一種醫(yī)用放射性垃圾桶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及醫(yī)用放射性垃圾存儲(chǔ)管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)放射性垃圾放射性信息的實(shí)時(shí)測(cè)量、顯示以及后續(xù)處理的跟蹤識(shí)別。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著核技術(shù)尤其是核醫(yī)學(xué)的發(fā)展，放射性治療因其日趨成熟的技術(shù)和對(duì)于某些疾病治療的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使得其得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，醫(yī)院里由于放射性藥物的使用，每天都會(huì)產(chǎn)生放射性的垃圾，如殘留或沾污有放射性藥物的注射器、棉簽、手套等。根據(jù)衛(wèi)生部發(fā)布的〈〈醫(yī)用放射性垃圾的衛(wèi)生防護(hù)管理 >> 規(guī)定，這些放射性垃圾必須存放在專門的容器中，待其比活度和表面劑量率達(dá)到清潔解控水平后，方可免除對(duì)其審管控制，作為普通垃圾處理。
[0003]現(xiàn)有的處理方式是，將這些放射性垃圾放置在鉛桶中，存放固定時(shí)間，然后交由相關(guān)人員當(dāng)作普通垃圾處理，并沒(méi)有一套專門的測(cè)量裝置來(lái)對(duì)放射性垃圾的比活度和表面劑量率進(jìn)行測(cè)量，以檢測(cè)其放射性是否以及何時(shí)達(dá)到免管水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量放射性垃圾比活度和表面劑量率的垃圾桶，使得放射性垃圾處理過(guò)程更加規(guī)范，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，避免對(duì)相關(guān)從業(yè)人員和公眾造成危害。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種醫(yī)用放射性垃圾桶。包括:塑料內(nèi)桶和鉛屏蔽外桶，數(shù)據(jù)測(cè)量模塊，數(shù)據(jù)顯示傳輸模塊。其機(jī)械結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖1。
[0006]所述塑料內(nèi)桶，用于盛裝放射性垃圾；鉛屏蔽外桶用于屏蔽放射性垃圾的輻射。
[0007]所述數(shù)據(jù)測(cè)量模塊用于對(duì)放射性垃圾比活度和表面劑量率的實(shí)時(shí)測(cè)量和換算。包括用于測(cè)量放射性垃圾活度的蓋革管和用于測(cè)量放射性垃圾質(zhì)量的電阻應(yīng)變式稱重傳感器，以及采用自舉升壓原理設(shè)計(jì)而成的蓋革管高壓模塊。
[0008]所述數(shù)據(jù)顯示傳輸模塊用于實(shí)時(shí)顯示和傳輸比活度和劑量率。包括:液晶顯示模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、射頻識(shí)別模塊。
[0009]所述液晶顯示模塊用于將上述數(shù)據(jù)測(cè)量模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示到LCD上，包括一塊LCD和單片機(jī)，該單片機(jī)與數(shù)據(jù)傳輸模塊單片機(jī)采用串行通信方式。
[0010]所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊用于實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信，由單片機(jī)控制W5300實(shí)現(xiàn)。
[0011]所述射頻識(shí)別模塊，用于將放射性垃圾比活度和表面劑量率寫入到射頻標(biāo)簽中，以便在后續(xù)處理過(guò)程中對(duì)垃圾相關(guān)信息的識(shí)別。通過(guò)接收顯示模塊單片機(jī)發(fā)來(lái)的指令執(zhí)行讀寫操作。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
此垃圾桶在滿足有效屏蔽掉放射性垃圾的放射性基礎(chǔ)上，可實(shí)時(shí)顯示放射性垃圾的比活度和表面劑量率，讓相關(guān)人員能夠?qū)崟r(shí)了解桶內(nèi)放射性垃圾衰變情況，為做何時(shí)將放射性垃圾作為普通垃圾處理的決策提供科學(xué)依據(jù)，使得處理過(guò)程更加規(guī)范，符合國(guó)家規(guī)定。
[0013]將測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控?？筛鶕?jù)國(guó)家規(guī)定設(shè)定比活度和劑量率閾值，當(dāng)測(cè)量所得數(shù)據(jù)低于閾值時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)告知工作人員及時(shí)處理低于設(shè)定閾值的垃圾。數(shù)據(jù)庫(kù)也可為體狀放射源的衰變研宄工作提供數(shù)據(jù)參考。
[0014]另外，通過(guò)射頻標(biāo)簽記錄放射性核素種類以及轉(zhuǎn)交處理時(shí)其比活度和表面劑量率，在必要時(shí)讀標(biāo)簽隨時(shí)獲取放射性垃圾的信息，便于出庫(kù)后對(duì)放射性垃圾的種類及放射性情況的識(shí)別。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是垃圾桶整體結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是電路測(cè)量系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]垃圾桶整體結(jié)構(gòu)圖如圖1，包括:塑料內(nèi)桶1，鉛屏蔽桶2，電線槽3，數(shù)據(jù)測(cè)量模塊4，數(shù)據(jù)顯示傳輸和射頻識(shí)別模塊5。
[0019]塑料內(nèi)桶和鉛屏蔽桶分別用于盛裝放射性垃圾和屏蔽放射性。其中，為能有效屏蔽掉放射性，根據(jù)可能涉及的核素的γ射線半價(jià)層表，取鉛屏蔽桶厚度5_。
[0020]電線槽3用于放置數(shù)據(jù)測(cè)量模塊和顯示及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊之間的通信線。
[0021]數(shù)據(jù)測(cè)量模塊4，包括數(shù)據(jù)采集部分41和數(shù)據(jù)處理部分42。詳見(jiàn)附圖2所示。
[0022]所述數(shù)據(jù)采集部分41包含:GM管，GM管的高壓模塊，以及壓力傳感器。其中蓋革管高壓通過(guò)自舉升壓原理實(shí)現(xiàn)，將5V直流電壓升高到380V。壓力傳感器為基于惠通斯電橋的電阻應(yīng)變式壓力傳感器，輸出為毫伏量級(jí)的直流電平。
[0023]所述數(shù)據(jù)處理模塊42包括:雙比較器LM393，A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7799，主控芯片MCUlo
[0024]由蓋革管輸出的脈沖經(jīng)LM393比較器后，將蓋革管輸出脈沖轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平，接入到MCUl的外部中斷0，進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，并在MCUl中通過(guò)效率刻度和劑量率標(biāo)定函數(shù)將測(cè)得的計(jì)數(shù)率轉(zhuǎn)換為活度和劑量率。其中，效率刻度函數(shù)由MCNP5模擬獲得，劑量率標(biāo)定通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)源實(shí)際測(cè)量擬合曲線獲得。
[0025]AD7799是一種基于Σ — Λ轉(zhuǎn)換技術(shù)的24位A/D轉(zhuǎn)換芯片。由壓力傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)AD7799的三路差分輸入端輸入，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成三個(gè)字節(jié)的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)輸出端的SPI接口實(shí)現(xiàn)與MCUl之間的SPI通信，將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入到MCUl中，在MCUl中通過(guò)刻度函數(shù)實(shí)現(xiàn)由壓力到電信號(hào)再到質(zhì)量信息的轉(zhuǎn)換。
[0026]數(shù)據(jù)顯示傳輸模塊5包括IXD顯示模塊51，射頻識(shí)別模塊52，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊53。
[0027]所述IXD顯示模塊51包括一塊128*64像素點(diǎn)的IXD和控制單元MCU2。IXD上采用8*16個(gè)像素點(diǎn)顯示一個(gè)字符，固定顯示比活度和劑量率及其單位，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。
[0028]MCUl通過(guò)與MCU2之間的串行通信將比活度和劑量率數(shù)據(jù)發(fā)送到MCU2中。在MCU2的控制下，將比活度和劑量率數(shù)據(jù)以每秒一次的刷新頻率通過(guò)LCD顯示出來(lái)。
[0029]所述射頻識(shí)別模塊52包括控制單元MCU4和讀卡芯片MFRC500以及射頻標(biāo)簽。MCU4和MFRC500采用IS014443A通信協(xié)議，工作頻率13.56MHz。
[0030]在接收到外部電平觸發(fā)后，MCU2通過(guò)與MCU4的通信控制射頻閱讀器將比活度和劑量率數(shù)據(jù)寫入到射頻標(biāo)簽中。
[0031]所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊53包括以太網(wǎng)協(xié)議芯片W5300，控制單元MCU3和終端PC，采用TCP/IP通信協(xié)議。
[0032]MCU2在刷新IXD屏幕數(shù)據(jù)的同時(shí)，通過(guò)串口將比活度和劑量率數(shù)據(jù)發(fā)送到MCU3，由MCU3控制W5300實(shí)現(xiàn)與終端PC的TCP/IP通信，將數(shù)據(jù)上傳到PC上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種醫(yī)用放射性垃圾桶，包括:塑料內(nèi)桶、鉛屏蔽桶、電線槽、數(shù)據(jù)測(cè)量模塊、數(shù)據(jù)顯示傳輸模塊，其特征在于:所述塑料內(nèi)桶用于盛裝放射性垃圾；所述鉛屏蔽桶用于屏蔽掉垃圾的放射性；所述數(shù)據(jù)測(cè)量模塊用于測(cè)量放射性垃圾的比活度和表面劑量率；所述數(shù)據(jù)顯示傳輸模塊用于顯示和傳輸比活度和表面劑量率數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用放射性垃圾桶，其特征在于:所述塑料桶體為聚乙稀材質(zhì)，厚度3mm，鉛屏蔽桶厚度5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用放射性垃圾桶，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)測(cè)量模塊包括: 用于實(shí)時(shí)測(cè)量桶內(nèi)垃圾放射性的蓋革管；用于給蓋革管提供高壓的高壓模塊；用于測(cè)量放射性垃圾質(zhì)量信息的壓力傳感器；用于控制數(shù)據(jù)測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn)測(cè)量功能并將測(cè)得數(shù)據(jù)傳到顯示傳輸模塊的單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用放射性垃圾桶，其特征在于，所述數(shù)據(jù)顯示傳輸模塊包括:用于實(shí)時(shí)顯示比活度和表面劑量率數(shù)據(jù)的顯示模塊；用于將比活度和表面劑量率數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；用于記錄比活度和表面劑量率數(shù)據(jù)，以便在垃圾出庫(kù)處理過(guò)程中獲取其相關(guān)信息的射頻識(shí)別模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示模塊，其特征在于:所述液晶顯示模塊包括單片機(jī)和規(guī)格為128*64像素點(diǎn)的LCD。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊包括主控單片機(jī)和以太網(wǎng)協(xié)議芯片W5300，采用TCP/IP通信協(xié)議。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述射頻識(shí)別模塊，其特征在于:所述射頻識(shí)別模塊包括MFRC500射頻基站、Mifare One射頻卡和控制用單片機(jī)，工作頻率13.56MHz，使用IS014443A通信協(xié)議。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種醫(yī)用放射性垃圾桶，用于解決醫(yī)院在放射性治療過(guò)程中，使用放射性核素產(chǎn)生的放射性垃圾的安全存儲(chǔ)和管理問(wèn)題。此垃圾桶由塑料內(nèi)桶、鉛屏蔽外桶、數(shù)據(jù)測(cè)量模塊、顯示模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及射頻識(shí)別模塊構(gòu)成。其中，塑料內(nèi)桶用于盛裝放射性垃圾，鉛屏蔽桶用于屏蔽掉垃圾的放射性。通過(guò)數(shù)據(jù)測(cè)量模塊測(cè)量放射性垃圾的比活度和表面劑量率，將測(cè)得的數(shù)據(jù)通過(guò)顯示模塊顯示出來(lái)，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中。射頻識(shí)別模塊用以在放射性垃圾轉(zhuǎn)儲(chǔ)或轉(zhuǎn)交處理時(shí)，通過(guò)射頻標(biāo)簽記錄放射性垃圾的比活度和表面劑量率信息。整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)放射性垃圾的安全存儲(chǔ)及其比活度和表面劑量率的自動(dòng)測(cè)量和智能監(jiān)控。
【IPC分類】B65F1-00, B65F1-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104709634
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510120499
【發(fā)明人】周榮, 黃九余, 王玉東
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日