根据国家标准《电离辐射防护与辐射安全基本标准》(GB-2002)[1]要求，X射线机房需在机房外安装指示灯，警示候诊患者勿在X射线机工作时接近门口或闯入机房，以免对人员造成辐射伤害。但机房加装指示灯时需要布线、墙壁打孔等，而打孔易导致X射线泄漏，造成环境射线污染。此外，X射线机本身未设置要求患者配合呼吸时的“呼吸指令”系统，必须口述指令。为解决上述问题，本研究设计智能X射线机防意外曝光语音指令系统，集成“防护指示灯”、自动“呼吸”指令与X射线机曝光控制于一体，避免X射线机意外曝光而导致对工作人员及候诊患者的辐射损害。

1 防意外曝光语音指令系统设计

1.1 设备与配件

X射线机DigitalDiagnost(荷兰PHILIPS公司)，两档曝光手闸(荷兰PHILIPS公司)，STC89C52RC芯片51单片机(深圳市宏晶公司)，MC-51磁入侵探测器常开门磁开关(深圳市美安科技有限公司)，315 M无线发射及接收模块(深圳市亿盟公司)，翼盟1路5 V常开型电磁继电器(深圳市亿盟公司)，4路语音隔离控制器(秦皇岛千目电子有限公司)，12 mm防水自锁型金属按钮开关(深圳市亿盟公司)。

1.2 系统结构

智能X射线机防意外曝光语音指令系统由51单片机、门磁开关、无线发射及接收模块、继电器、语音控制器、按钮开关以及X射线机两档曝光手闸等电子配件组成。门磁开关是开关的一种，可探测门的状态，当门关闭时，可发出控制信号，当门打开时，停止信号发射，常用于防火门、智能化门禁系统等[2-3]。无线发射及接收模块采用大功率带编解码发射接收模块板，频率稳定、温飘小，功率大，工作距离一般300～500 m左右，空旷地区距离可＞1000 m，能够穿墙，适合机房的工作环境。

1.3 连接方法

(1)外门磁开关与外指示灯和无线发射1导线直连。外门磁开关装于外防护门的外侧合适位置，在外防护门关闭好时刚好能探测到，外指示灯安装于机房外墙门口上方，与外门磁开关导线相连，无线发射1安装于外指示灯箱内。外门磁开关在外防护门完全关闭时发出信号，点亮外指示灯，同时，无线发射1发射信号，由无线接收1接收，对应的I/O口变为高电平，供51单片机判断门的状态。见图1。

图1 智能X射线机防意外曝光语音指令系统架构

(2)内门磁开关与内指示灯和无线发射2导线直连。内门磁开关装于内防护门的外侧合适位置，在内防护门关闭好时刚好能探测到，内指示灯安装于机房内墙门口上方，与内门磁开关导线相连，无线发射2安装于内指示灯箱内。内门磁开关在内防护门完全关闭时发出信号，点亮内指示灯，同时，无线发射2发射无线信号，由无线接收2接收，并反馈给51单片机相应I/O口。该部工作电路原理同外门磁开关与外指示灯和无线发射1导线直连相同。

(3)继电器1、继电器2与51单片机相连，受51单片机I/O口电平控制，当对应I/O口转为高电平时触发接通。继电器1、继电器2输出端连接X射线机的手闸控制端口，连接方法为：手闸I档连接两触点对应“继电器1”两触点；手闸II档连接两触点对应“继电器2”两触点。继电器1、继电器2工作可带动X射线机完成曝光控制。

2 防意外曝光语音指令系统模块

2.1 语音指令模块

语音指令模块由手闸控制，该手闸与X射线机手闸完全相同。手闸I档、II档仅相当于开关，I档按下时a、b触点接通，II档按下时a、b触点保持接通，同时c、d触点接通。在X射线机中，I档接通的是X射线机曝光准备电路，II档接通的是曝光电路。在I档按下约2 s后X射线机完成曝光准备，此时按下II档，即可启动曝光，曝光完毕后，完成一次检查，X射线机回到待机状态，可开始另一次检查。该语音指令系统中，手闸按下后接通触点，连接V+与51单片机的I/O口，51单片机判断I/O口电平，指挥指令系统工作。见图2。

图2 X射线两档曝光手闸及触点示意图注：图中a为手闸I档一个触点；b为手闸I档另一个触点；c为手闸II档一个触点；d为手闸II档另一个触点

语音模块使用的是4路语音隔离控制器，该模块具有4路触发端in1至in4，能够在触发端输入V+后，播放该路的语音信号，当触发信号结束后继续播放直到播放完毕。模块具有两路语音输出，1路直接驱动2W小喇叭，2路为3.5 mm语音输出接口。小喇叭安装在该系统的电路盒内，供操作人员了解模块指令播放情况，3.5 mm语音接口输出给小音箱，小音箱在检查室供患者收听。“语音”指令内容可根据需要制定，利用模块附带软件及USB下载线下载入模块即可。in1为普通话“憋气”指令：“请吸气，憋住气……不要动”；in2为普通话“呼气”指令：“可以呼吸”；in3为粤语“憋气”指令：“请吸气，憋住气……不要动”；in4为粤语“呼气”指令：“可以呼吸”。

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