人体指骨铅密度无创伤测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种人体指骨铅密度无创伤测量装置，涉及人体骨骼内重金属元素的体外直接测量装置；尤其涉及一种对人体食指骨骼中铅元素含量进行快速、无创伤性的测量装置。本装置是在辐照平台１上，其Ｘ方向设置有指体定位器３，其Ｙ方向设置有两个辐射器２，其Ｚ方向的下部设置有探测器４；探测器４、调控器５、多道分析器６、输出器７依次电连接。本实用新型专利技术能实现人体内骨铅的无创伤性测量；如将指体定位器３作简单的改装，即可直接非破坏性地对某些食品中的铅含量进行快速、定量分析。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及人体骨骼内重金属元素的体外直接测量装置；尤其涉及一种对人体食指骨骼中铅元素含量进行快速、无创伤性的测量装置。具体地说，是一种通过对人体内铅元素放射性激活，使其释放出特征X射线荧光，再通过体外探测该X射线荧光，从而确定体内铅元素含量的技术。该技术称为体内X射线荧光分析技术(In vivo XRF)。
技术介绍
铅是人类受工业和环境污染毒害严重的首位重金属微量元素。过量的铅在人体内积存会严重造成人体多种疾病，如造成神经系统、造血系统、内分泌系统和生殖系统的病变；破坏人体肝、肾功能；严重影响青少年智力和身体的正常发育和成长；更对人群有较高的致癌的概率。临床医学上常用化学和仪器分析方法，通过测定人体血铅含量来判断人体受铅毒害的程度(GB11504-89职业性慢性铅中毒标准)。然而血铅在人体内的生物半衰期仅有20多天，它只能反映机体近期铅中毒的状况。铅进入人体以后，大约有95％的铅元素积存在骨骼中，而且其生物半衰期可长达25年之久。因此只有测量骨骼中铅的含量才是确定人体铅中毒严重程度的指标(Lillian JSomervaille et al.，phys.Med.Biol.，1985，Vol.30，NO.9，929-943)。国外最近有人运用X射线管或γ源激发人腿骨中的铅，应用体内X射线荧光技术对人腿胫骨铅含量进行过实验室测量(Huiling Nie at al，Nucl.Instr.&Meth.In phy.Resear.B 213，2004，579-583)，也有实验表明人指骨铅密度与人腿胫骨及其它部分骨骼铅密度是一致的，因此测定人体指骨铅密度具有重要的代表意义。至今国内未见有其它适合医学临床和对重金属环境污染调查的、小型的、人体指骨铅含量无创伤测量装置。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有测量人体内铅含量(血铅)技术的缺陷，提供一种人体指骨铅密度无创伤测量装置，为医学临床、环境污染调查，同时也为某些食品(如皮蛋、罐藏饮料)中铅含量非破坏性分析提供技术手段。本技术的目的是这样实现的。如图1，本技术的思路是①对指骨中铅含量信息激发a 通过γ射线激发指骨中铅元素，使铅元素能量和强度的信息表征出来；②对铅元素受激释放出的特征X射线探测b 通过高灵敏度探测器探测特征X射线，并转换成光电子信号；③对探测到的光电子信号进行处理c 通过电子信号调控器进行信号波形的变换、放大及初步分析；④分析及骨中铅密度值显示和输出d 用多道分析器分析X射线能谱，运用软件的功能显示并输出指骨铅密度值。具体地说，如图2，本技术包括指铅幅照机构9和采集分析机构10两部分；指铅幅照机构9由辐照平台1、辐射器2、指体定位器3组成；采集分析机构10由探测器4、信号调控器5、多道分析器6、输出器7组成；在辐照平台1上，其X方向设置有指体定位器3，其Y方向设置有两个辐射器2，其Z方向的下部设置有探测器4；探测器4、调控器5、多道分析器6、输出器7依次电连接。1)辐照平台1在辐照平台1上设置有屏蔽板1.1，有利于对医、患人员的保护。2)辐射器2如图3，辐射器2由γ源2.1、金属腔2.2、盖2.3和底座2.4组成；金属腔2.2和底座2.4连为一体，γ源2.1置于金属腔2.2内，金属腔2.2和盖2.3通过螺纹连接。3)指体定位器3如图4，指体定位器3由导轨3.1、定位板3.2、大环3.3、小环3.4、升降螺钉3.5组成；定位板3.2下方四角设置有升降螺钉3.5，定位板3.2置于两个导轨3.1内，定位板3.2的上面设置有大环3.3和小环3.4。4)探测器4如图5，探测器4由探头4.1、屏蔽体4.2、底座4.3、槽板4.4组成；屏蔽体4.2和底座4.3连为一体，底座4.3和槽板4.4通过凸凹槽连接，在屏蔽体4.2内设置有探头4.1。探头4.1选用一套高分辨率、低能X射线光子探头，能有效地探测能量122kev以下的X射线；当γ源2.1的射线与探头4.1轴线成正交状态时，成900康普顿散射光子峰能量为98.1kev。几个铅的KαX射线峰处在康普顿散射峰高能一边的斜坡上。屏蔽体4.2选用钨金属作材料。探头4.1可前、后移动或由螺栓固定。5)调控器5如图6，调控器5由延时放大器5.1、线性放大器5.2、模数转换器5.3组成；延时放大器5.1、线性放大器5.2、模数转换器5.3依次电连接。由探测器4接收的光电子信号经过预放大电路放大后，输入调控器5，进行信号波形的变换、线性放大、信号甄别和辐度的分析。6)多道分析器6和输出器7 如图7，多道分析器6由放大器6.1、规范线性门6.2、波峰延时器6.3、SCA6.4、ADC6.5、寄存器6.6、键盘或鼠标6.7、控制器6.8、显示器6.9、I/O界面6.10、组成；放大器6.1、规范线性门6.2、波峰延时器6.3、ADC6.5、寄存器6.6、I/O界面6.10依次连接；SCA6.4分别与规范线性门6.2、ADC6.5连接；键盘或鼠标6.7、控制器6.8、I/O界面6.10依次连接；显示器6.9分别与寄存器6.6、控制器6.8连接。如图7，输出器7与I/O界面6.10连接。从调控器5输出的脉冲再经放大器6.1放大，进入限制脉冲类别的规范线性门6.2，在波峰延时器6.3和SCA6.4及ADC6.5之间形成反馈信号运算，将记数储存在寄存器6.6中。同时由人工键盘或鼠标6.7的操作信号，利用控制器6.8对寄存信号进行“显示”(显示器6.9)或给出“输入、输出”(I/O界面6.10)指令。在显示屏上显示各种X射线光子计数谱。运用已编程序软件，对Kα或L峰施行积分计数分析。这就是多道能谱分析的基本过程。在显示器6.9上或由输出打印机直接给出骨铅密度值ρx。本装置工作原理是待测指体8被安置在指体定位器3中。指骨或体模假骨中的铅元素，被前后一线上的γ源2.1辐照，两个源均由不锈钢金属体屏蔽，并使射线获得准直。指骨或体模假骨中的铅元素被激活，铅原子的电子跃迁而散射出K系列和L系列特征X射线。探测轴线与辐射线正交的探测器4的探头4.1接受诸信号。通过光子探头4.1的预放大电路使弱的光信号转换为电脉冲信号。电脉冲信号进入调控器5，调控器5对脉冲进行变换、线性放大和数模转换。最终送入微机一体化的多道分析器6，通过特定的X射线能谱分析，获取铅的X荧光谱的定量积分计数。人体指骨铅的积分计数与已知铅含量的体模中骨铅的积分计数的比较，即可确定人体指铅的含量。为了克服不同人指骨骼的差异，和不同肌肉厚度对测量的影响，我们可制作多个体模进行蒙托卡罗模拟(Monte Carlo Simulation)分析。其中的办法之一是运用不同铅质量密度的体模测定，根据KαX射线强度与相干散射强度之比σn与铅质量密度ρn的线性函数关系，获取人指铅含量ρx值。运用电脑程序化设计，使输出器15最后直接由显示器显示或由打印机打印出人体指骨铅密度值ρx(μgPb/g·bone)。本技术具有以下优点和积极效果①与国外已有技术相比较，利用同位素γ射线源代替偏振化X射线管激发X射线荧光，使设备小型化；由测量人腿胫骨铅改为测量食指铅含量可使人体接受放射性生物剂量当量减少；运用相干散射标准测量，避免了人腿X射线影像确定腿胫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人体指骨铅密度无创伤测量装置，包括多道分析器（６），其特征在于：在辐照平台（１）上，其Ｘ方向设置有指体定位器（３），其Ｙ方向设置有两个辐射器（２），其Ｚ方向的下部设置有探测器（４）；探测器（４）、调控器（５）、多道分析器（６）、输出器（７）依次电连接；所述的辐照平台（１），其上设置有屏蔽板（１．１）；所述的辐射器（２）由γ源（２．１）、金属腔（２．２）、盖（２．３）和底座（２．４）组成；金属腔（２．２）和底座（２．４）连为一体，γ源（２．１）置于金属腔（２．２）内，金属腔（２．２）和盖（２．３）通过螺纹连接；所述的指体定位器（３）由导轨（３．１）、定位板（３．２）、大环（３．３）、小环（３．４）、升降螺钉（３．５）组成；定位板（３．２）下方四角设置有升降螺钉（３．５），定位板（３．２）置于两个导轨（３．１）内，定位板（３．２）的上面设置有大环（３．３）和小环（３．４）；所述的探测器（４）由探头（４．１）、屏蔽体（４．２）、底座（４．３）、槽板（４．４）组成；屏蔽体（４．２）和底座（４．３）连为一体，底座（４．３）和槽板（４．４）通过凸凹槽连接，在屏蔽体（４．２）内设置有探头（４．１）；所述的调控器（５）由延时放大器（５．１）、线性放大器（５．２）、模数转换器（５．３）组成；延时放大器（５．１）、线性放大器（５．２）、模数转换器（５．３）依次电连接；所述的多道分析器（６）由放大器（６．１）、规范线性门（６．２）、波峰延时器（６．３）、ＳＣＡ６．（４）、ＡＤＣ６．（５）、寄存器（６．６）、键盘或鼠标（６．７）、控制器（６．８）、显示器（６．９）、Ｉ／Ｏ界面（６．１０）组成；所述的输出器（７）与Ｉ／Ｏ界面（６．１０）连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海婴，
申请(专利权)人：王海婴，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]