方波正弦脉冲电流且相位差180度[77、83]。图四[74′、76′、77′、79′、81′、83′]分别为各相应波形的测量点。A组脉冲电流发生电路[78]的输出端[77′]连接脉冲变压器[46]，其次级感生电流触通桥式变流器[50]中的可控硅[65、53]和观看器械电源电路[85]中的可控硅[87]（即a、b、e），B组脉冲电流发生电路[82]的输出端[83′]连接脉冲变压器[51]，其次级感生电流触通桥式变流器[50]中的可控硅[63、11]和观看器械电源电路[85]中的可控硅[86]（即c、d、f）。这样，就保证了向观看器械输出的25赫兹方波交流电[54]（由[54′]处输出）与桥式交流器[50]调制输出的波形[84]完全同步。

本发明对毫安表显示电路做了改进，增加了一个切换开关[48、49]和一个一定值的毫安显示补偿电阻[47]。平面状态下，切换开关在[48]位导通，与原电路无差异。透视与照相的转换依然受开关[43、45]的控制。立体状态时，开关[43]断开，[45]接通，切换开关在[49]位导通，补偿电阻[47]即可对由于受高压交流正弦脉冲电流的电容效应的影响而出现误差的毫安显示给以校正。切换开关[48、49]亦受平-立转换按钮的控制。

本发明中的高压开关[19、26、29、34、38]是由继电器线圈通电后产生的磁力为趋动力，利用杠杆原理趋动较短的力臂来带动较长的重臂做大幅度的运动，完成动、静接点的通、断动作的。图五、六提供了两个实施例。本实施例的高压开关由继电器线圈[89]、固定于线圈外壳[101]上的静接点支架[90]、动接点杠杆[91]、吸合立柱[92]和复位弹簧[93]组成。静接点支架远端呈杆状，顶端有静接点[94]，近端为半园盘状，其上有滑槽[95]以容纳吸合立柱[92]滑动，另有一支点柱[96]。动接点杠杆为“C”形（常开）或“S”形（常闭），远端有动接点[97]，中部的近端处有一支点孔[98]可使静接点支架上的支点柱[96]嵌入，近端为吸合立柱插孔[99]。吸合立柱[92]为杆状，上端插入静接点支架的滑槽[95]后又插入动接点杠杆的吸合立柱插孔[99]。下部连接于立柱支撑杆[100]，最下端连接复位弹簧[93]。复位弹簧另一端固定于线圈外壳[101]上，静接点支架和动接点杠杆均由绝缘材料制造。动静接点的引线均自接点处直接引出。当线圈通电产生的磁力吸合立柱[92]时，即可使远端的动接点做大幅度摆动完成通、断动作。线圈断电时，动接点杠杆可借复位弹簧[93]的力完成反方向的断、通动作。本高压开关也可由另一反方向线圈代替弹簧，借平-立转换按钮控制两个线圈的通、断电来完成两个方向的吸合动作，以控制高压开关的通、断。

立体透视时电路的工作状态如下：

1.按下平-立转换按纽[58]，平-立转换继电器[52]得电，开关[59、61、62]接通，自锁电路形成。

2.同时，同步脉冲触发发生装置[60]得电工作，[77′、83′]有电流交替输出，脉冲变压器[51、46]得电，a、b、e和c、d、f交替产生电动势，分别触通可控硅[53、65、87]和[11、63、86]。

3.接点[71、72]断开，[70、3、68、69]接通，可控硅桥式变流器[50]得电工作。某一正半周时电流走向为：[1]→[69]→[66]→[65]→[70]→[8]→[15]→[7]→[3]→[55]→[53]→[68]→[1]。正半周结束时可控硅自动关断，负半周时无电流通过。其后的第二个正半周电流走向为：[1]→[69]→[64]→[63]→[3]→[7]→[15]→[8]→[70]→[57]→[11]→[68]→[1]。负半周时又无电流通过，如此循环往复。每次正半周结束时的反向跌落电压由续流电阻[67]泄放掉。

4.接点[5、14、23]接通，[10、12]断开，调节电阻[13、

两个小焦点灯丝变压器得电。

5.机头[41]内高压开关[39]接通，构成两只X线管反向并联状态。

6.高压发生器[31]中的高压开关[19、29]接通，[26、34]断开，使原机的四只高压整流硅堆[20、27、32、33]失去作用。

7.此时，两个小焦点灯丝变压器[22、24]次级的感生电流使两X线管灯丝加热，高压变压器[15]次级感生的高压间隔交流正弦脉冲电流直接加到两只并联的X线管[36、40]上。由于X线管的自整流作用，每只X线管只通过正向脉冲电流。正半周脉冲时电流走向为：[15]→[19]→[36]→[29]→[15]，即X线管[36]发射。负半周脉冲时电流走向为：[15]→[29]→[40]→[39]→[19]→[15]，即X线管[40]发射。由此产生交替发射的两个X光源。

8.按下平-立转换按纽[58]的同时，开关[48、49]切换为[48]断开，[49]导通，电流经毫安显示补偿电阻[47]通过毫安表[44]和全波整流电路[37]。

9.按下平-立转换按纽[58]的同时，观看器械的电源输出电路得电，由于脉冲变压器[51、46]交替触通可控硅[86、87]，[54′]处有与X线管交替发射完全同步的25赫兹方波交流电输出。

当立体透视状态使用完毕，只要按下平-立转换按纽[56]，平-立转换继电器[52]断电，上述开关[59、61、62、68、69、70、3、5、14、23、19、29、39、49]全部断开，而开关[71、72、10、12、26、34、48]全部接通，整机电路即恢复到原来的平面透视状态。

本发明的优点：1、实现了X线立体透视，可为临床医生提供更多的诊断信息。2、可在不影响原有机器功能的条件下进行改装，做到一机两用;节约了经费。3、将50赫兹交流电调制为每只X线球管只得25赫兹脉冲电流，在两只X线球管交替发射的情况下，等于每只X线管的工作时间均减少为原来的四分之一，有利于延长X线管的使用寿命。4、在两只X线球管交替发射之间有一定的时间间隔，有利于荧光屏消除余辉，减弱了底色亮度，增强了影象反差，提高了分辨率。5、设计了同步触发脉冲发生装置，可向观看器械输出同步脉冲电流，有利于实现立体图像的观看。

附图说明：

1.自耦变压器    2.磁饱和稳压电源

3.开关    4.开关

5.开关    6.开关

7.继电器常闭接点    8.继电器常闭接点

9.空间电荷补偿器    10.开关

11.可控硅    12.开关

13.调节电阻    14.开关

15.高压变压器    16.调节电阻

17.继电器    18.电阻

19.高压开关    20.高压硅堆

21.大焦点灯丝变压器    22.小焦点灯丝变压器

23.开关    24.小焦点灯丝变压器

25.调节电阻    26.高压开关

27.高压硅堆    28.继电器

29.高压开关    30.继电器

31.整流硅堆控制电路    32.高压硅堆

33.高压硅堆    34.高压开关

35.继电器    36.X线球管

37.全波整流电路    38.高压开关线圈

39.高压开关    40.X线球管

41.机头    42.放电管

43.开关    44.毫安表

45.开关    46.脉冲变压器

47.毫安显示补偿电阻    48.开关接点

49.开关接点    50.可控硅桥式变流器

51.脉冲变压器    52.平-立转换开关继电器

53.可控硅    54.观看器械输出波形

54′.观看器械输出接点    55.二极管

56.平-立转换按钮    57.二极管

58.平-立转换按钮    59.开关

60.触发脉冲发生装置    61.开关

62.开关    63.可控硅

64.二极管    65.可控硅

66.二极管    67.续流电阻

68.开关    69.开关

70.开关    71.开关

72.开关    73.可变电阻

74.电流进入射极耦合双稳态电路时的示波图形

74′.电流进入射极耦合双稳态电路时的示波图形测量点

75.射极耦合双稳态电路

76.射极耦合双稳态电路输出的正弦方波隔波电流图形

76′.射极耦合双稳态电路输出的正弦方波隔波电流图形测量点

77.A组脉冲发生电路输出的25赫兹方波正弦脉冲电流图形

77′.A组脉冲发生电路输出的25赫兹方波正弦脉冲电流测量点

78.A组脉冲发生电路

79.二进制双稳态电路向A组脉冲发生电路输出的25赫兹正弦波电流图形

79′.二进制双稳态电路向A组脉冲发生电路输出的25赫兹正弦波电流图形测量点

80.二进制双稳态电路

81.二进制双稳态电路向B组脉冲发生电路输出的25赫兹正弦波电流图形

81′.二进制双稳态电路向B组脉冲发生电路输出的25赫兹正弦波电流图形测量点

82.B组脉冲发生电路

83.B组脉冲发生电路输出的25赫兹方波正弦脉冲电流图形

83′.B组脉冲发生电路输出的25赫兹方波正弦脉冲电流测量点

84.桥式变流器调制输出的隔波交流波形

85.观看器械电源电路    86.可控硅

87.可控硅

88.同步触发脉冲发生装置的取样电路

89.高压开关继电器线圈    90.静接点支架

91.动接点杠杆    92.吸合立柱

93.复位弹簧    94.静接点

95.滑槽    96.支点柱

97.动接点    98.支点孔

99.吸合立柱插孔    100.立柱支撑杆

101.线圈外壳

Claims (11)

1、一种医用立体平面两用X线透视机，是在常用的平面X线透视机的基础上，保留其原有的功能，增加和改装一部分器件和电路完成的。其特征在于：所说的医用立体平面两用X线透视机的机头[41]内安装了两个X线球管[36、40]和一个高压开关[39]，电路中增加了一套平-立转换按钮[56、58]及其控制的一组开关，改装了整流硅堆控制电路[31]、灯丝变压器电路和毫安表显示电路，增加了一个小焦点灯丝变压器[24]、一套可控硅桥式变流器电路[50]、一个同步触发脉冲发生装置[60](电路图见图四)和两个脉冲变压器[46、51]。

2、根据权利要求1所说的医用立体平面两用X线透视机，其特征在于：所说的X线透视机机头（图一，电路图见图二[41]）内平行安装两只相同的X线球管[36、40]，正负反向并联。两X线球管的焦点距为10毫米左右，焦点靶面均对准荧光屏中心。X线管[36]（或[40]）的阳极接高压正极，阴极接高压负极，灯丝通过负极电缆供电。X线管[40]（或[36]）通过串联的高压开关[39]与X线管[36]的阴极中线连接，X线管[40]的阴极中线则与X线管[36]的阳极连接，并通过阳极高压电缆给阴极灯丝供电。开关[39]受平-立转换按钮[56、58]控制。

3、根据权利要求1所说的医用立体平面两用X线透视机，其特征在于：所说的平-立转换按钮[56、58]连接一平-立转换继电器[52]，平-立转换按钮[56、58]经平-立转换继电器[52]自锁电路控制开关[59、61、62、68、69、70、3、5、14、23、19、29、39、49]（立体状态时接通，平面状态时断开）和[71、72、10、12、26、34、48]（立体状态时断开，平面状态时接通）。

4、根据权利要求1所说的医用立体平面两用X线透视机，其特征在于：所说的整流硅堆控制电路（高压发生器）[31]中，原机的四只高压整流元件[20、27、32、33]分别并联或串联四只高压开关[19、26、29、34]，这四只高压开关经四个继电器[17、28、30、35]控制，并都受控于平-立转换按钮[56、58]。

5、根据权利要求1所说的医用立体平面两用X线透视机，其特征在于：所说的灯丝变压器电路中增加了一个小焦点灯丝变压器[24]和三个开关[5、14、23]及二个调节电阻[18、25]。使三个灯丝变压器[21、22、24]皆由平-立转换按钮经[5、10、12、14、23]五个开关控制。

6、根据权利要求1所说的医用立体平面两用X线透视机，其特征在于：所说的毫安表显示电路中，增加了一个切换开关[48、49]和一个一定值的毫安显示补偿电阻[47]。平面状态下，切换开关在[48]位导通，立体状态时，切换开关在[49]位导通，使电流进入毫安表前先流经补偿电阻[47]。切换开关[48、49]亦受平-立转换按钮的控制。

7、根据权利要求1所说的医用立体平面两用X线透视机，其特征在于：所说的可控硅桥式变流器电路[50]可安装在控制台内，由四只可控硅[65、11、63、53]分别和四只二极管[66、57、64、55]串联后又分为二组并联而成。可控硅桥式变流器[50]自原机交流接触器接点[7、8]前级引出，经开关[71、72、68、69、70、3]受控于平-立转换按钮。高压变压器[15]的初级上还并联了一个续流电阻[67]。

8、根据权利要求1所说的医用立体平面两用X线透视机，其特征在于：所说的同步触发脉冲发生装置[60]（电路图见图四）由取样电路[88]、射极耦合双稳态电路[75]、二进制双稳态电路[80]和A、B两组相同的脉冲发生电路[78、82]以及观看器械电源电路[85]组成。其电源及控制信号取样均来自原机的自耦变压器[1]，由受平-立转换按纽开关[56、58]控制的开关[61、62]导通或断开。电流先进入射极耦合双稳态电路[75]，然后经二进制双稳态电路[80]分流后分别向A、B两组脉冲发生电路[78、82]交替输出，被调制的两组相位差正好相差180度[79、81]的25赫兹的方波正弦脉冲电流分别由[74′、83′]处输出。A组脉冲发生电路[78]的输出端[77′]连接脉冲变压器[46]，其次级感生电流触通桥式变流器[50]中的可控硅[65、53]和观看器械电源电路[85]中的可控硅[87]（即a、b、e），B组脉冲发生电路[82]的输出端[83′]连接脉冲变压器[51]，其次级感生电流触通桥式变流器[50]中的可控硅[63、11]和观看器械电源电路[85]中的可控硅[86]（即c、d、f）。

9、根据权利要求1所说的医用立体平面两用X线透视机，其特征在于：所说的高压开关[19、26、29、34、39]是由继电器线圈[89]、静接点支架[90]、动接点杠杆[91]、吸合立柱[92]及复位弹簧[93]组成。以通电后产生的磁力为趋动力，吸合吸合立柱以推动动接点杠杆的较短的力臂来带动较长的重臂做大幅度的运动，完成动、静接点的通、断动作的。

10、根据权利要求9所说的高压开关，其特征在于：所说的高压开关[19、26、29、34、39]的静接点支架[90]和动接点杠杆[91]（图五、六）可以固定于线圈外壳[101]上。静接点支架远端呈杆状，顶端有静接点[92]，近端为半园盘状，其上有滑槽[95]以容纳吸合立柱[92]滑动，另有一支点柱[96]。动接点杠杆为“C”形或“S”形，远端有动接点[97]，中部近近端处有一支点孔[98]可使静接点支架上的支点柱[96]嵌入，近端为吸合立柱插孔[99]。吸合立柱[92]为杆状，上端插入静接点支架的滑槽[95]后又插入动接点杠杆的吸合立柱插孔[99]。下部连接于立柱支撑杆[100]，最下端连接复位弹簧[93]。复位弹簧另一端固定于线圈外壳[101]上，静接点支架和动接点杠杆均由绝缘材料制造。动静接点的引线均自接点处直接引出。

11、根据权利要求9所说的高压开关，其特征在于：所说的高压开关[19、26、29、34、39]也可由另一反方向缠绕的线圈代替复位弹簧[98]。

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