基于工控机的医用同位素药液全自动分装仪的研制

　　目前，放射性同位素已广泛应用于临床，但其分装和稀释工作主要靠人工完成，存在技术落后，分装计量精度不高等缺点;同时由于缺少必要的防护，容易对医护人员造成放射性伤害。为此，本工作拟研制一种全自动同位素分装仪，以满足医用同位素分装和稀释的要求。医务人员可隔室操作，故最大限度地降低了医务人员的职业照射量。

　　1自动分装仪实现的功能

　　放射性同位素在医疗上具有重要的作用，由于药源具有放射性，所以其分装和稀释必须具备高精度、高可靠性、零污染的性能。因此同位素自动分装仪应实现以下功能:①放射性药液浓度和剂量的自动换算。根据当前时间和出厂时间准确计算源药液的浓度，并通过体积标定得到总放射性。②同位素药液的自动稀释和分装。针对不同的剂量需求，全自动配药，分装精度高。③视频监视。通过多个摄像头之间的视频切换，监视每一操作步骤。④故障处理。能很好地处理分装过程中出现的异常情况，如断电、机械故障等。⑤安全防护。由于系统的操作都在防辐射铅盒内进行，能很好地预防同位素对环境的污染。另外，由于

　　2自动分装仪的硬件系统

　　自动分装仪的硬件系统包括:用户计算机、监控与驱动模块和分装执行机构。

　　2.1分装执行机构

　　分装执行机构的硬件结构示于图1。由图1可看出，执行机构主要包括5个步进电机(x、y、z向以及2个针筒驱动，分别对应步进电机4、1、5、2、3)，250拌L针筒，5mL针筒，蠕动泵，两个推杆(开盖和送药用)，以及图中未标示的7个距离传感器和5个摄像头。

　　由于取样机构是分装执行机构中最重要也是要求最高的部件，有必要对其结构及工作原理进行阐述。取样机构的机械结构示于图2。两只取样针(500拌L和5mL)安装在同一支架上，分别由步进电机2驱动丝杠4和步进电机3驱动丝杠5带动，完成各自的吸排液动作。另外，根据不同的体积量，由计算机自动判别使用体积相当的取样针，以减小取样针体积的读数误差。取样针每次吸液的体积由计算机根据步进电机行走的脉冲数和丝杠的螺距等自动换算而得，本系统精密丝杠4和5的螺距均为0.5mm，

两相四拍步进电机2和3的步距角均是0.9度。距离传感器13对两只取样针的整体运动进行定位，距离传感器4和10一方面防止吸杆运动过量损坏针管，另一方面也是吸杆运动的参考原点。

　　2.2监控与驱动模块

　　监控与驱动模块是分装执行机构与用户计算机之间的接口，对执行机构起着监控作用。自动分装仪系统的监控驱动模块示于图3。监控与驱动模块包括图3中的步进电机驱动卡，数字输人/输出卡，视频控制卡等。其中步进电机驱动卡对各个步进电机进行驱动;数字输人/输出卡对开关量信号进行读写，