劉燕茹 石繼飛 史曉霞 劉明芳 曹艷娟

(包頭醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古 包頭 014040)

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一種X線機(jī)單元電路實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)
——基于電路聯(lián)動(dòng)的點(diǎn)片、透視模擬操作

劉燕茹 石繼飛 史曉霞 劉明芳 曹艷娟

(包頭醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古 包頭 014040)

為解決因醫(yī)學(xué)影像設(shè)備課程教學(xué)原理抽象、教學(xué)內(nèi)容廣泛、教學(xué)成本高、實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴等特點(diǎn)所造成課程難講的困難，文章設(shè)計(jì)了X線機(jī)透視、點(diǎn)片操作與電路聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱.該實(shí)驗(yàn)箱成本低，安全性能高，且無X線電離輻射.利用該實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行教學(xué)，可以讓學(xué)生更好地掌握X線機(jī)點(diǎn)片、透視的操作流程以及點(diǎn)片、透視時(shí)各單元電路的調(diào)度關(guān)系，使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到完美的結(jié)合，為學(xué)生日后醫(yī)院學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備 點(diǎn)片 透視 單元電路

作為高等醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)、醫(yī)學(xué)影像專業(yè)的專業(yè)必修課,《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》主要研究醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的基本工作原理及組成結(jié)構(gòu)，是理論與實(shí)踐相結(jié)合，且實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門課程[1].因?qū)嶒?yàn)設(shè)備昂貴和教學(xué)內(nèi)容廣泛，該課程的真機(jī)模擬操作及單元電路講解一直以來面臨著很大的困難，主要表現(xiàn)如下：

(1)《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》的先修課為電子學(xué)、醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)等理工科背景較強(qiáng)的課程，該課程教學(xué)范圍廣，難度大， 如X線機(jī)單元電路和整機(jī)電路主要以大型復(fù)雜電路為主.

(2)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備體積龐大，價(jià)格昂貴，少則幾萬，高則幾百萬甚至上千萬，導(dǎo)致高校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不可能配備齊全，致使醫(yī)學(xué)影像設(shè)備課程理論與實(shí)踐結(jié)合困難，理論教學(xué)枯燥無味，調(diào)動(dòng)不起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性.

文章針對(duì)上述《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》課程教師難講的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種X線機(jī)透視點(diǎn)片操作與電路聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱，以期以低成本提高該課程的課堂教學(xué)效果.

1 X線機(jī)透視點(diǎn)片操作與電路聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱功能

X線機(jī)透視、點(diǎn)片操作與電路聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱用于解決因上述原因而造成的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)課程中單元電路難講,學(xué)生在學(xué)校中難接觸、難操作X線機(jī)等問題.該實(shí)驗(yàn)集電源電路，燈絲加熱初、次級(jí)電路，高壓初、次級(jí)電路，限時(shí)電路于一個(gè)電路面板上，主要功能如下：

(1)模擬X線機(jī)透視操作流程以及各電路工作先后順序和主要繼電器工作的先后次序.

(2)模擬透視、點(diǎn)片切換時(shí)各個(gè)電路工作先后順序和主要繼電器工作的先后次序.

(3)利用發(fā)光二極管顯示X線機(jī)透視、點(diǎn)片時(shí)各單元電路之間工作的先后.

(4)通過故障點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟悉透視點(diǎn)片過程中常見故障及維修和檢測(cè)方法.

(5)該實(shí)驗(yàn)裝置避免了高kV和X線的電離輻射給師生帶來的潛在安全隱患，以保護(hù)師生的人身安全.

2 X線機(jī)透視點(diǎn)片操作與電路聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱特點(diǎn)

X線機(jī)透視、點(diǎn)片與電路聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱包含有外殼，外殼內(nèi)集成有電源電路、控制電路、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)電路、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極延時(shí)保護(hù)電路、燈絲加熱初級(jí)電路、高壓初級(jí)電路、高壓次級(jí)電路和限時(shí)電路，所述電源電路分別與控制電路、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)電路、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極延時(shí)保護(hù)電路、燈絲加熱初級(jí)電路、高壓初級(jí)電路和限時(shí)電路連接以提供電源，所述控制電路分別與旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)電路、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極延時(shí)保護(hù)電路、燈絲加熱初級(jí)電路、高壓初級(jí)電路和限時(shí)電路連接以實(shí)現(xiàn)控制，所述旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)電路和燈絲加熱初級(jí)電路分別與旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極延時(shí)保護(hù)電路連接，所述高壓初級(jí)電路和燈絲加熱初級(jí)電路分別與高壓次級(jí)電路連接.該實(shí)驗(yàn)箱具備成本低(5 000～10 000元)，安全性能高(不涉及kV的電壓),且無X線電離輻射等優(yōu)點(diǎn)，具體特點(diǎn)如下：

(1)模擬X線機(jī)透視操作時(shí)，各個(gè)單元電路的工作狀態(tài)及X線機(jī)透視的操作流程

首先,按下實(shí)驗(yàn)箱的開關(guān)S1(見圖1)，模擬X線機(jī)電源電路接通，再次按下開關(guān)S1時(shí)電源電路斷開，自耦變壓器失電，模擬X線機(jī)關(guān)機(jī).其次，按下開關(guān)S3(見圖1)相當(dāng)于按下手閘或是踩下腳閘，透視開始，再次按下開關(guān)S3(松開手閘或放開腳閘)時(shí)，停止透視.

(2)模擬X線機(jī)點(diǎn)片操作時(shí)，各個(gè)單元電路的工作狀態(tài)及X線機(jī)點(diǎn)片攝影的操作流程

按下開關(guān)S2(見圖1)，相當(dāng)于拉動(dòng)點(diǎn)片架，燈絲加熱電路得電，旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)電路、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極延時(shí)與保護(hù)電路得電，為點(diǎn)片攝影做準(zhǔn)備工作.

圖1 電源電路與控制電路

旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極延時(shí)與保護(hù)電路(圖2)用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)、燈絲加熱是否正常：這里可以設(shè)置故障點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)，如果燈絲加熱、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)正常，旋轉(zhuǎn)延時(shí)保護(hù)電路中的繼電器J4得電，為曝光做好準(zhǔn)備；如果燈絲加熱不正?；蛐D(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)不正常，J4不得電，即使按下手閘二擋也不能進(jìn)行曝光.按下開關(guān)S5(見圖1)，繼電器J16(見圖3)的常閉觸點(diǎn)可以將旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)電路斷開，用于模擬燈絲加熱正常，旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極沒啟動(dòng)時(shí)，不能進(jìn)行曝光的情況.測(cè)試點(diǎn)分別用于燈絲加熱正常、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)正常和燈絲加熱正?；蛐D(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)不正常的情況下開關(guān)三極管BG205，BG204發(fā)射極、集電極、基極相對(duì)于地的點(diǎn)電位.

圖2 旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極延時(shí)與保護(hù)

按下開關(guān)S4時(shí)(相當(dāng)于點(diǎn)片架到位)，曝光開始，同時(shí)點(diǎn)片攝影限時(shí)電路開始工作；到了預(yù)設(shè)的曝光時(shí)間，限時(shí)保護(hù)電路(圖4)中的繼電器J1得電，其常閉觸點(diǎn)切斷JC2(見圖1)的得電通路，點(diǎn)片攝影結(jié)束.

圖3 旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)

圖4 點(diǎn)片限時(shí)

(3)另外，為保證人員安全，實(shí)驗(yàn)箱中的管電壓不用kV級(jí)別，而是用伏特級(jí)別，一般選十幾個(gè)伏特到幾十個(gè)伏特.

3 總結(jié)

文章設(shè)計(jì)了一種X線機(jī)透視、點(diǎn)片操作與電路

聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱，該實(shí)驗(yàn)箱以低成本，高安全性，無電離輻射的特點(diǎn)解決了如下實(shí)際問題：

(1)通過該實(shí)驗(yàn)裝置使無法接觸到X線機(jī)的學(xué)生對(duì)X線機(jī)的操作有一直觀的認(rèn)識(shí)，并熟悉X線機(jī)透視、點(diǎn)片操作的流程，熟悉透視、點(diǎn)片過程中各單元電路的作用、相互聯(lián)系以及工作原理，加深學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的理解；

(2)通過故障點(diǎn)的設(shè)置，為學(xué)生以后從事X線機(jī)維修工作打下堅(jiān)實(shí)的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)，熟練掌握X線機(jī)的維修方法和檢測(cè)方法.

1 韓豐談, 朱險(xiǎn)峰. 醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué). 北京:人民衛(wèi)生出版社, 2004.111～130

2 王石，王忠，劉亞強(qiáng),等.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備研究環(huán)境和開發(fā)平臺(tái).實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2008,25(10)：63～68

3 齊現(xiàn)英，魯文，韓豐談.虛擬仿真教學(xué)在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)教學(xué)中的研究與應(yīng)用. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2012,29(1):3 208～3 210

4 岳若蒙.設(shè)計(jì)性試驗(yàn)在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)試驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐與探索.衛(wèi)生職業(yè)教育,2014，32(4)：76～77

5 成謝峰,張學(xué)軍,朱震華,等.建設(shè)具有“大信息”特色的電工電子立體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008,27(11) ：71～75

劉燕茹(1982- )，女，碩士，講師，研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)影像技術(shù).

2015-09-09)