CN203647880U - 高能x射线防护装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种高能X射线防护装置,属于放射防护技术领域。其中,高能X射线防护装置包括:机架,所述机架上设置有用以对患者进行治疗的高能加速器;设置在所述机架内、能够在所述高能加速器对患者进行治疗时吸收所述高能加速器穿透过患者身体的高能X射线的高能加速器防护锤;在所述高能加速器对患者治疗结束后,所述高能加速器防护锤自动缩回所述机架内。本实用新型的高能X射线防护装置能够在不改变现有机房结构的前提下,满足高能加速器的防护要求。

Description

高能X射线防护装置
技术领域
本实用新型涉及放射防护技术领域,特别是指一种高能X射线防护装置。
背景技术
X射线技术在日常生活和科研中扮演着越来越重要的角色。近年来,基于X射线的检测和成像技术在工业、医疗、化工等领域得到了越来越多的应用。然而,X射线能量高,穿过空气时将引起电离辐射。任何电离辐射照射物体时,受照物体将吸收电离辐射的全体或部分能量。如果受照物体是生物体,会引起生物效应,生物效应的大小与吸收能量的多少有密切关系,也就是说吸收的能量越多,生物效应就越厉害。对人体而言,接受过多的照射会引起机体细胞功能下降,进而诱发各种病症。研究还证实,人体暴露在X射线下会导致多种肿瘤发生,包括白血病、甲状腺癌、乳腺癌和肺癌等,还有可能导致唾液腺、胃、结肠、膀胱、卵巢、中枢神经系统和皮肤肿瘤。
现有技术中,在利用LA45高能加速器对患者进行治疗时,为了保护操作人员,一般采用混凝土来制作LA45高能加速器机房的主防护墙以对操作人员进行防护,但是混凝土主防护墙的厚度要大于3米才能达到防护要求,而普通直线加速器机房的混凝土主防护墙厚度一般为1米多一点。如果想在普通直线加速器机房中安装LA45高能加速器(最高能量45MV),若不增加主防护墙厚度,显然不能达到防护要求。为使防护达标,主防护墙的厚度至少需要增加2米,这样一则增加了建筑成本,二则增加了占地面积,对于一些老医院的现有机房来说,是根本行不通的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种高能X射线防护装置,能够在不改变现有机房结构的前提下,满足高能加速器的防护要求。
为解决上述技术问题,本实用新型的实施例提供技术方案如下:
一方面,提供一种高能X射线防护装置,包括:
机架,所述机架上设置有用以对患者进行治疗的高能加速器;
设置在所述机架内、能够在所述高能加速器对患者进行治疗时吸收所述高能加速器穿透过患者身体的高能X射线的高能加速器防护锤;在所述高能加速器对患者治疗结束后,所述高能加速器防护锤自动缩回所述机架内。
进一步地,所述高能加速器为LA45高能加速器。
进一步地,所述高能加速器防护锤包括:
位于所述机架内的支撑架;
设置在所述机架上、控制所述支撑架在所述机架内伸缩的支撑架齿轮电机;
位于所述支撑架内的一级防护锤;
设置在所述支撑架上、控制所述一级防护锤在所述支撑架内伸缩的一级防护锤丝杆电机;
位于所述一级防护锤内的二级防护锤;
设置在所述一级防护锤上、控制所述二级防护锤伸缩的二级防护锤丝杆电机,其中所述一级防护锤与所述二级防护锤的伸出方向一致。
进一步地,所述机架上设置有限制所述支撑架移动范围的第一限位装置;
所述支撑架上设置有限制所述一级防护锤移动范围的第二限位装置;
所述一级防护锤上设置有限制所述二级防护锤移动范围的第三限位装置。
进一步地,所述一级防护锤和所述二级防护锤均为铅防护锤。
进一步地,所述支撑架为采用金属制成。
进一步地,所述高能加速器防护锤的防护范围大于或等于以等中心处最大射野对角线在防护位置的投影长度为直径的圆。
进一步地,所述高能加速器防护锤的宽度不超过90cm。
进一步地,所述高能加速器防护锤上表面与等中心的距离大于等于50cm。
进一步地,所述高能加速器防护锤与患者治疗床的距离不小于5.35cm。
进一步地,所述高能加速器防护锤的前端角呈圆角。
本实用新型的实施例具有以下有益效果:
上述方案中,机架上除设置有用以对患者进行治疗的高能加速器之外,还设置有高能加速器防护锤。在高能加速器对患者进行治疗时,高能加速器防护锤能够吸收高能加速器穿透过患者身体的高能X射线,减少X射线对外界造成的辐射污染;在高能加速器对患者治疗结束后,高能加速器防护锤能够自动缩回机架内,从而实现在不改变现有机房结构的前提下,解决低防护水平机房内工作时存在的射线防护问题。安装本实用新型的高能X射线防护装置后,可对穿透过患者身体的高能X射线进行吸收,从而大大减小混凝土防护墙的厚度,降低防护成本,减少机房占地面积。
附图说明
图1为本实用新型实施例高能加速器防护锤处于待机位置时的示意图;
图2为本实用新型实施例高能加速器防护锤处于工作位置时的示意图;
图3为本实用新型实施例患者治疗床与高能加速器防护锤之间的位置关系示意图。
附图标记
1钢架      2一级铅防护锤  3二级铅防护锤
4限位装置  5钢架齿轮电机  6一级铅防护锤丝杆电机
7二级铅防护锤丝杆电机
具体实施方式
为使本实用新型的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型的实施例针对现有低防护水平机房内工作时存在的射线防护问题,提供一种高能X射线防护装置,能够在不改变现有机房结构的前提下,满足高能加速器的防护要求。
本实用新型实施例提供了一种高能X射线防护装置,包括:
机架,所述机架上设置有用以对患者进行治疗的高能加速器;
设置在所述机架内、能够在所述高能加速器对患者进行治疗时吸收所述高能加速器穿透过患者身体的高能X射线的高能加速器防护锤;在所述高能加速器对患者治疗结束后,所述高能加速器防护锤自动缩回所述机架内。
本实用新型的高能X射线防护装置中,机架上除设置有用以对患者进行治疗的高能加速器之外,还设置有高能加速器防护锤。在高能加速器对患者进行治疗时,高能加速器防护锤能够吸收高能加速器穿透过患者身体的高能X射线,减少X射线对外界造成的辐射污染;在高能加速器对患者治疗结束后,高能加速器防护锤能够自动缩回机架内,从而实现在不改变现有机房结构的前提下,解决低防护水平机房内工作时存在的射线防护问题。安装本实用新型的高能X射线防护装置后,可对穿透过患者身体的高能X射线进行吸收,从而大大减小混凝土防护墙的厚度,降低防护成本,减少机房占地面积。
具体地,所述高能加速器可以为LA45高能加速器。
进一步地,所述高能加速器防护锤具体可以包括:
位于所述机架内的支撑架;
设置在所述机架上、控制所述支撑架在所述机架内伸缩的支撑架齿轮电机;
位于所述支撑架内的一级防护锤;
设置在所述支撑架上、控制所述一级防护锤在所述支撑架内伸缩的一级防护锤丝杆电机;
位于所述一级防护锤内的二级防护锤;
设置在所述一级防护锤上、控制所述二级防护锤伸缩的二级防护锤丝杆电机,其中所述一级防护锤与所述二级防护锤的伸出方向一致。
进一步地,所述机架上设置有限制所述支撑架移动范围的第一限位装置;
所述支撑架上设置有限制所述一级防护锤移动范围的第二限位装置;
所述一级防护锤上设置有限制所述二级防护锤移动范围的第三限位装置。
进一步地,所述一级防护锤和所述二级防护锤可以均为铅防护锤,所述支撑架为采用金属制成,具体地,所述支撑架可以为钢架。
下面以高能加速器为LA45高能加速器为例,结合附图对本实用新型的高能X射线防护装置进行详细介绍:
为了在不改变现有机房结构的前提下,能够满足LA45高能加速器的防护要求,本实施例根据LA45高能加速器X射线的标配能量(10MV、25MV、45MV),对相关参数进行测量和计算,通过在LA45高能加速器机架上加装高能加速器防护锤来满足防护要求,因为铅对X射线的吸收效率比较好,一般情况下,高能加速器防护锤的主体部分采用铅来制作。
LA45高能加速器X射线标配能量为10MV、25MV和45MV,三种能量X射线的十倍减弱厚度如表一所示:
表一十倍减弱厚度
Figure BDA0000436296000000051
假设原机房主防护墙采用厚度为1米的混凝土,
在LA45高能加速器X射线标配能量为45MV时,1米混凝土相当于铅的N1/10数为(以平衡减弱厚度计算):N1/10,45MV=100÷55.5=1.80;
在LA45高能加速器X射线标配能量为25MV时,1米混凝土相当于铅的N1/10数为(以平衡减弱厚度计算):N1/10,25MV=100÷49.1=2.04;
在LA45高能加速器X射线标配能量为10MV时,1米混凝土相当于铅的N1/10数为(以平衡减弱厚度计算):N1/10,10MV=100÷39.6=2.53。
在LA45高能加速器X射线标配能量为45MV时:ΔN1/10,45MV=5.10-1.80=3.30,则防护透过厚度为1米的混凝土主防护墙后的X射线还需铅的厚度为:LPt,45MV=47.6+(3.30-1)×47.0=155.5mm;
在LA45高能加速器X射线标配能量为25MV时:ΔN1/10,25MV=5.10-2.04=3.06,则防护透过厚度为1米的混凝土主防护墙后的X射线还需铅的厚度为:LPt,25MV=52.1+(3.06-1)×51.0=157.2mm;
在LA45高能加速器X射线标配能量为10MV时:ΔN1/10,10MV=5.10-2.56=2.57,则防护透过厚度为1米的混凝土主防护墙后的X射线还需铅的厚度为:LPt,10MV=52.9+(2.57-1)×51.5=104.2mm;
由上可以看出LPt,25MV>LPt,45MV>LPt,10MV
故在原机房主防护墙采用厚度为1米的混凝土时,高能加速器防护锤的厚度LPt,25MV至少应达到157.2mm。
通过上述方法计算出不同混凝土墙厚所需的防护锤厚度如表二所示,实际在制作高能加速器防护锤时,取各种情况下的最大值(有下划线的数字)作为高能加速器防护锤的主体厚度即可。
表二不同混凝土墙厚所需防护锤厚度(单位:mm)
在设计完高能加速器防护锤的厚度之后,需要对高能加速器防护锤的防护位置进行设计:
由于准直器是可以在360度范围内旋转的,在临床实际使用过程中,准直器可能处于任意角度,因此高能加速器防护锤的防护范围应大于或等于以高能加速器机架旋转等中心最大射野对角线在该防护位置的投影长度为直径的圆,
高能加速器防护锤在距等中心不同距离时的防护直径计算如表三所示。
表三距等中心不同距离处防护直径(单位:cm)
Figure BDA0000436296000000062
另外根据临床使用要求,高能加速器防护锤的宽度最大不宜超过90cm,高能加速器防护锤上表面距等中心的距离至少要大于等于50cm。
综上所述,对于最大开口尺寸为40cm的射野,没有合适尺寸安装高能加速器防护锤。而对于最大开口尺寸为30cm的射野,如表三所示,径向上高能加速器防护锤的安装范围为50~110cm,即高能加速器防护锤上表面离机架旋转中心的距离应大于等于50cm,高能加速器防护锤下表面离机架旋转中心的距离则小于110cm(防止与地面相碰撞)。为获取最大的治疗空间,保证各种极限条件下的治疗安全进行,高能加速器防护锤应在可安装范围内尽量远离高能加速器机架旋转等中心安装。
如图1和图2所示,本实施例的高能加速器防护锤具体包括:
位于机架内的钢架1;
设置在机架上、控制钢架1在机架内伸缩的钢架齿轮电机5;
位于钢架1内的一级铅防护锤2;
设置在钢架1上、控制一级铅防护锤2在钢架1内伸缩的一级铅防护锤丝杆电机6;
位于一级铅防护锤2内的二级铅防护锤3;
设置在一级铅防护锤2上、控制二级铅防护锤3伸缩的二级铅防护锤丝杆电机7,其中一级铅防护锤2与二级铅防护锤3的伸出方向一致。
在LA45高能加速器对患者进行放射治疗出束前,钢架齿轮电机5、一级铅防护锤丝杆电机6、二级铅防护锤丝杆电机7同步动作,通过齿轮和丝杆正向传动将钢架1、一级铅防护锤2及二级铅防护锤3以抽屉式运动方式伸出,分别到达限位装置4后停止运动并锁止(如图2所示),高能加速器防护锤处于工作位置,LA45高能加速器开始出束治疗,在治疗过程中,一级铅防护锤2及二级铅防护锤3能够吸收LA45高能加速器穿透过患者身体的高能X射线,减少X射线对外界造成的辐射污染。在治疗结束后,钢架齿轮电机5、一级铅防护锤丝杆电机6、二级铅防护锤丝杆电机7同步动作,通过齿轮和丝杆反向传动将钢架1、一级铅防护锤2及二级铅防护锤3以抽屉式运动方式缩回到待机位置(如图1所示)。
为保证高能加速器防护锤伸出时不影响患者治疗床的旋转,高能加速器防护锤的前端角设计呈圆角,具体可以为半径为20cm的圆角,如图3所示,其中O为患者治疗床旋转中心,半径为60cm的弧为治疗床基座近高速加速器侧端面的运动轨迹;半径为45cm的虚线圆为射线防护范围,可以看出高能加速器防护锤离患者治疗床运动轨迹最近处为5.35cm。
本实施例通过在LA45高能加速器机架底部加装高能加速器防护锤来使普通直线加速器机房达到对高能X射线(45MV)的防护要求,安装此抽屉式高能加速器防护锤后,可对穿透过患者身体的高能X射线进行吸收,从而大大减小混凝土防护墙厚度,降低防护成本,减少机房占地面积。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种高能X射线防护装置,其特征在于,包括:
机架,所述机架上设置有用以对患者进行治疗的高能加速器;
设置在所述机架内、能够在所述高能加速器对患者进行治疗时吸收所述高能加速器穿透过患者身体的高能X射线的高能加速器防护锤;在所述高能加速器对患者治疗结束后,所述高能加速器防护锤自动缩回所述机架内。
2.根据权利要求1所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述高能加速器为LA45高能加速器。
3.根据权利要求1所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述高能加速器防护锤包括:
位于所述机架内的支撑架;
设置在所述机架上、控制所述支撑架在所述机架内伸缩的支撑架齿轮电机;
位于所述支撑架内的一级防护锤;
设置在所述支撑架上、控制所述一级防护锤在所述支撑架内伸缩的一级防护锤丝杆电机;
位于所述一级防护锤内的二级防护锤;
设置在所述一级防护锤上、控制所述二级防护锤伸缩的二级防护锤丝杆电机,其中所述一级防护锤与所述二级防护锤的伸出方向一致。
4.根据权利要求3所述的高能X射线防护装置,其特征在于,
所述机架上设置有限制所述支撑架移动范围的第一限位装置;
所述支撑架上设置有限制所述一级防护锤移动范围的第二限位装置;
所述一级防护锤上设置有限制所述二级防护锤移动范围的第三限位装置。
5.根据权利要求3所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述一级防护锤和所述二级防护锤均为铅防护锤。
6.根据权利要求3所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述支撑架为采用金属制成。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述高能加速器防护锤的防护范围大于或等于以等中心处最大射野对角线在防护位置的投影长度为直径的圆。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述高能加速器防护锤的宽度不超过90cm。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述高能加速器防护锤上表面与等中心的距离大于等于50cm。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述高能加速器防护锤与患者治疗床的距离不小于5.35cm。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的高能X射线防护装置,其特征在于,所述高能加速器防护锤的前端角呈圆角。
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