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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Einrichtungen bzw. Zusammensetzungen
und Verfahren zur Abschirmung von Strahlung und insbesondere auf
eine Strahlungsabschirmungszusammensetzung für ein Röntgensystem und ein Verfahren
zur Herstellung derselben.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
Röntgengenerator,
z.B. ein Röhrenkopf
(, der eine Röntgenröhre und
einen Generator in einem Gehäuse
enthält,)
wird insbesondere in der medizinischen Bildgebung weit verbreitet
als eine kompakte Quelle zur Erzeugung von Röntgenstrahlung hoher Qualität verwendet.
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Während der
Röntgenstrahlenerzeugung
erzeugt die Röntgenröhre Röntgenstrahlen
in alle Richtungen um einen Brennfleck oder eine Röntgenöffnung herum,
die eine Röntgenbestrahlung
erfordert. Röntgenbestrahlung
kann jedoch selbst auf niedrigem Niveau unerwünschte gesundheitliche Beeinträchtigungen
für einen
Benutzer oder Bediener in einer Röntgenumgebung hervorrufen.
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Röntgensysteme
der neuen Generation sind häufig
dazu eingerichtet, Röntgenstrahlen
ohne eine Verschiebung der Dosismengen zu erzeugen, um die klinischen
Anforderungen speziell bei der Knochendensitometrie einzuhalten.
Darüber
hinaus erfordern Regelungsanforderungen eine Festlegung der Strahlungsleckage
auf etwa 0 bis 2 Milliröntgen
pro Stunde an der Röntgenquellenoberfläche oder
in einem festgelegten Abstand von der Quelle.
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Folglich
wird eine ausreichende Abschirmung und dadurch die Verhinderung
einer Bestrahlung durch Röntgenstrahlen,
z.B. an anderen Orten als dem Brennfleck oder die Röntgenöffnung,
notwendig, um den Benutzer/Bediener vor unerwünschten Gesundheitsschäden zu schützen.
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Während des
Entwurfs, der Entwicklung und der Herstellung von Röntgengeneratoren
schwankt die Strahlungsleckage, die unter Verwendung von standardmäßig kalibrierten
Dosimetern gemessen wird, typischerweise von wenigen Milliröntgen bis
zu wenigen zehn Milliröntgen
an der Oberfläche
der Generatorvorrichtung. Allgemein wird die Behebung und dadurch
die Kontrolle der Strahlungsleckage von der Generatorvorrichtungsoberfläche aus
häufig
ausgeführt,
um die Regelanforderungen einzuhalten und demnach eine kontrollierte
und sichere Röntgenumgebung
zu schaffen.
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Während des
Entwurfs und der Entwicklung eines Röntgengenerators wird die Beseitigung
der Strahlungsleckage konventionell von der Oberfläche der
Generatorvorrichtung ausgeführt,
indem eine zusätzliche
Abschirmung in Form von Bändern,
Folien oder Platten geschaffen wird, die aus geschmolzenem Blei,
Messing, Bleiverbindungen etc. hergestellt sind. Obwohl die Verwendung
von bleihaltigen Platten es ermöglicht,
die Strahlungsleckage im Wesentlichen zu beheben, beinhaltet dieses
Verfahren (i) ein Entkleiden der Vorrichtung, eine Nachbearbeitung und
das Hinzufügen
von bleihaltigen Platten, das Wiederzusammensetzen und erneute Testen
der Vorrichtung, (ii) ein Risiko einer gefährlichen Handhabung der bleihaltigen
Platten, (iii) eine geringe Ästhetik
der Packung, (iv) und einen Anstieg des Gewichtes, eine Verunreinigung
des Isolationsöls
und einen Verlust an Produktivität
sowie (v) Raumbeschränkungen
in kompakten Röntgengeneratoren.
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Folglich
besteht Bedarf an einer Röntgenabschirmungseinrichtung
und einem Verfahren, bei denen die Einrichtung und das Verfahren
(i) eine schnelle Behebung von Strahlungsleckage von der Generatorvorrichtungsoberfläche, insbesondere während des
Entwurfs und der Entwicklung, (ii) im Wesentlichen kein Risiko bei
der Handhabung, (iii) verbesserte Ästhetik für die Generatorpackung, (iv) keinen
wesentlichen Anstieg des Gewichts und (v) keine Raumbeschränkungen
schaffen würden.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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In
einer Ausführungsform
enthält
die Strahlungsabschirmungszusammensetzung Bleioxid oder ein Bleiverbindungsmaterial
einer vorbestimmten Partikelgröße und ein
Klebemittel in leichtflüssiger
Form.
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In
einer weiteren Ausführungsform
enthält ein
Verfahren zur Herstellung einer Strahlungsabschirmungszusammensetzung
das Mischen von Bleioxid- oder Bleiverbindungsmaterial einer vorbestimmten
Partikelgröße mit einem
Klebemittel in einem vorbestimmten Verhältnis und das Rühren der Mischung
bis zur weitgehenden Homogenität,
wobei die sich ergebende Mischung zum freien bzw. leichten Fließen in der
Lage ist.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
enthält
ein Röntgensystem
eine Röntgenquelle,
eine Ummantelung für
die Röntgenquelle
und eine Strahlungsabschirmungseinrichtung bzw. -zusammensetzung,
die auf die Ummantelung aufgetragen ist, wobei die Strahlungsabschirmungseinrichtung
in der Lage ist, leicht zu fließen.
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Einrichtungen,
Verfahren und Systeme von unterschiedlichem Umfang werden hierin
beschrieben. Zusätzlich
zu den in dieser Zusammenfassung beschriebenen Aspekten und Vorteilen
werden weitere Aspekte und Vorteile unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
und durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Beispiel eines Röntgenbildes ohne
Abschirmung, und
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2 zeigt
ein Beispiel eines durch die Strahlungsabschirmungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung abgeschirmten Röntgenbildes.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen im Wege der
Darstellung spezielle Ausführungsbeispiele
gezeigt sind, die in die Praxis umgesetzt werden können. Diese
Ausführungsbeispiele
sind in ausreichender Genauigkeit beschrieben, um Fachleute in die
Lage zu versetzen, die Ausführungsbeispiele
in die Praxis umzusetzen, und es muss erkannt werden, dass auch
andere Ausführungsbeispiele
verwendet werden können
und logische, mechanische, elektrische oder andere Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne von dem Bereich der Ausführungsbeispiele
abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht
in einem beschränkenden Sinne
zu verstehen.
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Verschiedene
Ausführungsformen
dieser Erfindung schaffen eine Strahlungsabschirmungseinrichtung
für einen
Röntgengenerator,
der in der medizinischen Bildgebung verwendet wird. Ein Beispiel für einen
Röntgengenerator
enthält
einen Röhrenkopf,
der innerhalb eines Gehäuses
eine Röntgenröhre und
einen Generator enthält.
Beispiele für
die Verwendung in der medizinischen Bildgebung enthalten Knochendensitometrie,
CT-Scanning, mobile Radiographie, einen chirurgischen C-Arm, tragbare Röntgensysteme,
etc..
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Die
Ausführungsbeispiele
sind jedoch nicht in dieser Weise beschränkt und können in Verbindung mit anderen
Systemen, wie z.B. Sicherheitsscannern, industriellen Inspektionssystemen, Gammastrahlendetektoren
und vielfältigen
anderen nuklearen und Röntgeneinrichtungen
zur Anwendung gebracht werden.
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In
verschiedenen Ausführungsformen
wird eine Strahlungsabschirmungszusammensetzung geschaffen, bei
der die Zusammensetzung Bleioxid und ein Klebemittel enthält, wobei
die sich ergebende Mischung zum leichten Fließen in der Lage ist. Insbesondere
enthält
die Zusammensetzung Bleioxid mit einer vorbestimmten Partikelgröße und ein
Klebemittel, das in leichtflüssiger
Form vorliegt, um Strahlung abzuschirmen.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
kann eine Strahlungsabschirmungszusammensetzung jedoch anstelle
von Bleioxid oder zusätzlich
zu Bleioxid ein Bleiverbindungsmaterial enthalten. Zum Beispiel kann
die Bleiverbindung wenigstens ein aus der Menge, die aus Messing,
Barium, Kadmium, Titan und Wolfram besteht, ausgewähltes Element
enthalten.
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In
einer Ausführungsform
liegt die Partikelgröße des Bleioxids
in dem Bereich von 300 bis 900 Maschen. Das Bleioxid und das Klebemittel
liegen in einem Verhältnis
von etwa 2:1 vor.
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In
einer anderen Ausführungsform
liegt die Partikelgröße des Bleiverbindungsmaterials
in dem Bereich von etwa 30 bis 100 Maschen. Das Bleiverbindungsmaterial
und das Klebemittel stehen in dem Verhältnis von etwa 2:1. In einem
Beispiel kann das Klebemittel ein Epoxidharz enthalten. In einem
anderen Beispiel kann das Klebemittel Epoxid und Harz in einem im
Wesentlichen gleichen Mengenverhältnis enthalten.
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Es
sollte erkannt werden, dass die Strahlungsabschirmungszusammensetzung
gemäß dieser
Erfindung eine leichtgewichtige Lösung bietet und unter Verwendung
eines konventionellen Pinsels oder eines einfachen Werkzeugs, wie
z.B. eines Applikators bzw. Auftragegerätes, oder aus einer unter Druck
stehenden Quelle, wie z.B. einer Spraydose, auf Röntgengeräte aufgetragen
werden kann. Dies verbessert die Handhabbarkeit ohne ein Erfodernis spezieller
Geschicklichkeiten oder Kenntnisse des Bedieners.
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Es
sollte auch erkannt werden, dass die Strahlungsabschirmungseinrichtung
gemäß dieser Erfindung
in Verbindung mit Röntgeneinrichtungen verwendet
werden kann, bei denen es in Folge von Raumbeschränkungen
sowie elektrischen und mechanischen Abstandsbeschränkungen
nicht möglich ist,
Bleiplatten einzufügen.
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In
einer anderen Ausführungsform
enthält ein
Verfahren zur Herstellung einer Strahlungsabschirmungszusammensetzung
das Mischen von Bleioxid oder Bleiverbindungsmaterial einer vorbestimmten
Partikelgröße mit einem
Klebemittel in einem vorbestimmten Verhältnis und das Rühren der Mischung
bis zu einer weitgehenden Homogenität, wobei die sich ergebende
Mischung zum freien Fließen
in der Lage ist.
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In
einer Ausführungsform
liegt die Partikelgröße des Bleioxids
in dem Bereich von etwa 300 bis 900 Maschen. Das Bleioxid und das
Klebemittel werden in einem Verhältnis
von etwa 2:1 gemischt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
liegt die Partikelgröße des Bleiverbindungsmaterials
in dem Bereich von etwa 30 bis 100 Maschen. Das Bleiverbindungsmaterial
und das Klebemittel werden im Verhältnis von etwa 2:1 gemischt.
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In
einem Beispiel enthält
das Klebemittel ein Epoxidharz.
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In
einem anderen Beispiel enthält
das Klebemittel Epoxid und Harz, die in einem im wesentlichen gleichen
Mengenverhältnis
gemischt werden, bis der Ablauf einer exothermen Reaktion beginnt
und die Temperatur des Gemisches wesentlich ansteigt.
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Es
sollte erkannt werden, dass das Harz und das Epoxid in im Wesentlichen
gleichem Mengenverhältnis
gemischt werden, um Homogenität
und eine erhebliche Härte
nach dem Trocknen zu erzielen.
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Es
sollte auch erkannt werden, dass die Verwendung von Blei in Partikelform
zusammen mit einem Klebemittel, wobei die sich ergebende Mischung gemäß dieser
Erfindung in einer leichtflüssigen
Form vorliegt, einen Verzicht auf die Verwendung von Bleiplatten
oder -folien zur Abschirmung von Röntgenstrahlen möglich macht.
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Die
leichtflüssige
Strahlungsabschirmungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung erhöht die Produktivität durch
eine Verringerung der Nachbearbeitungszeit signifikant.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
enthält
ein Röntgensystem
eine Röntgenquelle
und eine Ummantelung für
die Röntgenquelle.
Die Ummantelung enthält
eine Beschichtung aus einer Strahlungsabschirmungszusammensetzung,
wobei die Strahlungsabschirmungszusammensetzung eine leichtflüssige Beschaffenheit
aufweist.
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Die
Beschichtung kann z.B. eine Dicke von etwa 0,2 mm aufweisen.
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1 zeigt
ein Beispiel eines Röntgenbildes 100 ohne
Abschirmung.
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2 zeigt
ein Beispiel eines durch eine Beschichtung von 2,5 mm Dicke aus
einer leichtflüssigen
Strahlungsabschirmungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung abgeschirmten
Röntgenbildes 200.
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Es
sollte erkannt werden, dass die Beschichtung von etwa 2,5 mm der
Strahlungsabschirmungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung eine Röntgenstrahlungsdosis
von bis zu 5000 mR abschirmen kann.
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Eine
Dicke von etwa 12 μm
kann z.B. eine Röntgenstrahlungsdosis
von etwa 1 bis 10 mR abschirmen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann die Beschichtung einer Strahlungsabschirmungszusammensetzung
eine Beschichtung aus einem Lack, einem Anstrichstoff oder einer
Epoxidfarbe auf der Strahlungsabschirmungszusammensetzung enthalten.
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In
einer Ausführungsform
enthält
die Strahlungsabschirmungszusammensetzung Bleioxid und ein Klebemittel.
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In
einer Ausführungsform
enthält
die Strahlungsabschirmungszusammensetzung ein Bleiverbindungsmaterial
und ein Klebemittel.
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Es
sollte erkannt werden, dass der Röntgengenerator unter Verwendung
der leichtflüssigen Strahlungsabschirmungszusammensetzung
gemäß dieser
Erfindung frei von Bleiplatten bleibt, die groß bzw. unhandlich sind und
auch die thermische Beschaffenheit des Generators beeinträchtigen.
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Z.B.
können
Beschädigungen,
die in Ummantelungen bzw. Anlagen, wie z.B. Röntgenräumen in Kliniken und Krankenhäusern, und
Metallummantellungen für
Röntgenversuche
entstanden sind, sowie Bleischürzen
bzw. Bleischutzumhänge
mit der Strahlungsabschirmungszusammensezung gemäß dieser Erfindung beschichtet
werden, um die Leckstrahlung abzuschirmen oder Röntgenstrahlen zu absorbieren.
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Demnach
beschreiben verschiedene Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung eine Strahlungsabschirmungszusammensetzung und
ein Verfahren zur Herstellung derselben. Weitere Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung beschreiben ein Röntgensystem.
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In
einem Ausführungsbeispiel
enthält
eine Strahlungsabschirmungseinrichtung bzw. -zusammensetzung Bleioxid
oder ein Bleiverbindungsmaterial einer vorbestimmten Partikelgröße und ein
Klebemittel, wobei die Zusammensetzung eine leichtflüssige Beschaffenheit
aufweist.
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Während die
Erfindung mit verschiedenen speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben
worden ist, wird für
einen Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung auch mit Abwandlungen
in die Praxis umgesetzt werden kann. Jedoch werden alle solche Abwandlungen,
die innerhalb des Bereiches der Patentansprüche liegen, als mit umfasst
angesehen.
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- 100
- Röntgenbild
ohne Abschirmung
- 200
- Röntgenbild
mit Abschirmung durch eine Beschichtung
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- von
2,5 mm einer leichtflüssigen
Strahlungsabschir
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- mungszusammensetzung