1主要材料及结构形式
目前床面板的材料及结构形式主要分为两类，一种是薄面板泡沫复合夹层结构，一种是碳纤维复合材料泡沫夹芯结构，这两种结构各有优缺点，应用的场合也不尽相同，接下来分别介绍。
1.1薄面板泡沫复合夹层结构
这种薄面板泡沫复合夹层结构一般为厚度均匀的等截面，可参见图1，在医疗设备中大多需要两端支撑，承载着病人的床面板主要在纵向和横向上做一定范围的往复运动，以方便医生在不移动病人的情况下能很快地找到病灶点。薄面板泡沫复合夹层结构通常是由比较薄的面板与比较厚的低密度芯材胶接而成，为三明治结构。具有重量轻、弯曲刚度与强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音和隔热等优点。在承载病人时，床面板主要承受弯曲载荷，其中面板主要承受拉应力和压应力，芯材主要承受剪切应力。目前市场上主要采用1mm左右厚度的三聚氰胺板作为上下两层面板，而芯材主要选用PMI泡沫。PMI泡沫是采用固体发泡工艺制成，它是空隙基本一致、均匀的100%闭孔泡沫。在相同密度的条件下，PMI是强度和刚度最高的泡沫材料，三者之间用胶水粘接，在一定的温度和压力下保持成型。有时为了安装需要，会在床面板两侧，影像区域之外增加木板作为连接部件，可根据实际情况来选用。在这种类型的床面板中，芯材是承载的关键部件，一般我们优先选用的是德国德固赛公司生产的Rohacell之PMI泡沫，型号为IG51或者IG71，现阶段，我们国产的同系列产品也有了很大的发展，国内一些生产厂家生产的PMI泡沫在性能上也基本达到了德固赛公司泡沫的产品性能，且价格只有德国产品的80%左右，目前国产芯材在医疗产品上也得到了越来越多的应用。这种结构的床面板价格比较便宜，整体透过性比较好，工艺相对简单，质量容易保障，批量化加工程度较高；其缺点是床面板需要两端支撑，床面板的运动范围和运动方式也因此而受到限制。这种床面板结构主要应用于X光机系列，例如胃肠机、平床拍片机、可移动拍片机等。
1.2碳纤维复合材料泡沫夹芯结构
这种碳纤维复合材料泡沫夹芯结构的床面板大多为内凹的形状，更符合人体工学，患者躺在上面会舒适许多，床面板下部大多为变截面，根据人体体重在床面板上的分布设计相应厚度的截面。这种类型的床面板在医疗设备上多为单边支撑，简单来讲就是悬臂梁结构，检测时床面板带着病人做大范围伸出运动，便于把病人送入影像检测设备，做大范围扫描或全身扫描，这需要床面板具有很高的强度和刚度，以保证床面板在工作时的变形量尽可能小。碳纤维复合材料泡沫夹芯结构，其上下表面为碳纤维复合材料面板，中间为泡沫芯材，也属于三明治结构，如图2所示。在这种结构中，上下表面是主要的承载部件，而表层中的碳纤维预浸料的铺层厚度是保证床面板承载能力的关键因素。一味加大铺层厚度，固然满足了强度要求，但会导致材料成本的增加，同时加大了对X射线的衰减，影响到临床诊断的图像质量和病人对X光的剂量摄入量，对患者健康不利，这就需要选择合适的铺层厚度，必要时可预先用有限元软件进行模拟受力计算。夹芯材料一般选用聚合物泡沫，选用的泡沫密度一般在40~200kg/m3之间，目前常用的有PU，PVC和PMI等这几种材料，使用夹芯材料是为了在上下面板之间保持稳定的距离，同时还能承受一定的应力，达到提高床面板刚度的目的。为了加强床面板的局部强度和刚度，或者出于与其它结构件连接的需要，会在床面板的连接端，增加内嵌件，多为碳纤维棒或者铝制件，此处区域一般位于影像区域之外。碳纤维具有高强度、低密度、极低的X射线吸收率等特点，成像清晰度高，在相同剂量的照射下，可以提供更高品质的X光影像，其各向异性显著，柔软，可加工成各种织物，沿纤维轴向表现出很高的强度，它的抗拉强度是普通钢材的8~10倍以上，弹性模量优于钢材，而重量轻，其重量仅为钢材的1/5。制板时，一般采用碳纤维/环氧树脂预浸料，按铺层设计铺贴预浸料，与泡沫芯材组合后一同固化，铺层过程中可采用采用真空袋层压技术保证层与层之间的无气泡贴合，最后用金属模具热压成型。这种工艺容易产生两种缺陷，主要有表面鼓泡和内部分层两种，需要严格控制加工工艺，以得到高质量的床面板。这种结构的床面板，其优点是承载能力很强，能保证系统所需要的强度和刚度要求，并且受益于单边支撑的结构形式，床面板的运动方式和范围有了更大的选择空间；其缺点是价格比较贵，受手工铺层的影响，其加工工艺比较复杂，导致自动化生产程度不高。但是随着碳纤维成本的连续降低，和世界范围内的环保要求的提高，碳纤维复合材料泡沫夹芯结构床面板在医疗设备领域正具有越来越广阔的市场及发展前景。这种结构大多应用在CT病床、MR病床、血管造影手术床和某些多功能床上。
1.3其它结构
除此之外，市面上还有一些其它类型的床面板材料和结构，比如采用木板，再比如采用有机玻璃，甚至采用薄铝板等，这些材料虽然价格很低，加工也比较简单，但是因为受到承载量、铝当量及影像质量等因素的制约，以上材料并没有得到大范围的应用。
2结论
综上所述，床面板在医用影像检测设备中是比较重要的一个部件，在选用时，应根据系统的不同功能和不同应用，选用不同结构形式和材料的床面板，在保证影像质量的前提下，获得最佳的经济性能。
作者：王云平 单位：上海西门子医疗器械有限公司
