一種醫用輻射防護裝備的制備系統及制備方法與流程

本發明創造屬于醫療器械技術領域，尤其是涉及一種醫用輻射防護裝備的制備系統及制備方法。

背景技術：

隨著國防科研、放射性醫學和核技術應用的不斷發展,各種放射性射線被廣泛應用,射線對人體的傷害和對環境的破壞也逐漸被人類所認識。超量接觸這些高能射線會使人體產生多種由輕到重的癥狀如皮膚燒傷、毛發脫落、眼痛、白血球減少甚至骨髓瘤等癥狀，嚴重時會誘發腫瘤、白血病等，因此，對防護這些射線的各種屏蔽材料的研究便成為一項十分重要和迫切的課題。

目前電離輻射在醫學上的應用主要分為X射線診斷學、臨床核醫學和放射腫瘤學。X射線診斷學主要包括X-CT即X射線計算器斷層攝影裝置、DSA即數字減影血管造影、DR即數字攝影和CR即計算器攝影等。臨床核醫學主要包括掃描機、γ像機、SPECT即單光子發射計算器斷層顯像裝置和PET即正電子發射計算器斷層顯像裝置等，放射腫瘤學主要包括γ射線、X射線、電子束、中子、重粒子等。常見的醫學治療和檢測設備主要包括X光透視、CT、重離子治療癌癥、伽馬刀、放療設備等，這些設備均能產生輻照，因此要對被檢測者的非檢測部位進行保護。

目前醫院所使用的醫用防輻射服又稱電磁輻射屏蔽服主要采用金屬纖維與紡織纖維混織，其制造工藝復雜，生產效率較低，且與非檢測部位的貼合度較差，各種射線可以通過這些縫隙進入非檢測部位，并對非檢測部位造成傷害。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明創造旨在提出一種醫用輻射防護裝備的制備系統及制備方法，以解決利用輻射檢測或者治療時，非檢測或者治療部位的防輻射問題。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種醫用輻射防護裝備的制備系統，包括手持式三維掃描儀、工業級3D打印機和防輻射打印耗材，手持式三維掃描儀與工業級3D打印機連接，防輻射打印耗材置于工業級3D打印機內部，防輻射耗材為含硼聚乙烯和純鉛材料。

進一步的，打印機利用防輻射打印耗材打印出防護裝備，防護裝備分為三層，內、外層的材質分別為含硼聚乙烯，中間層的材料為純鉛材料。

進一步的，內、外層的含硼聚乙烯包裹住中間層的純鉛材料。

進一步的，所述防護裝備包括對稱的兩個半片，兩個半片拼合成完整的防護裝備，兩個半片通過固定件固定在一起，固定件能快速拆裝。

進一步的，所述固定件包括兩個半圓環，兩個半圓環拼合成完整的固定件，半圓環的一端設置有突出于端部的定位銷，另外一端設置有內凹的定位孔，半圓環的定位銷與另外一個半圓環的定位孔過盈配合。

進一步的，所述半圓環內部設置有內芯，內芯的材料為純鉛材料，內芯外部包裹著含硼聚乙烯材料。

本發明創在還提出了一種醫用輻射防護裝備的制備方法，包括以下步驟：

(1)使用手持式三維掃描儀掃描非檢測區，手持式三維掃描儀將掃描后的數據傳輸給工業級3D打印機；

(2)工業級3D打印機利用防輻射耗材分層打印防護裝備，先利用含硼聚乙烯打印內層，再利用純鉛材料打印中間層，最后再利用含硼聚乙烯打印外層；

(3)手持式三維掃描儀掃描固定部位并將掃描后的數據傳遞給工業級3D打印機，工業級3D打印機打印固定件；

(4)利用固定件固定防護裝備；

(5)分別將使用后的防護裝備和固定件中的純鉛材料回收再利用。

相對于現有技術，本發明創造所述的一種醫用輻射防護裝備的制備系統及制備方法具有以下優勢：

(1)本發明創造結構簡單、成本低廉、生產效率高、防輻射效果好，能對非檢測或者非治療部位起到有效的防護；

(2)本發明創造的純鉛材料可以回收再利用，大大降低成本。

附圖說明

構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創造的示意性實施例及其說明用于解釋本發明創造，并不構成對本發明創造的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明創造實施例的制備流程圖；

圖2為本發明創造實施例所述的防護裝備的結構示意圖；

圖3為本發明創造實施例所述的固定件的結構示意圖。

附圖標記說明：

1-防護裝備；101-內層；102-中間層；103-外層；2-固定件；201-定位銷；202-定位孔；203-內芯。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明創造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發明創造的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明創造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明創造的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明創造的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發明創造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明創造中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明創造。

如圖1至3所示，一種醫用輻射防護裝備的制備系統，包括手持式三維掃描儀、工業級3D打印機和防輻射打印耗材，手持式三維掃描儀與工業級3D打印機連接，防輻射打印耗材置于工業級3D打印機內部。手持式三維掃描儀用來偵測并分析現實物體的形狀與外觀數據并搜集這些數據用來進行三維基于3D打印技術的醫用輻射防護裝備1重建計算，在計算機中創建實際物體的數字模型。手持式三維掃描儀可以通過不斷變化儀器角度和位置快速得到一些難以獲得的三維數據，在掃描造型復雜的物體時尤為靈活高效。工業級3D打印機是一種累積制造技術，該設備需要數字化模型作為基礎，而手持式三維掃描儀可以提供準確的數字化模型，其運用金屬或塑料等可粘合材料作為打印耗材，通過打印逐層的粘合材料來制造三維的物體。防輻射耗材為含硼聚乙烯和純鉛材料。醫療設備的輻射主要包括低能X射線輻射、γ射線輻射和中子輻射。純鉛材料具有良好的防護低能X射線的能力，其熔點為327.502℃，含硼聚乙烯能有效的防止γ射線和中子的輻射，其熔點范圍為132-135℃。故此兩種材料均可以優選的作為3D打印機的耗材。打印機利用防輻射打印耗材打印出防護裝備1，防護裝備1分為三層，內、外層(101、103)的材質分別為含硼聚乙烯，中間層102的材料為純鉛材料。內、外層(101、103)的含硼聚乙烯包裹住中間層102的純鉛材料。

防護裝備1包括對稱的兩個半片，兩個半片拼合成完整的防護裝備1，兩個半片通過固定件2固定在一起，固定件2能快速拆裝。固定件2包括兩個半圓環，兩個半圓環拼合成完整的固定件2，半圓環的一端的含硼聚乙烯材料上設置有突出于端部的定位銷201，另外一端的含硼聚乙烯材料上設置有內凹的定位孔202，可以保證該裝備的兩個部分準確安裝在一起。半圓環的定位銷201與另外一個半圓環的定位孔202過盈配合。半圓環內部設置有內芯203，內芯203的材料為純鉛材料，內芯203外部包裹著含硼聚乙烯材料。

本發明創在還提及了一種醫用輻射防護裝備1的制備方法，包括以下步驟：

(1)當被檢測者的非檢測區域需要保護時，首先使用手持式三維掃描儀對該區域進行掃描并形成數子化模型傳輸到工業級3D打印機里；

(2)3D打印機里通過三維數字化模型并利用純鉛和含硼聚乙烯作為打印耗材將數字化模型打印成實體模型，由于純鉛材料具有良好的防護低能X射線的能力而含硼聚乙烯能有效的防止γ射線和中子的輻射，因此將這兩種材料分層打印，首先打印含硼聚乙烯材料為內層101并與非檢測部位相貼合，含硼聚乙烯屬于樹脂材料，固定在非檢測部位要比金屬材料的貼合性好且舒適度高，在內層101的含硼聚乙烯材料外打印中層102純鉛材料，最后在純鉛材料外再打印外層103含硼聚乙烯材料，內、外層(101、103)含硼聚乙烯材料將中間的純鉛材料包裹起來(如圖2所示)，這樣可以有效阻X射線、γ射線和中子輻射；

(3)為了方便佩戴這種醫用輻射防護裝備1，利用手持式三維掃描儀掃描固定部位并將掃描后的數據傳遞給工業級3D打印機，工業級3D打印機打印固定件2；

(4)純鉛材料和含硼聚乙烯材料的熔點不是很高，打印完成后，稍微放置一段時間即可佩戴，等到到達合適的溫度后利用固定件2固定防護裝備1；

(5)該醫用輻射防護裝備1中的純鉛材料是可以回收利用的，而含硼聚乙烯材料受熱固化后是不能回收利用的，但該材料的成本很低，因此該醫用輻射防護裝備1的成本不高，分別將使用后的防護裝備1和固定件2中的純鉛材料回收再利用。

以上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造的保護范圍之內。