多體位醫用X射線防護屏的研制

余巧生，蔣均遠，仝青英，樊水平，米彥軍，張鐵騎

1.武警北京市總隊第二醫院，北京　100037；2.武警總醫院　醫學工程科，北京　100039；3.北京美邦正悅科技有限公司，北京　100073

多體位醫用X射線防護屏的研制

余巧生1，蔣均遠1，仝青英2，樊水平1，米彥軍1，張鐵騎3

1.武警北京市總隊第二醫院，北京100037；2.武警總醫院醫學工程科，北京100039；3.北京美邦正悅科技有限公司，北京100073

0　前言

在《國家放射工作衛生防護管理辦法》和《醫用X線診斷防護安全操作要求》中明確規定：用放射性射線對患者和受檢者進行診斷、治療時，應按照操作規程，嚴格控制受照劑量，對臨近照射的敏感器官和組織（如眼睛、甲狀腺、性腺等）應屏蔽防護。患者在接受X射線檢查時，臨床醫生應充分考慮X射線攝影中的適應癥，對受檢患者非投照部位采用相應的防護用品加以防護，避免無效照射[1-2]。因此，研制靈巧、適用的防護材料和裝置用于臨床是非常重要的。隨著輻射技術的不斷進步，醫用防輻射屏蔽材料將成為今后新材料開發的一個重要領域[3]。而將機械結構、電氣裝置與新材料有機結合，研制X線防護裝置[4]，也必將成為射線防護裝置的發展方向。

1　醫用X射線防護用品和裝置的沿用

自X線機投入使用至今，不斷有放射工作者和科研人員研制X射線防護用品和裝置。

1.1傳統鉛防護用品

傳統的鉛防護用品有鉛圍裙、鉛圍脖、鉛帽、鉛眼鏡等，在對腳、腿、腰椎、胸椎、手、肘等檢查時，使用較多。這些產品不但存在檢查前后穿脫的麻煩，也增加了受檢者的重負，同時附著在鉛衣表面的細菌還容易造成交叉傳播感染，長時間使用易折損破裂，需定期更換。

1.2簡易鉛防護裝置

簡易鉛防護裝置，如床邊鉛掛簾、鉛屏風、鉛玻璃防護門窗等，為方便投照和介入手術等遮擋需要，陸續問世，但無機械和電動裝置設計，移動不便、占用空間大、均比較笨重，有時必須兩人以上才能搬挪。

1.3移動式和升降式防護屏

為克服傳統防護裝置的笨重和非機械化技術缺陷，本文第一作者曾研制出一種移動式X線防護屏[5]安裝于X線機拍片床上，其主體結構，見圖1。

圖1　移動式X線防護屏的主視結構示意圖

由圖1可見，滑軌和齒條并列配裝在X線床邊上，中空立柱通過軌輪配裝在滑軌上；中空立柱上端水平鉸接有橫臂，橫臂外端配裝有與之在水平內垂直的手柄；中空立柱上端與橫臂之間配裝有橫臂水平旋轉鎖定裝置，中空立柱下端與齒條之間配裝有中空立柱沿滑軌直行鎖定裝置。它將機械結構和電驅動裝置結合安裝，使可適性增強，在達到單人輕便操作的同時達到有效防護的目的[6]。

2　多體位醫用X射線防護屏的設計結構和原理

為擴展防護屏的使用功能，在移動式X線防護屏的基礎上，我們又研制了一種能適用多種體位的新型可調式醫用X射線防護屏[7]，下文做具體介紹。

2.1主視結構和裝置組成

新型多體位醫用X射線防護屏有兩條并列豎向立柱的梯子形翻轉支架，在向立柱內側分別配裝有凹形齒條。在凹形齒條的凹槽上安裝彈力滑輪裝置，在凹形齒條的齒溝安裝彈簧鎖裝置，再配裝在兩條凹形齒條之間的上下活動架上。上活動架前側固裝有方形屏蔽布，下活動架前側配裝有梯形下擺式屏蔽布；彈力滑輪裝置包括由彈簧支撐的可沿凹形齒條凹槽上下滑動的滑輪，彈簧鎖裝置包括由彈簧支撐手柄拉動的插入凹形齒條兩邊齒溝的橫式鎖銷。此裝置不同方位的視圖，見圖2～4。

2.2翻轉支架

梯子形翻轉支架一側的豎向立柱中部通過橫向支撐軸配裝在1個底座帶萬向輪的立架上，并且梯子形翻轉支架與立架之間配有翻轉支架旋轉鎖定裝置，不但方便移動，而且適用多種體位拍射屏蔽的優點。當梯子形翻轉支架直立時，用于站姿拍片；水平位置時，用于平臥拍片；傾斜位置時，用于仰臥拍片。

圖2　主視結構示意圖

圖3　后視結構示意圖

圖4　橫向使用狀態下的俯視結構示意圖

2.3上下活動架與屏蔽布

梯子形翻轉支架上的上下可移動的方形屏蔽布和梯形下擺式屏蔽布的有機配合可滿足日常站立X光檢測屏蔽需要。屏蔽布外周包覆防雨布的鉛橡膠皮。采用凹形齒條的凹槽與彈力滑輪裝置配合的活動架配裝方式，既便于上下移動，又不會脫出，可靠性強。采用與凹形齒條的齒溝配合的彈簧鎖裝置，是由于凹槽兩側齒條同時與橫式鎖銷端部接觸，有利于防止松動和晃動，穩定性好。彈簧支撐和手柄拉動是指在彈簧支撐力的作用下橫式鎖銷端部伸入齒條齒溝中，以固定活動架，需要移動活動架時，則操作手柄克服支撐彈簧阻力并向后拉動橫式鎖銷使端部退出齒條齒溝，待移動到合適位置時，松開手柄橫式鎖銷端部即可插入齒條齒溝中，非常方便支架上下移動和固定。梯形下擺式屏蔽布主要用于屏蔽性腺，方形屏蔽布用于上體位防護。

2.4立架、活動架和底座

立架由1個立柱和在其下端固裝帶萬向輪的底座組成，外周包覆的防雨布鉛橡膠皮方便更換，有利于保持清潔。支撐橫桿有利于防止鉛橡膠皮在重力下發生變形，減少屏蔽面積。

活動架為井字形，兩側端都固裝兩個彈力滑輪裝置，在彈力滑輪裝置之間各配裝一個彈簧鎖。支撐橫桿及方形屏蔽布和梯形下擺式屏蔽布兩側向遠離活動架的方向弧形彎曲。

底座是四角下面配裝萬向輪的矩形框，矩形框的1個角向上固裝立柱，立柱朝對角線或者側邊方向通過橫向鉸接軸配裝梯子形翻轉支架。

井字形活動架兩側端部都固裝1個端架，彈力滑輪裝置的滑輪安裝在1個后端帶支撐彈簧的橫向滑架上，端架上有與橫向滑架配合的橫向滑槽，滑輪輪軸和支撐彈簧后端分別抵住橫向滑槽的前后兩端。

底座與立柱相鄰的1個角向上固裝一段矮柱，矮柱上端與立柱之間固裝有橫桿，梯子形翻轉支架直立時，下端位于矮柱及橫桿上方。

采用以上方式設計的多體位醫用X射線防護屏結構簡單、穩定性好，方便制造和使用。

2.5滑配管、支撐彈簧、手柄及槽輪

在端架上下兩個彈力滑輪裝置之間裝有橫式鎖銷的滑配管，橫式鎖銷從滑配管前端伸出，其結構見圖5～6。橫式鎖銷后端配裝有支撐彈簧，滑配管后端套裝有抵住支撐彈簧后端帶中孔的絲帽，橫式鎖銷后端固連有穿過支撐彈簧和絲帽中孔的連桿。井字形活動架配裝1個與之上下滑配的U型滑配手柄，手柄兩側分別通過鋼絲繩與兩側連桿相連。不論活動架處于什么位置，支撐彈簧始終能夠使滑輪抵住凹形齒條的凹槽，上下拉動手柄時即可向里拉動鋼絲繩、連桿和橫式鎖銷。

立柱位于配有伸縮鎖定機構的中部伸縮段，這樣可以滿足水平或者斜向拍片時，不同體位高度需要。

井字形活動架的豎框在與連桿橫向相對位置安裝兩個上下相對的槽輪，鋼絲繩穿過槽輪之間的槽孔與U型滑配手柄相連，兩個上下相對的槽輪用于保持鋼絲繩始終處在水平位置。在操作U型滑配手柄時，僅需鋼絲繩繞槽輪上下拉動，不用直接上下拉動連桿，可減少彈簧鎖裝置的磨損和阻力增加。

U型滑配手柄固裝在井字形活動架中部，4個上下兩組內外分布的支撐輪與井字形活動架豎向滑配，或者U型滑配手柄的兩側與兩個上下相對的槽輪內側豎向滑配。這種設計的滑配方式簡便可靠，后者結構更簡單。

上下套管為內外套裝滑配的圓管，伸縮鎖定機構是在外套管的端部制有彈性裂頭，外套管在彈性裂頭的基部通過絲扣配裝一個用于向內套管夾緊彈性裂頭的手旋帽。手旋帽外周制有用于增大手握摩擦力的手紋或者手旋帽配裝有手柄。擰開手旋帽就可以自由上下升降，擰緊手旋帽就可以固定升降位置。

圖5　凹形齒條及弱力滑輪部分的主、側結構示意圖。

圖6　凹形齒條、彈簧鎖部分的側結構及支撐橫桿、屏蔽布部分彎曲結構形式的俯視示意圖。

2.6支撐軸和鎖定裝置

梯子形翻轉支架的一個豎向立柱與立架中的1個與橫向支撐軸固裝，另1個則與橫向支撐軸鉸接，在立柱與橫向支撐軸鉸接之間配裝翻轉支架鎖定裝置。另外可采用的一種設計方式是將梯子形翻轉支架的1個豎向立柱鉸接在1個氣壓伸縮桿的一端，氣壓伸縮桿的另一端鉸接在立架上，氣壓伸縮桿伸出時梯子形翻轉支架處于直立狀態，氣壓伸縮桿縮進時梯子形翻轉支架處于水平狀態。

翻轉支架鎖定裝置是梯子形翻轉支架的1個橫向立柱與橫向支撐軸固裝，橫向支撐軸另一端橫向穿過立架并與立架鉸接，并且在穿出立架的橫向支撐軸端頭固裝1個卡盤。立架上配裝與該卡盤配合的彈性卡座，還配裝有能夠包覆卡盤和卡座的盤盒。卡盤上有環形或者放射狀分布的凸棱或者凹槽，彈性卡座上配裝有與凸棱或者凹槽配用的環形或者放射狀分布的彈性卡頭，彈性卡頭優選為彈簧支撐的滾珠。

氣壓伸縮桿的上端鉸接在固裝在梯子形翻轉支架豎向立柱的上端屏蔽布側的鉸接座上，下端鉸接立架該側的下部。在外側一條豎向立柱外側固裝有U型手持柄。

方形屏蔽布和梯形下擺式屏蔽布及支撐橫桿的兩側向遠離活動架的方向彎曲，這樣既增加了側向屏蔽功能，又符合人體工學原理。

3　臨床實施方式

作為有益變換，還可以作如下改進：即通過與凹形齒條的凹槽配合的彈力滑輪裝置和與凹形齒條的齒溝配合的彈簧鎖裝置，在兩條凹形齒條之間配裝下活動架。通過與所述凹形齒條的凹槽配合的彈力滑輪裝置與下活動架向上延伸的立桿配裝的齒條配合的彈簧鎖裝置，在兩套齒條之間配裝上活動架；采用這種技術方案，當單獨操作下活動架時可同步移動上活動架，當單獨操作上活動架時，可任意調整上活動架與下活動架的相對位置，也可調整上活動架與梯形支架的相對位置或者調整上活動架的絕對位置。

綜上設計的新型多體位醫用X射線防護屏具有機身可任意水平移動，兩塊屏蔽布不需穿用、可上下任意滑動，滿足了立式檢查時的防護要求。梯子形翻轉支架可水平放置和斜向旋轉，以適應平臥和斜臥體位拍片；通過升降以適應不同高度拍片。

4　討論

隨著X線新技術的不斷開發、應用，X射線對患者和操作者的危害越來越受到關注，特別是近臺操作項目，對防護提出了更高的要求[8]。加強病人及醫護人員的防護管理，才能使X射線裝置在造福于人類的同時，把危害降到最低[9]。放射損害的發生受多種復雜因素的影響，如受照劑量、受照面積和部位、受照個體與組織細胞的放射敏感率以及射線的能量等[10]。因此，在設計X射線防輻射產品和裝置時，應遵循靈便性、多用性、觀賞性和可靠性之設計思路[11]。本新型多體位X射線防護屏彈力滑輪和彈簧鎖裝置、翻轉支架設計靈巧、操作便捷，克服了傳統的帶腳輪的鉛屏風結構單一、移動笨拙、不能適用患者多種體位投照的缺陷。固裝在上下活動架上的屏蔽鉛布穩定性好，無需折疊，使用壽命周期明顯延長。

5　結束語

本實用新型多體位X射線防護屏能以簡便易行的方式實現動態防護，其防護性能符合相關標準規定要求[12-13]，能實現最大限度地減少受檢者及其周圍人員的輻射劑量[14-15]。經臨床使用證明，此種裝置操作、移動方便，性能可靠、占用空間小且適用性強，很好地解決了現有X射線防護裝置不能適應多體位拍片的問題，而且避免了穿脫傳統鉛衣、帽的麻煩和細菌交叉感染問題。

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本文作者：余巧生，醫學工程科主任，主管技師。

作者郵箱：627672707@qq.com

[中圖分類號]TH771+.5

[文獻標志碼]A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.02.007

[文章編號]1674-1633(2014)02-0030-04

收稿日期：2013-08-02修回日期：2013-08-27專利：國家實用新型專利（ZL201320240300.8）。

通訊作者：蔣均遠，中國人民武裝警察部隊北京市總隊第二醫院院長。

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]目的結合X線檢查診斷的防護需求，研制一種新型多體位X射線防護屏。方法對防護屏的翻轉支架、支撐軸、屏蔽布、活動架以及彈簧鎖等裝置進行技術設計，實現新型多體位X線防護屏的靈活操作。結果該防護屏占用空間小、移動靈活、操作方便、性能可靠，能有效實現患者X射線投照時的防護。結論研制的新型多體位X射線防護屏可滿足X射線受檢者多體位的防護要求，避免穿脫傳統鉛防護衣、帽、裙的麻煩，同時防止附著在鉛衣表面細菌的交叉傳播，提高了醫師操作的便捷性和服務質量。

[關鍵詞]X線機；X射線防護屏；多體位防護；X射線

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