Cydrannau Titaniwm mewn Robotiaid Gwasanaeth Meddygaeth Niwclear: Dewis Deunydd ar gyfer Wardiau Ymbelydredd

Y Broblem: Wardiau Therapi Radioïodin ac Amlygiad Dynol

Mae ïodin ymbelydrol-131 wedi bod yn un o brif elfennau triniaeth canser y thyroid ers degawdau. Mae ganddo hanner oes o tua 8.02 diwrnod, mae'n allyrru gronyn beta gydag uchafswm egni ger 606 keV a ffoton gama ar 364 keV, ac yn cael ei gymryd yn ddetholus gan feinwe thyroid. Mae cleifion sy'n cael gweithgaredd therapiwtig yn yr ystod gigabecquerel yn dod yn ffynhonnell ymbelydredd symudol am sawl diwrnod, ac felly mae canllawiau clinigol yn gofyn am ynysu mewn ward bwrpasol gyda mynediad rheoledig.

Mae’r unigedd hwnnw’n creu problem weithredol. Mae'n rhaid i staff nyrsio sy'n cynnal gwiriadau arwyddion hanfodol, gweinyddu cyffuriau ac asesu cleifion naill ai wisgo amddiffyniad plwm trwm a derbyn croniad dos, neu gyfyngu ar eu hymweliadau a dibynnu ar gamerâu gwyliadwriaeth a-symptomau hunangofnodedig. Nid yw'r naill opsiwn na'r llall yn foddhaol. Yn ystod y dyddiau cyntaf ar ôl ei roi, gall sgîl-effeithiau fel cyfog, chwydu, oedema laryngeal a chyfaddawd llwybr anadlu ddatblygu'n gyflym, ac mae oedi wrth ganfod claf sy'n dirywio yn risg diogelwch gwirioneddol.

Pam mae Titaniwm yn Ffitio Roboteg mewn Amgylcheddau Ymbelydredd

Mae gan robotiaid gwasanaeth sy'n symud trwy wardiau ynysu ac yn rhyngweithio â chleifion eu problem deunyddiau eu hunain, ac nid yw'n ymwneud â gwarchod rhag ymbelydredd. Mae ffotonau gama ar 364 keV yn mynd trwy fetelau adeileddol o unrhyw drwch ymarferol, felly mae cysgodi yn ymarfer ar wahân sy'n defnyddio deunyddiau rhif atomig uchel. Yr hyn sydd ei angen ar strwythur y robot yw cyfuniad o briodweddau y mae titaniwm yn digwydd eu darparu.

Ymddygiad an-magnetig yw'r cyntaf. Mae titaniwm heb ei gyffwrdd yn baramagnetig gyda thueddiad magnetig isel iawn, felly nid yw ffrâm strwythurol titaniwm yn tarfu ar y synwyryddion effaith neuadd, gyriannau wedi'u cyplysu'n magnetig a actiwadyddion electromagnetig a ddefnyddir mewn llwyfan symudol cryno, ac nid yw'n ystumio darlleniadau o unrhyw elfen synhwyro magnetig ar y llwyth tâl.

Yr ail yw ymwrthedd cyrydiad yn erbyn-diheintyddion gradd ysbytai. Mae wardiau ynysu yn cael eu glanhau dro ar ôl tro gydag asiantau ocsideiddio. Mae titaniwm yn gallu gwrthsefyll hydoddiannau hypoclorit a chlorin deuocsid, y ddau ddiheintydd arwyneb lefel uchel mwyaf cyffredin, ac mae'n goddef anwedd hydrogen perocsid a chylchredau asid peracetig. Mae'r gwrthiant hwnnw'n golygu nad yw cydran adeileddol yn datblygu'r tyllu a'r diraddio arwyneb y mae dur di-staen yn ei ddangos o dan amlygiad clorin deuocsid dro ar ôl tro, ac nid oes unrhyw haearn sy'n dwyn cynnyrch cyrydiad i beryglu arwyneb gradd ystafell lân.

Y drydedd fantais yw cryfder i bwysau. Mae'n rhaid i blatfform symudol sy'n cario camerâu, arddangosfa, drôr dosbarthu cyffuriau a banc batri gyflymu a stopio dro ar ôl tro heb dipio, a màs ar frig y platfform yw gelyn sefydlogrwydd. Mae titaniwm yn rhoi'r anystwythder gofynnol ar tua 55 i 60 y cant o ddwysedd y dur, felly gall y ffrâm strwythurol fod yn ysgafnach heb ddod yn hyblyg.

Deunyddiau a Ffurflenni a Ddefnyddir mewn Strwythurau Robot

Gradd 5 yw'r dewis safonol ar gyfer llwyth -sy'n dwyn aelodau ffrâm. Mae angen cryfder tynnol lleiafswm o 895 MPa ar ASTM B348, sy'n cyfateb i 130 ksi, a chryfder cynnyrch lleiaf o 828 MPa, neu 120 ksi, yn y cyflwr anelio, sy'n caniatáu adrannau wal tenau sy'n lleihau màs platfform. Mae Gradd 9 Ti-3Al-2.5V i ASTM B338 yn cynnig tir canol defnyddiol ar gyfer strwythurau tiwbaidd wedi'u weldio, gydag isafswm cryfder tynnol o 620 MPa a chryfder cynnyrch lleiaf o 483 MPa ynghyd â gwell ffurfadwyedd a weldadwyedd na Gradd 5.

O dan GB/T 3620.1 mae'r graddau heb eu aloi yn cyfateb i TA1 a TA2, a chaiff y rhain eu disodli'n aml yn lle Gradd 2 mewn cydrannau dalennau lle mae ffurfadwyedd yn bwysicach na chryfder.

Manylion Dylunio: Sterileiddio, Synhwyro AnMagnetig a Glanweithdra

Mae tri phenderfyniad dylunio yn pennu a yw robot ffrâm titaniwm yn goroesi ei amgylchedd. Y cyntaf yw'r dewis o gemeg glanhau. Ni ddylai titaniwm fod yn agored i ddiheintyddion fflworid, sy'n ymosod ar y ffilm oddefol hyd yn oed ar grynodiad isel a thymheredd amgylchynol, a gall gweddillion fflworid ddeillio o rai asiantau diraddio asidig a CIP. Dylid ysgrifennu gweithdrefnau glanhau i wahardd fflworid yn benodol, a rhaid gwirio gasgedi, morloi ac ireidiau am yr un cyfyngiad.

Yr ail yw cotio. Ni all robotiaid sy'n gweithredu y tu mewn i ward ynysu gael eu paentio na'u platio, oherwydd mae'r haenau yn naddu, yn dal halogiad ac yn cymhlethu dadheintio. Mae titaniwm wedi'i anodeiddio i drwch ocsid rheoledig yn cyflwyno arwyneb caled, annatod, nad yw'n gollwng y gellir ei sychu dro ar ôl tro. Lle mae angen arwyneb sy'n inswleiddio'n drydanol ar aelod ffrâm, mae anodio yn ei ddarparu heb ychwanegu haen bolymer ar wahân.

Y trydydd yw dyluniad manwl. Holltau yw pwynt gwan unrhyw gydosodiad wedi'i lanhau, felly mae'n well cael uniadau wedi'u weldio neu eu cynnal yn barhaus yn hytrach na gwythiennau wedi'u clymu, a dylid dylunio llwybrau draenio fel nad oes pyllau hylif mewn uniad. Mae titaniwm yn weldio'n ddidrafferth ar yr amod bod y cymal wedi'i ddiogelu â nwy anadweithiol nes ei fod yn oeri o dan tua 400 C, gan fod halogiad atmosfferig uwchlaw'r tymheredd hwnnw'n cynhyrchu cas alffa brau na fydd yn goroesi dirgryniad llwyfan symudol.

Cymhwyster a Dogfennaeth

Mae roboteg feddygol yn eistedd y tu mewn i system ansawdd rheoledig, ac mae'n rhaid i'r gadwyn gyflenwi titaniwm ei chynnal. Ar gyfer cydrannau strwythurol y dystiolaeth berthnasol yw'r dystysgrif felin gyda rhif gwres, cemeg a chanlyniadau mecanyddol o dan ASTM B265, ASTM B338 neu ASTM B348, EN 10204 math 3.1 olrheinedd, a chofnodion triniaeth wres lle nodir cam lleddfu straen. Pan fydd rhan titaniwm yn dod i gysylltiad â'r claf neu â meddyginiaeth, mae'r deunydd yn cael ei werthuso ar gyfer biocompatibility o dan y gyfres ISO 10993, a mewnblaniad-stoc gradd i ASTM F67 gyda chywerthedd ISO 5832-2 yn cael ei ddefnyddio yn lle graddau diwydiannol.

Mae cofnodion dilysu prosesau ar gyfer weldio a pheiriannu hefyd yn bwysig, oherwydd ni all dyluniad robot dilys ddefnyddio cyflenwr y mae ei baramedrau weldio wedi newid heb hysbysiad. Mae cyflenwyr sy'n meddu ar fanyleb gweithdrefn weldio reoledig gyda phurdeb nwy cysgodi dogfenedig a monitro ocsigen ar yr wyneb weldio yn rhoi llwybr cymhwyster llawer haws i'w cwsmeriaid.

Cwestiynau Cyffredin

Q:A yw titaniwm yn amddiffyn rhag ymbelydredd gama rhag ïodin-131?
A: Na. Mae ffoton gama 364 keV yn mynd trwy drwch ymarferol o unrhyw fetel strwythurol, felly mae'r cysgodi'n cael ei drin â deunyddiau rhif atomig uchel. Defnyddir titaniwm yn y robotiaid hyn ar gyfer adeiledd, ymddygiad anfagnetig ac ymwrthedd cyrydiad, nid ar gyfer gwanhau.

Q:Pam mae ffrâm anfagnetig yn bwysig mewn robot gwasanaeth symudol?
A: Mae graddau titaniwm beta heb aloi ac alffa yn baramagnetig gyda thueddiad magnetig isel iawn. Ni fydd ffrâm nad yw'n ymateb i feysydd magnetig yn tarfu-synwyryddion effaith neuadd, gyriannau wedi'u cyplysu'n fagnetig neu actiwadyddion electromagnetig mewn llwyfan cryno.

Q:Pa ddiheintyddion sy'n ddiogel ar gyfer cydrannau titaniwm?
A: Mae titaniwm yn goddef hydoddiannau hypoclorit, clorin deuocsid, anwedd hydrogen perocsid ac asid peracetig. Rhaid eithrio cyfryngau sy'n dwyn fflworid, oherwydd bod fflworid yn ymosod ar y ffilm ocsid goddefol hyd yn oed ar grynodiad isel a thymheredd ystafell.

Q:Beth yw'r gofynion tynnol ar gyfer y titaniwm a ddefnyddir mewn aelodau ffrâm robot?
A: Mae gradd 5 i ASTM B348 yn gofyn am gryfder tynnol o 895 MPa o leiaf ac isafswm cryfder cynnyrch o 828 MPa yn y cyflwr anelio. Mae gradd 9 i ASTM B338 yn gofyn am gryfder tynnol o 620 MPa o leiaf ac isafswm cryfder cynnyrch o 483 MPa.

Q:A oes angen gorchudd ar amgaeadau robot titaniwm?
A: Ddim fel arfer. Mae anodio yn cynhyrchu haen ocsid annatod gyda thrwch rheoledig sy'n gwisgo'n well na phaent ac nad yw'n naddu i'r amgylchedd, sy'n bwysig mewn ward lle mae rheoli halogiad yn rhan o'r protocol clinigol.

Q:Pryd mae'n rhaid defnyddio mewnblaniad-titaniwm gradd yn lle gradd ddiwydiannol mewn offer meddygol?
A: Pryd y gall y gydran gysylltu â'r claf neu lwybr meddyginiaeth. Mae titaniwm heb ei aloi ASTM F67, gyda chywerthedd ISO 5832-2, yn berthnasol yn y sefyllfa honno, wedi'i gefnogi gan werthusiad biocompatibility o dan gyfres ISO 10993. Mae cydrannau strwythurol nad ydynt yn y llwybr cyswllt fel arfer yn cael eu cyflenwi i ASTM B265 neu ASTM B348.