Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word 7384 doc BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ LASER BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN CẤP BỘ KHẢO SÁT NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ TỔNG THỂ THIẾT BỊ CHỤP X QUANG TẦN SỐ CA[.]
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ LASER BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN CẤP BỘ KHẢO SÁT NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ TỔNG THỂ THIẾT BỊ CHỤP X-QUANG TẦN SỐ CAO 500mA (Digital Controlled X-Ray Instrument) Chủ nhiệm đề tài: KS LÊ HUY TUẤN 7384 01/6/2009 HÀ NỘI – 2004 §Ị tài nghiên cứu khoa học công nghệ ( Thông tin quản lý ) Tên đề tài: Khảo sát nguyên lý thiết kế tổng thể thiết bị chụp X - Quang tÇn sè cao 500mA” Digital Controlled X – Ray Instrument Mà số: Chơng trình: Chủ nhiệm đề tài: Ks Lê Huy Tuấn Cơ quan (cấp) quản lý: Cơ quan chủ trì: công nghệ Bộ Khoa học Công nghệ Trung tâm công nghệ Laser Viện ứng dụng Cơ quan phối hợp: Manufacturer COMED CO., LTD Add: 128, Chowol, Gwongju, Gyunggi, Korea Thêi gian thùc hiƯn: 12 th¸ng (01/ 2004 12/ 2004) Kinh phÝ : 92 triƯu ®ång Ng−êi tỉ chøc, thùc hiƯn chÝnh:- Ks Lª Huy Tn - Ts Trần Ngọc Liêm - Phòng Công nghệ Điện tử Y häc – TTCN Laser Lµm chđ kü tht chơp X Quang tần số 10 Mục tiêu: cao Việt Nam Nghiên cứu khảo sát nguyên lý thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao 500mA, tiến tới thiết lập đề án khả thi nhằm chế tạo toàn thiết bị Việt Nam 11 Nội dung: Khảo sát TT nguyên lý, đo lờng, phân tích tham số điều khiển, kỹ thuật thiết bị chụp X- Quang tần số cao 500mA ThiÕt kÕ TT hƯ thèng thiÕt bÞ ( Bàn bệnh nhân, giá đỡ, ống X Quang, tủ điều hành, lập trình điều khiển mặt máy, cao áp) 12 Nhu cầu Kinh tế Xà hội, nơi áp dụng (u áp dụng, giá thành thiết bị): Hiện nay, hầu hết thiết bị chụp X Quang tần số cao Việt Nam phải nhập từ nớc với giá thành cao từ (40.000 100.000USD tuỳ loại) Trong tình trạng bệnh nhân tải bệnh viện ngày tăng việc chụp dầy, ngực, tiết niệu, xơng (chiếm đến 70% số lợng bệnh nhân nhập viện) Việc nghiêu cứu, triển khai đề tài đem lại nhiều lợi ích kinh tế xà hội; đáp ứng đợc vấn đề bảo trì thiết bị lâu dài lắp đặt, đào tạo chủ động 13 Tình hình nghiên cứu trong, nớc: Trong nớc: Đến thời điểm này, cha có tổ chức đặt vấn đề nghiên cứu thiết kế tổng thể chi tiết chế tạo hoàn chỉnh thiết bị X Quang tần số cao Trên giới: Thiết bị X Quang tần số cao phức tạp, có số nớc có tảng công nghệ tốt đà chế tạo ứng dơng réng r·i Nã cã nhiỊu −u thÕ sư dụng: Nhanh, xác, xử lý - lu trữ thuận tiện, hiệu quả, an toàn, gọn nhẹ Bởi đề tµi cã tÝnh thiÕt thùc vµ cÊp thiÕt cho nỊn y học nớc nhà Mục lục Phần Khảo sát nguyên lý tổng thể thiết bị chụp X- Quang tÇn sè cao 500mA Trang A Tỉng quan A1 Sự đời phát triển A2 u hạn chế A21 u A22 Hạn chế A3 Phân loại X- Quang A31 Thiết bị X Quang thông thờng (truyền thống ) Classic XRay A32.Intrument Máy X- Quang tÇn sè cao (High Frequency X – Ray Intrument) A33 Thiết bị X Quang tần số cao ®iỊu khiĨn kü tht sè (Digital Controlled X A34 Ray MáyIntrument chụp XQuang tần số cao số hoá toàn (Digital X-Ray ) System ) A35 ThiÕt bÞ X - Quang tăng sáng truyền hình 3 4 4 A351 Khối thiết bị tăng sáng A352 Khối thiết bị thu ảnh A353 Thiết bị giám sát tín hiệu (monitor) A36 Thiết bị X - Quang chụp mạch xoá (Angiography) Hình 01 : Hình ảnh máy chụp mạch bình diện A361 Chụp mạch Hình 02 : Chụp mạch X quang có thuốc cản quang A362 Các yêu cầu chụp mạch Hình 03 : Sơ đồ máy chụp mạch A37 øng dơng cđa chơp m¹ch 8 8 b Nguyên lý cấu trúc thiết bị x quang 10 B1 Bức xạ tia X 10 B2 Đặc trng tia X 11 B3 ảnh X Quang B31 Độ tơng phản 12 12 B32 Độ sắc nét 12 B33 Độ phân giải 13 B4 Cấu trúc hệ thống 13 Hình 04 : Kết cấu máy 14 Hình 05 : Sơ đồ cấu trúc thiết bị X Quang cao tần kỹ thuật số 14 C Khảo sát, phân tích khối phần tử cấu thành thiết bị 15 C1 Khối tạo định vÞ chïm tia X C11 Bãng X-Quang (X – ray tube ) 15 15 C111 Nguyên tắc hoạt động bóng X-Quang 15 C112 Cấu tạo 15 Hình 06: Bóng X- Quang 15 a) Ka tèt: 15 b) A nèt: 16 c) Vá trong: 16 d) Vá ngoµi: 17 e) Cửa sổ 17 C113: Cấu tạo nguyên lý bóng X - Quang có Anốt cố định: 17 Hình 07: CÊu t¹o mét bãng X- quang cã Anèt cè định 17 a) 18 Ka tốt: Hình 08: Mô tả mét Katèt kÐp 18 b) 18 A nèt: H×nh 09 : Quan hệ góc đích với chấm hội tụ thực chấm hội tụ hiệu c) Thiết bịdụng loại bỏ tia mềm: 18 d) Mạch khác phục trạng thái dới bÃo hoà: 19 19 C114: Cấu tạo bóng X-Quang cã A-nèt quay: 20 H×nh 10: CÊu tróc mét Anốt quay 20 a) 20 A tốt: b) Động A nèt: 21 c) Vá thủ tinh 21 H×nh 11 : Ruột vỏ thuỷ tinh loại bóng A-nốt quay 21 C115: Khả tản nhiệt bóng : 21 C116: Những thiết bị cải tiến bóng X-quang : 22 a) L−íi ®iỊu khiĨn 22 c) Vá chÕ t¹o tõ kim lo¹i : 22 d) Vá kim lo¹i gốm: 22 e) A-nốt chế tạo từ Môlipđen: 23 C117: Một số tiêu loại bãng X-Quang: C12 èng chuÈn trùc (Collimator/ diaphragm) H×nh 12 : CÊu tróc cđa hép chn trùc C13 L−íi ®iỊu khiĨn 23 23 24 24 C131: L−íi tÜnh 24 C131: Lới động 24 Hình 13: Cấu trúc lới tĩnh loại lới động 25 C2 Khối định vị chụp (điều khiển tay, giá đỡ, đờng ray, bàn bệnh 26 nhân) C21 Điều khiển tay (Handle bar) Hình 14: Mô hình khối điều khiển tay 26 26 C22 Giá đỡ (Stand) 26 C23 Đờng ray (Rail) 27 Hình 15: Mô hình kết cấu giá đỡ, đờng ray C24 Bàn bệnh nhân (Table) Hình 16 : Bàn bệnh nhân, hộp Catssets C3 Khối nguồn cao áp (biến áp cao áp, dao động cao tần công suất) C31 Biến ¸p cao ¸p (High Trans) C311 BiÕn ¸p 27 27 27 28 28 28 Hình 17: Cao áp 28 a) Cấu tạo 28 b) Dầu cách điện khối cao thÕ 29 C312 ChØnh l−u cao thÕ 29 a ) ChØnh l−u cao thÕ mét pha nöa sãng 29 b) ChØnh l−u cao thÕ pha c¶ sãng 30 c) C32 Chỉnh lu cao bội áp Dao động cao tần công suất (High Frequency Power) C4 Khối điều khiển (điều hành hệ thống, đặt chơng trình hiển thị ) C41 Điều hành hệ thống (Controler Dislay) 30 30 31 31 Hình 18 : Khối điều hành hiển thị 32 C42 Đặt chơng trình hiển thị ( Console Display ) 32 Hình 19 : Sơ đồ điều khiển máy 33 C5 Khối nguồn công suất nguồn nuôi hệ thống 34 C6 Khối thu ảnh rửa tráng phim 34 C61 Phim X- Quang 34 C62 Bìa tăng quang Cát sét 34 C621 Bìa tăng quang 34 C622 Cát- xét 35 Hình 20 : Hình ảnh Cát - xét chứa phim bìa tăng quang Phần Thiết kế tổng thể thiết bị chụp x quang tần số cao 500mA A đặc điểm, thông số kỹ thuật 35 36 36 A1 Đặc điểm, u 36 A2 Cấu trúc thiết bị Hình 21 : Cấu trúc thiết bị 36 A3 Điều kiện kỹ thuật an toàn bắt buộc lắp đặt sử dụng A31 Điều kiện kỹ thuật an toàn môi trờng 37 A32 Điều kiện kỹ thuật an toàn nguồn điện 37 37 38 A33 Điều kiện kỹ thuật an toàn vận hành, vận chuyển, bảo hành, bảo trì, sửa chữa A4 Thông số kỹ thuật A41 Thông số kỹ thuật toàn hệ thống (Specification) 39 Bảng : Thông số kỹ thuật toàn hệ thống 40 A42 Khèi cao ¸p cung cÊp cao ¸p cho bãng X -Quang Bảng : Thông số kỹ thuật khối cao áp A43 Nguồn cung cấp cho toàn thiết bị Bảng : Thông số kỹ thuật nguồn cung cấp cho toàn thiết bị A44 Aptomat nhiệt từ tính (Thermomgnetic ) Bảng : Thông số kỹ thuật Aptomat nhiệt tõ tÝnh A45 D©y nguån cung cÊp pha (P = 37, 5KW) Bảng : Thông số kỹ thuật d©y nguån cung cÊp 40 40 41 41 41 41 41 41 41 42 A46 èng X –Quang B¶ng : Th«ng sè kü thuËt èng X - Quang 42 A47 Hệ thống điều khiển 42 Bảng : Thông sè kü tht hƯ thèng ®iỊu khiĨn A48 HƯ chun động Bảng : Thông số kỹ thuật hệ chuyển động A49 Kích thớc Bảng : Thông số kích th−íc thiÕt bÞ 42 42 42 42 43 43 B Tiêu chuẩn lắp ráp vận hành thiết bị 43 B1 Tháo dỡ 43 Hình 22 : Mô tả thiết bị tháo dỡ B2 Lắp ráp kích thớc tổng thể 43 44 Hình23 : Độ dài tổng thể 44 Hình 24 : Lắp ráp mặt bàn vào tủ chân bàn 44 B21 Lắp ráp bàn bệnh nhân 44 B22 Lắp ráp đờng ray 45 Hình 25 : Lắp ráp đờng ray B23 Lắp ráp giá đỡ Hình 26 : Lắp ghép giá đỡ B24 Lắp ráp mâm trợt giá đỡ hệ bóng X- Quang Hình 27 : Lắp ráp mâm trợt giá đỡ hệ bóng X- Quang B25 Lắp ráp hệ bóng X- Quang 45 45 45 46 46 46 Hình 28 : Lắp ráp hệ bóng X- Quang 46 Hình 29 : Nối dây 47 B26 Lắp ráp ốp 47 Hình 30 : Hớng lắp ráp tấp ốp đậy thiết bị 47 Hình 31 : Chỉ dẫn khoá ốp đờng ray 47 B27 Lắp ráp đầu dây cao áp vào khối cao áp 48 Hình 32 : Hớng dẫn lắp ráp đầu mút dây cao áp vào biến áp cao áp B28 Lắp ráp dây điều khiển hệ bóng X Quang 48 Hình 33 : Hớng dẫn lắp ráp dây điều khiển hệ bóng XQuang B29 Bố trí công tắc hành trình, khoá an toàn hệ thống bảng đấu dây Hình 34 : Bố trí công tắc hành trình, khoá an toàn hệ thống 48 Hình 35 : Bảng đấu dây bàn bệnh nhân B3 Cài đặt tham số, chơng trình, kiểm tra vận hành chụp xquang B31 Chuẩn bị B32 Cài đặt 48 49 49 49 50 50 50 Hình 36 : Màn hình hiển thị thông số làm việc thiết bị 50 Hình 37 : Màn hình hiển thị thông số cài đặt ống 50 Hình 38 : Chú thích nút điều chỉnh số liệu tơng ứng với phận Hình 39 : Biễu diễn so sánh đặc tính chế độ mA COMP thờng B33 Cài đặt S/W khối điều khiển mặt máy Hình 40 : Cài đặt S/W khối điều khiển mặt máy B34 Kiểm tra thông số B341 Kiểm tra sợi đốt a) Kiểm tra sợi đốt Bảng 10 : Thông số kiểm tra sợi đốt 51 51 52 52 52 52 52 52 b) Kiểm tra tần số sợi đốt 53 Bảng 11 : Tần số kiểm tra sợi đốt 53 c) 53 Kiểm tra phản hồi sợi đốt Bảng 12 : Sự phản hồi sợi đốt 53 B3742 Kiểm tra Rotor a) 53 KiÓm tra sù kÕt nèi Rotor 53 B¶ng 13 : Sù kÕt nèi Rotor 53 b) 53 KiĨm tra sù ph¶n håi Rotor B¶ng 14 : Sù ph¶n håi Rotor 53 B343 KiĨm tra IPM 54 B¶ng 15 : Kiểm tra công suất IPM1 54 Bảng 16 : KiĨm tra c«ng st IPM 54 B344 KiĨm tra cao áp 54 Bảng 17 : Kiểm tra cao ¸p 54 B345 KiÓm tra tia X – Quang a) 54 Kiểm tra tần số IPM 54 Bảng 18 : KiĨm tra tÇn sè IPM 54 b) KiĨm tra PWM 55 B¶ng 19 : KiĨm tra PWM 55 c) 55 Kiểm tra cổng vào IPM Bảng 20 : Kiểm tra cổng vào IPM 55 d) Kiểm tra đầu vào khối cao áp 55 Bảng 21 : Kiểm tra đầu vào khối cao áp 55 e) Kiểm tra phản hồi 55 B¶ng 22 : KiĨm tra sù ph¶n håi 56 B35 Các thông báo lỗi 56 Bảng 23 : Thông báo lỗi B36 56 Vận hành chụp X - Quang 57 Hình 41 : Các cỡ ngời 57 Hình 42 : Các phận thuộc thể ngời 57 Hình 43 : Các quan ngời 58 Hình 44 : Màn hình LCD 58 Hình 45 : Lựa chọn tham số chụp Màn hình LCD 58 Bảng 24 : Bảng tham khảo thông số chụp X- Quang với film thông dụng B4 Cơ khí điện tư (Gåm cã 29 b¶n vÏ) 59 B¶n vÏ 01 : Kích thớc lắp ráp tổng thể File : 01 60 Bản vẽ 02 : Hộp chứa khối điều hành 02 File : 61 59 B¶n vÏ 03 : Khèi cao thÕ X – Quang File : 03 62 B¶n vẽ 04 : Mạch điện điều khiển chuyển động bàn File : 04 Bản vẽ 05 : Khối điều hành [PCB] File : 05 63 Bản vẽ 06 : Mạch nguồn công suất File : 06 65 Bản vẽ 07 : Mạch Relay File : 07 66 Bản vẽ 08 : Mạch điều khiển sợi đốt 08 Bản vẽ 09 : Mạch điều khiển điều khiển HT 09 Bản vẽ 10 : Mạch CPU điều khiển HT File : 67 File : 68 File : 10 69 Bản vẽ 11 : Mạch điều khiển lập trình mặt máy File : 11 70 Bản vẽ 12 : SĐNL SJ 2000-A Bản vẽ 13 : SĐNL 20 Bản vẽ 14 : SĐNL 20 Bản vẽ 15 : SĐNL 21 Bản vẽ 16 : SĐNL Fi le : 71 B¶n 21 B¶n B¶n B¶n B¶n Bản mạch kiểm soát tự động nạp tụ điện 64 mạch (1)lập trình mặt máy Fi le : SJ 2000-A 72 mạch (2) lập trình mặt máy Fi le : SJ 2000-A 73 mạch hiển thị (1) mặt máy Fi le : SJ 2000-A 74 mạch phím bấm mặt máy 75 Fi le : vẽ 17 : SĐNL mạch hiển thị (2) mặt máy Fi le : SJ 2000-A 76 vẽ 18 : SĐNL mạch (1) điều khiển sợi đốt Fi le : SJ 2000-A– 77 vÏ 19 : S§NL mạch (2)điều khiển sợi đốt Fi le : SJ 2000-A 78 vẽ 20 : SĐNL mạch điều khiển IPM Fi le : SJ 2000-A 79 vẽ 21 : SĐNL mạch nguån cung cÊp chÝnh Fi le : SJ 2000-A– 80 vẽ 22 : SĐNL mạch lọc nguồn IPM 81 Fi le : Bản vẽ 23 : SĐNL mạch CPU (1) ®iỊu khiĨn HT Fi le : SJ 2000-A– Bản vẽ 24 : SĐNL mạch CPU (2) điều khiển HT Fi le : SJ 2000- A– B¶n vÏ 25 : SĐNL mạch điều khiển (1) điều khiển HT Fi le : SJ 2000-A– B¶n vÏ 26 : SĐNL mạch điều khiển (2) điều khiển HT Fi le : SJ 2000-A Bản vẽ 27 : SĐNL mạch (1) ®iỊu khiĨn Relay Fi le : SJ 2000-A– Bản vẽ 28 : SĐNL mạch (2) điều khiển Relay Fi le : SJ 2000-A– B¶n vÏ 29 : SĐNL điều khiển Relay Fi le : SJ 2000-A Bản vẽ 30 : Mô tả thiết bị tháo dỡ Fi le : Bản vẽ 31 : Phơng pháp lắp ghép giá đỡ Fi le : 82 83 84 85 86 87 88 89 90 B¶n vÏ 32: Phơng pháp lắp mâm trợt, hệ bóng X -Quang Fi le : Bản vẽ 33 : Hớng lắp ráp ốp vào thiết bị Fi le : 91 Bản vÏ 34 : Gãc ®iỊu khiĨn hƯ bãng X - QuangFi le : 93 Bản vẽ 35 : Giắc kết nèi Fi le : 94 B¶n vÏ 36 : Mét sè lo¹i èng X – Quang Fi le : 95 Bản vẽ 37 : Một số loại cáp kết nối cao áp Fi le : 96 Bản vẽ 38 : Một số loại cáp kết nối ống Fi le : 97 Bản vẽ 39 : Bảng thông số cáp X – Quang Fi le : 98 B¶n vÏ 40 : C¸p kÕt nèi m¸y in Fi le : 99 92 Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý thiết kế tổng thể thiết bị chụp XQuang tần số cao500mA Báo cáo tóm tắt thực đề tài Khảo sát nguyên lý thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tÇn sè cao 500mA” Digital Controlled X – Ray Instrument Thiết bị chụp X Quang tần số cao 500mA điều khiển kỹ thuật số loại thiết bị đại, bao hàm nhiều vấn đề công nghệ kỹ thuật phức tạp cần phải giải (®iỊu khiĨn, ®iƯn tư – tin häc, ®o l−êng, tù động, khí xác.) Đặt vấn đề chế tạo thiết bị này, phải chia làm giai đoạn nghiên cứu chế tạo: Giai đoạn 1: Nghiên cứu khảo sát nguyên lý thiết kế tổng thể (đề tài) Giai đoạn 2: Lựa chọn giải pháp công nghệ thích hợp, khả thi để chế tạo thiết bị mẫu(đề tài) Sau giai đoạn trên, rút kinh nghiệm ổn định phơng án công nghệ chế tạo, chuyển sang giai đoạn là: Giai đoạn 3: Hoàn thiện công nghệ sản xuất thử nghiệm thiết bị đa vào ứng dụng thực tế bệnh viƯn(dù ¸n SX - TN) Qua 12 th¸ng (01/2004 12/2004) nghiên cứu, tìm tòi, tiếp cận khảo sát thiết bị mÉu vµ nhiỊu tµi liƯu vỊ chơp X- Quang, chóng đà hoàn tất hồ sơ thiết kế tổng thể, xác theo thiết bị mẫu Hàn Quốc có tham khảo Trung Quốc (công nghệ Canada) Trong đề tài, có nhiều vấn đề chung vấn đề kỹ thuật, lựa chọn giải pháp công nghệ hữu ích có đặc thù riêng: - Thiết kế có gắn với công nghệ chế tạo khả thi sau - An toàn, đẹp, gọn, độ bền cao (thích nghi với điều kiện hoàn cảnh công nghệ xà héi – kinh tÕ – khÝ hËu ViÖt Nam) - Dễ thay bảo hành bảo trì, nh việc khai thác vật t Trong hồ sơ có 59 trang thuyết minh, 45 hình vẽ, 24 bảng, 40 vẽ, gồm phần thuyết minh thiết kế đề cập đến nguyên lý, cấu tạo hoạt động kỹ thuật chụp X Quang; Quy trình lắp ráp, chỉnh, cài đặt cấu hình chơng trình; Đặc điểm tham số điều khiển, kỹ thuật; Thiết kế, vẽ kỹ thuật; Môi trờng sử dụng; Môi trờng an toàn Nhìn chung, chúnh thiết lập đầy đủ phơng diện kỹ thuật - công nghệ vận hành Do khả ứng dụng nhu cầu thị trờng thiết bị X Quang tần số cao lớn, nhóm đề tài kiến nghị Bộ KHCN, Nhà Nớc ủng hộ phát triển đề tài giai đoạn tiếp theo, cụ thể là: - Có kinh phí để chế tạo thiết bị mẫu (phải có hỗ trợ nhà nớc) - Tiến hành chạy thử, đo lờng, thống kê số liệu - Thực sửa đổi công nghệ kỹ thuật cho thích hợp với yêu