CN111407297A - 一种移动式医用x射线拍摄设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X射线检测技术领域，尤其涉及一种移动式医用X射线拍摄设备。采用如下技术方案：包括X射线源、X射线接收端和移动机架，X射线源包括X射线球管和屏蔽准直装置，X射线接收端包括X射线探测器和接收端防护装置，X射线源通过折叠臂与移动机架连接。本发明的优点在于：通过在X射线源处设置可对X射线进行屏蔽、过滤和准直的屏蔽准直装置，并在X接收端设置可进行包裹防护的防护装置，同时配合移动机架上的防护帘，在进行X射线检测时，能有效防止X射线的泄露，减少X射线的散射和反射，降低周围环境中X射线的辐射剂量，保护设备操作人员、受检者以及周围人员的安全，同时能提高图像质量，且能同时满足方便移动和操作的需求。

Description

一种移动式医用X射线拍摄设备

技术领域

本发明涉及X射线检测技术领域，尤其涉及一种移动式医用X射线拍摄设备。

背景技术

床旁X光机是一种移动式X射线拍摄设备，适用于病房、急诊室和手术室等场合，可用于人体多个部位的X射线摄影。床旁X光机主要由X射线发生装置、X射线数字探测器和可移动机架构成，其体积较小且便于移动至病房病床旁进行X射线摄影。床旁X光机在工作时是在病房、急诊室和手术室等非防护室内的环境下进行曝光，X光机在曝光时有大量的X射线发生泄露、散射和反射，危害周围公众和设备操作人员的健康安全。目前，使用具有X射线防护功能的防护屏风、防护帘和防护服是X射线防护的主要手段，这些防护手段的缺点是只能进行局部的X射线防护，同时使用防护屏风、防护帘和防护服等会有操作、移动不便利和场地受限等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动式医用X射线拍摄设备，具体在于提供一种能有效防止X射线泄露且方便移动操作的移动式医用X射线拍摄设备。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种移动式医用X射线拍摄设备，包括X射线源、X射线接收端和移动机架，X射线源包括X射线球管和屏蔽准直装置，X射线接收端包括X射线探测器和接收端防护装置，X射线源通过折叠臂与移动机架连接。

进一步的，屏蔽准直装置包括屏蔽外壳和限束准直机构，X射线球管和限束准直机构设置于屏蔽外壳内，屏蔽外壳底端设置有容X射线射出的光野开口。

进一步的，限束准直机构包括包括扫查准直块、扫查向限制块和扫查驱动装置，所述扫查准直块包括第一准直块和第二准直块，所述扫查向限制块包括第一扫查向限制块和第二扫查向限制块，第一准直块和第二准直块之间隔开形成单位光野通道，第一扫查向限制块和第二扫查向限制块之间隔开形成有效光野开口；所述扫查准直块由扫查驱动装置驱动沿第一扫查限制块朝向第二扫查限制块的方向贴着扫查向限制块的上表面移动。

进一步的，第一准直块和第二准直块之间设置有横向限制块，所述横向限制块包括第一横向限制块和第二横向限制块，第一横向限制块和第二横向限制块分别可移动设置于第一准直块和第二准直块的前后两端。

进一步的，第一扫查向限制块上设置有起点接近开关，第二扫查向限制块上设置有终点接近开关，第一准直块底部靠近第二准直块的边缘设置有与起点接近开关对应配合的第一触发片，第二准直块底部靠近第一准直块的边缘设置有与终点接近开关对应配合的第二触发片。

进一步的，起点接近开关与第一扫查向限制块靠近第二扫查向限制块的边缘之间形成第一缓冲区，终点接近开关与第二扫查向限制块靠近第一扫查向限制块的边缘之间形成第二缓冲区，第一缓冲区和第二缓冲区的宽度均大于第一准直块和第二准直块底部之间的宽度。

进一步的，接收端防护装置包括设置于X射线探测器底部的屏蔽板和设置于X射线探测器上检测区域上方的防护层。

进一步的，接收端防护装置还包括防护外壳，X射线探测器和屏蔽板均设置于防护外壳内，防护层通过防护外壳与X射线探测器连接。

进一步的，移动机架上设置有防护帘，所述防护帘朝向X射线源且位于X射线源和移动机架后方的操作位之间。

进一步的，防护帘包括上防护帘和下防护帘，下防护帘固定设置于移动机架上，上防护帘可滑动连接于移动机架上，X射线源通过折叠臂与上防护帘上端连接实现与移动机架的连接。

本发明的优点在于：通过在X射线源处设置可对X射线进行屏蔽、过滤和准直的屏蔽准直装置，并在X接收端设置可进行包裹防护的防护装置，同时配合移动机架上的防护帘，在进行X射线检测时，能有效防止X射线的泄露，减少X射线的散射和反射，降低周围环境中X射线的辐射剂量，保护设备操作人员、受检者以及周围人员的安全，同时能提高图像质量，且能同时满足方便移动和操作的需求。

附图说明

附图1为实施例中移动式医用X射线拍摄设备的整体结构图；‘

附图2为实施例中X射线源的具体结构图；

附图3为实施例中限束准直机构的具体结构图；

附图4为实施例中限束准直机构的截面图；

附图5为实施例中限束准直机构拍摄过程的曝光展开图；

附图6为实施例中X射线接收端的具体结构图；

附图7为实施例中环境测试平面和操作平面的示意图；

附图8为实施例中操作平面的测试点示意图；

附图9为实施例中环境测试平面的测试点示意图。

具体实施方式

实施例1：参照图1-6，一种移动式医用X射线拍摄设备，包括X射线源100、X射线接收端3和移动机架4，X射线源100包括X射线球管10和屏蔽准直装置101，X射线接收端3包括X射线探测器31和接收端防护装置32，X射线源100通过折叠臂5与移动机架4连接。

在本实施例中，通过在X射线源100处设置可对X射线球管10发出的X射线进行过滤、屏蔽和准直的屏蔽准直装置101，使X射线源100能发出针对性较强的X射线，且不会对周围环境造成过大辐射污染，同时，在X射线接收端3的X射线探测器31处设置接收端防护装置32，对从X射线源100射出的X射线进行过滤、吸收和防反射处理，从而减少X射线散射到周围环境中，同时能过滤掉低能量的X射线，提高X射线接收端3的成像质量；同时，X射线源100通过折叠臂5与移动机架4连接，从而使得拍摄设备方便移动和操作，在移动时，可以将X射线源100通过折叠臂5折叠起来，方便利用移动机架4进行移动。

具体的，上述屏蔽准直装置101包括屏蔽外壳1和限束准直机构2，X射线球管10和限束准直机构2设置于屏蔽外壳1内，屏蔽外壳1底端设置有容X射线射出的光野开口。其中的屏蔽外壳1包括球管屏蔽罩11、限束屏蔽罩12和光野准直板13，X射线球管10设置于球管屏蔽罩11内，限束准直机构2设置于限束屏蔽罩12内，光野准直板13位于屏蔽外壳1底端的光野开口处。X射线球管10发出的X射线仅有部分能经过限束准直机构2射出，其余X射线则会被球管屏蔽罩11过滤吸收，或者被限束准直机构2过滤吸收，同时，照射到限束准直机构2上的X射线会反射到周围，并被限束屏蔽罩12过滤吸收，经过限束准直机构2的X射线会从限束屏蔽罩12开口处的光野准直板13之间射出，对患者进行检测；可以在X射线源处，利用球管屏蔽罩11、限束屏蔽罩12、限束准直机构2和光野准直板13对将从X射线源散射或反射到周围环境中的X射线进行过滤吸收，仅留下用于检测的X射线从限束准直机构2和限束屏蔽罩12的开口处射向待检测部位，从而大大减少从X射线源对周围环境的辐射污染，降低对医护人员以及受检人员的伤害；其中，球管屏蔽罩11、限束屏蔽罩12和光野准直板13采用对X射线屏蔽和吸收性能好的材料制成，优选采用铅板制成。同时，光野准直板13可以采用一层或两层或两层以上的屏蔽板组成，可以根据实际需要增减光野准直板13所组成的屏蔽板的层数。另外，光野准直板13移动的路径在此不做限制，具体是根据光野准直板13与限束屏蔽罩12接触的一面的形状来确定，如光野准直板13与限束屏蔽罩12接触的一面为平面，则光野准直板13为沿直线路径移动，如光野准直板13与限束屏蔽罩12接触的一面为弧形，则光野准直板13为沿弧形路径移动。

具体的，上述光野准直板13包括第一光野准直板131和第二光野准直板132，第一光野准直板131和第二光野准直板132分别可移动设置于限束屏蔽罩12下端开口的两侧。可以通过移动第一光野准直板131和第二光野准直板132调节第一光野准直板131和第二光野准直板132之间的宽度，从而调节X射线射出的宽度范围。

具体的，上述限束准直机构2包括包括扫查准直块21、扫查向限制块22和扫查驱动装置23，所述扫查准直块21包括第一准直块211和第二准直块212，所述扫查向限制块22包括第一扫查向限制块221和第二扫查向限制块222，第一准直块211和第二准直块212之间隔开形成单位光野通道213，第一扫查向限制块221和第二扫查向限制块222之间隔开形成有效光野开口223；所述扫查准直块21由扫查驱动装置23驱动沿第一扫查限制块221朝向第二扫查限制块222的方向贴着扫查向限制块22的上表面移动。

其中，扫查准直块21用于对从X射线球管10发射出的X射线进行限束准直，使得从X射线球管10射出的X射线仅能从第一准直块211和第二准直块212之间的单位光野通道213穿过，其他则会被第一准直块211和第二准直块212屏蔽吸收，当扫查准直块21进行移动扫查时，X射线球管10射出的X射线会随着扫查准直块21的单位光野通道213的移动而移动，扫查准直块21贴着扫查向限制块22的上表面移动，使得单位光野通道213能沿着第一扫查向限制块221和第二扫查向限制块222之间的有效光野开口223进行移动扫查，从而使得X射线球管10射出的X射线能以单位光野通道213的宽度沿有效光野开口223进行扫查检测，从而满足需要拍摄的面积；由于X射线出射的实际宽度仅有单位光野通道213的宽度，其宽度较小则更容易控制，可以减少X射线在环境中的瞬时辐射剂量；而扫查准直块21和扫查向限制块22则可以有效抑制X射线球管10曝光时散射到环境中的X射线，降低环境中总的辐射剂量，从而保护医护人员和被拍摄者，提高图像质量。其中，第一扫查向限制块221和第二扫查向限制块222可沿扫查准直块21扫查的方向左右移动调节，从而可以根据需要调节有效光野开口223的宽度，即X射线扫查的范围。

其中，第一准直块211和第二准直块212之间还设置有横向限制块24，横向限制块24包括第一横向限制块241和第二横向限制块242，第一横向限制块241和第二横向限制块242分别可移动设置于第一准直块211和第二准直块212的前后两端。横向限制块24对第一准直块211和第二准直块212之间的单位光野通道213的前后端进行限制，从而进一步限制单位光野通道213的长度，其中的第一横向限制块241和第二横向限制块242可以沿着第一准直块211和第二准直块212之间的单位光野通道213前后移动，从而可以调节单位光野通道213的长度，从而调节X射线扫查的总体面积。其中，扫查准直块21、扫查向限制块22和横向限制块24均采用对X射线屏蔽和吸收性能好的材料制成，例如铝块或铅块制成。

具体的，上述第一准直块211、第二准直块212、第一扫查向限制块221和第二扫查向限制块222的截面均为以X射线球管10的焦点P为圆心的扇环形，扫查驱动装置23驱动第一准直块211和第二准直块212贴着第一扫查向限制块221和第二扫查向限制块222的上表面以X射线球管10的焦点P为圆心做圆弧运动。

进一步的，第一扫查向限制块221上设置有起点接近开关251，第二扫查向限制块222上设置有终点接近开关252，第一准直块211底部靠近第二准直块212的边缘设置有与起点接近开关251对应配合的第一触发片261，第二准直块212底部靠近第一准直块211的边缘设置有与终点接近开关252对应配合的第二触发片262。

在进一步的实施例中，通过在扫查向限制块22和扫查准直块21上设置对应配合的起点接近开关251、第一触发片261和终点接近开关252、第二触发片262，用于检测扫查准直块21的单位光野通道213在扫查向限制块22的有效光野开口223的相对位置，并可用于对X射线球管10和扫查驱动装置23进行控制；具体的，起点接近开关251设置于第一扫查向限制块221上，第一触发片261设置于第一准直块211底部靠近第一准直块211的边缘，终点接近开关252设置于第二扫查向限制块222上，第二触发片262设置于第二准直块212底部靠近第一准直块211的边缘；当扫查准直块21被扫查驱动装置23驱动从第一扫查向限制块221向第二扫查向限制块222移动，即沿扫查向移动，使得第一准直块211底部的第一触发片261到达起点接近开关251上方时，触发起点接近开关251，则控制X射线球管10开始曝光，接着扫查驱动装置23继续驱动扫查准直块21沿扫查向移动，使单位光野通道213经过有效光野开口223进行扫查检测，当第二准直块212底部的第二触发片262到达终点接近开关252上方时，触发终点接触开关，则控制X射线球管10结束曝光，同时控制扫查驱动装置23停止驱动，并沿扫查向相反的方向，即复位向移动，在复位过程中，当第一准直块211的第一触发片261到达起点接近开关251上方时，触发起点接近开关251，则延时控制扫查驱动装置23停止驱动扫查准直块21移动，延时时间可以根据扫查驱动装置23驱动扫查准直块21的速度进行确定，一般为零点几秒。

具体的，起点接近开关251与第一扫查向限制块221靠近第二扫查向限制块222的边缘之间形成第一缓冲区271，终点接近开关252与第二扫查向限制块222靠近第一扫查向限制块221的边缘之间形成第二缓冲区272，第一缓冲区271和第二缓冲区272的宽度均大于第一准直块211和第二准直块212底部之间的宽度。第一缓冲区271和第二缓冲区272用于确保单位光野通道213在进入和离开有效光野开口223时X射线球管10有足够的预曝光时间，由于第一缓冲区271和第二缓冲区272的宽度均大于单位光野通道213的宽度，因此在单位光野通道213进入有效光野开口223前，第一触发片261已经触发起点接近开关251，使X射线球管10开始曝光，从而保证单位光野通道213进入有效光野开口223时，X射线球管10能发射稳定有效的X射线，在单位光野通道213离开有效光野开口223后，第二触发片262才会触发终点接近开关252，从而使X射线球管10结束曝光，从而保证单位光野通道213在离开有效光野开口223时，X射线球管10仍能发射稳定有效的X射线，从而确保有效光野开口223内的照射强度均匀，提高检测有效性。

具体的，上述接收端防护装置32包括设置于X射线探测器31底部的屏蔽板321和设置在X射线探测器31上检测区域上方的防护层322。

防护层322包裹在X射线探测器31上方的检测区域，用于对被检测部位A进行包裹，具体的，防护层322的两端可以通过压在X射线探测器31下方进行固定，即，当需要进行X射线检测时，先将X射线探测器31放在病床上或检测平台上，然后将防护层322的一端压在X射线探测器31下，然后将待检测部位A放置于X射线探测器31上方，将防护层322包裹在待检测部位A的上方并把防护层322的另一端压在X射线探测器31另一侧的下方，从而使得防护层322能贴合包裹在待检测部位A上；在进行X射线检测时，由于从X射线源100发出的部分X射线会在空气中散射，散射的X射线能量较低且方向杂乱，不仅会对人体造成伤害，还会对X探测器31的成像造成影响，因此，在空气中散射的X射线在照射到防护层322时，会被防护层322吸收，只有能量较强且集中的X射线能穿过防护层322并穿过待检测部位A到达X射线探测器31进行成像，从而使得在防护层322下方的待检测部位A不会受到多余的散射的X射线的伤害，且X射线探测器31不会因为接收到过多散射的X射线而影响检测图像的形成；同时，穿过防护层322后的X射线在照射到待检测部位A后，同样会发生反射或散射，这部分反射或散射后的X射线同样会被防护层322进行过滤吸收，从而减少这部分X射线在空气中造成的辐射污染；由于防护层322是对待检测部位A进行包裹，因此也同时保护了待检测部位A的侧面免收X射线的伤害；另外，X射线探测器31底部设置的屏蔽板321用于对穿过待检测部位A和X射线探测器31进行成像后的X射线进行吸收，从而防止完成检测后的X射线辐射到环境中造成辐射污染。

进一步的，接收端防护装置32还包括防护外壳323，X射线探测器31和屏蔽板321均设置于防护外壳323内，防护层322通过防护外壳323与X射线探测器31连接。在X射线探测器31外部设置防护外壳323，可以将X射线探测器31四周散射的X射线进行过滤吸收，更进一步减少对环境的辐射污染，其中，防护层322可以包裹在防护外壳323外侧，从而使得防护层322与防护外壳323将待检测部位A封闭，进一步提高防护性能。具体的，屏蔽板321和防护外壳323可以采用铅或钢或铝或以铅或钢或铝为主要成分的材料制成。

进一步的，移动机架4上设置有防护帘6，防护帘6朝向X射线源100且位于X射线源100和移动机架4后方的操作位之间；其中，防护帘6包括上防护帘61和下防护帘62，下防护帘62固定设置于移动机架4上，上防护帘61可滑动连接于移动机架4上，X射线源100通过折叠臂5与上防护帘61上端连接实现与移动机架4的连接。

通过在移动机架4上设置防护帘6，可以增强移动机架4后方的区域防护，一般操作人员是站在移动机架4后方对设备进行操作，通过防护帘6可以进一步减少X射线对操作人员的伤害；同时，防护帘6采用上防护帘61和下防护帘62结合的方式，下防护帘62固定连接在移动机架4上，上防护帘61可滑动连接于移动机架4上，在使用该拍摄设备时，可以通过将上防护帘61向上拉起与下防护帘62形成防护帘6进行防护，当需要对拍摄设备进行移动时，可以将上防护帘61向下收回，方便对拍摄设备的移动。

本申请提供的移动式医用X射线拍摄设备可有效减少周围环境中的X射线辐射剂量，在此附上利用本申请提供的移动式医用X射线拍摄设备在使用过程中对周围环境的辐射测试结果，具体如下：

测试条件：将拍摄设备移动至床旁，使用仿人体组织体模代替人体作为X射线拍摄对象，调整SID为100cm，射线野为14*17英寸，曝光条件50kV，6mA，2.5mAs。

测试点：参照图7-9，环境测试平面上十二个点的单词曝光剂量，以及操作平面上五个点的剂量率，其中，环境测试平面为距离地面100cm的水平面，环境测试平面上的十二个点为以X射线源的中轴线为中心，半径为100cm的圆上均匀分布的十二个点，分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12，操作平面为位于移动机架后方，且正对着移动机架，距离X射线源150cm的竖直平面，操作平面上的五个点为：正对移动机架中轴线，与地面相距155cm的P13，正对移动机架，与地面相距100cm，且均匀排列的P14、P15、P16，以及正对移动机架中轴线，与地面相距20cm的P17。

测试结果如下：

测试结构表明，操作味道辐射剂量率符合国标“GBZ130-2013 医用X射线诊断放射防护要求”中关于辐射剂量率不大于2.5μSv/h的要求，根据该标准，处于操作位的人员不需要额外进行辐射安全防护，且不受曝光次数限制；拍摄设备单次曝光对距离拍摄设备100cm外环境的最大辐射剂量最大不超过0.016μSv，当年曝光次数小于62500次时，环境中的年累计剂量符合国标“GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准”及“GBZ 117-2015工业X射线探伤放射防护要求”中关于环境中公众受辐射剂量不超过1mSv/年的要求。

当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种移动式医用X射线拍摄设备，包括X射线源、X射线接收端和移动机架，其特征在于：所述X射线源包括X射线球管和屏蔽准直装置，X射线接收端包括X射线探测器和接收端防护装置，X射线源通过折叠臂与移动机架连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述屏蔽准直装置包括屏蔽外壳和限束准直机构，X射线球管和限束准直机构设置于屏蔽外壳内，屏蔽外壳底端设置有容X射线射出的光野开口。

3.根据权利要求2所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述限束准直机构包括包括扫查准直块、扫查向限制块和扫查驱动装置，所述扫查准直块包括第一准直块和第二准直块，所述扫查向限制块包括第一扫查向限制块和第二扫查向限制块，第一准直块和第二准直块之间隔开形成单位光野通道，第一扫查向限制块和第二扫查向限制块之间隔开形成有效光野开口；所述扫查准直块由扫查驱动装置驱动沿第一扫查限制块朝向第二扫查限制块的方向贴着扫查向限制块的上表面移动。

4.根据权利要求3所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述第一准直块和第二准直块之间设置有横向限制块，所述横向限制块包括第一横向限制块和第二横向限制块，第一横向限制块和第二横向限制块分别可移动设置于第一准直块和第二准直块的前后两端。

5.根据权利要求4所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述第一扫查向限制块上设置有起点接近开关，第二扫查向限制块上设置有终点接近开关，第一准直块底部靠近第二准直块的边缘设置有与起点接近开关对应配合的第一触发片，第二准直块底部靠近第一准直块的边缘设置有与终点接近开关对应配合的第二触发片。

6.根据权利要求5所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述起点接近开关与第一扫查向限制块靠近第二扫查向限制块的边缘之间形成第一缓冲区，终点接近开关与第二扫查向限制块靠近第一扫查向限制块的边缘之间形成第二缓冲区，第一缓冲区和第二缓冲区的宽度均大于第一准直块和第二准直块底部之间的宽度。

7.根据权利要求1所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述接收端防护装置包括设置于X射线探测器底部的屏蔽板和设置于X射线探测器上检测区域上方的防护层。

8.根据权利要求7所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述接收端防护装置还包括防护外壳，X射线探测器和屏蔽板均设置于防护外壳内，防护层通过防护外壳与X射线探测器连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述移动机架上设置有防护帘，所述防护帘朝向X射线源且位于X射线源和移动机架后方的操作位之间。

10.根据权利要求9所述的一种移动式医用X射线拍摄设备，其特征在于：所述防护帘包括上防护帘和下防护帘，下防护帘固定设置于移动机架上，上防护帘可滑动连接于移动机架上，X射线源通过折叠臂与上防护帘上端连接实现与移动机架的连接。

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