CN104900294B - 基于面阵列x光源的血液辐照系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于面阵列X光源的血液辐照系统,包括:X射线屏蔽罩,高压发生器,中低压电源,水冷机,工控机,人机交互装置及设置在所述X射线屏蔽罩内的两个面阵列X光源、两个滤过器、一血袋架。两个所述面阵列X光源相对设置在所述血袋架的两侧;两个滤过器相对设置,且分别位于两个所述面阵列X光源的相对的两侧,以对X射线进行低能过滤;所述血袋架设置于所述两个滤过器之间;所述高压发生器、所述中低压电源、所述水冷机分别连接至两个所述面阵列X光源及所述工控机;所述人机交互装置连接至所述工控机,以控制所述高压发生器、所述中低压电源及所述水冷机的工作状态。本发明的血液辐照系统辐照均匀、无需转动、辐照效率高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域,尤其涉及一种基于面阵列X光源的血液辐照系统。
背景技术
TA-GVHD(输血相关移植物抗宿主病)是输血时最严重的并发症之一。TA-GVHD主要是由于免疫功能缺陷患者在接受输血后,输入的供者免疫活性淋巴细胞(主要是T淋巴细胞)不被受血者免疫系统识别并排斥,在受血者体内植活、增殖并攻击破坏受血者体内的组织器官及造血系统。
预防TA-GVHD的唯一有效方法是在输血前对血制品进行辐照。免疫活性淋巴细胞对放射线(γ射线或X射线)敏感,经适当剂量放射线照射,可被灭活,丧失增殖能力,而对放射线红细胞、血小板的功能及凝血因子的活性影响不大。
目前,按射线源,血液辐照仪可以分为两类:一类采用放射源(主要是Cs-137与Co-60)产生的γ射线照射血液制品;另一类采用X光管产生的X射线照射血液制品。
采用放射源产生γ射线的血液辐照仪,由于要装配几百到上千居里的同位素放射源,所以需要高层次防护设备且有潜在的核泄漏风险;同位素源会衰变,需要定期校准,辐照时间也随之逐步延长;设备退役后还存在同位素废料难以处置的问题。
X射线的一般采用的最高能量为160keV,所需屏蔽材料较γ射线辐照仪大幅减少,设备小巧轻便;采用X射线装置取代放射性同位素作为辐照源,X射线只在需要时产生,消除了安全隐患,也不存在核废料处理问题。
然而,X射线血液辐照仪存在X射线能量低、单源辐照不均匀的缺点,不能满足血液辐照仪标准中对辐射均匀性的要求。普通X光源产生的X光子能量一般在200keV以下,它在照射血液制品过程中,很容易被浅层的血液大量吸收,使得到达深处的X光子数量迅速减少。
为了克服单源辐照的缺点,业界提出了双光源辐照方案,通过在血液制品上下或左右两个方向各放置一个X光源,能够显著提高辐照在深度方向的均匀性。虽然双X光源方案解决了单X光源辐照在厚度方向的均匀性问题,但由于普通X光源类似于点发射,为球面波发射,仅在等半径距离面上为等强度照射,使得在血液制品横向方向均匀性受限,横向面积越大,均匀性越差。如果血液制品横向面积过大,那么血液制品中心剂量与边缘处剂量的差异仍然很大,这就限制了X光源型血液辐照仪的工作效率。
中国专利(申请号201410175105.0)提出的“一种托盘装置及血液辐照仪”。该专利提出一种托盘装置,包括转轴、盛放血液制品的托盘及驱动机构,托盘可旋转地设置于转轴,驱动机构包括连接托盘的连杆及驱动连杆带动托盘绕转轴转动的驱动轮。托盘装置利用可转动的托盘可以让血液制品中间的血液与上下表面的血液发生位置交换,能够提高血液制品辐照的均匀性,进而可以增加单次辐照中血液制品的体积,提高血液辐照仪的效率。由于射线源仅为单源X光源或双源X光源,被辐照血液制品的体积依然受限,而且由于托盘需要转动,增加了系统复杂度、装置成本和辐照扫描时间。
中国专利(申请号201410563079.9)提出的“X射线血液辐照仪”。在该专利中,X射线血液辐照仪包括X射线装置、旋转载物盘、X射线屏蔽罩、风水冷却器、人机交互界面和工控机。X射线装置包括金属陶瓷X射线管、高压发生器、高压电缆。X射线管和旋转载物盘设置在X射线屏蔽罩所包围的辐照室内,旋转载物盘上安装有血液容器,旋转载物盘通过电机驱动旋转,X射线管发出的X射线通路上设有附加滤过器。该系统同样面临血液制品体积受限,系统复杂度和扫描时间等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于面阵列X光源的血液辐照系统,以提高血液制品辐照均匀性,并提高其辐照效率。
本发明提供一种基于面阵列X光源的血液辐照系统,所述血液辐照系统包括:X射线屏蔽罩,高压发生器,中低压电源,水冷机,工控机,人机交互装置及设置在所述X射线屏蔽罩内的两个面阵列X光源、两个滤过器、一血袋架;其中,两个所述面阵列X光源相对设置在所述血袋架的两侧;两个滤过器相对设置,且分别位于两个所述面阵列X光源的相对的两侧,以对所述面阵列X光源发射的X射线进行低能过滤;所述血袋架设置于所述两个滤过器之间,用于放置待辐照血制品;所述高压发生器、所述中低压电源、所述水冷机分别连接至两个所述面阵列X光源及所述工控机;所述人机交互装置连接至所述工控机,以控制所述高压发生器、所述中低压电源及所述水冷机的工作状态。
一个实施例中,所述血液辐照系统包括一控制箱,所述高压发生器、所述中低压电源、所述水冷机及所述工控机设置在所述控制箱中。
一个实施例中,所述面阵列X光源为由M×N个所述X射线子发射单元排列组成的M×N阵列,其中M和N为整数,M≥1,N≥1。
一个实施例中,所述X射线子发射单元包括阴极、栅极及阳极;
其中,在所述阴极和所述栅极之间的偏置电压作用下,所述阴极因场致电子发射效应而发射电子束,所述电子束轰击所述阳极发射X射线;所述人机交互装置根据所述阴极的发射电流调整栅极电压使所述发射电流为一恒定电流值。
一个实施例中,所述X射线子发射单元包括聚焦极,所述聚焦极聚焦所述阴极发射的电子束,聚焦后的所述电子束轰击所述阳极发射X射线。
一个实施例中,所述X射线子发射单元包括阴极和阳极;其中,所述阳极接地,所述阴极接负高压;在所述阴极和所述阳极之间的偏置电压作用下,所述阴极因场致电子发射效应而发射电子束,所述电子束轰击所述阳极发射X射线;所述人机交互装置根据所述阴极的发射电流调整阴极电压使所述发射电流为一恒定电流值。
一个实施例中,所述阴极接地,所述栅极电压的范围为2kv至5kv,聚焦极电压小于所述栅极电压,阳极电压为120kv至160kv范围内的一正电压。
一个实施例中,所述血液辐照系统还包括一真空腔室,用于真空密封所述阴极、所述栅极、所述聚焦极及所述阳极;所述真空腔室为玻璃封装腔室、金属陶瓷封装腔室或金属真空腔室;所述真空腔室的真空度为10-6~10-11毫米汞柱;所述阳极通过陶瓷或云母与所述金属陶瓷封装腔室绝缘。
一个实施例中,所述血液辐照系统还包括一真空腔室,用于真空密封所述阴极和阳极;所述真空腔室为玻璃封装腔室、金属陶瓷封装腔室或金属真空腔室;所述真空腔室的真空度为10-6~10-11毫米汞柱。
一个实施例中,所述阳极为透射靶或反射靶,所述透射靶的厚度小于100微米,由钨或银材料制成。
一个实施例中,所述真空腔室中还设置有水冷装置,设于所述阳极远离所述阴极的一侧,并连接所述水冷机;所述水冷装置由聚乙烯材料制成。
一个实施例中,所述阴极为碳纳米管阴极。
一个实施例中,所述碳纳米管阴极上设有碳纳米管阵列,所述碳纳米管阵列由化学气相沉积法或电泳法制备得到。
一个实施例中,所述X射线屏蔽罩的内部顶壁设有监控摄像头和照明光源;所述X射线屏蔽罩底部开设有一进风口,所述进风口装设有空气过滤网;所述X射线屏蔽罩顶部设有排气扇;所述X射线屏蔽罩上设有报警装置;所述X射线屏蔽罩上开设有移动门,所述移动门与所述面阵列X光源形成门机互锁;所述X射线屏蔽罩上设有急停键,按下所述急停键,所述血液辐照系统断电。
一个实施例中,所述血袋架上设有温度传感器,与所述人机交互装置连接,以监测所述待辐照血制品的温度,当所述待辐照血制品的温度高于一设定温度时所述报警装置发出报警信号。
一个实施例中,所述滤过器由铝或铜材料制成;所述X射线屏蔽罩由铅皮制成;所述人机交互装置为一触摸屏;所述高压发生器通过高压电缆与所述面阵列X光源连接,所述中低压电源通过低压电缆与所述面阵列X光源连接;所述聚焦极为静电聚焦或磁聚焦。
一个实施例中,两个所述面阵列X光源左右相对设置或上下相对设置。
本发明实施例的血液辐照系统,因相对设置有面阵列X光源,无需旋转血袋架,即可使辐照血制品获得均匀辐照,系统简单、效率高。而且,本发明实施例采用阵列式的X射线面光源,由高度集成的X射线发射子单元排列而成,近似平面波照射,可以获得高剂量率、大面积、高均匀性的照射,可实现批量化血制品的照射,显著提高了辐照工作效率。无需高层次防护设备,无潜在的核泄漏风险,更安全、成本低。采用大规模面阵源取代传统的单点源照射,在横向方向可获得高剂量、大面积均匀辐照,实现血液制品批量照射,提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1是本发明实施例的基于面阵列X光源的血液辐照系统的结构示意图;
图2A是现有血液辐照系统的点X光源发射球面波的示意图;
图2B是本发明实施例的面阵列X光源发射平面波的示意图;
图3是本发明一实施例中的X射线子发射单元的结构示意图;
图4是本发明另一实施例中的X射线子发射单元的结构示意图;
图5A是本发明一实施例中的X射线子发射单元中阴极的图案结构示意图;
图5B是本发明一实施例中的X射线子发射单元中阴极的图案结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
图1是本发明实施例的基于面阵列X光源的血液辐照系统的结构示意图。如图1所示,血液辐照系统包括X射线屏蔽罩101、两个面阵列X光源102、两个滤过器103、血袋架104、高压发生器105、中低压电源106、水冷机107、工控机108及人机交互装置109。
上述面阵列X光源102、滤过器103及血袋架104均设置于上述X射线屏蔽罩101内。X射线屏蔽罩101可由足够厚的铅皮构成,以减少外部辐射泄漏,确保操作人员的安全。
上述两个面阵列X光源102相对设置在血袋架104的两侧,两个面阵列X光源102可左右设置或上下设置。上述两个滤过器103相对设置,且分别位于上述两个面阵列X光源102的相对的两侧,以对面阵列X光源102发射的X射线进行低能过滤。血袋架104设于两个滤过器103之间,一般位于所述X射线屏蔽罩的中间,以放置待辐照血制品。
上述的高压发生器105、中低压电源106、水冷机107分别连接至上述两个面阵列X光源102及工控机108。上述人机交互装置109连接至工控机108,以控制高压发生器105、中低压电源106及水冷机107的工作状态。
面阵列X光源102可通过高压电缆和中低压电缆分别与高压发生器105和中低压电源106连接。水冷机107可通过水管连接至面阵列X光源102上的水冷装置,以对其进行散热。人机交互装置109可悬挂与血液辐照系统的一侧,以便于人员操作。滤过器103可由铝或铜材料制成。
上述血液辐照系统可以配置有控制箱110,上述高压发生器105、中低压电源106、水冷机107及工控机108设置在控制箱110中。控制箱110可以设置在X射线屏蔽罩101的下部,并可配置有4个脚轮,以便于血液辐照系统的移动。
本发明实施例的血液辐照系统,相对配置的两个面阵列X光源发射的X射线为平面波,与传统的球面波X射线相比,对血制品的辐照更均匀。此外,与单侧血液辐照系统相比,可减少单侧照射引起血制品在深度方向吸收不均匀的问题,无需旋转血袋架即可对血制品进行均匀照射。
进一步,当子源数目足够多时,光波叠加效果会近似于平面波发射,即等强度辐照面位于一系列平面内。图2A是现有血液辐照系统的点X光源发射球面波的示意图,如图2A所示,点光源211发出球面波,等强度面212为曲面。图2B是本发明实施例的面阵列X光源发射平面波的示意图,如图2B所示,面光源221发射平面波,等强度面222为一个平面。平面波发射能在一个很大的横向平面内获得均匀照射,如此一来,可以在血袋架的横向方向一次摆放多个血袋同时进行照射,提高辐照工作效率。
再如图1所示,血液辐照系统的面阵列X光源102可由多个X射线子发射单元1021排列组成。例如,面阵列X光源102为由M×N个X射线子发射单元1021排列组成的M×N阵列,其中M和N为整数,M≥1,N≥1,M和N可根据需求选取。
本发明实施例的血液辐照系统,由于每个X射线子发射单元发射的X射线都能覆盖待辐射血制品区域,所以待辐射血制品的最终辐射照度为组成面阵列X光源的所有X射线子发射单元的辐射照度叠加,从而待辐射血制品可获得高的辐射剂量率,可减少辐照时间。此外,在特定总辐射强度需求下,也可降低每个X射线子发射单元的辐照强度。
图3是本发明一实施例中的X射线子发射单元的结构示意图。如图3所示,X射线子发射单元采用三极式结构,包括阴极301、栅极302及阳极303。
栅极302中间开有圆孔,圆孔附近靠阴极303一面装有栅网。在阴极301和栅极302之间的偏置电压(Vg-Vc)作用下,产生强的场强,阴极301因场致电子发射效应而发射电子束,该电子束轰击阳极303而发射X射线束309,X射线束309为面发射X射线束。人机交互装置109根据阴极301的发射电流调整栅极电压Vg使所述发射电流为一恒定电流值。
本发明实施例中,可采用电流监测电路实时反馈各阴极单元发射电流,动态调整栅极电压,保持恒定电流输出,确保面阵列X光源中的各X射线发射子单元所输出的X射线的一致性与稳定性。
一个实施例中,X射线子发射单元可采用四极式结构,还包括聚焦极304,例如静电聚焦或磁聚焦,聚焦极304聚焦阴极发射的电子束,聚焦后的电子束308轰击阳极303发射X射线束309,X射线束309为面发射X射线束。
上述各电极所加电压可视需要及系统的设计而定。例如,阴极301接地(Vc=0),栅极电压Vg的范围为2kv至5kv,聚焦极电压Vf小于栅极电压Vg,阳极电压Va为120kv至160kv范围内的一正电压。
一个实施例中,在阳极303远离阴极301的一侧可设置水冷装置307,水冷装置307通过水管连接至水冷机107,冷却水从水冷装置307的进水口3071进入,从水冷装置307的出水口3072流出,以对阳极303进行水冷散热。
本发明实施例中,通过栅极圆孔的电子,在聚焦电极作用下聚焦到一个更小的面积,并在阳极高压下加速轰击阳极靶,产生X射线。此处采用面聚焦,电子束轰击到一个较大的阳极靶面积,而不是一个小的点,可降低轰击到阳极靶的电荷密度,提高球管热容量,降低阳极靶的散热要求。
再如图3所示,血液辐照系统还可包括一真空腔室305,用于真空密封阴极301、栅极302、聚焦极304及阳极303。上述各电极可通过专用电极引线引出至真空腔室305之外。
真空腔室305可为玻璃封装腔室、金属陶瓷封装腔室或金属真空腔室。真空腔室305的真空度可为10-6~10-11毫米汞柱。
当真空腔室305为金属陶瓷封装腔室时,阳极303可通过陶瓷或云母等材料构成的绝缘层306与真空腔室305绝缘。
本发明实施例中,真空腔室可保证X射线发射子单元的各电极处于一个真空度较高的环境中,阴极所发射出的电子束不易被空气中的粒子散射,从而阴极具有较好的场发射效果。
图4是本发明另一实施例中的X射线子发射单元的结构示意图。如图4所示,X射线子发射单元采用两极式结构,包括阴极301和阳极303。
阳极303接地,阴极301接负高压。在上述阴极301和阳极303之间的偏置电压(Vc-Va)作用下,平面的阴极301因场致电子发射效应而面发射电子束310,该电子束轰击阳极303而发射X射线束311,X射线束311为面发射X射线束。人机交互装置109根据阴极301的发射电流调整阴极电压Vc使该发射电流为一恒定电流值。阴极所加电压可视需要及系统的设计而定。
与图3所示实施例类似,该实施例的X射线发射子单元还可包括一真空腔室305,用于真空密封阴极301和阳极303。真空腔室305可为玻璃封装腔室、金属陶瓷封装腔室或金属真空腔室。真空腔室305的真空度为10-6~10-11毫米汞柱。
本发明实施例,阳极接地,无需绝缘层,可直接通过金属连接至真空腔体外,利于阳极的散热,可对阳极进行水冷或风冷。
在上述各实施例中,阳极303可为透射靶或反射靶。阳极透射靶的厚度小于100微米,可由钨或银材料制成。如图3和图4所示,在阳极303远离阴极301的一侧可设置水冷装置307,连接水冷机107,对阳极303散热。水冷装置307可由各种对X射线吸收较弱的材料制成,例如聚乙烯材料。
在上述各实施例中,血袋架104可采用扁的阵列式框架结构,材料采用弱吸收的有机材料,如聚乙烯,厚度方向可容纳2个血袋,横向方向可容纳多个血袋,如M/2*N/2个,M和N为正整数。从而一次可辐照大批量血制品,工作效率明显增加。
本发明实施例中,阳极采用透射靶结构,相对于常用的反射靶,不受靶面倾角引起的跟效应影响,具有高的辐照均匀性。
本发明各实施例中的阴极可以由各种场发射纳米材料制成,例如碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)材料。每个X射线发射子单元中的阴极表面可以形成由上述纳米材料构成的各种阵列图案,例如圆形阵列、方形阵列、椭圆形阵列、长方形阵列或其它形状的阵列,具体可视需要而定。
如图5A和图5B所示,本发明实施例中的阴极为圆形纳米材料单元图案对齐或交叉排列成的阵列。由于纳米材料单元均匀排列,阴极可发射均匀的平面波X射线。
本发明实施例中,阴极上大面积的碳纳米管发射阵列可以通过多种制造工艺制备,例如化学气相沉积法或电泳法。
一个实施例中,采用化学气相沉积方法制备碳纳米管阴极。
首先采用光刻的方法在导电基板上形成阵列图案(例如如图5A和5B所示),随后在上述基板上沉积催化剂,剥离光刻胶后得到催化剂阵列。然后,将涂覆催化剂阵列的基板置于反应炉中,通入碳源气体、氢气等混合气体,碳源气体在高温下催化裂解,形成碳纳米管阵列。
一个实施例中,采用所述电泳沉积方法制备碳纳米管阴极。
首先采用光刻的方法在导电基板上形成阵列图案(例如如图5A和5B所示),获得图案化导电基板。将上述图案化导电基板与另一导电基板组成平行电极结构,置于碳纳米管分散溶液中。通过向分散溶液中添加电荷添加剂,使碳纳米管带有正电荷或者负电荷。在电场作用下,带电荷的碳纳米管向上述导电基板移动,沉积,得到碳纳米管薄膜。最后,剥离光刻胶,得到碳纳米管阵列。
再如图1所示,本发明实施例的血液辐照系统可设有多种不同装置或附件,以进一步增加系统的安全性、效率、质量等性能。
X射线屏蔽罩101顶部可设有照明光源110和监控摄像头111。照明光源110可为冷光源,监控摄像头111的安装位置较佳地是尽可能避开射线的辐射。
X射线屏蔽罩101底部开有进风口112,进风口112的位置安装空气过滤网。X射线屏蔽罩101的顶部装有排气扇113,以维持X射线屏蔽罩101内部的空气流通。
血袋架104处上可设有温度传感器114,例如粘贴设置,以检测血制品附近的温度,并在人工交互装置109(例如触摸屏)上显示。如果血制品温度过高,信号将被反馈至工控机108,工控机108自动停止辐射,并通过X射线屏蔽罩101上设置的报警装置发出声音报警。
X射线屏蔽罩101上开有可移动门,例如正面,门与射线源形成门机互锁,即门在开着或没完全关闭时,无法启动高压发生器,以方便操作人员的安全操作。
血液辐照系统通过220V插头,提供内部所有设备电源。X射线屏蔽罩101上设有急停键115,在工作发生意外情况时,按下急停键,可快速切断总电源。
结合图1所示,一个实施例中,利用本发明实施例的血液辐照系统对待辐照血制品进行辐照之前,先对血袋架中心位置的辐射剂量率进行标定。
在不放待辐照血制品时,根据X射线源优化的工作管电压、管电流,测量出血袋架中心位置剂量率,并将其存入工控机108中。
根据血制品辐照常用的剂量值,如30Gy,计算出系统需要的辐照时间。该时间可在人机交互装置109例如触摸屏上显示。
辐照开始时,启动计时器,显示时间转变为辐照剩余时间,工作指示灯116由开始的绿色变为红色。
辐照结束时,工控机108自动关断高压,停止两个面阵列X光源102的所有射线发射,并发出声音报警,指示辐照完成,指示灯同时变为绿色。
辐照过程中,如其中某个或多个X射线子发射单元1021发射电流异常,信号反馈至工控机108,工控机108自动关闭辐射并在触摸屏上显示报错信息,发出声音报警。
本发明实施例的血液辐照系统,因相对设置有面阵列X光源,无需旋转血袋架,即可使辐照血制品获得均匀辐照,系统简单、效率高。而且,本发明实施例采用阵列式的X射线面光源,由高度集成的X射线发射子单元排列而成,近似平面波照射,可以获得高剂量率、大面积、高均匀性的照射,可实现批量化血制品的照射,显著提高了辐照工作效率。无需高层次防护设备,无潜在的核泄漏风险,更安全、成本低。采用大规模面阵源取代传统的单点源照射,在横向方向可获得高剂量、大面积均匀辐照,实现血液制品批量照射,提高工作效率。
本发明实施例的血液辐照系统可以进行多种扩展,例如:
1)面阵列光源可替换为曲面(球面,弧面)或线光源;
2)面阵列光源可为任意个(大于等于1的整数);
3)X光源可替换为其它任意种类的放射性光源(X射线或γ射线等);
4)静态系统可变更为带运动功能系统,如样品的旋转或平移、光源的旋转或平移;
5)用途不局限于血液辐照,也可用于细胞辐照、小动物辐照、病毒灭活、昆虫绝育、食品及种子辐照等其它潜在应用。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述血液辐照系统包括:X射线屏蔽罩,高压发生器,中低压电源,水冷机,工控机,人机交互装置及设置在所述X射线屏蔽罩内的两个面阵列X光源、两个滤过器、一血袋架;其中,
两个所述面阵列X光源相对设置在所述血袋架的两侧;所述面阵列X光源由多个X射线子发射单元排列组成,所述多个X射线子发射单元的光波叠加结果近似于平面波;两个滤过器相对设置,且分别位于两个所述面阵列X光源的相对的两侧,以对所述面阵列X光源发射的X射线进行低能过滤;所述血袋架设置于所述两个滤过器之间,用于放置待辐照血制品;
所述高压发生器、所述中低压电源、所述水冷机分别连接至两个所述面阵列X光源及所述工控机;所述人机交互装置连接至所述工控机,以控制所述高压发生器、所述中低压电源及所述水冷机的工作状态。
2.如权利要求1所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述血液辐照系统包括一控制箱,所述高压发生器、所述中低压电源、所述水冷机及所述工控机设置在所述控制箱中。
3.如权利要求1所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述面阵列X光源为由M×N个所述X射线子发射单元排列组成的M×N阵列,其中M和N为整数,M≥1,N≥1。
4.如权利要求3所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述X射线子发射单元包括阴极、栅极及阳极;
其中,在所述阴极和所述栅极之间的偏置电压作用下,所述阴极因场致电子发射效应而发射电子束,所述电子束轰击所述阳极发射X射线;所述人机交互装置根据所述阴极的发射电流调整栅极电压使所述发射电流为一恒定电流值。
5.如权利要求4所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述X射线子发射单元包括聚焦极,所述聚焦极聚焦所述阴极发射的电子束,聚焦后的所述电子束轰击所述阳极发射X射线。
6.如权利要求3所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述X射线子发射单元包括阴极和阳极;
其中,所述阳极接地,所述阴极接负高压;在所述阴极和所述阳极之间的偏置电压作用下,所述阴极因场致电子发射效应而发射电子束,所述电子束轰击所述阳极发射X射线;所述人机交互装置根据所述阴极的发射电流调整阴极电压使所述发射电流为一恒定电流值。
7.如权利要求5所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述阴极接地,所述栅极电压的范围为2kv至5kv,聚焦极电压小于所述栅极电压,阳极电压为120kv至160kv范围内的一正电压。
8.如权利要求5所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述血液辐照系统还包括一真空腔室,用于真空密封所述阴极、所述栅极、所述聚焦极及所述阳极;所述真空腔室为玻璃封装腔室、金属陶瓷封装腔室或金属真空腔室;所述真空腔室的真空度为10-6~10-11毫米汞柱;所述阳极通过陶瓷或云母与所述金属陶瓷封装腔室绝缘。
9.如权利要求6所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述血液辐照系统还包括一真空腔室,用于真空密封所述阴极和阳极;所述真空腔室为玻璃封装腔室、金属陶瓷封装腔室或金属真空腔室;所述真空腔室的真空度为10-6~10-11毫米汞柱。
10.如权利要求4至6任一项所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述阳极为透射靶或反射靶,所述透射靶的厚度小于100微米,由钨或银材料制成。
11.如权利要求8或9所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述真空腔室中还设置有水冷装置,设于所述阳极远离所述阴极的一侧,并连接所述水冷机;所述水冷装置由聚乙烯材料制成。
12.如权利要求4至6任一项所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述阴极为碳纳米管阴极。
13.如权利要求12所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述碳纳米管阴极上设有碳纳米管阵列,所述碳纳米管阵列由化学气相沉积法或电泳法制备得到。
14.如权利要求1所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,
所述X射线屏蔽罩的内部顶壁设有监控摄像头和照明光源;
所述X射线屏蔽罩底部开设有一进风口,所述进风口装设有空气过滤网;
所述X射线屏蔽罩顶部设有排气扇;
所述X射线屏蔽罩上设有报警装置;
所述X射线屏蔽罩上开设有移动门,所述移动门与所述面阵列X光源形成门机互锁;
所述X射线屏蔽罩上设有急停键,按下所述急停键,所述血液辐照系统断电。
15.如权利要求14所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述血袋架上设有温度传感器,与所述人机交互装置连接,以监测所述待辐照血制品的温度,当所述待辐照血制品的温度高于一设定温度时所述报警装置发出报警信号。
16.如权利要求1所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,所述滤过器由铝或铜材料制成;所述X射线屏蔽罩由铅皮制成;所述人机交互装置为一触摸屏;所述高压发生器通过高压电缆与所述面阵列X光源连接,所述中低压电源通过低压电缆与所述面阵列X光源连接;所述聚焦极为静电聚焦或磁聚焦。
17.如权利要求1所述的基于面阵列X光源的血液辐照系统,其特征在于,两个所述面阵列X光源左右相对设置或上下相对设置。
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