碳纖維復(fù)合材料經(jīng)常被用于制造手術(shù)臺(tái)的表面。與金屬或其他材料不同的是，碳纖維復(fù)合材料具有X射線透明性，這一特性在拍攝患者的X光圖像時(shí)很有幫助。然而，傳統(tǒng)的檢查臺(tái)設(shè)計(jì)并不總是能滿足醫(yī)務(wù)工作者的需求。
醫(yī)務(wù)人員在使用復(fù)合材料手術(shù)臺(tái)進(jìn)行心臟外科、血管外科、神經(jīng)外科和骨科手術(shù)時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到問題。這些類型的手術(shù)，往往需要在手術(shù)過程中進(jìn)行X射線成像。在進(jìn)行各種測(cè)試和醫(yī)療服務(wù)時(shí)，即使是在具有復(fù)合材料、X射線透明表面的醫(yī)療臺(tái)上，所有將器械連接到桌子上的連接器都是由金屬制成的，這意味著，對(duì)于某些需要X射線透明的手術(shù)或測(cè)試，醫(yī)務(wù)人員可能需要在手術(shù)過程中多次移動(dòng)或重新安置病人，以避開桌子上對(duì)X射線不透明的區(qū)域。當(dāng)患者必須移動(dòng)時(shí)，許多連接到患者的IV，電極和其他設(shè)備可能會(huì)變得脫落。
復(fù)雜的部件導(dǎo)致材料創(chuàng)新
材料方面的問題主要有：
- 復(fù)合層壓板的裂縫，
- 不同供應(yīng)商的材料之間的重量和材料性能差異，
- 難以平衡彈性性能和不同部分的負(fù)載要求。
根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)各個(gè)部件的材料進(jìn)行了選擇，包括碳纖維/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料，以及為了增加彈性，局部應(yīng)用橡膠彈性體層。彈性體層創(chuàng)造了一種復(fù)合材料，它既具有彈性（具有可變的楊氏模量），又能抵抗突然的載荷變化。
對(duì)于全尺寸原型上的每個(gè)組件，分層碳纖維預(yù)浸料和彈性體材料的片材被切割成型，放入WIT-Composites設(shè)計(jì)和制造的模具中，真空包裝并通過高壓釜固化。
設(shè)計(jì)臺(tái)面、導(dǎo)軌和鉸鏈。
對(duì)于手術(shù)臺(tái)的表面，主要考慮的因素包括足夠的X射線透明度，根據(jù)IEC的EN 60601-2-46標(biāo)準(zhǔn)在關(guān)鍵點(diǎn)承受病人負(fù)荷的強(qiáng)度，以及ASTM的耐磨性和表面硬度標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)重量分配策略，負(fù)載下的最大撓度被限制在42.56毫米以下；臺(tái)面的負(fù)載能力為225公斤（496磅）。臺(tái)面的最大撓度發(fā)生在臺(tái)面的中央部分，也就是病人軀干的位置。這是由臺(tái)面內(nèi)部部件的設(shè)計(jì)空隙造成的，以確保所需的X射線透視率（圖1）。
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只要達(dá)到機(jī)械要求，手術(shù)臺(tái)本身的設(shè)計(jì)就很簡(jiǎn)單，因?yàn)槭袌?chǎng)上已經(jīng)有幾款現(xiàn)有的復(fù)合材料醫(yī)療臺(tái)作為基線。然而，要建立一個(gè)全復(fù)合材料系統(tǒng)，需要團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)一套定制的復(fù)合材料導(dǎo)軌，用于桌子表面的兩側(cè)，以取代典型的金屬導(dǎo)軌，以及某種類型的連接系統(tǒng)，以便在程序中懸掛醫(yī)療設(shè)備。
一個(gè)空心的圓柱形部件安裝在兩個(gè)平行的復(fù)合支柱之間，這些支柱從桌子的末端伸出。這個(gè)圓柱形部件形成了一個(gè)鉸鏈，將一個(gè)可移動(dòng)的矯形臂從桌子末端連接起來。
這種鉸鏈組件最大的挑戰(zhàn)是它的雙重功能能力。它不僅需要可移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)手臂的旋轉(zhuǎn)，而且還必須在手臂移動(dòng)到所需位置后將其鎖定。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，使用已經(jīng)安裝在許多手術(shù)臺(tái)上的那種壓縮空氣泵。該組件的大部分外皮是由剛性預(yù)浸料制成的；圓柱體內(nèi)的凹陷是由薄薄的預(yù)浸料層制成的，該預(yù)浸料層由一層彈性體制成，具有彈性。連接到壓縮空氣泵上的管子迫使空氣進(jìn)入零件的內(nèi)腔，使表皮的彈性部分膨脹，將其推到鎖臂上，防止移動(dòng)。當(dāng)空氣從空腔中釋放時(shí)，彈性壁收縮，使鉸鏈能夠移動(dòng)。
