多体位医用X射线防护屏的研制

余巧生，蒋均远，仝青英，樊水平，米彦军，张铁骑

1.武警北京市总队第二医院，北京　100037；2.武警总医院　医学工程科，北京　100039；3.北京美邦正悦科技有限公司，北京　100073

多体位医用X射线防护屏的研制

余巧生1，蒋均远1，仝青英2，樊水平1，米彦军1，张铁骑3

1.武警北京市总队第二医院，北京100037；2.武警总医院医学工程科，北京100039；3.北京美邦正悦科技有限公司，北京100073

0　前言

在《国家放射工作卫生防护管理办法》和《医用X线诊断防护安全操作要求》中明确规定：用放射性射线对患者和受检者进行诊断、治疗时，应按照操作规程，严格控制受照剂量，对临近照射的敏感器官和组织（如眼睛、甲状腺、性腺等）应屏蔽防护。患者在接受X射线检查时，临床医生应充分考虑X射线摄影中的适应症，对受检患者非投照部位采用相应的防护用品加以防护，避免无效照射[1-2]。因此，研制灵巧、适用的防护材料和装置用于临床是非常重要的。随着辐射技术的不断进步，医用防辐射屏蔽材料将成为今后新材料开发的一个重要领域[3]。而将机械结构、电气装置与新材料有机结合，研制X线防护装置[4]，也必将成为射线防护装置的发展方向。

1　医用X射线防护用品和装置的沿用

自X线机投入使用至今，不断有放射工作者和科研人员研制X射线防护用品和装置。

1.1传统铅防护用品

传统的铅防护用品有铅围裙、铅围脖、铅帽、铅眼镜等，在对脚、腿、腰椎、胸椎、手、肘等检查时，使用较多。这些产品不但存在检查前后穿脱的麻烦，也增加了受检者的重负，同时附着在铅衣表面的细菌还容易造成交叉传播感染，长时间使用易折损破裂，需定期更换。

1.2简易铅防护装置

简易铅防护装置，如床边铅挂帘、铅屏风、铅玻璃防护门窗等，为方便投照和介入手术等遮挡需要，陆续问世，但无机械和电动装置设计，移动不便、占用空间大、均比较笨重，有时必须两人以上才能搬挪。

1.3移动式和升降式防护屏

为克服传统防护装置的笨重和非机械化技术缺陷，本文第一作者曾研制出一种移动式X线防护屏[5]安装于X线机拍片床上，其主体结构，见图1。

图1　移动式X线防护屏的主视结构示意图

由图1可见，滑轨和齿条并列配装在X线床边上，中空立柱通过轨轮配装在滑轨上；中空立柱上端水平铰接有横臂，横臂外端配装有与之在水平内垂直的手柄；中空立柱上端与横臂之间配装有横臂水平旋转锁定装置，中空立柱下端与齿条之间配装有中空立柱沿滑轨直行锁定装置。它将机械结构和电驱动装置结合安装，使可适性增强，在达到单人轻便操作的同时达到有效防护的目的[6]。

2　多体位医用X射线防护屏的设计结构和原理

为扩展防护屏的使用功能，在移动式X线防护屏的基础上，我们又研制了一种能适用多种体位的新型可调式医用X射线防护屏[7]，下文做具体介绍。

2.1主视结构和装置组成

新型多体位医用X射线防护屏有两条并列竖向立柱的梯子形翻转支架，在向立柱内侧分别配装有凹形齿条。在凹形齿条的凹槽上安装弹力滑轮装置，在凹形齿条的齿沟安装弹簧锁装置，再配装在两条凹形齿条之间的上下活动架上。上活动架前侧固装有方形屏蔽布，下活动架前侧配装有梯形下摆式屏蔽布；弹力滑轮装置包括由弹簧支撑的可沿凹形齿条凹槽上下滑动的滑轮，弹簧锁装置包括由弹簧支撑手柄拉动的插入凹形齿条两边齿沟的横式锁销。此装置不同方位的视图，见图2～4。

2.2翻转支架

梯子形翻转支架一侧的竖向立柱中部通过横向支撑轴配装在1个底座带万向轮的立架上，并且梯子形翻转支架与立架之间配有翻转支架旋转锁定装置，不但方便移动，而且适用多种体位拍射屏蔽的优点。当梯子形翻转支架直立时，用于站姿拍片；水平位置时，用于平卧拍片；倾斜位置时，用于仰卧拍片。

图2　主视结构示意图

图3　后视结构示意图

图4　横向使用状态下的俯视结构示意图

2.3上下活动架与屏蔽布

梯子形翻转支架上的上下可移动的方形屏蔽布和梯形下摆式屏蔽布的有机配合可满足日常站立X光检测屏蔽需要。屏蔽布外周包覆防雨布的铅橡胶皮。采用凹形齿条的凹槽与弹力滑轮装置配合的活动架配装方式，既便于上下移动，又不会脱出，可靠性强。采用与凹形齿条的齿沟配合的弹簧锁装置，是由于凹槽两侧齿条同时与横式锁销端部接触，有利于防止松动和晃动，稳定性好。弹簧支撑和手柄拉动是指在弹簧支撑力的作用下横式锁销端部伸入齿条齿沟中，以固定活动架，需要移动活动架时，则操作手柄克服支撑弹簧阻力并向后拉动横式锁销使端部退出齿条齿沟，待移动到合适位置时，松开手柄横式锁销端部即可插入齿条齿沟中，非常方便支架上下移动和固定。梯形下摆式屏蔽布主要用于屏蔽性腺，方形屏蔽布用于上体位防护。

2.4立架、活动架和底座

立架由1个立柱和在其下端固装带万向轮的底座组成，外周包覆的防雨布铅橡胶皮方便更换，有利于保持清洁。支撑横杆有利于防止铅橡胶皮在重力下发生变形，减少屏蔽面积。

活动架为井字形，两侧端都固装两个弹力滑轮装置，在弹力滑轮装置之间各配装一个弹簧锁。支撑横杆及方形屏蔽布和梯形下摆式屏蔽布两侧向远离活动架的方向弧形弯曲。

底座是四角下面配装万向轮的矩形框，矩形框的1个角向上固装立柱，立柱朝对角线或者侧边方向通过横向铰接轴配装梯子形翻转支架。

井字形活动架两侧端部都固装1个端架，弹力滑轮装置的滑轮安装在1个后端带支撑弹簧的横向滑架上，端架上有与横向滑架配合的横向滑槽，滑轮轮轴和支撑弹簧后端分别抵住横向滑槽的前后两端。

底座与立柱相邻的1个角向上固装一段矮柱，矮柱上端与立柱之间固装有横杆，梯子形翻转支架直立时，下端位于矮柱及横杆上方。

采用以上方式设计的多体位医用X射线防护屏结构简单、稳定性好，方便制造和使用。

2.5滑配管、支撑弹簧、手柄及槽轮

在端架上下两个弹力滑轮装置之间装有横式锁销的滑配管，横式锁销从滑配管前端伸出，其结构见图5～6。横式锁销后端配装有支撑弹簧，滑配管后端套装有抵住支撑弹簧后端带中孔的丝帽，横式锁销后端固连有穿过支撑弹簧和丝帽中孔的连杆。井字形活动架配装1个与之上下滑配的U型滑配手柄，手柄两侧分别通过钢丝绳与两侧连杆相连。不论活动架处于什么位置，支撑弹簧始终能够使滑轮抵住凹形齿条的凹槽，上下拉动手柄时即可向里拉动钢丝绳、连杆和横式锁销。

立柱位于配有伸缩锁定机构的中部伸缩段，这样可以满足水平或者斜向拍片时，不同体位高度需要。

井字形活动架的竖框在与连杆横向相对位置安装两个上下相对的槽轮，钢丝绳穿过槽轮之间的槽孔与U型滑配手柄相连，两个上下相对的槽轮用于保持钢丝绳始终处在水平位置。在操作U型滑配手柄时，仅需钢丝绳绕槽轮上下拉动，不用直接上下拉动连杆，可减少弹簧锁装置的磨损和阻力增加。

U型滑配手柄固装在井字形活动架中部，4个上下两组内外分布的支撑轮与井字形活动架竖向滑配，或者U型滑配手柄的两侧与两个上下相对的槽轮内侧竖向滑配。这种设计的滑配方式简便可靠，后者结构更简单。

上下套管为内外套装滑配的圆管，伸缩锁定机构是在外套管的端部制有弹性裂头，外套管在弹性裂头的基部通过丝扣配装一个用于向内套管夹紧弹性裂头的手旋帽。手旋帽外周制有用于增大手握摩擦力的手纹或者手旋帽配装有手柄。拧开手旋帽就可以自由上下升降，拧紧手旋帽就可以固定升降位置。

图5　凹形齿条及弱力滑轮部分的主、侧结构示意图。

图6　凹形齿条、弹簧锁部分的侧结构及支撑横杆、屏蔽布部分弯曲结构形式的俯视示意图。

2.6支撑轴和锁定装置

梯子形翻转支架的一个竖向立柱与立架中的1个与横向支撑轴固装，另1个则与横向支撑轴铰接，在立柱与横向支撑轴铰接之间配装翻转支架锁定装置。另外可采用的一种设计方式是将梯子形翻转支架的1个竖向立柱铰接在1个气压伸缩杆的一端，气压伸缩杆的另一端铰接在立架上，气压伸缩杆伸出时梯子形翻转支架处于直立状态，气压伸缩杆缩进时梯子形翻转支架处于水平状态。

翻转支架锁定装置是梯子形翻转支架的1个横向立柱与横向支撑轴固装，横向支撑轴另一端横向穿过立架并与立架铰接，并且在穿出立架的横向支撑轴端头固装1个卡盘。立架上配装与该卡盘配合的弹性卡座，还配装有能够包覆卡盘和卡座的盘盒。卡盘上有环形或者放射状分布的凸棱或者凹槽，弹性卡座上配装有与凸棱或者凹槽配用的环形或者放射状分布的弹性卡头，弹性卡头优选为弹簧支撑的滚珠。

气压伸缩杆的上端铰接在固装在梯子形翻转支架竖向立柱的上端屏蔽布侧的铰接座上，下端铰接立架该侧的下部。在外侧一条竖向立柱外侧固装有U型手持柄。

方形屏蔽布和梯形下摆式屏蔽布及支撑横杆的两侧向远离活动架的方向弯曲，这样既增加了侧向屏蔽功能，又符合人体工学原理。

3　临床实施方式

作为有益变换，还可以作如下改进：即通过与凹形齿条的凹槽配合的弹力滑轮装置和与凹形齿条的齿沟配合的弹簧锁装置，在两条凹形齿条之间配装下活动架。通过与所述凹形齿条的凹槽配合的弹力滑轮装置与下活动架向上延伸的立杆配装的齿条配合的弹簧锁装置，在两套齿条之间配装上活动架；采用这种技术方案，当单独操作下活动架时可同步移动上活动架，当单独操作上活动架时，可任意调整上活动架与下活动架的相对位置，也可调整上活动架与梯形支架的相对位置或者调整上活动架的绝对位置。

综上设计的新型多体位医用X射线防护屏具有机身可任意水平移动，两块屏蔽布不需穿用、可上下任意滑动，满足了立式检查时的防护要求。梯子形翻转支架可水平放置和斜向旋转，以适应平卧和斜卧体位拍片；通过升降以适应不同高度拍片。

4　讨论

随着X线新技术的不断开发、应用，X射线对患者和操作者的危害越来越受到关注，特别是近台操作项目，对防护提出了更高的要求[8]。加强病人及医护人员的防护管理，才能使X射线装置在造福于人类的同时，把危害降到最低[9]。放射损害的发生受多种复杂因素的影响，如受照剂量、受照面积和部位、受照个体与组织细胞的放射敏感率以及射线的能量等[10]。因此，在设计X射线防辐射产品和装置时，应遵循灵便性、多用性、观赏性和可靠性之设计思路[11]。本新型多体位X射线防护屏弹力滑轮和弹簧锁装置、翻转支架设计灵巧、操作便捷，克服了传统的带脚轮的铅屏风结构单一、移动笨拙、不能适用患者多种体位投照的缺陷。固装在上下活动架上的屏蔽铅布稳定性好，无需折叠，使用寿命周期明显延长。

5　结束语

本实用新型多体位X射线防护屏能以简便易行的方式实现动态防护，其防护性能符合相关标准规定要求[12-13]，能实现最大限度地减少受检者及其周围人员的辐射剂量[14-15]。经临床使用证明，此种装置操作、移动方便，性能可靠、占用空间小且适用性强，很好地解决了现有X射线防护装置不能适应多体位拍片的问题，而且避免了穿脱传统铅衣、帽的麻烦和细菌交叉感染问题。

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[12] 吴云华,孙培芝.兴市床边X射线摄片防护的现状与对策[J].中国辐射卫生,2006,15(4):457.

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本文作者：余巧生，医学工程科主任，主管技师。

作者邮箱：627672707@qq.com

[中图分类号]TH771+.5

[文献标志码]A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.02.007

[文章编号]1674-1633(2014)02-0030-04

收稿日期：2013-08-02修回日期：2013-08-27专利：国家实用新型专利（ZL201320240300.8）。

通讯作者：蒋均远，中国人民武装警察部队北京市总队第二医院院长。

Development of Multi-Position Medical X-Ray Shielding Screen

YU Qiao-sheng1,JIANG Jun-yuan1, TONG Qing-ying2, FAN Shui-ping1,MI Yan-jun1,ZHANG Tie-qi3
1. 2ndHospital of Beijing General Hospital of CPAPF, Beijing 100037,China; 2. Department of Medical Engineering, General Hospital of CPAPF, Beijing 100039, China;3. Beijing MBZY Technology Co. Ltd,Beijing 100073, China

[摘要]目的结合X线检查诊断的防护需求，研制一种新型多体位X射线防护屏。方法对防护屏的翻转支架、支撑轴、屏蔽布、活动架以及弹簧锁等装置进行技术设计，实现新型多体位X线防护屏的灵活操作。结果该防护屏占用空间小、移动灵活、操作方便、性能可靠，能有效实现患者X射线投照时的防护。结论研制的新型多体位X射线防护屏可满足X射线受检者多体位的防护要求，避免穿脱传统铅防护衣、帽、裙的麻烦，同时防止附着在铅衣表面细菌的交叉传播，提高了医师操作的便捷性和服务质量。

[关键词]X线机；X射线防护屏；多体位防护；X射线

Abstract：ObjectiveTo develop a newmulti-position medical X-ray shielding screen combined with protection needs in X-ray diagnosis.MethodsThe technical design for the fl ip bracket, the support shaft, shielding cloth, movable frame and a spring lock device implements fl exible operation of the newdevice.ResultsThe shield owns virtues of small footprint, mobile and fl exible, easy to operate, reliable performance, can effectively protect the patients during X-ray projection.ConclusionThe newshield could meet the requirements of multi-position protections during X-ray examination, avoid wearing and taking off the traditional lead-off protective clothing, hats, skirts and prevent the cross-transmission of bacteria attached to lead surface, improve ease of operation and physician services quality for patients.

Key words：X-ray machine; X-ray shielding screen; multi-position protection; X-ray