專利名稱：高能x射線生物輻照儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型的為生物電離輻射提供高能射線的實(shí)驗(yàn)室裝置，尤其涉及一種以高能X射線為放射線來源、照射生物體和細(xì)胞產(chǎn)生生物電離輻射的高能X射線生物輻照儀。
背景技術(shù)：
放射醫(yī)學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，射線對(duì)生物體產(chǎn)生的電離輻射效應(yīng)可摧毀機(jī)體的造血和免疫系統(tǒng)。研究已證實(shí)，骨髓移植是治療動(dòng)物急性放射病的最有效的方法。因此，應(yīng)用離輻射效應(yīng)對(duì)機(jī)體的造血和免疫系統(tǒng)的損傷作用也成為骨髓移植研究的手段。在白血病的骨髓移植治療等生物醫(yī)學(xué)研究中，應(yīng)用放射線的離輻射效應(yīng)消滅機(jī)體內(nèi)存在的腫瘤細(xì)胞后，進(jìn)行骨髓細(xì)胞移植來重建機(jī)體的造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)，達(dá)到治療疾病的目的。除了骨髓移植外，射線對(duì)生物細(xì)胞產(chǎn)生的電離輻射效應(yīng)也應(yīng)用于人類基因組學(xué)、免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、放射生物學(xué)、細(xì)胞生物以及微生物學(xué)等生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。長期以來，在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域針通常采用伽瑪射線裝置(銫或鈷)提供射線來源，將生物體或細(xì)胞置于射線源下進(jìn)行照射來達(dá)到目的。但是，鈷源(6tlCo)等伽瑪射線裝置具有如下的缺點(diǎn)與不足1、放射性同位素系統(tǒng)防護(hù)難；2、廢棄物處置問題；3、同位素源持續(xù)不斷的衰減后需更換；4、同位素劑量率不可調(diào)； 5、由于同位素的危害性，國家對(duì)同位素源監(jiān)管和裝備要求門檻高(需要襯鉛的房間或采取相應(yīng)安全防范措施)、不易推廣等缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了其在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。X射線產(chǎn)生的工作原理是當(dāng)給X射線管的燈絲通電加熱到白熾狀態(tài)時(shí)，燈絲表面發(fā)射出電子，與此同時(shí)，給X射線管兩端加上電壓(陽極為正、陰極為負(fù))后使X射線管內(nèi)形成強(qiáng)電場(chǎng)，它就會(huì)迫使燈絲表面及其附近的電子飛出陰極，并以極大的加速度射向陽極， 當(dāng)其碰撞到陽極鈹靶時(shí)，電子被突然阻止運(yùn)動(dòng)而失去它的動(dòng)能，轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線。由于X射線具有穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在醫(yī)療透視、照像和工業(yè)探傷中已有廣泛的應(yīng)用。而在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，由于X射線具有高能電離輻射的作用，它與物質(zhì)作用產(chǎn)生大量次級(jí)帶電粒子，而使物質(zhì)的原子電離，產(chǎn)生強(qiáng)烈的生物學(xué)效應(yīng)；射線對(duì)生物體產(chǎn)生的電離輻射效應(yīng)可摧毀機(jī)體的造血和免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生急性放射病。因此，X射線對(duì)細(xì)胞、微生物具有強(qiáng)烈的損傷作用，其殺菌能力是紫外線的二千多倍。由于X射線與伽瑪射線都是用光量子作為輻射源，產(chǎn)生電離輻射，兩者每單位的等效能量值相同(IGy伽瑪=IGy X射線)。但是，X光生物學(xué)輻照儀是利用高電壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高電壓，作用在X線管上發(fā)出X射線對(duì)生物樣品進(jìn)行輻照，可達(dá)到與鈷和銫輻射源同樣的輻照效果，并可有效保護(hù)操作人員，因此，可以用X射線生物輻照儀來替代鈷源(6tlCo)等伽瑪射線裝置，完成電離輻射效應(yīng)，更方便、安全地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用中，從而成為X射線應(yīng)用的亮點(diǎn)，促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高能X射線生物輻照儀，由高功率陶瓷X射線管及為X射線管提供高電壓的高壓發(fā)生器、X射線管冷卻系統(tǒng)和電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)組成； 高功率陶瓷X射線管置于射線屏蔽的輻照室中，以固定、水平移動(dòng)及360度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)產(chǎn)生高能X射線，代替放射源產(chǎn)生的光量子(伽馬射線)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輻照室中特定動(dòng)物機(jī)體或微生物、植物、動(dòng)物細(xì)胞的X射線輻照，產(chǎn)生電離輻射效應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的構(gòu)成如下一種高能X射線生物輻照儀，其特征在于，包括一高壓發(fā)生器；一冷卻系統(tǒng)；一電腦控制單元，連接并控制所述電腦控制單元和所述冷卻系統(tǒng)的輸入端；至少一 X射線管，所述每個(gè)X射線管包括一管頭，其控制端連接所述高壓發(fā)生器和所述冷卻系統(tǒng)的輸出端，用于發(fā)射X射線；一輻射室，呈一封閉空間，用于屏蔽X射線，所述管頭設(shè)置在輻射室內(nèi)。比較好的是，所述X射線管為高功率陶瓷X射線管。比較好的是，所述X射線管包括若干大傾角、高功率陶瓷X射線管組。比較好的是，所述輻照室由金屬外殼、鉛板內(nèi)襯以及碳化硼、石墨等材料粘合聚四氟乙烯內(nèi)殼圍成的封閉空間。比較好的是，所述X射線管組以固定、水平移動(dòng)及360度旋轉(zhuǎn)X射線輻照。比較好的是，所述輻照室一側(cè)或兩側(cè)有出入口，出入口處有射線屏蔽門，所述輻照室底部含銅質(zhì)網(wǎng)裝置，用以控制射線的反射。比較好的是，所述電腦控制單元用以控制電壓、電流、輻照時(shí)間和劑量。本實(shí)用新型由于采取以上設(shè)計(jì)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用高能X射線發(fā)生裝置的生物輻照儀摒棄了鈷源(6tlCo)等伽瑪射線裝置具有的缺點(diǎn)與不足如放射性同位素系統(tǒng)防護(hù)難、核廢棄物處置問題、同位素源持續(xù)不斷的衰減后需更換、同位素劑量率不可調(diào)、同位素源監(jiān)管和裝備要求門檻高(需要襯鉛的房間或采取相應(yīng)安全防范措施)、不易推廣等缺點(diǎn)；2、與同位素核素不同，X射線生物輻照儀是完全自屏蔽的電子裝置，只有在開機(jī)、接通電源時(shí)才產(chǎn)生X射線，當(dāng)其關(guān)閉時(shí)是完全的，具有易于防護(hù)、無污染、無殘留物、低能耗、 使用維修方便、應(yīng)用范圍十分廣泛等特點(diǎn)，在干細(xì)胞與骨髓移植、人類基因組學(xué)、免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、放射生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等科學(xué)研究領(lǐng)域以及醫(yī)護(hù)人員用品的殺菌消毒、生物器官的無菌處理、昆蟲絕育、微生物滅活等實(shí)際應(yīng)用中具有重要的應(yīng)用前景；3、產(chǎn)生的X射線劑量率可按照不同的要求以電子的方式或通過改變?cè)淳鄟砭_調(diào)整劑量率；X射線輻照的工作壽命是開機(jī)時(shí)間的累加，能夠有效地利用能源。4、高能X射線生物輻照裝置的制造成本低，基建投資小，能耗低(建造一座小型鈷源的射線輻照?qǐng)龊馁Y需千萬元以上，維持費(fèi)用更高)。5、X射線生物輻照儀由電源、放射球管、控制模塊、基座以及熱量交換器等組成的柜機(jī)，可作為柜式X射線系統(tǒng)經(jīng)營并推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，并被簡易的安置于220V單相或380V電路上，易于裝備。

下面，參照附圖，對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)描述中，本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。圖1是表示本實(shí)用新型的新型高能X射線生物輻照儀的系統(tǒng)組成圖；圖2是A型高能X射線生物輻照儀示意圖；圖3是B型高能X射線生物輻照儀示意圖；圖4是C型高能X射線生物輻照儀示意圖。
具體實(shí)施方式
[0020]如圖1，本實(shí)用新型公開了一種高能X射線生物輻照儀，它包括高功率陶瓷X射線管及為X射線管提供高電壓的高壓發(fā)生器11、X射線管冷卻系統(tǒng)12和電腦控制單元13組成。射線來源由置于射線屏蔽的輻照室14中一組大傾角、高功率陶瓷X射線管16產(chǎn)生，以固定狀態(tài)產(chǎn)生高能X射線對(duì)輻照室內(nèi)物體進(jìn)行X射線輻照。具體而言，將所述的X射線管16安裝在射線屏蔽的輻照室15中并連接冷卻系統(tǒng) 12，以散發(fā)、降低X射線儀器產(chǎn)生的熱量；所述射線屏蔽的輻照室15由金屬外殼、鉛板內(nèi)襯以及碳化硼、石墨等材料粘合聚氟乙烯內(nèi)殼圍成的封閉空間，該輻照室15的一側(cè)或兩側(cè)有出入口，出入口處有射線屏蔽門，其底部含銅質(zhì)網(wǎng)裝置，用以控制射線的反射。X射線管16 管頭安裝在輻照室15內(nèi)。通過電腦控制單元13自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制所需的電壓、電流、輻照時(shí)間和劑量，產(chǎn)生高能X射線，用于輻照不同體積的生物體(實(shí)驗(yàn)動(dòng)物)或細(xì)胞。具體實(shí)施例1圖2是本實(shí)用新型一 A型高能X射線生物輻照儀實(shí)施例的示意圖，所示為采用單個(gè)輻射室15結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。為了摧毀實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的造血系統(tǒng)或滅活細(xì)胞，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或細(xì)胞置于輻照室中，通過電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制所需的電壓、電流、輻照時(shí)間和劑量，產(chǎn)生高能X 射線，用于輻照實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或細(xì)胞。本實(shí)用新型在使用的時(shí)候，依據(jù)所需分離細(xì)胞的數(shù)量以及目的，選用A、B、C型磁力分離器的一種。具體實(shí)施例2如圖3所示，所示為本實(shí)用新型B型高能X射線生物輻照儀示意圖，其中X射線管 16設(shè)置在輻射室15內(nèi)，這樣，射線來源由置于射線屏蔽的輻照室15中一組大傾角、高功率陶瓷X射線管16產(chǎn)生，以360度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)產(chǎn)生高能X射線對(duì)輻照室15內(nèi)物體進(jìn)行無死角的X射線輻照。將所述的X射線管16安裝在射線屏蔽的輻照室15中并連接冷卻系統(tǒng)， 以散發(fā)、降低X射線儀器產(chǎn)生的熱量；所述射線屏蔽的輻照室15由金屬外殼、鉛板內(nèi)襯和以及碳化硼、石墨等材料粘合聚氟乙烯內(nèi)殼圍成的封閉空間，X射線管16管頭安裝在輻照室內(nèi)。通過電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制所需的電壓、電流、輻照時(shí)間和劑量，產(chǎn)生高能X射線，用于輻照不同體積的生物體(實(shí)驗(yàn)動(dòng)物)或消毒物品。具體實(shí)施例3如圖4所示是在圖3基礎(chǔ)上的變形，具體是在輻照室15中設(shè)置二組大傾角、高功率陶瓷X射線管161和162產(chǎn)生，以固定狀態(tài)產(chǎn)生高能X射線對(duì)輻照室內(nèi)物體進(jìn)行X射線輻照。將所述的X射線管安裝在射線屏蔽的輻照室中并連接冷卻系統(tǒng)，以散發(fā)、降低X射線儀器產(chǎn)生的熱量；所述射線屏蔽的輻照室由金屬外殼、鉛板內(nèi)襯和以及碳化硼、石墨等材料粘合聚氟乙烯內(nèi)殼圍成的封閉空間，X射線管管頭安裝在輻照室內(nèi)。通過電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制所需的電壓、電流、輻照時(shí)間和劑量，產(chǎn)生高能X射線，用于輻照不同體積的生物體(實(shí)驗(yàn)動(dòng)物)或和消毒物品。以上諸實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化， 因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇?wèi)?yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種高能X射線生物輻照儀，其特征在于，包括 一高壓發(fā)生器；一冷卻系統(tǒng)；一電腦控制單元，連接并控制所述電腦控制單元和所述冷卻系統(tǒng)的輸入端； 至少一 X射線管，所述每個(gè)X射線管包括一管頭，其控制端連接所述高壓發(fā)生器和所述冷卻系統(tǒng)的輸出端，用于發(fā)射X射線；一輻射室，呈一封閉空間，用于屏蔽X射線，所述管頭設(shè)置在輻射室內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能X射線生物輻照儀，其特征在于， 所述X射線管為高功率陶瓷X射線管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高能X射線生物輻照儀，其特征在于， 所述X射線管包括若干大傾角、高功率陶瓷X射線管組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高能X射線生物輻照儀，其特征在于， 所述輻照室，由金屬外殼、鉛板內(nèi)襯以及內(nèi)殼圍成的封閉空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高能X射線生物輻照儀，其特征在于， 所述X射線管組以固定、水平移動(dòng)及360度旋轉(zhuǎn)X射線輻照。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高能X射線生物輻照儀，其特征在于，所述輻照室一側(cè)或兩側(cè)有出入口，出入口處有射線屏蔽門，所述輻照室底部含銅質(zhì)網(wǎng)裝置，用以控制射線的反射。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高能X射線生物輻照儀，其特征在于， 所述電腦控制單元用以控制電壓、電流、輻照時(shí)間和劑量。
專利摘要本實(shí)用新型一種高能X射線生物輻照儀，其特征在于，包括一高壓發(fā)生器；一冷卻系統(tǒng)；一電腦控制單元，連接并控制所述電腦控制單元和所述冷卻系統(tǒng)的輸入端；至少一X射線管，所述每個(gè)X射線管包括一管頭，其控制端連接所述高壓發(fā)生器和所述冷卻系統(tǒng)的輸出端，用于發(fā)射X射線；一輻射室，呈一封閉空間，用于屏蔽X射線，所述管頭設(shè)置在輻射室內(nèi)。本實(shí)用新型的裝置能實(shí)現(xiàn)對(duì)輻照室中特定動(dòng)物機(jī)體或微生物、植物、動(dòng)物細(xì)胞的X射線輻照。應(yīng)用于骨髓移植、人類基因組學(xué)、免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、放射生物學(xué)、細(xì)胞、微生物滅活及感染了傳染性微生物的動(dòng)物滅菌以及其它各種科學(xué)研究領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A61N5/10GK202171959SQ20112011354
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者曹雪濤, 王全興 申請(qǐng)人:王全興