医疗领域解决方案 | CT医疗床板的材料应用与优势
中国是人口老龄化最严重的国家之一，老年人口基数扩大带来更多的疾病诊疗需求，因此国家相关部门不断出台促进医学影像设备发展的相关政策。高度老龄化与患病人数增加均导致对CT检查的需求增加，同时新冠疫情常态化也推动了CT检查需求，进一步增强CT检查能力，提高医疗水平是当下医疗领域发展的重要方向之一。
X射线计算机断层扫描（X-ray computed tomography CT）装置是利用X射线束对人体进行扫描，根据人体不同组织对X射线的吸收与透过率的不同取得信息，经计算机处理而获得重建图像，是目前临床诊断和治疗应用最为广泛的医学影像设备之一，具有简单、快捷、敏感等优势，是确保患者早诊断、早控制及早治疗的重要手段。想要保证CT设备的诊断质量、提高患者诊断效率以及降低对患者的辐射能量，对CT设备进行优化显得尤为重要。下面我们主要谈谈CT设备中的重要部分——CT床板的优化。
在医学影像设备中，床面板作为患者的最直接承载件，对成像质量有着很大的影响。首先，床面板需要承受患者及各种附件的重量，要求具有较高的力学性能，简单来说，就是需要有高强度、高刚度、变形小、重量轻等特点；其次，床面板需要具有较高的X光射线透过率，这就要求床面板要有非常高的均匀性；因此床面板的材料选用及结构形式对设备的价格和性能起着决定性的作用。
△图源网络
传统的医用床板多为木制和塑料材质，这两种材质不仅重量比较沉，而且对于射线的透波性也比较差，会产生较大折射趋向。因此在实际使用的过程中，如果想要达到诊断治疗的目的，就必须提高电压，与此同时射线辐射能量增大，容易对病人产生有害作用，并且造影也不够清晰。
随着现代医疗科学技术的不断发展，碳纤维泡沫夹芯材料渐渐取代了传统的床面板材料，成为目前放射设备床面板使用最广泛的材料之一。该材料允许射线以任何倾斜角度照射在床板上，而不产生折射和投射射线方面的较大偏差，成像效果特别好；并且使用较少的材料，就可以达到设计结构要求的强度、刚度，减轻了重量。
碳纤维泡沫夹芯材料上下表面为碳纤维复合材料面板，中间为轻质的高强度泡沫芯材。
△碳纤维泡沫夹芯材料结构示意图
相关实验表明，铺层相同的碳纤维泡沫夹芯结构复合材料与原有碳纤维复合材料相比，具有更高的强度和更轻的重量。在这种三明治结构中，芯材是保证床面板承载能力和X光射线透过性能的关键因素。床面的承载能力取决于材料的强度，X光射线透过性能取决于材料的透波性能，因此CT床板芯材应该选择轻质高强且透波性能好的材料。
在众多材料中，如何辨别哪款材料更适合用作CT床板芯材？可以在同等厚度下，进行力学性能、重量及透波性能的对比。
聚芳醚酮泡沫是一种闭孔热塑性可再生聚合物发泡材料，密度范围50-150kg/m³，作为CT床板芯材具有以下优势：
泡沫芯材需要具有足够的弯曲刚度以防止在设计载荷下产生过度的挠曲变形，聚芳醚酮泡沫材料重量轻、强度高，可很好地承载较大的重量不变形，为患者提供较好的舒适度。
聚芳醚酮泡沫属于闭孔材料，可以避免成型时树脂流到空隙中造成床板在X射线透视下有微影；并且具有较好的透波性，当患者进行放射治疗时，可以尽量减小放射剂量，减少患者及医护人员受辐射的危害。
△聚芳醚酮泡沫在CT床板的应用示意图
对于医疗设备来说，合理的选材不仅可以提升性能，还可以为医护和患者提供更大的便利和安全性，聚芳醚酮泡沫与碳纤维的完美结合，为医疗领域提供了更多的进步空间，未来必将迎来更加广阔的应用前景！
