CN108940921A - 一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于放射性粒子活度检测与分选技术领域，具体涉及一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置及方法。装置包括用于供应放射性粒子的震动螺旋台，设置有擒纵系统的滑轨系统，还包括检测放射性粒子的活度的井型电离室及若干个分装瓶；在控制系统的控制下擒纵系统依靠滑轨系统依次完成从震动螺旋台吸取放射性粒子、将被吸取的放射性粒子送入井型电离室检测活度、将被吸取的放射性粒子按照活度范围释放在对应的分装瓶中。该装置能够自动化的检测放射性粒子的活度，将不同活度的放射性粒子分选于不同分装瓶中，或将相同活度的放射性粒子按数量分装到不同分装瓶中，从而提高生产效率，同时降低操作人员劳动强度和所受到的电离辐射，利于劳动保护。
Description
技术领域
本发明属于放射性粒子活度检测与分选技术领域，具体涉及一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置及方法。
背景技术
恶性肿瘤一直是威胁人类健康的重大疾病，将放射性粒子植入肿瘤组织进行近距离放射治疗是近几十年发展起来的肿瘤治疗新技术，该技术具有良好的治疗效果，而且安全可靠、疗效好、对正常组织损伤小，具有广阔的应用前景。近距离治疗所用的放射性粒子为含有放射性核素的微型密封源，其中最常用放射性核素是125I、103Pd、131Cs。放射性粒子尺寸一般为外径0.8mm、长度4.5mm。
放射性粒子出厂前需要测量每颗放射性粒子的活度，并根据客户需要将不同活度的放射性粒子进行分装。目前，放射性粒子活度测量与分装主要采用人工方式，操作人员在铅玻璃后，带着铅手套，用镊子夹取放射性粒子，置入尖底管中，然后将尖底管竖直放入活度计提篮中，再将活度计提篮置入井型电离室中，观察活度计读出器的读数，然后将放射性粒子取出，并置入不同的分装瓶中。放射性粒子发货时，同样采用人工的方式数出一定数量的相应活度的放射性粒子进行分装。放射性粒子尺寸小，且带有放射性，目前所采用的人工的方式效率低下，操作人员劳动强度高，所受到的辐照剂量(尤其是手部所受到的辐照剂量)高，而且在人工操作的过程中容易出错，比如将放射性粒子放错分装瓶，或数错放射性粒子的数量。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置及方法，该装置能够自动化的检测放射性粒子的活度，并根据放射性粒子活度的大小，将放射性粒子分别装入不同的分装瓶中，该装置还能够自动化的将具有相同活度的放射性粒子按照数量要求分别装入不同的分装瓶中，从而提高生产效率，降低操作人员劳动强度和所受到的辐射剂量。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是
一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置，其中，包括用于供应放射性粒子的震动螺旋台，设置有擒纵系统的滑轨系统，还包括检测所述放射性粒子的活度的井型电离室及若干个分装瓶；在控制系统的控制下所述擒纵系统依靠所述滑轨系统依次完成从所述震动螺旋台吸取所述放射性粒子、将被吸取的所述放射性粒子送入所述井型电离室检测活度、将被吸取的所述放射性粒子按照活度范围释放在对应的所述分装瓶中。
进一步，所述震动螺旋台由震动器、螺旋台组成，其中所述螺旋台包括圆筒形的进料仓、设置在所述进料仓侧壁内侧的螺旋轨道、间隔设置在所述螺旋轨道上的若干个阻隔凸头、位于所述螺旋轨道末端的螺旋轨道出口，若干个所述放射性粒子在所述震动器的作用下从所述进料仓沿所述螺旋轨道连续前进至所述螺旋轨道出口，所述阻隔凸头将所述螺旋轨道上重叠的所述放射性粒子分离，使得所述放射性粒子排成一排向前移动；还包括设置在所述螺旋轨道出口处的感应探头，当所述感应探头感应到所述螺旋轨道出口处有所述放射性粒子时，感应信号传输入所述控制系统，所述控制系统发送指令，所述震动螺旋台停止震动，以便所述擒纵系统吸取位于所述螺旋轨道出口处的所述放射性粒子；当所述感应探头感应到所述螺旋轨道出口处没有所述放射性粒子时，感应信号传输入所述控制系统，所述控制系统发送指令，所述震动螺旋台开启震动。
进一步，所述滑轨系统包括设置在横向滑轨上的纵向滑轨，设置在所述纵向滑轨上的滑台，所述滑台依靠第一电机驱动，沿所述纵向滑轨移动，所述纵向滑轨依靠第二电机驱动，沿所述横向滑轨移动。
进一步，所述擒纵系统包括设置在所述滑台上的擒纵台、所述擒纵台上设有与所述纵向滑轨平行的气动吸杆；所述气动吸杆的一端设在所述擒纵台上，并与空气泵相连，另一端设有能够吸取所述放射性粒子的气动吸嘴，所述气动吸杆通过所述空气泵产生吸力；所述气动吸杆内径0.5mm，所述气动吸嘴内部为能够吸取所述放射性粒子的圆锥形，锥头内径0.5mm，锥底内径1mm；所述空气泵启动，从气动吸嘴处吸进空气，产生吸力，能够将所述放射性粒子吸入所述气动吸嘴，并卡在圆锥形的所述气动吸嘴内；所述空气泵关闭，所述气动吸杆内与外部联通，所述放射性粒子在重力作用下脱离所述气动吸嘴落下。
进一步，所述井型电离室测量的所述活度通过活度计读出器显示；还包括视觉识别系统，所述视觉识别系统包括拍摄所述活度计读出器显示的所述活度的摄像头，所述摄像头上设有传感器，能够对所述活度进行识别，还包括用于将识别结果转化为活度信号的转换单元，所述活度信号输入所述控制系统，所述控制系统将与所述活度信号对应的数值在显示器上显示，并判断所述数值对应的活度范围。
进一步，所述分装瓶安装在分装台的分装孔中，每个所述分装孔代表不同的活度范围，通过所述控制系统判断所述放射性粒子的所述活度所处的活度范围后，所述控制系统驱动所述擒纵系统与所述滑轨系统将所述放射性粒子释放在对应所述活度范围的所述分装瓶中。
进一步，所述控制系统、震动螺旋台、擒纵系统，滑轨系统、井型电离室、活度计读出器、视觉识别系统、显示器、分装台都设置在工作台上，所述震动螺旋台、擒纵系统，滑轨系统、井型电离室、分装台设置在透明铅玻璃屏蔽室中。
进一步，所述放射性粒子采用的放射性核素包括125I、103Pd、131Cs、198Au、169Yb、192Ir。
为达到以上目的，本发明还公开了用于以上所述的装置的一种用于放射性粒子活度检测与分选的方法，包括以下步骤：
步骤S1，启动所述震动螺旋台，使得所述放射性粒子沿着所述螺旋轨道排成一排，并逐渐移动到所述螺旋轨道出口处；
步骤S2，所述气动吸杆沿着所述纵向滑轨向前移动使所述气动吸嘴靠近并吸取所述螺旋轨道出口处的所述放射性粒子，然后所述气动吸杆沿着所述纵向滑轨后退至初始位置；
步骤S3，所述气动吸杆随着所述纵向滑轨沿着所述横向滑轨移动至所述井型电离室前端，所述气动吸杆沿着所述纵向滑轨向前移动，将被吸取的所述放射性粒子置于所述井型电离室内；
步骤S4，所述活度计读出器显示所述放射性粒子的活度，通过所述视觉识别系统，在所述显示器上显示被吸取的所述放射性粒子的活度信号的数值，同时所述控制系统判断被吸取的所述放射性粒子的活度所属的活度范围；
步骤S5，所述气动吸杆沿着所述纵向滑轨后退至初始位置，然后随着所述纵向滑轨沿着所述横向滑轨移动至所述分装台前端，所述气动吸杆沿着所述纵向滑轨向前移动，使得被吸取的所述放射性粒子位于所述分装瓶的上方，将被吸取的所述放射性粒子从所述气动吸嘴中释放在所述分装瓶中，所述分装瓶对应的活度范围与被吸取的所述放射性粒子的活度所属的活度范围一致；
步骤S6，所述气动吸杆沿着所述纵向滑轨退至初始位置，然后随着所述纵向滑轨沿着所述横向滑轨移动至所述震动螺旋台前端；
步骤S7，重复所述步骤S1至所述步骤S6。
进一步，在所述步骤S5中还包括：记录每个所述分装瓶中释放的所述放射性粒子的数量；对于具有相同的所述活度的所述放射性粒子还能够按照设定的不同数量释放在不同的所述分装瓶中。
本发明的有益效果在于：
1.能够自动化的检测放射性粒子的活度，并根据放射性粒子活度的大小，将放射性粒子分别装入不同的分装瓶中。
2.能够自动化的将具有相同活度的放射性粒子按照数量要求分别装入不同的分装瓶中。
3.可以提高生产效率。
4.可以有效的降低操作人员劳动强度和所受到的电离辐射，利于劳动保护。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的用于放射性粒子活度检测与分选的装置的示意图；
图2是本发明具体实施方式中所述的震动螺旋台的示意图；
图3是本发明具体实施方式中所述的擒纵系统和滑轨系统的示意图；
图4是本发明具体实施方式中所述的擒纵系统的气动吸嘴前端的剖视图；
图中：1-工作台，2-控制系统，3-震动螺旋台，31-震动器，32-螺旋台，321-进料仓，322-螺旋轨道，323-阻隔凸头，324-螺旋轨道出口，33-感应探头，4-擒纵系统，41-擒纵台，42-气动吸杆，43-气动吸嘴，5-滑轨系统，51-第一电机，52-滑台，53-纵向滑轨，54-横向滑轨，55-第二电机，6-井型电离室，7-活度计读出器，8-视觉识别系统，9-显示器，10-分装台，11-透明铅玻璃屏蔽室。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本发明提供的一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置用于自动化的测量放射性粒子的放射性活度，并根据放射性活度的大小对放射性粒子进行分选分装，还用于自动化的将具有相同活度的放射性粒子按照数量要求分别装入不同的分装瓶中。放射性粒子采用的放射性核素包括125I、103Pd、131Cs、198Au、169Yb、192Ir，但不限于这几种。放射性粒子的规格最常见的是：外径0.8mm、长度4.5mm；也能够通过调整设备适用于其他规格的放射性粒子。
如图1所示，所述一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置主要包括工作台1、控制系统2、震动螺旋台3、擒纵系统4、滑轨系统5、井型电离室6、活度计读出器7、视觉识别系统8、显示器9、分装台10、透明铅玻璃屏蔽室11。控制系统2、震动螺旋台3、擒纵系统4，滑轨系统5、井型电离室6、活度计读出器7、视觉识别系统8、显示器9、分装台10都设置在工作台1上，震动螺旋台3、擒纵系统4，滑轨系统5、井型电离室6、分装台10设置在透明铅玻璃屏蔽室11中。
如图2所示，所述震动螺旋台3由震动器31、螺旋台32、感应探头33组成，其中，螺旋台32有进料仓321、螺旋轨道322、四个阻隔凸头323、螺旋轨道出口324。将若干放射性粒子置入震动螺旋台3的进料仓321中，震动器31带动螺旋台32震动，放射性粒子沿着螺旋轨道322向前移动，阻隔凸头323能够将螺旋轨道322上重叠的放射性粒子分离，使得放射性粒子无重叠的沿着螺旋轨道322排成一排，并依次移动到螺旋轨道出口324处。螺旋轨道出口324处有一个感应探头33，垂直于螺旋轨道出口324，当感应探头33感应到螺旋轨道出口324处有放射性粒子时，感应信号传输入控制系统2，控制系统2发送指令，震动器31停止震动，放射性粒子停止沿着螺旋轨道322移动，同时位于震动螺旋台3前端的擒纵系统4的气动吸杆42沿着纵向滑轨53向前移动，气动吸嘴43吸取位于螺旋轨道出口324处的放射性粒子；当感应探头33感应到螺旋轨道出口324处没有放射性粒子时，感应信号传输入控制系统2，控制系统2发送指令，震动器31开启震动，放射性粒子沿着螺旋轨道322向前移动。
如图3所示，所述滑轨系统5由第一电机51、滑台52、纵向滑轨53、横向滑轨54、第二电机55组成；所述擒纵系统4由擒纵台41、气动吸杆42、气动吸嘴43、空气泵组成。第一电机51产生动力，能够驱动滑台52沿着纵向滑轨53移动，滑台52与擒纵台41、纵向滑轨53相连，滑台52能够带动擒纵台41沿着纵向滑轨53移动；第二电机55产生动力，能够驱动纵向滑轨53沿着横向滑轨54移动，纵向滑轨53与滑台52、横向滑轨54相连，纵向滑轨53能够带动滑台52沿着横向滑轨54移动。
如图4所示，所述气动吸杆42内径0.5mm，气动吸杆42的一端设有气动吸嘴43，气动吸嘴43呈圆锥形，锥头内径0.5mm，锥底内径1mm。气动吸杆42与纵向滑轨53平行，气动吸杆42的另一端设置在擒纵台41上，并与空气泵相连。空气泵启动，从气动吸嘴43处吸进空气，产生吸力，能够将放射性粒子吸入气动吸嘴43，并卡在圆锥形气动吸嘴43内；空气泵关闭，气动吸杆42内与外部联通，放射性粒子在重力作用下脱离气动吸嘴43落下。
所述视觉识别系统8包括摄像头、传感器、转换单元。摄像头正对活度计读出器7的显示屏，能够实时对活度计读出器7的显示屏所显示的活度进行拍摄，传感器能够对所拍摄的活度信息进行识别，并通过转换单元转化为活度信号，活度信号传输入控制系统2，控制系统2将与活度信号对应的数值在显示器9上显示，并判断活度信号对应的数值所属的活度范围。
所述分装台10有21个分装孔，每个分装孔内径与分装瓶外径一致，分装瓶能放入分装孔中。每个分装孔代表不同的活度范围，通过控制系统2判断放射性粒子的活度所属的活度范围后，控制系统2驱动擒纵系统4与滑轨系统5将放射性粒子释放在对应活度范围的分装瓶中。
本发明还提供了用于以上所述的一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置的一种用于放射性粒子活度检测与分选的方法，包括如下步骤：
步骤S1，将若干放射性粒子置入震动螺旋台3的进料仓321中，启动震动螺旋台3，震动器31带动螺旋台32震动，使得放射性粒子沿着螺旋轨道322排成一排，并逐渐移动到螺旋轨道出口324处；
步骤S2，擒纵系统4的气动吸杆42沿着纵向滑轨53向前移动使气动吸嘴43靠近并吸取位于震动螺旋台3的螺旋轨道出口324处的放射性粒子(空气泵开始工作)，然后气动吸杆42沿着纵向滑轨53后退至初始位置；
步骤S3，擒纵系统4的气动吸杆42随着纵向滑轨53沿着横向滑轨54移动至井型电离室6前端，气动吸杆42沿着纵向滑轨53向前移动，将被吸取的放射性粒子置于井型电离室6内；
步骤S4，活度计读出器7显示放射性粒子的活度，通过视觉识别系统8，在显示器9上显示被吸取的放射性粒子的活度信号的数值，同时控制系统2判断被吸取的放射性粒子的活度所属的活度范围；
步骤S5，擒纵系统4的气动吸杆42沿着纵向滑轨53后退至初始位置，然后随着纵向滑轨53沿着横向滑轨54移动至分装台10前端，气动吸杆42沿着纵向滑轨53向前移动，使得被吸取的放射性粒子位于分装瓶的上方，分装瓶对应的活度范围与被吸取的放射性粒子的活度所属的活度范围一致，空气泵停止工作，将被吸取的放射性粒子从气动吸嘴43中释放在所述分装瓶中；
步骤S6，擒纵系统4的气动吸杆42沿着纵向滑轨53退至初始位置，然后随着纵向滑轨53沿着横向滑轨54移动至震动螺旋台3前端；
步骤S7，重复步骤S1至步骤S6。
在步骤S5中还包括：记录每个分装瓶中释放的放射性粒子的数量；对于具有相同的活度的放射性粒子还能够按照设定的不同数量释放在不同的分装瓶中，也就是对于同一活度的放射性粒子，每个分装瓶设置不同的数量值，将同一活度的放射性粒子按照数量分装，满足不同的订货需求。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
Claims (10)
1.一种用于放射性粒子活度检测与分选的装置，其特征是：包括用于供应放射性粒子的震动螺旋台(3)，设置有擒纵系统(4)的滑轨系统(5)，还包括检测所述放射性粒子的活度的井型电离室(6)及若干个分装瓶；在控制系统(2)的控制下所述擒纵系统(4)依靠所述滑轨系统(5)依次完成从所述震动螺旋台(3)吸取所述放射性粒子、将被吸取的所述放射性粒子送入所述井型电离室(6)检测活度、将被吸取的所述放射性粒子按照活度范围释放在对应的所述分装瓶中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是：所述震动螺旋台(3)由震动器(31)、螺旋台(32)组成，其中所述螺旋台(32)包括圆筒形的进料仓(321)、设置在所述进料仓(321)侧壁内侧的螺旋轨道(322)、间隔设置在所述螺旋轨道(322)上的若干个阻隔凸头(323)、位于所述螺旋轨道(322)末端的螺旋轨道出口(324)，若干个所述放射性粒子在所述震动器(31)的作用下从所述进料仓(321)沿所述螺旋轨道(322)连续前进至所述螺旋轨道出口(324)，所述阻隔凸头(323)将所述螺旋轨道(322)上重叠的所述放射性粒子分离，使得所述放射性粒子排成一排向前移动；还包括设置在所述螺旋轨道出口(324)处的感应探头(33)，当所述感应探头(33)感应到所述螺旋轨道出口(324)处有所述放射性粒子时，感应信号传输入所述控制系统(2)，所述控制系统(2)发送指令，所述震动螺旋台(3)停止震动，以便所述擒纵系统(4)吸取位于所述螺旋轨道出口(324)处的所述放射性粒子；当所述感应探头(33)感应到所述螺旋轨道出口(324)处没有所述放射性粒子时，感应信号传输入所述控制系统(2)，所述控制系统(2)发送指令，所述震动螺旋台(3)开启震动。
3.如权利要求2所述的装置，其特征是：所述滑轨系统(5)包括设置在横向滑轨(54)上的纵向滑轨(53)，设置在所述纵向滑轨(53)上的滑台(52)，所述滑台(52)依靠第一电机(51)驱动，沿所述纵向滑轨(53)移动，所述纵向滑轨(53)依靠第二电机(55)驱动，沿所述横向滑轨(54)移动。
4.如权利要求3所述的装置，其特征是：所述擒纵系统(4)包括设置在所述滑台(52)上的擒纵台(41)、所述擒纵台(41)上设有与所述纵向滑轨(53)平行的气动吸杆(42)；所述气动吸杆(42)的一端设在所述擒纵台(41)上，并与空气泵相连，另一端设有能够吸取所述放射性粒子的气动吸嘴(43)，所述气动吸杆(42)通过所述空气泵产生吸力；所述气动吸杆(42)内径0.5mm，所述气动吸嘴(43)内部为能够吸取所述放射性粒子的圆锥形，锥头内径0.5mm，锥底内径1mm；所述空气泵启动，从气动吸嘴(43)处吸进空气，产生吸力，能够将所述放射性粒子吸入所述气动吸嘴(43)，并卡在圆锥形的所述气动吸嘴(43)内；所述空气泵关闭，所述气动吸杆(42)内与外部联通，所述放射性粒子在重力作用下脱离所述气动吸嘴(43)落下。
5.如权利要求4所述的装置，其特征是：所述井型电离室(6)测量的所述活度通过活度计读出器(7)显示；还包括视觉识别系统(8)，所述视觉识别系统(8)包括拍摄所述活度计读出器(7)显示的所述活度的摄像头，所述摄像头上设有传感器，能够对所述活度进行识别，还包括用于将识别结果转化为活度信号的转换单元，所述活度信号输入所述控制系统(2)，所述控制系统(2)将与所述活度信号对应的数值在显示器(9)上显示，并判断所述数值对应的活度范围。
6.如权利要求5所述的装置，其特征是：所述分装瓶安装在分装台(10)的分装孔中，每个所述分装孔代表不同的活度范围，通过所述控制系统(2)判断所述放射性粒子的所述活度所处的活度范围后，所述控制系统(2)驱动所述擒纵系统(4)与所述滑轨系统(5)将所述放射性粒子释放在对应所述活度范围的所述分装瓶中。
7.如权利要求6所述的装置，其特征是：所述控制系统(2)、震动螺旋台(3)、擒纵系统(4)，滑轨系统(5)、井型电离室(6)、活度计读出器(7)、视觉识别系统(8)、显示器(9)、分装台(10)都设置在工作台(1)上，所述震动螺旋台(3)、擒纵系统(4)，滑轨系统(5)、井型电离室(6)、分装台(10)设置在透明铅玻璃屏蔽室(11)中。
8.如权利要求1所述的装置，其特征是：所述放射性粒子采用的放射性核素包括125I、103Pd、131Cs、198Au、169Yb、192Ir。
9.用于如权利要求6所述的装置的一种用于放射性粒子活度检测与分选的方法，包括如下步骤：
步骤S1，启动所述震动螺旋台(3)，使得所述放射性粒子沿着所述螺旋轨道(322)排成一排，并逐渐移动到所述螺旋轨道出口(324)处；
步骤S2，所述气动吸杆(42)沿着所述纵向滑轨(53)向前移动使所述气动吸嘴(43)靠近并吸取所述螺旋轨道出口(324)处的所述放射性粒子，然后所述气动吸杆(42)沿着所述纵向滑轨(53)后退至初始位置；
步骤S3，所述气动吸杆(42)随着所述纵向滑轨(53)沿着所述横向滑轨(54)移动至所述井型电离室(6)前端，所述气动吸杆(42)沿着所述纵向滑轨(53)向前移动，将被吸取的所述放射性粒子置于所述井型电离室(6)内；
步骤S4，所述活度计读出器(7)显示所述放射性粒子的活度，通过所述视觉识别系统(8)，在所述显示器(9)上显示被吸取的所述放射性粒子的活度信号的数值，同时所述控制系统(2)判断被吸取的所述放射性粒子的活度所属的活度范围；
步骤S5，所述气动吸杆(42)沿着所述纵向滑轨(53)后退至初始位置，然后随着所述纵向滑轨(53)沿着所述横向滑轨(54)移动至所述分装台(10)前端，所述气动吸杆(42)沿着所述纵向滑轨(53)向前移动，使得被吸取的所述放射性粒子位于所述分装瓶的上方，将被吸取的所述放射性粒子从所述气动吸嘴(43)中释放在所述分装瓶中，所述分装瓶对应的活度范围与被吸取的所述放射性粒子的活度所属的活度范围一致；
步骤S6，所述气动吸杆(42)沿着所述纵向滑轨(53)退至初始位置，然后随着所述纵向滑轨(53)沿着所述横向滑轨(54)移动至所述震动螺旋台(3)前端；
步骤S7，重复所述步骤S1至所述步骤S6。
10.如权利要求9所述的一种用于放射性粒子活度检测与分选的方法，其特征是，在所述步骤S5中还包括：记录每个所述分装瓶中释放的所述放射性粒子的数量；对于具有相同的所述活度的所述放射性粒子还能够按照设定的不同数量释放在不同的所述分装瓶中。
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