CN106808691B - 一种医用辐射防护装备的制备系统及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种医用辐射防护装备的制备系统，包括手持式三维扫描仪、工业级3D打印机和防辐射打印耗材，手持式三维扫描仪与工业级3D打印机连接，防辐射打印耗材置于工业级3D打印机内部，防辐射耗材为含硼聚乙烯和纯铅材料。本发明创造结构简单、成本低廉、生产效率高、防辐射效果好，能对非检测或者非治疗部位起到有效的防护。

Description

一种医用辐射防护装备的制备系统及制备方法
技术领域
本发明创造属于医疗器械技术领域，尤其是涉及一种医用辐射防护装备的制备系统及制备方法。
背景技术
随着国防科研、放射性医学和核技术应用的不断发展,各种放射性射线被广泛应用,射线对人体的伤害和对环境的破坏也逐渐被人类所认识。超量接触这些高能射线会使人体产生多种由轻到重的症状如皮肤烧伤、毛发脱落、眼痛、白血球减少甚至骨髓瘤等症状，严重时会诱发肿瘤、白血病等，因此，对防护这些射线的各种屏蔽材料的研究便成为一项十分重要和迫切的课题。
目前电离辐射在医学上的应用主要分为X射线诊断学、临床核医学和放射肿瘤学。X射线诊断学主要包括X-CT即X射线计算器断层摄影装置、DSA即数字减影血管造影、DR即数字摄影和CR即计算器摄影等。临床核医学主要包括扫描机、γ像机、SPECT即单光子发射计算器断层显像装置和PET即正电子发射计算器断层显像装置等，放射肿瘤学主要包括γ射线、X射线、电子束、中子、重粒子等。常见的医学治疗和检测设备主要包括X光透视、CT、重离子治疗癌症、伽马刀、放疗设备等，这些设备均能产生辐照，因此要对被检测者的非检测部位进行保护。
目前医院所使用的医用防辐射服又称电磁辐射屏蔽服主要采用金属纤维与纺织纤维混织，其制造工艺复杂，生产效率较低，且与非检测部位的贴合度较差，各种射线可以通过这些缝隙进入非检测部位，并对非检测部位造成伤害。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种医用辐射防护装备的制备系统及制备方法，以解决利用辐射检测或者治疗时，非检测或者治疗部位的防辐射问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种医用辐射防护装备的制备系统，包括手持式三维扫描仪、工业级3D打印机和防辐射打印耗材，手持式三维扫描仪与工业级3D打印机连接，防辐射打印耗材置于工业级3D打印机内部，防辐射耗材为含硼聚乙烯和纯铅材料。
进一步的，打印机利用防辐射打印耗材打印出防护装备，防护装备分为三层，内、外层的材质分别为含硼聚乙烯，中间层的材料为纯铅材料。
进一步的，内、外层的含硼聚乙烯包裹住中间层的纯铅材料。
进一步的，所述防护装备包括对称的两个半片，两个半片拼合成完整的防护装备，两个半片通过固定件固定在一起，固定件能快速拆装。
进一步的，所述固定件包括两个半圆环，两个半圆环拼合成完整的固定件，半圆环的一端设置有突出于端部的定位销，另外一端设置有内凹的定位孔，半圆环的定位销与另外一个半圆环的定位孔过盈配合。
进一步的，所述半圆环内部设置有内芯，内芯的材料为纯铅材料，内芯外部包裹着含硼聚乙烯材料。
本发明创在还提出了一种医用辐射防护装备的制备方法，包括以下步骤：
(1)使用手持式三维扫描仪扫描非检测区，手持式三维扫描仪将扫描后的数据传输给工业级3D打印机；
(2)工业级3D打印机利用防辐射耗材分层打印防护装备，先利用含硼聚乙烯打印内层，再利用纯铅材料打印中间层，最后再利用含硼聚乙烯打印外层；
(3)手持式三维扫描仪扫描固定部位并将扫描后的数据传递给工业级3D打印机，工业级3D打印机打印固定件；
(4)利用固定件固定防护装备；
(5)分别将使用后的防护装备和固定件中的纯铅材料回收再利用。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种医用辐射防护装备的制备系统及制备方法具有以下优势：
(1)本发明创造结构简单、成本低廉、生产效率高、防辐射效果好，能对非检测或者非治疗部位起到有效的防护；
(2)本发明创造的纯铅材料可以回收再利用，大大降低成本。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例的制备流程图；
图2为本发明创造实施例所述的防护装备的结构示意图；
图3为本发明创造实施例所述的固定件的结构示意图。
附图标记说明：
1-防护装备；101-内层；102-中间层；103-外层；2-固定件；201-定位销；202-定位孔；203-内芯。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1至3所示，一种医用辐射防护装备的制备系统，包括手持式三维扫描仪、工业级3D打印机和防辐射打印耗材，手持式三维扫描仪与工业级3D打印机连接，防辐射打印耗材置于工业级3D打印机内部。手持式三维扫描仪用来侦测并分析现实物体的形状与外观数据并搜集这些数据用来进行三维基于3D打印技术的医用辐射防护装备1重建计算，在计算机中创建实际物体的数字模型。手持式三维扫描仪可以通过不断变化仪器角度和位置快速得到一些难以获得的三维数据，在扫描造型复杂的物体时尤为灵活高效。工业级3D打印机是一种累积制造技术，该设备需要数字化模型作为基础，而手持式三维扫描仪可以提供准确的数字化模型，其运用金属或塑料等可粘合材料作为打印耗材，通过打印逐层的粘合材料来制造三维的物体。防辐射耗材为含硼聚乙烯和纯铅材料。医疗设备的辐射主要包括低能X射线辐射、γ射线辐射和中子辐射。纯铅材料具有良好的防护低能X射线的能力，其熔点为327.502℃，含硼聚乙烯能有效的防止γ射线和中子的辐射，其熔点范围为132-135℃。故此两种材料均可以优选的作为3D打印机的耗材。打印机利用防辐射打印耗材打印出防护装备1，防护装备1分为三层，内、外层(101、103)的材质分别为含硼聚乙烯，中间层102的材料为纯铅材料。内、外层(101、103)的含硼聚乙烯包裹住中间层102的纯铅材料。
防护装备1包括对称的两个半片，两个半片拼合成完整的防护装备1，两个半片通过固定件2固定在一起，固定件2能快速拆装。固定件2包括两个半圆环，两个半圆环拼合成完整的固定件2，半圆环的一端的含硼聚乙烯材料上设置有突出于端部的定位销201，另外一端的含硼聚乙烯材料上设置有内凹的定位孔202，可以保证该装备的两个部分准确安装在一起。半圆环的定位销201与另外一个半圆环的定位孔202过盈配合。半圆环内部设置有内芯203，内芯203的材料为纯铅材料，内芯203外部包裹着含硼聚乙烯材料。
本发明创在还提及了一种医用辐射防护装备1的制备方法，包括以下步骤：
(1)当被检测者的非检测区域需要保护时，首先使用手持式三维扫描仪对该区域进行扫描并形成数子化模型传输到工业级3D打印机里；
(2)3D打印机里通过三维数字化模型并利用纯铅和含硼聚乙烯作为打印耗材将数字化模型打印成实体模型，由于纯铅材料具有良好的防护低能X射线的能力而含硼聚乙烯能有效的防止γ射线和中子的辐射，因此将这两种材料分层打印，首先打印含硼聚乙烯材料为内层101并与非检测部位相贴合，含硼聚乙烯属于树脂材料，固定在非检测部位要比金属材料的贴合性好且舒适度高，在内层101的含硼聚乙烯材料外打印中层102纯铅材料，最后在纯铅材料外再打印外层103含硼聚乙烯材料，内、外层(101、103)含硼聚乙烯材料将中间的纯铅材料包裹起来(如图2所示)，这样可以有效阻X射线、γ射线和中子辐射；
(3)为了方便佩戴这种医用辐射防护装备1，利用手持式三维扫描仪扫描固定部位并将扫描后的数据传递给工业级3D打印机，工业级3D打印机打印固定件2；
(4)纯铅材料和含硼聚乙烯材料的熔点不是很高，打印完成后，稍微放置一段时间即可佩戴，等到到达合适的温度后利用固定件2固定防护装备1；
(5)该医用辐射防护装备1中的纯铅材料是可以回收利用的，而含硼聚乙烯材料受热固化后是不能回收利用的，但该材料的成本很低，因此该医用辐射防护装备1的成本不高，分别将使用后的防护装备1和固定件2中的纯铅材料回收再利用。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种医用辐射防护装备的制备系统，其特征在于：
包括手持式三维扫描仪、工业级3D打印机和防辐射打印耗材，手持式三维扫描仪与工业级3D打印机连接，防辐射打印耗材置于工业级3D打印机内部，防辐射耗材为含硼聚乙烯和纯铅材料；
打印机利用防辐射打印耗材打印出防护装备(1)，防护装备(1)分为三层，内、外层(101、103)的材质分别为含硼聚乙烯，中间层(102)的材料为纯铅材料；
内、外层(101、103)的含硼聚乙烯包裹住中间层(102)的纯铅材料；所述防护装备(1)包括对称的两个半片，两个半片拼合成完整的防护装备(1)，两个半片通过固定件(2)固定在一起，固定件(2)能快速拆装；所述固定件(2)包括两个半圆环，两个半圆环拼合成完整的固定件(2)，半圆环的一端设置有突出于端部的定位销(201)，另外一端设置有内凹的定位孔(202)，半圆环的定位销(201)与另外一个半圆环的定位孔(202)过盈配合；所述半圆环内部设置有内芯(203)，内芯(203)的材料为纯铅材料，内芯(203)外部包裹着含硼聚乙烯材料。
2.一种采用权利要求1所述的医用辐射防护装备的制备系统的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
(1)使用手持式三维扫描仪扫描非检测区，手持式三维扫描仪将扫描后的数据传输给工业级3D打印机；
(2)工业级3D打印机利用防辐射耗材分层打印防护装备(1)，先利用含硼聚乙烯打印内层(101)，再利用纯铅材料打印中间层(102)，最后再利用含硼聚乙烯打印外层(103)；
(3)手持式三维扫描仪扫描固定部位并将扫描后的数据传递给工业级3D打印机，工业级3D打印机打印固定件(2)；
(4)利用固定件(2)固定防护装备(1)；
(5)分别将使用后的防护装备(1)和固定件(2)中的纯铅材料回收再利用。
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