EP2033198A1 - Geschichtetes bleifrei-röntgenschutzmaterial - Google Patents

Geschichtetes bleifrei-röntgenschutzmaterial

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Publication number
EP2033198A1
EP2033198A1 EP07764839A EP07764839A EP2033198A1 EP 2033198 A1 EP2033198 A1 EP 2033198A1 EP 07764839 A EP07764839 A EP 07764839A EP 07764839 A EP07764839 A EP 07764839A EP 2033198 A1 EP2033198 A1 EP 2033198A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation protection
layer
protection material
radiation
layers
Prior art date
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Granted
Application number
EP07764839A
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English (en)
French (fr)
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EP2033198B1 (de
Inventor
Barbara Ballsieper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mavig GmbH
Original Assignee
Mavig GmbH
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Publication date
Application filed by Mavig GmbH filed Critical Mavig GmbH
Publication of EP2033198A1 publication Critical patent/EP2033198A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2033198B1 publication Critical patent/EP2033198B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/12—Laminated shielding materials

Definitions

  • the present invention relates to a layered X-ray protection material, and more particularly, to a radiation protection material in which a secondary radiation layer with a low Z radiation protection material and a barrier layer with a high Z radiation protection material are provided.
  • Radiation protection materials having a secondary radiation layer with a low-Z radiation protection material and a barrier layer with a high-Z radiation protection material are known from WO 2005/024846 A1, WO 2005/023 116 A1 and DE 1 010 666 A1, but are still used in practice not used.
  • Radiation protection materials are used in medical technology for the protection of the treating physicians, but also for the protection of non-irradiated body sites of patients to be screened.
  • Typical applications include protective aprons, which are mainly worn by doctors and medical personnel, as well as partial body protection equipment, such as gloves, head protection, thyroid protection, gonad protector, ovarian protection. In particular, the latter three serve the protection of non-exposed parts of the patient to be screened.
  • fixed protective devices are located in the immediate vicinity of the patient or the examiner, such as radiation protection curtains and protective shields on X-ray machines.
  • Radiation protection clothing in the medical field usually contains lead or lead oxide as protective material.
  • lead has disadvantages in terms of the toxicity resulting environmental impact and the relatively high weight. For this reason, efforts have recently been made to make available lead-free radiation protection material and thus lead-free radiation protection clothing as a result.
  • Radiation protection materials should have sufficient absorption properties in the energy range of an X-ray tube with a voltage of 60 to 125 kV.
  • the absorption properties of the respective radiation protection material are represented by a weakening equilibrium or a weakening factor, eg. B. expressed in the form of the Pb attenuation Equivalent (short: lead equivalent) (International Standard IEC 61331-1, protective devices against diagnostic medical X-radiation).
  • the elements used in the lead-free radiation protection materials have in part a very strongly deviating dependence of the absorption of the beam energy.
  • some of the elements used for absorption purposes have sufficient absorption in the relevant energy range, a portion of the absorbed energy is distributed spatially distributed as X-ray fluorescence radiation from the lead-free radiation protection material.
  • the X-ray fluorescence radiation, the classical scattered radiation and the Compton scattering are collectively referred to as secondary radiation.
  • the X-ray fluorescence radiation represents a significant proportion of the secondary radiation.
  • combinations of different elements are often used to model the absorption behavior of lead. As has been shown, the lead-free radiation protection materials hitherto on the market have hardly any weight advantage over lead.
  • the secondary radiation which consists mainly of X-ray fluorescence (characteristic X-radiation) is effectively shielded by the barrier layer, so that they can not escape from the protective material. Only under this condition, it is possible to achieve a weight advantage of a maximum of about 20% compared to lead.
  • the barrier layer serves to absorb the secondary radiation, in particular the high proportion of X-ray fluorescence radiation which arises in the secondary radiation layer during the absorption, in particular of low-energy X-ray radiation.
  • the barrier layer is provided close to the body in radiation protection clothing, while the secondary radiation layer is provided as the body-distant layer.
  • X-ray or radiation protection clothing is generally - depending on the application - provided in various protection classes, eg. B. 0.25 mm, 0.35 mm, 0.50, 1.0 mm Pb nominal value, it has already been proposed to build radiation protection material with these different protective values by the combination of individual layers in order to ensure easy production.
  • a hitherto neglected problem is the fact that in a radiation protection material with a proximal barrier layer and a secondary radiation layer remote from the body, only the secondary radiation directed onto the body of the examiner is absorbed by the barrier layer. This is sufficient for normal X-ray examinations, since the patient is generally alone while taking the picture. This is more problematic, for example, in an operation in which the patient is X-rayed regularly or continuously and the surgeon and / or other medical assistants stay very close to the patient. Medical personnel are relatively well protected by the X-ray protective aprons that each of them wears. The situation is different for the patient who, in addition to the normal x-ray dose, receives the additional dose of secondary radiation emitted by the radiation protection clothing of the medical staff. This problem has received little or no attention so far.
  • a radiation protection material which in particular different classes, eg. B. protection of 0.25, 0.35 and 0.50 mm Pb nominal value, can be relatively easily produced and absorbed on both sides - to both the examiner and the patient - outgoing secondary radiation to a considerable extent.
  • this object is achieved by a multi-layered, lead-free radiation protection material which has at least two individual composite layers, wherein each individual composite layer has a secondary radiation layer with a low-Z radiation protection material and a barrier layer with a high-Z radiation protection material, and wherein the individual composite layers layers are arranged in the radiation protection material such that in each case a barrier layer is disposed on the two surfaces of the radiation protection material and the respective secondary radiation layer is arranged at a distance from the surface.
  • the secondary radiation layers lie in the interior of the radiation protection material, while the barrier layers are each arranged on a surface or oriented towards the surface.
  • the X-ray radiation penetrating into the protective material is particularly effectively absorbed by the secondary radiation layer which is arranged inside the lead-free radiation protection material.
  • the secondary radiation which forms during this absorption can not escape from the radiation protection material since a barrier layer is provided on each of the two surfaces.
  • the layer construction according to the invention comprising at least two individual composite layers brings considerable production advantages.
  • a radiation protection material with the desired protective values from a single individual composite layer material of this kind, namely, two such layers forming a radiation protection material of 0.25 mm Pb nominal value, three such individual composite layers a radiation protection material with the protective value of 0.35 mm Pb nominal value form and four individual composite layers radiation protection material with a protective value of 0.50 mm nominal value.
  • the individual composite layers can either be processed further during production into the layered radiation protection material having the desired protective value, for example by folding and / or gluing.
  • the layer sequence can be connected by gluing. It is also possible to sew the individual layers together.
  • connection is to provide the individual layers in a common envelope.
  • a "bag” of a suitable material for example textile material or PVC
  • the individual layers then hang like a curtain in the bag.
  • the bag and / or the individual layers can be sewn together, for example, an edge stitching can be provided. It is also possible to weld the individual layers together. Here, too, edge welding is possible.
  • an inner and an outer covering layer which are connected to the individual intermediate layers, for example by sewing or welding. Other connection options can be provided.
  • a disadvantage of the construction of the radiation protection material from loosely superposed individual layers is their susceptibility to mechanical damage.
  • the radiation protection material is rubbed off.
  • This is especially true in the construction of multi-layered individual layers, but generally also for radiation protection materials, which are made only of a thick layer.
  • the sliding layer can be provided as a separate layer.
  • the sliding layer may also be formed integrally with the layer of radiation protection material.
  • a thin Teflon coating may be provided on the layer of radiation protection material.
  • These intermediate layers can be applied from the already mentioned Teflon material both separately and, as stated above, as an additional layer on the lead-free material.
  • a fiber material for example glass fiber, which is available in very thin layers, as a slip-promoting intermediate layer.
  • the radiation protection material it is advantageous in the case of the radiation protection material to provide sliding layers where non-planar adjoining adjacent components lie against one another, to provide sliding layers, in order to reduce friction there, to counteract wear and damage and to avoid impairments of flexibility caused by friction.
  • Sliding layers can be provided in all such juxtaposition situations, alternatively only in a part of such juxtaposition situations regarded as more important, in the lower limit case only in a single such juxtaposition situation.
  • the respective sliding layer may be a separate layer of its own, for.
  • polytetrafluoroethylene film or - preferably light and pliable - fabric made of polyamide or polyester or other plastic fibers or glass fibers.
  • the sliding layer can be a stamped part punched out with the desired contour.
  • the following possibilities are preferred: combination only in the upper edge region of the sliding layer and / or in the two lateral edge regions or additionally also in the lower edge region. Sewing and gluing are the preferred methods of joining.
  • the sliding layer can be combined over a large area or over the entire surface with a radiation protection component, preferably by laminating or in the form of a tissue that is combined with a radiation protection material layer.
  • Polytetrafluoroethylene film and preferably soft and pliable fabric of polyamide or polyester or other plastic fibers or glass fibers are preferred.
  • the respective sliding layer when combined with the respective radiation protection material layer over a large area or over the entire surface, can additionally function as a reinforcing layer or carrier layer or be the sole reinforcing layer or carrier layer of this radiation protection material layer.
  • radiation protection material with at least one described sliding layer is a separate invention and can be advantageously realized even without the features of claim 1, even with lead-containing radiation protection materials and / or with radiation protection materials which do not have a structure with secondary radiation layer (s) and barrier layer (US Pat. en).
  • all features disclosed in the application can be used individually or in combination as preferred features together with the sliding layer.
  • a single composite layer has a protective value of about 0.25 mm, 0.20 mm, 0.175 mm, or about 0.125 mm Pb rating.
  • a single composite layer from which the usual protective values can be built up have a protective value of between 0.05 mm Pb to 0.15 mm Pb nominal value. The smaller the protective value, the thinner and the easier it is to knit
  • the individual individual composite layers are produced, and the lighter and also more elastic the corresponding radiation protection garment, since the individual layers each have a low rigidity.
  • the individual composite layers may each be essentially identical. Suffice a single type of single composite layer to produce the desired radiation protection material.
  • a protective apron with 0.5 mm Pb nominal value can be constructed from 5 identical individual composite layers per 0.100 mm nominal value for the purpose of achieving high wearing comfort (flexibility). It is also possible to use individual composite layers with a different nominal value, eg. B. 0.125 and 0.100 mm Pb are combined to achieve a certain total nominal value of the protective clothing. Thus, a protective layer with a protective value of 0.25 mm Pb nominal value may be made of two individual layers of about 0.125 mm Pb nominal value. But you could also z. B. superior three composite layers with a protective value of slightly less than 0.1 mm Pb nominal value.
  • a radiation protection clothing is on the outside and / or inside of the radiation protection material, a cover layer, for.
  • the cover layer may be coated with a high-Z material, especially on the inside, be occupied.
  • it may be coated with a secondary radiation layer further inside than the barrier layer of high Z material.
  • the following secondary radiation layer can also be provided separately from the occupied cover layer and can also have its own reinforcement layer. Several such secondary radiation layers may follow each other separately or integrally. In such a layer sequence, one or more individual composite layer (s) may be provided - but not necessarily.
  • a cover layer optionally again occupied, may be provided.
  • the single composite layer has a reinforcing layer.
  • the reinforcing layer may be disposed between the barrier layer and the secondary beam layer. Alternatively, it may also be arranged on one side of the barrier layer and the secondary radiation layer.
  • the reinforcing layer should be relatively tear-resistant in its layer plane and can not easily stretch, in order to avoid that under appropriate tensile load, the relatively thin secondary radiation layer, but in particular the even thinner barrier layer not locally stretched and thereby thinned or even break in extreme cases.
  • a film material may be provided as a reinforcing layer.
  • the reinforcing layer may comprise a thin, tear-resistant fabric.
  • the reinforcing layer may comprise an aramid or a glass fiber material.
  • other fiber materials such as plastic, carbon or ceramic fibers or metal filaments, for.
  • copper or tungsten filaments may be provided. Tissue can be made from all of these fibers or filaments.
  • a material which is particularly well suited to absorbing X-rays, such as copper or tungsten in particular has the additional advantage that it on the one hand increases the absorption effect and on the other hand at the same time provides rigidity.
  • the metal filaments, and in particular woven metal filaments have the advantage of providing particularly high strength, but also the advantage of having a certain inherent rigidity, which is particularly important for applications in which the radiation protection material is to be shaped and shaped Form should remain during the application, such as gonadal protection, etc ..
  • overprotective devices are used when carrying out very delicate work, which is complicated by the use of radiation protection gloves.
  • a so-called over-hand protection is used, which is attached, for example, to the arm of the surgeon or also to the patient and which the surgeon can deform for the respective application in such a way that his unprotected hands are sufficiently protected underneath.
  • the reinforcing layer may also be arranged on the outside of a single composite layer or on both outer sides of a single composite layer in each case one reinforcing layer. It is also possible to simultaneously form the reinforcing layer as a sliding-promoting layer.
  • the low-Z material of the secondary radiation layer is preferably selected such that it has as uniform as possible a high absorption over the desired energy range of 60 to 125 kV, in particular together with the barrier layer, the selection being independent of the generation of secondary radiation can be done. Especially with radiation protection material, which is to be used only for certain applications that have a somewhat more limited energy range, the selection can also be optimized for this limited energy range.
  • the high-Z material of the secondary radiation layer is desirably chosen so that, as far as possible, it provides the maximum absorption for the typical secondary radiation of the secondary radiation layer whose energy is essentially determined from the X-ray emission spectra of the elements of the secondary radiation layer.
  • the basis weight of the material is taken into account, in which the desired absorption coefficient is obtained. enough.
  • aspects such as manufacturability, miscibility with the matrix material, etc. may also be considered.
  • the boundary between low-Z material and high-Z material is approximately at EI- elements of an atomic number Z of 60, the low-Z material having an atomic number of about 39 to 60 and the high-Z material has an atomic number greater than 60, preferably greater than 70. Although the two atomic number ranges 60 overlap, the high Z material is always different from the low Z material to accommodate the different absorption requirements.
  • the individual elements of the low-Z material or the high-Z material may be provided in the radiation protection material in the form of a thin film. Typically, however, they will be dispersed in powder form in a matrix material.
  • matrix material are rubber, latex, synthetic, flexible or solid polymers or silicone materials.
  • the low-Z material may comprise at least one of tin, antimony, iodine, cesium, barium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium.
  • the high Z material of the barrier layer may comprise at least one of the following materials: tantalum, tungsten, bismuth.
  • a particularly preferred embodiment contains bismuth in the barrier layer and tin and at least one of the elements lanthanum, cerium or gadolinium in the secondary radiation layer.
  • the 0.25 mm nominal Pb radiation protection material is formed from two individual composite layers, while the 0.35 mm Pb nominal radiation protection material is formed from three individual composite layers.
  • the individual NEN layers can directly in plant, z. B. adjacent to each other or connected to each other, be provided together. It is also possible to separate the individual layers from one another, for example, by means of an air gap, a woven fabric or another intermediate layer. This generally applies independent of the Pb nominal value.
  • the radiation protection material which is formed from three individual compound layers, is constructed asymmetrically, with two barrier layers arranged on the outside and one inside. As a result, it has a surface located closer to the inboard barrier layer than the second surface. With several barrier layers in succession, the next inner barrier layer also contributes to the absorption of secondary radiation from the lower secondary radiation layers.
  • the surface closer to the inner barrier layer may be used as the proximal layer facing the examiner in a radiation protective garment. It may therefore be provided to mark three-day radiation protection material and radiation protection material, so that a correct installation is ensured in the radiation protection clothing.
  • the tag may be identified by a label, e.g. be colored, or provided by a label.
  • the invention further relates to radiation protection clothing comprising a radiation protection material according to the invention and in particular a Strahlenschklei- fertilg, wherein in an asymmetrical structure of the radiation protection material that surface is disposed closer to the body to be protected, in the vicinity of more barrier layers are provided.
  • FIG. 1 shows a single compound layer for a radiation protection material according to the present invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a test setup for determining the efficiency of the radiation protection material according to the present invention.
  • Fig. 5, 6 and 7 three embodiments of radiation protection materials with sliding layers in section.
  • the barrier layer consists of a layer of 0.5 kg / m 2 of bismuth including the associated elastomer matrix and the secondary radiation layer of a layer with 0, 9 kg / m 2 of a tin / gadolinium filling including elastomer matrix.
  • the basis weight for tin is 0.7 kg / m 2 and the weight per unit area for gadolinium is 0.2 kg / m 2 , which gives the total surface weight for the secondary blasting layer about 0.9 kg / m 2 .
  • the pure matrix weight is 10 to 20%, preferably 12 to 15% of the total basis weight.
  • the thickness of a single composite layer of about 0.125 mm Pb rating is between about 0.3 to 0.6 mm, more specifically about 0.40 mm.
  • a protective apron with a nominal value of 0.50 mm Pb can be constructed, which has the same weakening as the corresponding lead apron.
  • the lead apron with 0.5 mm Pb nominal value then weighs 5.6 kg / m 2 .
  • the corresponding lead apron has a pure lead weight of 5.7 kg / m 2 . in addition comes the weight of oxygen when it comes to lead oxide and the weight of the matrix. Therefore, lead aprons with 0.5 mm Pb nominal value usually weigh 7 kg / m 2 .
  • the lead-free apron has a weight advantage of 20% compared to a lead apron.
  • the reinforcing layer which according to the embodiment is made of a very thin, tear-resistant fabric, for example of glass fibers or aramid.
  • the basis weight of a glass filament fabric used is about 25 g / m 2 and thus increases the Schürzenten only insignificantly.
  • the entire single composite layer 2 can thus be designed relatively thin and very light. Thus, it has a basis weight of about 1.4 kg / m 2 .
  • the three layers of a single composite layer 2 are joined together in the production process.
  • the secondary radiation layer 8 can be applied to the reinforcement layer 6 in a first step
  • the barrier layer 4 can be applied to the other side of the reinforcement layer 6 in a second operation.
  • the single composite layer itself has a relatively high flexibility.
  • the choice of matrix material essentially determines the flexibility of the single barrier layer.
  • the material of the reinforcing layer also influences the flexibility / rigidity of an individual composite layer. So the glass fiber material is particularly favorable because of its high flexibility. In addition, it is chemically harmless. Aramid material would be conceivable as an alternative to glass fiber. This has rather a somewhat higher rigidity, which may be disadvantageous in particular for use as radiation protection clothing.
  • carbon fibers can be used in the reinforcing layer.
  • the carbon fibers may additionally or exclusively be embedded in the matrix material.
  • FIG. 2 various radiation protection materials 10, 12 and 14 are shown.
  • the uppermost radiation protection material 10 is formed from two individual composite layers. 1 shows the layer structure of barrier layer 4, reinforcement layer 6 and secondary radiation layer 8 of the two layer sequences.
  • the radiation protection material produced from two individual composite layers 2 is shown in FIG. al 10 is symmetrical.
  • the gap 16 shown between the two secondary radiation layers 8 indicates that the two individual composite layers do not necessarily have to be firmly connected to one another in a flat manner.
  • each of the two surfaces 18, 20 of the two-layer radiation protection material 10 is formed by a barrier layer 4.
  • a three-layer radiation protection material is shown by reference numeral 12. Essentially, what has been said for the two-layer radiation protection material 10 applies. Thus, it can be seen that a third single compound layer has been added from below compared to the two-layer radiation protection material 10, so that a second barrier layer 8 'disposed inside the radiation protection material 12 is closer to the lower surface 20 than the upper surface 18 , In this asymmetrical arrangement, it is preferable to provide the lower surface 20 closer to the skin.
  • a four-layer radiation protection material 14 is also shown. Compared with the three-layer radiation protection material 12, a further single composite layer 2 is placed on top of the three-layer layer sequence.
  • radiation protection material with different protective values can thus be produced with a relatively low production cost by using only a single single composite layer 2 as the starting material for radiation protection material of various protective values.
  • two-layer radiation protection material 10 having a nominal thickness of 0.25 mm Pb, three-layer radiation protection material 12 having a nominal thickness of 35 mm Pb and four-layer radiation protection material 14 having a nominal thickness of 0.50 mm Pb can be produced by multilayering produce.
  • Such radiation protection material is suitable for the uses mentioned above.
  • it can be used to make radiation protection clothing, in particular aprons, gloves, thyroid protection, gonadal protection, ovarian protection, etc., but also eye protection, shields, etc.
  • Such protective curtains can be used stationary or on imageable or mobile racks.
  • FIG. 3 shows the individual X-ray components and the effect of a radiation protection clothing with a radiation protection material 10 according to the invention in a schematic representation.
  • a radiation protection clothing with a radiation protection material 10 according to the invention in a schematic representation.
  • the primarily radiated by the patient 22 radiated radiation 24 strikes the radiation protective clothing 26, typically the radiation protection apron of the examiner 28 and there stimulates fluorescence or secondary radiation, which partially, see arrow 30, is scattered back towards the patient.
  • On the side of the examiner 28, 32 denotes the transmitted primary radiation component and 34 shows the secondary radiation on the investigator side. From the schematically shown size dimensions of the individual arrows (which are not true to scale) can be seen that the primary radiation, but also the secondary radiation is not completely absorbed by the radiation protection material, but only a considerable reduction.
  • the secondary radiation 30, 34 contains different components from the secondary radiation layer 8, for example the classical scattered radiation, the Compton scattering and the fluorescence radiation.
  • the fluorescence radiation makes up the majority of this secondary radiation.
  • the energy of the fluorescence radiation K radiation
  • This low-energy X-ray mainly pollutes the skin and organs close to the skin.
  • the focus here is on the female mammary gland tissue, which is relatively susceptible to radiation, as are the testes in man and the thyroid gland.
  • the high-Z radiation protection material of the barrier layer 4 develops only relatively little fluorescence radiation or secondary radiation, since its K absorption edge lies in the high energy range, typically at 70 to 90 keV and consequently is not or only slightly excited in the usual range of application from 60 to 125 kV tube voltage of the X-ray source.
  • the two outer barrier layers 4 thus provide effective shielding of the secondary radiation also to the patient 22 body.
  • the described effect could be confirmed by measurements as shown in the schematic illustration in FIG. 4.
  • 36 denotes the X-ray tube and 38 denotes the diaphragm.
  • the X-ray beam goes in the direction of the examiner body represented by a water phantom 40.
  • 42 a measuring chamber is referred to, which is spaced at a distance from the radiation protection clothing 26.
  • 4 again designates the patient-side and the examiner-side barrier layer, wherein the secondary radiation layer is again denoted by 8.
  • the water phantom 40 with a water content of 25 ⁇ 25 ⁇ 15 cm 3 simulates the scattered radiation properties of the body of the examiner.
  • the secondary radiation layer of the radiation protection clothing 26 was formed from lead-free material, in particular tin, with a basis weight of 2.0 kg / m 2 .
  • the dose was measured with an air kerma measuring chamber 42 at a distance of 0 (body contact), 5, 10, 20 and 30 cm in front of the radiation protection clothing 26, once with a barrier layer of 0.7 kg / m 2 Bismuth once on the patient side and once on the examiner side.
  • the difference between the two measurements corresponds to the dose increase due to the secondary radiation generated in the material (eg tin-K radiation). This additional radiation would be applied to the patient when his body surface was at the location of the measuring chamber 42.
  • a measuring location between the radiation protection clothing 26 and the water phantom 40 (corresponding to the body of the examiner) was chosen, since the examiner has placed the apron directly on the surface of the body. che carries.
  • the barrier layer of 0.7 kg / m 2 bismuth is again arranged on the patient side and once on the examiner side. The difference between the two measurements corresponds to the relative dose decrease due to secondary radiation. Accordingly, the secondary radiation can be reduced to one third by means of a barrier layer on the examiner side - as well as on the patient side.
  • the attachment of a double-sided barrier layer as in the radiation protection material 10, 12, 14 according to the present invention combines these two attenuation effects and leads to a significant reduction of the secondary radiation both on the examiner side and on the patient side.
  • the radiation protection clothing 26 usually contains the radiation protection material in powder form. If in each case only the elements are mentioned in connection with the embodiment, this relates in particular in each case to the powder form or compounds of the element or of the elements in powder form.
  • Radiation protection material with a sliding layer or several sliding layers will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments according to FIGS. 5, 6 and 7.
  • the radiation protection material 2 shown in FIG. 5 has three radiation protection components or individual radiation protection layers, namely a barrier layer 4 on the side facing the patient in FIG. 5, a central secondary radiation layer 8, and a barrier layer 4 on the in FIG Fig. 5 right, the examiner closer side.
  • Each of the layers 4 and 8 has a reinforcing layer 6, which may be provided anywhere in the middle region of the layer, but also in the region of a surface of the relevant layer.
  • a left cover layer 50 and a right cover layer 52 are seen.
  • the left cover layer 50 is preferably formed of a strong synthetic fabric with a coating of preferably polyurethane on its left surface to protect the fabric from counter-injected liquid.
  • the right-hand cover layer 52 is preferably likewise formed from a strong synthetic fiber fabric, in which case a coating preferably made of polyurethane is optionally provided on the left side of the cover layer 52 in FIG. 5 or on the right side of the cover layer 52 in FIG can.
  • Layer spacings where the sliding layers 54 are located are designated in exaggerated size for the sake of clarity. In fact, these distances are in relation to the layer thicknesses small, so that the respective sliding layer 54 is more or less completely in physical contact with the two neighboring layers.
  • the sliding layers 54 are each sewn or glued together only in the region of their upper edge with the other radiation protection material. Additional union along the two side edges, namely behind the plane of the drawing and in front of the plane of the drawing, and / or in the area of the lower edge are optionally possible. In addition, it is possible to laminate each of the sliding layers 54 to one of the two adjacent layers.
  • the reinforcing layers 6 are optional and do not necessarily have to be present. It is further emphasized that there are embodiments of the radiation protection material 2 in which the left barrier layer 4 is not present. It is further emphasized that, alternatively, the left barrier layer 4 and the secondary radiation layer 8 may be combined to form a single composite layer, preferably in a construction as described in the present application. It is also possible to work with a construction of several such individual composite layers, as described in the present application. A further alternative is the provision of two secondary radiation layers 8 instead of the one drawn secondary radiation layer 8.
  • a sliding layer 54 is dispensable, in particular, when the right cover layer 52 is coated on its left side.
  • FIG. 6 illustrates that-optionally in a part of the contiguous situations or in all contiguous situations-the sliding layer 54, if a sliding layer 54 is provided at all, is realized in the form of a layer which is combined over a large area or over the entire surface with a component of the radiation protection material 2 can be.
  • the left barrier layer 4 is now provided with a sliding layer 54 on its left side
  • the secondary radiation layer 8 is with a sliding layer 54 on its right side
  • the right barrier layer 4 is provided with a sliding layer on its right side.
  • the sliding layers 54 which are combined with a radiation protection component over a large area or over the entire surface are preferably formed by a light, pliable fabric, preferably polyamide fabric or polyester fabric.
  • a light, pliable fabric preferably polyamide fabric or polyester fabric.
  • Such fabrics are available in basis weights of about 30 g / m2 and above.
  • viscous material for. B. mixture of matrix material (in particular polyurethane or rubber) with low-Z material or with high-Z material, has been applied to the fabric and has then come by chemical reaction in the matrix material in the ready state.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 7 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 6 in that the secondary beam layer 8 and the right barrier layer each have their directly assigned sliding layer 54 on the left (instead of the right) surface in FIG. 7 and that the "free Sliding layer 54 of FIG. 6 is not present.

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Abstract

Geschichtetes, bleifreies Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) mit mindestens zwei Einzelverbundschichten (2), wobei jede Einzelverbundschicht (2) eine Sekundärstrahlenschicht (4) mit einem Niedrig-Z-Material und eine Sperrschicht (4) mit einem Hoch-Z-Material aufweist, und wobei die Einzelverbundschichten (2) in dem Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) derart angeordnet sind, dass an den beiden Oberflächen (18, 20) des Strahlenschutzmaterials (10, 12, 14) jeweils eine Sperrschicht (8) angeordnet ist und die jeweilige Sekundärstrahlenschicht (8) von der Oberfläche (18, 20) beabstandet angeordnet ist.

Description

Geschichtetes Bleifrei-Röntgenschutzmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein geschichtetes Röntgen- bzw. Strahlen- schutzmaterial und insbesondere ein Strahlenschutzmaterial, bei dem eine Se- kundärstrahlenschicht mit einem Niedrig-Z-Strahlenschutzmaterial und eine Sperrschicht mit einem Hoch-Z-Strahlenschutzmaterial vorgesehen ist.
Strahlenschutzmaterialien mit Sekundärstrahlenschicht mit einem Niedrig-Z- Strahlenschutzmaterial und einer Sperrschicht mit einem Hoch-Z-Strahlen- schutzmaterial sind aus WO 2005/024846 A1, WO 2005/023 116 A1 und DE 1 010 666 A1 bekannt, werden aber in der Praxis noch nicht eingesetzt.
Strahlenschutzmaterialien werden in der Medizintechnik zum Schutz der behandelnden Ärzte, aber auch zum Schutz von nicht zu bestrahlenden Körperstellen der zu durchleuchtenden Patienten verwendet. Typisches Einsatzgebiet dabei sind zum einen Schutzschürzen, die in erster Linie von den Ärzten und medizinischem Personal getragen werden, sowie Teilkörperschutzausrüstung, wie beispielsweise Handschuhe, Kopfschutz, Schilddrüsenschutz, Gonadenschutz, Ovarienschutz. Insbesondere die drei letzteren dienen dem Schutz von nicht zu exponierenden Körperteilen der zu durchleuchtenden Patienten. Hinzu kommen ortsfeste Schutzeinrichtungen, die sich in unmittelbarer Nähe des Patienten bzw. des Untersuchers befinden, wie Strahlenschutzvorhänge und -schutz- schilde an Röntgengeräten.
Konventionelle Strahlenschutzkleidung im Medizinbereich enthält meistens Blei oder Bleioxid als Schutzmaterial. Die Verwendung von Blei hat Nachteile hinsichtlich der sich aus der Toxizität ergebenden Umweltbelastung und hinsichtlich des relativ hohen Gewichts. Deshalb werden in jüngster Zeit verstärkt Anstrengungen unternommen, bleifreies Strahlenschutzmaterial und damit ein- hergehend bleifreie Strahlenschutzkleidung verfügbar zu machen. Derartige Strahlenschutzmaterialien sollten in dem Energiebereich einer Röntgenröhre mit einer Spannung von 60 bis 125 kV ausreichende Absorptionseigenschaften besitzen. Dabei werden die Absorptionseigenschaften des jeweiligen Strahlen- schutzmaterials durch einen Schwächungsgleichwert oder einen Schwä- chungsfaktor, z. B. in der Form des Pb-Schwächungsgleichwertes (kurz: Bleigleichwert) ausgedrückt (International Standard IEC 61331-1, protective devices against diagnostic medical X-radiation). Die in dem bleifreien Strahlenschutzmaterialien verwendeten Elemente haben eine von Blei teilweise eine sehr stark abweichende Abhängigkeit der Absorption von der Strahlenenergie. Dazu kommt, dass manche der zu Absorptionszwecken verwendeten Elemente zwar in dem einschlägigen Energiebereich eine ausreichende Absorption besitzen, jedoch einen Teil der absorbierten Energie räumlich verteilt als Röntgen-Fluo- reszenzstrahlung aus dem Bleifrei-Strahlenschutzmaterial wieder abgestrahlt wird. Die Röntgen-Fluoreszenzstrahlung, die klassische Streustrahlung und die Comptonstreuung werden gemeinsam als Sekundärstrahlung bezeichnet. Die Röntgen-Fluoreszenzstrahlung stellt einen erheblichen Anteil der Sekundärstrahlung. Um auf die Sekundärstrahlung abzuschirmen, werden häufig Kombinationen unterschiedlicher Elemente verwendet, um das Absorptionsverhalten von Blei nachzubilden. Wie sich gezeigt hat, haben die bisher auf dem Markt befindlichen bleifreien Strahlenschutzmaterialien kaum einen Gewichtsvorteil gegenüber Blei. Ein geringeres Gewicht bei gleicher Schwächungswirkung ergibt sich erst bei einem Aufbau aus Sekundärstrahlenschicht und Sperrschicht, wobei die Sekundärstrahlung, die hauptsächlich aus Röntgen-Fluoreszenzstrahlung (charakteristischer Röntgenstrahlung) besteht, durch die Sperrschicht wirksam abgeschirmt wird, so dass sie nicht aus dem Schutzmaterial entweichen kann. Erst unter dieser Voraussetzung ist es möglich einen Gewichtsvorteil von maximal etwa 20% gegenüber Blei zu erzielen. Insbesondere dient die Sperrschicht dazu, die Sekundärstrahlung, insbesondere den hohen Anteil an Röntgen-Fluoreszenzstrahlung, die in der Sekundärstrahlenschicht bei der Ab- Sorption insbesondere niedrig-energetischer Röntgenstrahlung entsteht, zu absorbieren. Weil Sekundärstrahlung bzw. Fluoreszenzstrahlung von der Sekun- därstrahlungsschicht im Wesentlichen gleich verteilt in alle Richtungen abgestrahlt wird, ist die Sperrschicht bei Strahlenschutzkleidung körpernah vorgesehen, während die Sekundärstrahlungsschicht als die körperferne Schicht vorge- sehen ist. Röntgen- bzw. Strahlenschutzbekleidung wird generell - je nach Anwendungsfall - in verschiedenen Schutzklassen vorgesehen, z. B. 0,25 mm, 0,35 mm, 0,50, 1,0 mm Pb Nennwert, wobei schon vorgeschlagen wurde, Strahlen- schutzmaterial mit diesen unterschiedlichen Schutzwerten durch die Kombination von Einzelschichten aufzubauen, um eine einfache Herstellung zu gewährleisten.
Ein bisher wenig beachtetes Problem ist die Tatsache, dass bei einem Strahlen- schutzmaterial mit einer körpernahen Sperrschicht und einer körperfernen Se- kundärstrahlenschicht lediglich die auf den Körper des Untersuchers gerichtete Sekundärstrahlung von der Sperrschicht absorbiert wird. Das ist für normale Röntgenuntersuchungen ausreichend, da hier der Patient, während die Aufnahme erfolgt, generell alleine ist. Problematischer ist das beispielsweise bei einer Operation, bei der der Patient regelmäßig oder kontinuierlich geröntgt wird und dabei der Operateur und/oder weiteres medizinisches Hilfspersonal sich sehr nahe bei dem Patienten aufhält. Das medizinische Personal ist durch die Rönt- genschutzschürzen, die jeder von ihnen trägt, relativ gut geschützt. Anders sieht das bei dem Patienten aus, der zusätzlich zu der normalen Röntgendosis die zusätzliche Dosis der Sekundärstrahlung, die von der Strahlenschutzkleidung des medizinischen Personals abgestrahlt wird, abbekommt. Diesem Problem wurde bisher keine oder wenig Aufmerksamkeit geschenkt.
Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Strahlen- schutzmaterial bereitzustellen, welches insbesondere unterschiedliche Klassen, z. B. Schutz von 0,25, 0,35 und 0,50 mm Pb Nennwert, relativ einfach hergestellt werden kann und die nach beiden Seiten - sowohl zum Untersucher als auch zum Patienten - hin ausgehende Sekundärstrahlung in einem erheblichen Maße absorbiert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe von einem mehrfach geschichteten, bleifreien Strahlenschutzmaterial gelöst, welches mindestens zwei Einzelverbundschichten aufweist, wobei jede Einzelverbundschicht eine Sekundärstrahlen- schicht mit einem Niedrig-Z-Strahlenschutzmaterial und eine Sperrschicht mit einem Hoch-Z-Strahlenschutzmaterial aufweist, und wobei die Einzelverbund- schichten in dem Strahlenschutzmaterial derart angeordnet sind, dass an den beiden Oberflächen des Strahlenschutzmaterials jeweils eine Sperrschicht angeordnet ist und die jeweilige Sekundärstrahlungsschicht von der Oberfläche beabstandet angeordnet ist. Mit anderen Worten liegen die Sekundärstrahlen- schichten im Inneren des Strahlenschutzmaterials, während die Sperrschichten jeweils eine an einer Oberfläche angeordnet sind bzw. zur Oberfläche hin orientiert sind.
Bei einem solchen Material wird die in das Schutzmaterial eindringende Rönt- genstrahlung besonders effektiv von der Sekundärstrahlenschicht absorbiert, die im Inneren des Bleifrei-Strahlenschutzmaterials angeordnet ist. Die sich bei diesem Absorbieren bildende Sekundärstrahlung kann jedoch nicht aus dem Strahlenschutzmaterial austreten, da an den beiden Oberflächen jeweils eine Sperrschicht vorgesehen ist. Dabei bringt der erfindungsgemäße Schichtauf- bau aus mindestens zwei Einzelverbundschichten erhebliche Herstellungsvorteile. So kann insbesondere aus einem einzigen derartigen Einzelverbundschichtmaterial ein Strahlenschutzmaterial mit den gewünschten Schutzwerten hergestellt werden, indem nämlich zwei derartige Schichten ein Strahlenschutzmaterial mit 0,25 mm Pb Nennwert bilden, drei derartige Einzelverbund- schichten ein Strahlenschutzmaterial mit dem Schutzwert von 0,35 mm Pb Nennwert bilden und vier Einzelverbundschichten Strahlenschutzmaterial mit einem Schutzwert von 0,50 mm Nennwert bilden. Die Einzelverbundschichten können dabei entweder gleich bei der Herstellung zu dem geschichteten Strahlenschutzmaterial mit dem gewünschten Schutzwert weiter verarbeitet werden, beispielsweise durch Falten und/oder Kleben. Alternativ ist es auch möglich, die Schichtenfolge aus den Einzelverbundschichten erst bei der Herstellung der Strahlenschutzbekleidung herzustellen. Die Schichtenfolge kann durch Kleben verbunden werden. Es ist auch möglich, die einzelnen Schichten miteinander zu vernähen. Eine weitere Verbindungsmöglichkeit ist, die einzelnen Schichten in einer gemeinsamen Hülle vorzusehen. So ist es beispielsweise möglich, einen "Beutel" aus einem geeigneten Material, beispielsweise Textilmaterial oder PVC vorzusehen, und die Schichten in diesen Beutel zu "versenken". Die einzelnen Schichten hängen dann wie ein Vorhang in dem Beutel. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass die Schichten nicht miteinander verklebt werden müssen, sondern lose aneinander hängen, was zu einer deutlich gerin- geren Steifigkeit führt, als wenn die Schichten miteinander verklebt wären. Der Beutel und/oder die einzelnen Schichten können miteinander vernäht werden, beispielsweise kann eine Randvernähung vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die einzelnen Schichten miteinander zu verschweißen. Auch hier ist eine Rand- verschweißung möglich. Anstelle eines bis auf eine Öffnung im Wesentlichen vollständig verschlossenen Beutels können auch eine innere und eine äußere Deckschicht vorgesehen sein, die mit den einzelnen Zwischenschichten verbunden sind, beispielsweise durch Vernähen oder Verschweißen. Andere Verbindungsmöglichkeiten können vorgesehen sein.
Ein Nachteil bei dem Aufbau des Strahlenschutzmaterials aus lose aufeinander liegenden Einzelschichten ist deren Anfälligkeit für mechanische Beschädigungen. So hat sich herausgestellt, dass es beispielsweise bei Schürzen an Knickstellen oder typischen Kontaktstellen, an denen der Nutzer häufig Kontakt bei- spielsweise mit Tischkanten hat, das Strahlenschutzmaterial abgerieben wird. Das trifft insbesondere beim Aufbau aus mehrlagigen Einzelschichten, generell aber auch für Strahlenschutzmaterialien zu, die lediglich aus einer dicken Schicht hergestellt sind. Es ist deshalb bevorzugt, mindestens an einer Seite einer Schicht aus Strahlenschutzmaterial eine Gleitschicht vorzusehen. Die Gleit- schicht kann als eine separate Lage vorgesehen sein. Die Gleitschicht kann auch integral mit der Schicht aus Strahlenschutzmaterial ausgebildet sein. So kann im letzteren Fall beispielsweise eine dünne Teflonauflage auf der Schicht aus Strahlenschutzmaterial vorgesehen sein. Insbesondere ist es günstig, bei mehreren Einzelschichten zwischen den Einzelschichten gleitfördernde Zwi- schenschichten vorzusehen. Diese Zwischenschichten können aus dem schon genannten Teflonmaterial sowohl separat als auch, wie vorangehend ausgeführt, als eine zusätzliche Schicht auf dem Bleifrei-Material aufgebracht sein. Andererseits kann auch ein Fasermaterial, beispielsweise Glasseide, die es in hauchdünnen Lagen gibt, als gleitfördernde Zwischenschicht verwendet wer- den. Insbesondere bei der oben genannten Herstellung im "Beutel" ist es relativ einfach möglich, solche Zwischenlagen miteinzubringen. Es kann auch möglich sein, eine Doppel-Zwischenlage vorzusehen, dann reibt zwischen zwei Einzelschichten Zwischenlage an Zwischenlage, was einen besonders geringen Reibungskoeffizienten bedeutet. Es ist auch möglich, den "Beutel" aus einem gleit- fördernden Material herzustellen oder an dessen Innenseite eine Gleitschicht vorzusehen. Es wird darauf hingewiesen, dass dieses Merkmal der Gleitschicht für sich selbst insbesondere ohne alle oder nur einen Teil der Merkmale des Anspruchs 1 als erfinderisch angesehen wird.
Zum Thema des Vorsehens einer Gleitschicht oder mehrerer Gleitschichten bei dem Strahlenschutzmaterial werden in den nachfolgenden Absätzen noch weitere Ausführungen gemacht:
Es ist bei dem Strahlenschutzmaterial vorteilhaft, dort wo nicht flächig mitein- ander verbundene, benachbarte Komponenten aneinanderliegen, Gleitschichten vorzusehen, um dort die Reibung zu verringern, Verschleiß und Beschädigung entgegenzuwirken und reibungsbedingte Beeinträchtigungen der Flexibilität zu vermeiden. Dies gilt für Aneinanderliegen von Strahlenschutzkompo- nenten (sei es insbesondere Sekundärstrahlenschicht gegen Sekundärstrahlen- Schicht oder Sperrschicht gegen Sperrschicht oder Sekundärstrahlenschicht gegen Sperrschicht, wobei diese genannten Schichten Teil einer Einzelverbundschicht sind oder nicht Teil einer Einzelverbundschicht sind), aber auch für Aneinanderliegen von Strahlenschutzkomponente (sei es insbesondere Sekundärstrahlenschicht oder Sperrschicht, und zwar jeweils Teil einer Einzelver- bundschicht oder nicht Teil einer Einzelverbundschicht) und Coverschicht (diese wiederum einschichtig oder mehrschichtig) des Strahlenschutzmaterials. Gleitschichten können bei allen derartigen Aneinanderliegesituationen vorgesehen sein, alternativ nur bei einem als wichtiger angesehenen Teil derartiger Aneinanderliegesituationen, im unteren Grenzfall nur bei einer einzigen derartigen Aneinanderliegesituation.
Die jeweilige Gleitschicht kann eine eigene Schicht für sich sein, z. B. Polyte- trafluorethylenfolie oder - vorzugsweise leichtes und schmiegsames - Gewebe aus Polyamid oder Polyester oder anderen Kunststofffasern oder Glasfasern. Die Gleitschicht kann ein Stanzteil sein, ausgestanzt mit dem gewünschten Um- riss. Zur Vereinigung der Gleitschicht mit dem Strahlenschutzmaterial sind die folgenden Möglichkeiten bevorzugt: Vereinigung nur im oberen Randbereich der Gleitschicht und/oder in den zwei seitlichen Randbereichen oder zusätzlich auch im unteren Randbereich. Nähen und Kleben sind die bevorzugten Vereini- gungsmethoden. Alternativ kann die Gleitschicht großflächig bzw. ganzflächig mit einer Strahlen- schutzkomponente vereinigt sein, vorzugsweise durch Aufkaschieren oder in Form eines Gewebes, das mit einer Strahlenschutzmaterialschicht vereinigt ist. Polytetrafluorethylenfolie und - vorzugsweise leichtes und schmiegsames - Gewebe aus Polyamid oder Polyester oder anderen Kunststofffasern oder Glasfasern sind bevorzugt.
Die beschriebenen Möglichkeiten müssen nicht bei allen Gleitschichten des Strahlenschutzmaterials in gleicher Weise verwirklicht sein. Man kann innerhalb des Strahlenschutzmaterials von Gleitschicht zu Gleitschicht variieren.
Die jeweilige Gleitschicht kann, wenn sie mit der betreffenden Strahlenschutzmaterialschicht großflächig bzw. ganzflächig vereinigt ist, zusätzlich als Verstär- kungsschicht bzw. Trägerschicht fungieren oder die einzige Verstärkungsschicht bzw. Trägerschicht dieser Strahlenschutzmaterialschicht sein.
Es besteht die Möglichkeit, zwischen der Gleitschicht und der sonstigen Strahlenschutzmaterialschicht eine Kleberschicht zur Erreichung oder Perfektionie- rung der Haftung vorzusehen.
Es wird ausdrücklich betont, dass Strahlenschutzmaterial mit mindestens einer beschriebenen Gleitschicht eine eigene Erfindung darstellt und auch ohne die Merkmale des Anspruchs 1 vorteilhaft verwirklichbart ist, sogar bei bleihaltigen Strahlenschutzmaterialien und/oder bei Strahlenschutzmaterialien, die nicht einen Aufbau mit Sekundärstrahlenschicht(en) und Sperrschicht(en) haben. Andererseits sind alle in der Anmeldung offenbarten Merkmale einzeln oder zu mehreren als Vorzugsmerkmale zusammen mit der Gleitschicht einsetzbar.
Vorzugsweise weist eine Einzelverbundschicht einen Schutzwert von etwa 0,25 mm, 0,20 mm, 0,175 mm oder etwa 0,125 mm Pb Nennwert auf. So kann eine Einzelverbundschicht, aus der die üblichen Schutzwerte aufgebaut werden können, einen Schutzwert von zwischen 0,05 mm Pb bis 0,15 mm Pb Nennwert aufweisen. Je kleiner der Schutzwert ist, desto dünner und desto leichter kön- nen die einzelnen Einzelverbundschichten hergestellt werden, und desto leichter und auch elastischer wird das entsprechende Strahlenschutzkleidungsstück, da die einzelnen Schichten jeweils eine geringe Steifigkeit aufweisen. In dem Strahlenschutzmaterial können die Einzelverbundschichten jeweils im Wesentli- chen identisch sein. Es reicht ein einziger Typ von Einzelverbundschicht, um daraus das gewünschte Strahlenschutzmaterial herzustellen. Eine Schutzschürze mit 0,5 mm Pb Nennwert kann zur Erzielung eines hohen Tragekomforts (Flexibilität) aus 5 identischen Einzelverbundschichten je 0,100 mm Nennwert aufgebaut werden. Es können auch Einzelverbundschichten mit unterschiedli- chem Nennwert, z. B. 0,125 und 0,100 mm Pb zum Erreichen eines bestimmten Gesamt-Nennwertes der Schutzkleidung kombiniert werden. So kann eine Schutzschicht mit einem Schutzwert von 0,25 mm Pb Nennwert aus zwei Einzelschichten mit etwa 0,125 mm Pb Nennwert hergestellt sein. Man könnte sich aber auch z. B. drei Einzelverbundschichten mit einem Schutzwert von etwas weniger als 0,1 mm Pb Nennwert überlegen. Es ist auch möglich, zwei Einzelverbundschichten mit einem Schutzwert von etwa 0,1 mm Pb Nennwert mit einer weiteren Schicht mit 0,05 mm Pb Nennwert zu kombinieren. Entsprechend könnte man beispielsweise ein Strahlenschutzmaterial mit einem Schutzwert von etwa 0,35 mm Pb Nennwert aus zwei Einzelverbundschichten mit jeweils 0,175 mm Pb Nennwert oder aus drei Einzelverbundschichten mit jeweils 0,125 mm Pb Nennwert herstellen. Entsprechend könnte man beispielsweise ein Strahlenschutzmaterial mit einem Schutzwert von etwa 0,5 mm Pb Nennwert aus vier Einzelverbundschichten mit jeweils 0,125 mm Pb Nennwert oder aus zwei Einzelverbundschichten mit jeweils 0,25 mm Pb Nennwert herstellen. An- dere Kombinationen wie beispielsweise einmal 0,25 Pb Nennwert und zweimal 0,125 mm Pb Nennwert sind auch möglich. Man kann sich auch vorstellen, lediglich an der Außenseite des Strahlenschutzmaterials Einzelverbundschichten mit Sperrschicht und Sekundärstrahlungsschicht vorzusehen und zwischen diesen beiden Schichten eine oder mehrere Einzelschichten, z. B. solche aus Nied- rig-Z-Material oder hauptsächlich Niedrig-Z-Material enthaltende Schichten, mit oder ohne Sperrschicht vorzusehen.
Eingebaut in z. B. eine Strahlenschutzkleidung ist an der Außenseite und/oder der Innenseite des Strahlenschutzmaterials eine Deckschicht, z. B. ein Textilco- ver oder PVC, vorgesehen. Die Deckschicht kann mit einem Hoch-Z-Material, insbesondere an der Innenseite, belegt sein. Zusätzlich kann sie - weiter innen als die Sperrschicht aus Hoch-Z-Material - mit einer Sekundärstrahlungsschicht belegt sein. Die folgende Sekundärstrahlungsschicht kann auch separat von der belegten Deckschicht vorgesehen sein und kann auch eine eigene Verstär- kungsschicht aufweisen. Es können mehrere solche Sekundärstrahlenschichten separat oder integral miteinander folgen. In einer solchen Schichtenfolge kann eine oder mehrere Einzelverbundschicht(en) vorgesehen sein - muss aber nicht. An der gegenüberliegenden Oberfläche kann eine Deckschicht, gegebenenfalls wieder belegt, vorgesehen sein.
Vorzugsweise weist die Einzelverbundschicht eine Verstärkungsschicht auf. Die Verstärkungsschicht kann zwischen der Sperrschicht und der Sekundärstrah- lenschicht angeordnet sein. Sie kann alternativ auch an einer Seite von Sperrschicht und Sekundärstrahlenschicht angeordnet sein. Die Verstärkungsschicht sollte in ihrer Schichtebene relativ reißfest sein und sich nicht leicht dehnen können, um zu vermeiden, dass bei entsprechender Zugbelastung die relativ dünne Sekundärstrahlenschicht, aber insbesondere die noch dünnere Sperrschicht nicht lokal gedehnt und dabei ausgedünnt werden oder im Extremfall sogar reißen. Als Verstärkungsschicht kann ein Folienmaterial vorgesehen sein. Die Verstärkungsschicht kann ein dünnes, reißfestes Gewebe aufweisen. Die Verstärkungsschicht kann ein Aramid- oder ein Glasfasermaterial aufweisen. Alternativ können auch andere Fasermaterialien wie beispielsweise Kunststoff-, Kohlenstoff- oder Keramikfasern oder Metallfilamente, z. B. Kupferoder Wolframfilamente vorgesehen sein. Aus all diesen Fasern oder Filamenten können Gewebe hergestellt sein. Ein Material, welches besonders gut geeignet ist, Röntgenstrahlen zu absorbieren, wie beispielsweise Kupfer oder insbesondere Wolframmaterial hat zusätzlich den Vorteil, dass es einerseits die Absorptionswirkung erhöht und andererseits gleichzeitig Steifigkeit liefert. Die Metallfilamente und insbesondere Gewebe aus Metallfilamenten haben den Vorteil, besonderes hohe Festigkeit zu liefern, aber auch den Vorteil, dass sie eine gewisse Eigensteifigkeit besitzen, was insbesondere für Anwendungen wichtig ist, bei denen das Strahlenschutzmaterial in eine bestimmte Form gebracht werden soll und in dieser Form während der Anwendung verbleiben soll, beispielsweise Gonadenschutz, etc.. Ein weiteres sehr wichtiges Anwendungsgebiet für derartige verformbare Strahlenschutzmaterialien ist der Einsatz als Überhandschutz. Derartige Überhandschutze werden verwendet, wenn sehr diffizile Arbeiten auszuführen sind, die durch den Einsatz von Strahlenschutzhandschuhen erschwert werden. In solchen Fällen wird ein sogenannter Überhandschutz verwendet, der beispielsweise an dem Arm des Operateurs oder aber auch an dem Patienten angebracht wird und den der Operateur für die jeweilige Anwendung so verformen kann, dass seine ungeschützten Hände darunter ausreichend geschützt sind.
Es ist auch möglich, die genannten Fasermaterialien oder Filamente in die Matrix der Sperrschicht und/oder die Matrix der Sekundärstrahlenschicht einzubringen und dort einzubetten.
Die Verstärkungsschicht kann auch an der Außenseite einer Einzelverbund- schicht oder an beiden Außenseiten einer Einzelverbundschicht jeweils eine Verstärkungsschicht angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Verstärkungsschicht gleichzeitig als gleitfördernde Schicht auszubilden.
Das Niedrig-Z-Material der Sekundärstrahlenschicht ist vorzugsweise derart ge- wählt, dass es über den gewünschten Energiebereich von 60 bis 125 kV, insbesondere zusammen mit der Sperrschicht, eine möglichst gleichmäßige möglichst hohe Absorption aufweist, wobei die Auswahl unabhängig von dem Generieren von Sekundärstrahlung erfolgen kann. Insbesondere bei Strahlen- schutzmaterial, welches nur für bestimmte Anwendungen verwendet werden soll, die einen etwas eingeschränkteren Energiebereich haben, kann die Auswahl auch für diesen eingeschränkten Energiebereich optimiert sein.
Das Hoch-Z-Material der Sekundärstrahlenschicht wird günstigerweise so gewählt, dass es für die typische Sekundärstrahlung der Sekundärstrahlenschicht, deren Energie sich im Wesentlichen aus den Röntgen-Emissionsspektren der Elemente der Sekundärstrahlenschicht bestimmt, nach Möglichkeit die maximale Absorption liefert. Sowohl bei der Auswahl des Materials der Sekundärstrahlenschicht als auch bei der Auswahl des Materials der Sperrschicht wird neben den Absorptionseigenschaften auch das Flächengewicht des Materials berücksichtigt, bei dem man den gewünschten Absorptionskoeffizienten er- reicht. Daneben können auch Gesichtspunkte wie Herstellbarkeit, Mischbarkeit mit dem Matrixmaterial, etc. Berücksichtigung finden.
Die Grenze zwischen Niedrig-Z-Material und Hoch-Z-Material liegt etwa bei EIe- menten einer Ordnungszahl Z von 60, wobei das Niedrig-Z-Material eine Ordnungszahl von etwa 39 bis 60 aufweist und das Hoch-Z-Material eine Ordnungszahl von größer als 60, vorzugsweise größer als 70 aufweist. Auch wenn die beiden Bereiche für die Ordnungszahl 60 überlappen, ist das Hoch-Z-Material immer ein anderes als das Niedrig-Z-Material, um den unterschiedlichen Absorptionsanforderungen gerecht zu werden.
Die einzelnen Elemente des Niedrig-Z-Materials bzw. des Hoch-Z-Materials können in dem Strahlenschutzmaterial in der Form einer dünnen Folie vorgesehen sein. Typischerweise werden sie jedoch in Pulverform in einem Matrixmaterial dispergiert sein. Beispiele für Matrixmaterial sind Gummi, Latex, synthetische, flexible oder feste Polymere bzw. Siliconmaterialien.
Das Niedrig-Z-Material kann mindestens eines der folgenden Elemente aufweisen: Zinn, Antimon, lod, Cäsium, Barium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym. Eines oder mehrere dieser Elemente kann zusätzlich noch mit Elementen vermischt sein, die nicht aus dieser Gruppe sind, beispielsweise eignen sich Elemente der seltenen Erden mit Z = 60 bis 70, vorzugsweise das Samarium, Gadolinium, Terbium, und/oder Erbium und/oder Ytterbium, um in einer solchen Mischung mit eingesetzt zu werden.
Das Hoch-Z-Material der Sperrschicht kann mindestens eines der folgenden Materialien aufweisen: Tantal, Wolfram, Bismut.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform enthält Bismut in der Sperr- schicht und Zinn sowie mindestens eines der Elemente Lanthan, Cer oder Gadolinium in der Sekundärstrahlenschicht.
Vorzugsweise ist das Strahlenschutzmaterial mit 0,25 mm Pb Nennwert aus zwei Einzelverbundschichten gebildet, während das Strahlenschutzmaterial mit 0,35 mm Pb Nennwert aus drei Einzelverbundschichten gebildet ist. Die einzel- nen Schichten können unmittelbar in Anlage, z. B. aneinander anliegend oder miteinander verbunden, miteinander vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die einzelnen Schichten beispielsweise durch einen Luftspalt, ein Gewebe oder eine sonstige Zwischenlage voneinander zu trennen. Das gilt ganz generell un- abhängig von dem Pb Nennwert.
Das Strahlenschutzmaterial, welches aus drei Einzelverbundschichten gebildet ist, ist unsymmetrisch aufgebaut, wobei zwei Sperrschichten außen und eine innen angeordnet ist. Folglich hat es eine Oberfläche, die näher an der innenlie- genden Sperrschicht angeordnet ist als die zweite Oberfläche. Bei mehreren Sperrschichten in Abfolge trägt auch die nächst innenliegende Sperrschicht zur Absorption von Sekundärstrahlung aus den tieferliegenden Sekundärstrahlen- schichten bei. Die Oberfläche, an der die innenliegende Sperrschicht näher dran ist, kann als die zum Untersucher gewandte körpernahe Schicht in einer Strahlenschutzbekleidung eingesetzt werden. Es kann deshalb vorgesehen sein, dreitägiges Strahlenschutzmaterial und Strahlenschutzmaterial zu kennzeichnen, damit ein korrekter Einbau in die Strahlenschutzkleidung sichergestellt ist. Gleiches gilt generell für Strahlenschutzmaterial mit einer ungeraden Lagenanzahl und Strahlenschutzmaterial mit geradzahliger Lagenanzahl, wel- ches unsymmetrisch aufgebaut ist. Die Kennzeichnung kann durch eine Markierung, z.B. farblich, oder durch eine Beschriftung vorgesehen sein.
Die Erfindung betrifft ferner Strahlenschutzkleidung aufweisend ein erfindungsgemäßes Strahlenschutzmaterial und insbesondere eine Strahlenschutzklei- düng, wobei bei einem unsymmetrischen Aufbau des Strahlenschutzmaterials diejenige Oberfläche näher an dem zu schützenden Körper angeordnet ist, in deren Nähe mehr Sperrschichten vorgesehen sind.
Die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Einzelverbundschicht für ein Strahlenschutzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 verschiedene Strahlenschutzmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Erläuterung hinsichtlich der Funktionsweise des Strahlenschutz- materials gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Versuchsaufbaus zur Bestimmung der Effizienz des Strahlenschutzmaterials gemäß der vorliegenden Er- findung; und
Fig. 5, 6 und 7 drei Ausführungsformen von Strahlenschutzmaterialien mit Gleitschichten im Schnitt.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Einzelverbundschicht 2 aus einer Sperrschicht 4, einer Verstärkungsschicht 6 und einer Sekundärstrahlenschicht 8. Insbesondere besteht die Sperrschicht aus einer Lage 0,5 kg/m2 Bismut einschließlich der dazugehörigen Elastomermatrix und die Sekundärstrahlenschicht aus einer Lage mit 0,9 kg/m2 einer Zinn/Gadolinium-Füllung einschließlich Elastomerma- trix. Das Flächengewicht für Zinn beträgt 0,7 kg/m2, und das Flächengewicht für Gadolinium beträgt 0,2 kg/m2, was das Gesamtflächengewicht für die Sekundärstrahlenschicht ca. 0,9 kg/m2 ergibt. Das reine Matrixgewicht beträgt 10 bis 20%, bevorzugt 12 bis 15% des Gesamt-Flächengewichtes.
Die Dicke einer Einzelverbundschicht mit etwa 0,125 mm Pb Nennwert beträgt zwischen etwa 0,3 bis 0,6 mm, genauer etwa 0,40 mm. Mit 4 Einzelverbundschichten je 0,40 mm Dicke kann eine Schutzschürze mit Nennwert 0,50 mm Pb aufgebaut werden, die die gleiche Schwächung hat, wie die entsprechende Bleischürze. Die Bleifreischürze mit 0,5 mm Pb Nennwert wiegt dann 5,6 kg/m2. Die entsprechende Bleischürze hat ein reines Bleigewicht von 5,7 kg/m2. Hinzu kommt das Gewicht des Sauerstoffs, wenn es sich um Bleioxid handelt und das Gewicht der Matrix. Deshalb wiegen Bleischürzen mit 0,5 mm Pb Nennwert üblicherweise 7 kg/m2. Die bleifreie Schürze hat somit einen Gewichtsvorteil von 20% gegenüber einer Bleischürze.
Zwischen beiden Schichten der Einzelverbundschicht 2 befindet sich die Verstärkungsschicht, die gemäß der Ausführungsform aus einem sehr dünnen, reißfesten Gewebe, z.B. aus Glasfasern oder Aramid hergestellt ist. So beträgt das Flächengewicht eines verwendeten Glasfilamentgewebes ca. 25 g/m2 und erhöht damit das Schürzengewicht nur unwesentlich. Die gesamte Einzelverbundschicht 2 kann somit relativ dünn und sehr leicht ausgelegt sein. So weist sie ein Flächengewicht von etwa 1,4 kg/m2 auf.
Die drei Schichten einer Einzelverbundschicht 2 werden beim Fertigungspro- zess miteinander verbunden. So kann beispielsweise in einem ersten Schritt auf die Verstärkungsschicht 6 die Sekundärstrahlenschicht 8 aufgebracht werden, und mit einem zweiten Arbeitsschritt kann auf die andere Seite der Verstärkungsschicht 6 die Sperrschicht 4 aufgebracht werden. Die Einzelverbundschicht selbst weist eine relativ hohe Flexibilität auf. Die Auswahl des Matrix- materials bestimmt wesentlich die Flexibilität der Einzelsperrschicht. Auch das Material der Verstärkungsschicht beeinflusst die Flexibilität/Steifigkeit einer Einzelverbundschicht. So ist das Glasfasermaterial wegen seiner hohen Flexibilität besonders günstig. Dazu kommt, dass es chemisch unbedenklich ist. Als Alternative zur Glasfaser wäre Aramidmaterial vorstellbar. Dieses hat eher eine et- was höhere Steifigkeit, was insbesondere für die Anwendung als Strahlenschutzkleidung nachteilig sein kann. Um steife Bauteile herzustellen, wie Platten und Träger, können Kohlefasern in der Verstärkungsschicht eingesetzt werden. Die Kohlefasern können zusätzlich oder auch ausschließlich in das Matrixmaterial eingebettet sein.
In Fig. 2 sind verschiedene Strahlenschutzmaterialien 10, 12 und 14 dargestellt. Das oberste Strahlenschutzmaterial 10 ist aus zwei Einzelverbundschichten gebildet. Ähnlich der Fig. 1 erkennt man den Schichtaufbau aus Sperrschicht 4, Verstärkungsschicht 6 und Sekundärstrahlenschicht 8 der beiden Schichtenfol- gen. Das aus zwei Einzelverbundschichten 2 hergestellte Strahlenschutzmateri- al 10 ist symmetrisch aufgebaut. Der zwischen den beiden Sekundärstrahlen- schichten 8 gezeigte Spalt 16 weist darauf hin, dass die beiden Einzelverbundschichten nicht notwendigerweise flächig miteinander fest verbunden sein müssen. Man erkennt in der Fig. 1 auch, dass jede der beiden Oberflächen 18, 20 des zweilagigen Strahlenschutzmaterials 10 von einer Sperrschicht 4 gebildet ist.
Ein dreilagiges Strahlenschutzmaterial ist mit dem Bezugszeichen 12 versehen gezeigt. Im Wesentlichen gilt das, was für das zweilagige Strahlenschutzmateri- al 10 ausgeführt wurde. So erkennt man, dass im Vergleich zu dem zweilagigen Strahlenschutzmaterial 10 eine dritte Einzelverbundschicht von unten her hinzugefügt wurde, so dass eine zweite Sperrschicht 8', die im Inneren des Strahlenschutzmaterials 12 angeordnet ist, näher bei der unteren Oberfläche 20 als der oberen Oberfläche 18 ist. Bei dieser unsymmetrischen Anordnung ist es bevorzugt, die untere Oberfläche 20 näher an der Haut vorzusehen.
Ein vierlagiges Strahlenschutzmaterial 14 ist ebenfalls gezeigt. Verglichen mit dem dreilagigen Strahlenschutzmaterial 12 ist hier eine weitere Einzelverbundschicht 2 oben auf die dreilagige Schichtfolge aufgesetzt.
In der Praxis lässt sich so mit einem relativ geringen Herstellungsaufwand Strahlenschutzmaterial mit verschiedenen Schutzwerten herstellen, indem lediglich eine einzige Einzelverbundschicht 2 als Ausgangsmaterial für Strahlenschutzmaterial verschiedener Schutzwerte dient. Insbesondere lässt sich so zweilagiges Strahlenschutzmaterial 10 mit einer Nennstärke von 0,25 mm Pb, dreilagiges Strahlenschutzmaterial 12 mit einer Nennstärke von 35 mm Pb und vierlagiges Strahlenschutzmaterial 14 mit einer Nennstärke von 0,50 mm Pb (nach DIN IN 61331-3) durch Mehrfachschichtung herstellen.
Solches Strahlenschutzmaterial eignet sich für die vorangehend genannten Verwendungen. Insbesondere kann man daraus Strahlenschutzbekleidung herstellen, insbesondere Schürzen, Handschuhe, Schilddrüsenschutz, Gonaden- schutz, Ovarienschutz, etc., aber auch Augenschutz, Schutzschilde, etc.. Es lassen sich auch flexible, sekundärstrahlenarme Schutzvorhänge als ortsfeste Schutzeinrichtungen für Röntgengeräte herstellen. Solche Schutzvorhänge können ortsfest oder an vorstellbaren oder verfahrbaren Gestellen eingesetzt werden.
Fig. 3 zeigt die einzelnen Röntgenstrahlungsanteile und die Wirkung einer Strahlenschutzkleidung mit einem erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterial 10 in schematischer Darstellung. Eine solche Situation besteht dann, wenn sich der Untersucher nahe am Patienten befindet, was z.B. bei minimal-invasiven Eingriffen sowie Katheteruntersuchungen in der Angiographie üblich ist. Die vom durchleuchteten Patienten 22 primär ausgehende Strahlung 24 trifft auf die Strahlenschutzbekleidung 26, typischerweise die Strahlenschutzschürze des Untersuchers 28 und regt dort Fluoreszenz- oder Sekundärstrahlung an, die teilweise, siehe Pfeil 30, wieder in Richtung Patient zurück gestreut wird. Auf der Seite des Untersuchers 28 ist mit 32 der durchgelassene Primärstrahlenan- teil bezeichnet und mit 34 die untersucherseitige Sekundärstrahlung gezeigt. Aus den schematisch dargestellten Größendimensionen der einzelnen Pfeile (die nicht maßstabsgetreu sind) erkennt man auch, dass die Primärstrahlung, aber auch die Sekundärstrahlung durch das Strahlenschutzmaterial nicht komplett absorbiert wird, sondern lediglich eine erhebliche Reduktion erfolgt.
Wenn vorangehend die Fluoreszenzstrahlung mit der Sekundärstrahlung der Sekundärstrahlenschicht 8 gleichgesetzt wurde, so ist dies physikalisch nicht ganz richtig. Vielmehr beinhaltet die Sekundärstrahlung 30, 34 aus der Sekundärstrahlenschicht 8 unterschiedliche Anteile, beispielsweise die klassische Streustrahlung, die Compton-Streuung sowie die Fluoreszenzstrahlung. Die Fluoreszenzstrahlung macht allerdings den größten Teil dieser Sekundärstrahlung aus. Für das in der Sekundärstrahlenschicht 8 verwendete Zinn liegt die Energie der Fluoreszenzstrahlung (K-Strahlung) bei 26 keV. Diese niederenergetische Röntgenstrahlung belastet überwiegend die Haut und hautnahe Organe. Im Vordergrund steht hier das weibliche Brustdrüsengewebe, das relativ strah- lenempfindlich ist, wie auch die Hoden beim Mann sowie die Schilddrüse. Nach neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen ist Strahlung dieser niedrigen Energie biologisch erheblich wirksamer als Röntgenstrahlung höherer Energie. Das Hoch-Z-Strahlenschutzmaterial der Sperrschicht 4 entwickelt dagegen nur relativ wenig Fluoreszenzstrahlung bzw. Sekundärstrahlung, da dessen K-Ab- sorptionskante im hohen Energiebereich, typischerweise bei 70 bis 90 keV liegt und infolgedessen im üblichen Anwendungsbereich von 60 bis 125 kV Röhrenspannung der Röntgenstrahlungsquelle nicht oder nur gering angeregt wird. Die beiden außenliegenden Sperrschichten 4 schaffen somit eine wirksame Abschirmung der Sekundärstrahlung auch zum Körper des Patienten 22 hin.
Der beschriebene Effekt konnte durch Messungen bestätigt werden, wie sie anhand der schematischen Darstellung in der Fig. 4 gezeigt sind. Insbesondere sieht man in der Figur mit 36 bezeichnet die Röntgenröhre und mit 38 bezeichnet die Blende. Von dort aus geht der Röntgenstrahl in Richtung auf den durch ein Wasserphantom 40 dargestellten Untersucherkörper. Mit 42 ist eine Messkammer bezeichnet, die mit Abstand a von der Strahlenschutzkleidung 26 beabstandet ist. Mit 4 sind wieder die Patienten-seitige und die Untersucher-seiti- ge Sperrschicht bezeichnet, wobei die Sekundärstrahlenschicht wieder mit 8 bezeichnet ist. Das Wasserphantom 40 mit einem Wasserinhalt von 25 x 25 x 15 cm3 bildet die Streustrahlungseigenschaften des Untersucherkörpers nach. Die Sekundärstrahlenschicht der Strahlenschutzkleidung 26 wurde aus Bleifreimaterial, insbesondere aus Zinn mit einem Flächengewicht von 2,0 kg/m2 gebildet. Die Dosis wurde mit einer Luftkerma-Messkammer 42 gemessen, und zwar in einer Entfernung von 0 (Körperkontakt), 5, 10, 20 und 30 cm vor der Strah- lenschutzkleidung 26, und zwar einmal mit einer Sperrschicht von 0,7 kg/m2 Bismut einmal Patienten-seitig und einmal Untersucher-seitig. Die Differenz aus beiden Messungen entspricht der Dosiszunahme durch die im Material entstehende Sekundärstrahlung (z.B. Zinn-K-Strahlung). Mit dieser zusätzlichen Strahlung würde der Patient beaufschlagt, wenn sich seine Körperoberfläche am Ort der Messkammer 42 befände.
Die Messergebnisse zeigen, dass der Sekundärstrahlenanteil am Ort des Patienten auf ein Drittel verringert werden kann, wenn die Sperrschicht auf der Patientenseite liegt. Die Verringerung der Sekundärstrahlung am Patienten wirkt sich am stärksten aus, wenn der Untersucher 40 unmittelbar am Patienten steht.
In einem zweiten Durchgang wurde ein Messort zwischen der Strahlenschutzkleidung 26 und dem Wasserphantom 40 (entspricht dem Untersucherkörper) gewählt, da der Untersucher die Schürze ja unmittelbar auf der Körperoberflä- che trägt. Die Sperrschicht aus 0,7 kg/m2 Bismut wird dabei wieder einmal auf der Patientenseite und einmal auf der Untersucherseite angeordnet. Die Differenz aus beiden Messungen entspricht der relativen Dosisabnahme infolge Sekundärstrahlung. Demnach kann die Sekundärstrahlung mittels Sperrschicht auf der Untersucherseite - genauso wie auf der Patientenseite - auf ein Drittel verringert werden. Die Anbringung einer doppelseitigen Sperrschicht wie bei dem Strahlenschutzmaterial 10, 12, 14 gemäß der vorliegenden Erfindung kombiniert diese beiden Abschwächungseffekte und führt zu einer deutlichen Reduzierung der Sekundärstrahlung sowohl auf der Untersucherseite sowie auf der Patientenseite.
Die Ergebnisse der Messungen sind in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 zusammengestellt:
Tabelle 1 : Anteil der Sekundärstrahlung auf der Körperoberfläche Patient Röhrenspannung 70 kV
Tabelle 2: Anteil der Sekundärstrahlung auf der Körperoberfläche Untersucher
Generell und insbesondere im vorangehenden Ausführungsbeispiel enthält die Strahlenschutzkleidung 26 üblicherweise das Strahlenschutzmaterial in Pulverform. Wenn insbesondere im Zusammenhang mit der Ausführungsform jeweils nur die Elemente genannt sind, betrifft das insbesondere jeweils die Pulverform bzw. Verbindungen des Elements bzw. der Elemente in Pulverform.
Anhand der Ausführungsbeispiele gemäß Figuren 5,6 und 7 wird Strahlenschutzmaterial mit einer Gleitschicht oder mehreren Gleitschichten noch näher erläutert.
Das in Fig. 5 gezeichnete Strahlenschutzmaterial 2 besitzt drei Strahlenschutz- komponenten bzw. Einzel-Strahlenschutzschichten, nämlich eine Sperrschicht 4 auf der in Fig. 5 linken, dem Patienten zugewandten Seite, eine mittige Se- kundärstrahlenschicht 8, und eine Sperrschicht 4 auf der in Fig. 5 rechten, dem Untersucher näheren Seite. Jede der Schichten 4 und 8 besitzt eine Verstärkungsschicht 6, die irgendwo im mittleren Bereich der Schicht vorgesehen sein kann, aber auch im Bereich einer Oberfläche der betreffenden Schicht.
Außerdem erkennt man in Fig. 5 eine linke Coverschicht 50 und eine rechte Co- verschicht 52. Die linke Coverschicht 50 ist vorzugsweise aus einem kräftigen Kunstfasergewebe mit BeSchichtung vorzugsweise aus Polyurethan auf ihrer linken Oberfläche ausgebildet, um das Gewebe vor gegengespritzter Flüssigkeit zu schützen. Die rechte Coverschicht 52 ist vorzugsweise ebenfalls aus einem kräftigen Kunstfasergewebe ausgebildet, wobei in diesem Fall eine Beschich- tung vorzugsweise aus Polyurethan wahlweise auf der in Fig. 5 linken Seite der Coverschicht 52 oder auf der in Fig. 5 rechten Seite der Coverschicht 52 vorgesehen sein kann.
Zwischen der linken Coverschicht 50 und der linken Sperrschicht 4 befindet sich eine Gleitschicht 54, ebenso zwischen der linken Sperrschicht 4 und der
Sekundärstrahlenschicht 8, ebenso zwischen der Sekundärstrahlenschicht 8 und der rechten Sperrschicht 4, und ebenso zwischen der rechten Sperrschicht
4 und der rechten Coverschicht 52. Die Dicken der einzelnen Schichten und die
Schichtabstände, wo sich die Gleitschichten 54 befinden, sind zum Zwecke der Klarheit in übertriebener Größe bezeichnet. In Wirklichkeit sind diese Abstände in Relation zu den Schichtdicken klein, so dass die jeweilige Gleitschicht 54 mehr oder weniger vollständig mit den beiden Nachbarschichten in Berührungskontakt ist.
Die Gleitschichten 54 sind jeweils nur im Bereich ihres oberen Rands mit dem sonstigen Strahlenschutzmaterial zusammengenäht oder zusammengeklebt. Zusätzliche Vereinigung entlang der beiden Seitenränder, nämlich hinter der Zeichnungsebene und vor der Zeichnungsebene, und/oder im Bereich des unteren Rands sind optional möglich. Außerdem ist es möglich, jede der Gleit- schichten 54 an eine der zwei Nachbarschichten anzukaschieren.
Es wird betont, dass die Verstärkungsschichten 6 optional sind und nicht zwingend vorhanden sein müssen. Ferner wird betont, dass es Ausführungsformen des Strahlenschutzmaterials 2 gibt, bei denen die linke Sperrschicht 4 nicht vor- handen ist. Ferner wird betont, dass alternativ die linke Sperrschicht 4 und die Sekundärstrahlenschicht 8 zu einer Einzelverbundschicht vereinigt sein können, vorzugsweise in einem Aufbau, wie in der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Man kann auch mit einem Aufbau aus mehreren derartigen Einzelverbundschichten arbeiten, wie in der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Eine wei- tere Alternative ist das Vorsehen von zwei Sekundärstrahlenschichten 8 statt der gezeichneten einen Sekundärstrahlenschicht 8.
Es müssen nicht alle vier Gleitschichten 54 vorgesehen sein. Insbesondere zwischen der rechten Sperrschicht 4 und der rechten Coverschicht 52 ist eine Gleitschicht 54 insbesondere dann entbehrlich, wenn die rechte Coverschicht 52 auf ihrer linken Seite beschichtet ist.
Durch Fig. 6 wird veranschaulicht, dass - wahlweise bei einem Teil der Anein- anderliegsituationen oder bei allen Aneinanderliegsituationen - die Gleitschicht 54, sofern überhaupt eine Gleitschicht 54 vorgesehen ist, in Form einer großflächig bzw. ganzflächig mit einer Komponente des Strahlenschutzmaterials 2 vereinigte Schicht verwirklicht werden kann. Im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist jetzt die linke Sperrschicht 4 mit einer Gleitschicht 54 auf ihrer linken Seite versehen, ist die Sekundärstrahlenschicht 8 mit einer Gleitschicht 54 auf ihrer rechten Seite versehen, und ist die rechte Sperrschicht 4 mit einer Gleitschicht auf ihrer rechten Seite versehen. Zwischen der linken Sperrschicht 4 und der Sekundärstrahlenschicht 8 befindet sich eine „freie" Gleitschicht 54, wie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5.
Bevorzugt sind in diesem Fall jeweils die mit einer Strahlenschutzkomponente großflächig bzw. ganzflächig vereinigten Gleitschichten 54 durch ein leichtes, schmiegsames Gewebe gebildet, vorzugsweise Polyamidgewebe oder Polyestergewebe. Derartige Gewebe sind mit Flächengewichten von etwa 30 g/m2 und darüber erhältlich. Bei der Herstellung der Schichten 4 und 8 ist dickflüssiges Material, z. B. Mischung aus Matrixmaterial (insbesondere Polyurethan oder Kautschuk) mit Niedrig-Z-Material bzw. mit Hoch-Z-Material, auf das Gewebe aufgebracht worden und ist dann durch chemische Reaktion im Matrixmaterial in den gebrauchsfertigen Zustand gekommen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 dadurch, dass die Sekundärstrahlenschicht 8 und die rechte Sperrschicht jeweils ihre direkt zugeordnete Gleitschicht 54 auf der in Fig. 7 linken (statt der rechten) Oberfläche haben und dass die "freie" Gleit- Schicht 54 von Fig. 6 nicht vorhanden ist.
Hinsichtlich der übertrieben gezeichneten Abstandsdicke, der Zahl der Gleitschichten, der Zahl der Strahlenschutzkomponenten und anderer Ausführungsmöglichkeiten gelten die Aussagen, die im Zusammenhang mit dem Ausfüh- rungsbeispiel gemäß Fig. 5 gemacht worden sind, sinnentsprechend auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6.

Claims

Patentansprüche
1. Geschichtetes, bleifreies Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) mit mindestens zwei Einzelverbundschichten (2),
wobei jede Einzelverbundschicht (2) eine Sekundärstrahlenschicht (8) mit einem Niedrig-Z-Material und eine Sperrschicht (4) mit einem Hoch-Z-Mate- rial aufweist,
und wobei die Einzelverbundschichten (2) in dem Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) derart angeordnet sind, dass an den beiden Oberflächen (18, 20) des Strahlenschutzmaterials (10, 12, 14) jeweils eine Sperrschicht (4) angeordnet ist und die jeweilige Sekundärstrahlenschicht (8) von der Oberfläche (18, 20) beabstandet angeordnet ist.
2. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 1, wobei eine Einzelver- bundschicht (2) einen Schutzwert von kleiner oder gleich 0,25 mm Pb
Nennwert aufweist.
3. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 2, wobei eine Einzelverbundschicht (2) einen Schutzwert von etwa 0,125 mm Pb Nennwert auf- weist und die Einzelverbundschichten (2) jeweils identisch sind.
4. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Einzelverbundschichten (2) einen identischen Schutzwert haben.
5. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Einzelverbundschicht (2) eine Verstärkungsschicht (6) aufweist.
6. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 5, wobei die Verstärkungsschicht (6) zwischen der Sperrschicht (4) und der Sekundärstrahlen- schicht (8) angeordnet ist.
7. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 5, wobei die Verstärkungsschicht (6) an der Außenseite der Einzelverbundschicht (2) liegt.
8. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 7, wobei die Verstärkungsschicht (6) eine Deckschicht für eine Strahlenschutzkleidung ist.
9. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Verstärkungsschicht (6) ein dünnes, reißfestes Gewebe aufweist.
10. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 8, wobei die Verstärkungsschicht (6) ein Aramidgewebe oder ein Glasfasergewebe aufweist.
1 1. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wo- bei die Verstärkungsschicht (6) Kohlefasern aufweist.
12. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, ferner aufweisend eine Gleitschicht zwischen einzelnen Schichten (2, 6) des Strahlenschutzmaterials.
13. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Niedrig-Z-Material der Sekundärstrahlenschicht (8) Elemente mit einer Ordnungszahl Z von 39 bis 60 aufweist.
14. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 13, wobei das Niedrig-Z- Material mindestens eines der folgenden Elemente aufweist: Zinn, Antimon, Jod, Cäsium, Barium, Lanthan, Cer, Praseodym und Neodym.
15. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Niedrig-Z-Material zusätzlich mindestens eines der Elemente zwischen Z >
60 und Z = 70 aufweist.
16. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 13 bis 15 wobei das Niedrig-Z-Material eine Mischung aus Zinn und mindestens ei- nem der Elemente Lanthan, Cer oder Gadolinium ist.
17. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Niedrig-Z-Material eine Mischung aus Antimon und mindestens einem der Elemente Lanthan, Cer oder Gadolinium ist.
18. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Hoch-Z-Material der Sperrschicht (4) ein Material ist, das hinsichtlich der von der Sekundärstrahlenschicht (8) ausgehenden Sekundärstrahlung einen hohen Absorptionskoeffizienten hat.
19. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Hoch-Z-Material der Sperrschicht (4) Elemente - außer Blei - mit einer Ordnungszahl Z von größer 60 aufweist.
20. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 19, wobei das Hoch-Z- Material eine Ordnungszahl Z von größer als 70 aufweist.
21. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Hoch-Z-Material Tantal und/oder Bismut und/oder Wolfram aufweist.
22. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Hoch-Z-Material zusätzlich mindestens ein Element der Ordnungszahl zwischen Z > 60 und 70 aufweist.
23. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei Strahlenschutzmaterial mit 0,25 mm Pb Nennwert zwei Einzelverbundschichten (2) aufweist.
24. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei Strahlenschutzmaterial mit 0,35 mm Pb Nennwert drei Einzelverbundschichten (2) aufweist.
25. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei Strahlenschutzmaterial mit 0,50 mm Pb Nennwert vier Einzelverbund- schichten (2) aufweist, wobei jede Sperrschicht (4) nach außen zu der je- weils nächsten Oberfläche (18, 20) des Strahlenschutzmaterials (10, 12, 14) orientiert ist.
26. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wo- bei Strahlenschutzmaterial mit 0,50 mm Pb Nennwert fünf Einzelverbundschichten (2) aufweist, wobei jede Sperrschicht (4) nach außen zu der jeweils nächsten Oberfläche (18, 20) des Strahlenschutzmaterials (10, 12, 14) orientiert ist.
27. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, ferner aufweisend eine äußere Deckschicht.
28. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 27, wobei die äußere Deckschicht Textilmaterial und/oder PVC aufweist.
29. Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) nach Anspruch 27 oder 28, wobei die Deckschicht integral mit einer Sperrschicht (4) belegt ist.
30. Strahlenschutzkleidung (26) oder Strahlenschutzeinrichtung, aufweisend ein Strahlenschutzmaterial (10, 12, 14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis
28.
31. Strahlenschutzkleidung (26) oder Strahlenschutzeinrichtung nach Anspruch 30, wobei bei einem unsymmetrischen Aufbau des Strahlenschutzmaterials (10, 12, 14) diejenige Oberfläche (18, 20) davon näher an dem zu schützenden Körper angeordnet ist, in deren Nähe mehr Sperrschichten (4) sind.
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