类下肢动脉硬化血管模型及其制备方法
【专利摘要】本发明属于血管模型【技术领域】，尤其涉及一种类下肢动脉硬化血管模型及其制备方法，其特征在于采用不同密度的物质分别模拟下肢动脉硬化血管的不同结构，乳胶管模拟血管壁结构，生物胶块模拟非钙化斑块，硅胶块模拟钙化斑块，碘对比剂模拟含碘对比剂的血液，将生物胶块、硅胶块固定于乳胶管壁上，在乳胶管内填充碘对比剂，排出模型内空气，模型两端分别使用与管壁同质的乳胶塞子密封。本发明的有益效果是：实现了CTA检查时对下肢动脉硬化血管的模拟，并可利用本发明进行不同管电压以及周围结构对CT值的影响，在不影响诊断的前提下最大限度的降低X射线的辐射剂量，对确保医疗安全、降低受检者所接收的辐射剂量及辐射致癌风险等有重要的意义。
【专利说明】 类下肢动脉硬化血管模型及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于血管模型【技术领域】，尤其涉及一种类下肢动脉硬化血管模型及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着计算机硬件及软件研发技术的不断发展，高端CT可以在短时间内完成大范围的扫描，图像更加清晰，能够更加直观的显示病变，在疾病诊断、体检筛查、手术计划制定、疗效评价等方面发挥了越来越重要的作用。因此，CT越来越成为疾病诊断的重要工具，临床医生对CT的依赖与日俱增。有统计显示，1997?2007十年间，美国CT的年使用量增加了 3倍，14%的急诊患者进行了 CT检查，而且有近2%的癌症患者可能是由于CT扫描的辐射造成的。CT检查已成为不可忽视的辐射源。
[0003]CTA是诊断和评价血管病变的最常用方法，在血管疾病中下肢动脉硬化闭塞症(ASO)是较常见的一类。ASO是全身动脉硬化病变的重要组成部分，这种病变的临床演变是一个渐进的过程，从轻到重，极少停止在病变的某一阶段。所以对病变演进过程的影像学观察是非常重要的。ASO的CTA表现为自肾动脉水平至足背动脉大范围、多节段动脉受累，所显示的斑块结构复杂，包含钙化、脂质等成分。因此，下肢动脉的CTA扫描范围较大、血管周围组织结构变化多(包含对放射线敏感的性腺)，病变结构复杂。在降低X线辐射剂量的同时必须要保证各种复杂结构的准确观察。另外，在对ASO不同治疗方案的时机选择、方法选择、自然病程及术后随访的过程中，会多次应用到CTA，所以X线辐射剂量是必须考虑的问题。降低管电压是降低辐射剂量的重要方法，但管电压变化后，兴趣结构的CT值是否会发生变化？特别是一些复杂结构，如动脉粥样硬化时，病变处同时包含非钙化性斑块、钙化性斑块、对比剂等多种组织密度相差很大的物质，在管电压变化的情况下，这些物质的CT值是否会发生改变，以及物质周围的复杂结构对兴趣区CT值的测量是否会产生影响，这些因素都直接影响着病人的安全及治疗的结果，目前有关降低CTA X线辐射剂量的文献报道主要集中在冠状动脉病变，国内、外少有降低下肢动脉CTA X线辐射剂量的相关研究报道。
【发明内容】
[0004]为了深入研究如何在不影响诊断并确保图像清晰、确保医疗安全的前提下，最大限度的降低X线辐射剂量，以降低受检者所接受的辐射剂量及辐射致癌风险等方面的内容，本发明主要针对下肢动脉硬化闭塞症的病变特点，研制了类下肢动脉硬化的血管模型，通过对高度仿真模型的CT扫描，探讨有关低剂量研究的课题。
[0005]本发明采用以下技术方案实现:
[0006]一种类下肢动脉硬化血管模型，其特征在于包括乳胶管、生物胶块、硅胶块、碘对比剂，所述乳胶管模拟血管壁结构，所述生物胶块模拟非钙化斑块，所述硅胶块模拟钙化斑块，所述碘对比剂模拟含碘对比剂的血液，所述生物胶块、硅胶块固定于所述乳胶管的管壁上，所述乳胶管内填充碘对比剂。[0007]所述乳胶块的P < 0.9374g/cm3，所述生物胶块的P < 0.9611g/cm3，所述硅胶块的 P ^ 1.163g/cm3。
[0008]所述碘对比剂的浓度为14mgl/ml。
[0009]所述乳胶管的内径为4-40mm,外径为5-50mm,长为100-1000mm。
[0010]一种类下肢动脉硬化血管模型的制备方法，其特征在于: [0011](I)米用内径4-40mm,外径5-50mm,长IOO-1OOOmm的医用乳胶管模拟人体血管,米用医用硅胶及生物胶制作成不规则块状物，即得到生物胶块、硅胶块，分别用于模拟附于血管壁的钙化性斑块及非钙化性斑块结构；
[0012](2)选取乳胶管上、中、下3处分别放置硅胶块和生物胶块，硅胶块、生物胶块固定于乳胶管的管壁内、外；
[0013](3)向已制备好的模型中注入浓度为14mgl/ml的碘对比剂，直至使对比剂充满整个模型，排出模型内空气，模型两端分别使用与管壁同质的乳胶塞子密封。
[0014]所述钙化性斑块、所述非钙化性斑块的体积均不小于3mm3。
[0015]所述浓度为14mgl/ml的碘对比剂由由医用含碘对比剂稀释而成。
[0016]本发明的有益效果是:本发明制得的血管模型实现了对CTA扫描范围较大、血管周围组织结构多变的下肢动脉硬化血管进行了模拟，并可以利用本发明的血管模型进行不同管电压、不同扫描条件下对CT值的影响，以及周围结构对CT值的影响，在不影响诊断的前提下最大限度的降低X射线的辐射剂量，对确保医疗安全、降低受检者所接收的辐射剂量及辐射致癌风险等有重要的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明模型的结构示意图；
[0018]图2为本发明模型的侧视图；
[0019]图3为本发明的CT轴位图(ROI为1mm2)。
[0020]图中，1、乳胶管，2、生物胶块，3、硅胶块，4、碘对比剂。
【具体实施方式】
[0021]下面对本发明做进一步解释说明。
[0022]本发明提供一种类下肢动脉硬化血管模型，其特征在于采用不同密度的物质分别模拟下肢动脉硬化血管的不同结构，包括乳胶管1、生物胶块2、硅胶块3、碘对比剂4，所述乳胶管I模拟血管壁结构，所述生物胶块2模拟非钙化斑块，所述硅胶块3模拟钙化斑块，所述碘对比剂4模拟含碘对比剂4的血液，所述生物胶块2及硅胶块3分别固定于所述乳胶管I的管壁上，所述乳胶管I内填充碘对比剂4。
[0023]所述乳胶管I的乳胶块P≤0.9374g/cm3，所述生物胶块2的P ^ 0.9611g/cm3，所述硅胶块3的P≥1.163g/cm3。
[0024]所述生物胶块固定于所述乳胶管内壁上，所述硅胶块固定于所述乳胶管外壁上。
[0025]所述碘对比剂4的浓度为14mgl/ml。
[0026]所述乳胶管I的内径为4-40mm,外径为5-50mm,长为100-1000mm。
[0027]一种类下肢动脉硬化血管模型的制备方法，其特征在于:[0028](I)米用内径4-40mm,外径5-50mm,长IOO-1OOOmm的医用乳胶管I模拟人体血管，采用医用硅胶及生物胶制作成不规则块状物，即得到生物胶块2、硅胶块3，分别用于模拟附于血管壁的钙化性斑块结构及非钙化性斑块结构；
[0029](2)选取乳胶管I上、中、下分别放置硅胶块3和生物胶块2，硅胶块3模型、生物胶块2模型固定于乳胶管I的管壁内、外；
[0030](3)向已制备好的模型中注入浓度为14mgl/ml的碘对比剂4，直至使碘对比剂4充满整个模型，排出模型内空气，模型两端分别使用与管壁同质的乳胶塞子密封。
[0031]所述钙化性斑块、所述非钙化性斑块的体积均不小于3mm3。
[0032]所述浓度为14mgl/ml的碘对比剂4由由市售医用含碘对比剂稀释而成。
[0033]实施例:如图1、图2所示，使用组织密度不同的的乳胶块(P≤0.9374g/cm3)、生物胶块2 ( P ≤0.9611g/cm3)、医用硅胶块3 ( P≥1.163g/cm3)及浓度为14mgl/ml的碘对比剂4(由欧乃派克，350mgl/ml稀释而成)4种物质制备类动脉硬化血管模型。采用内径4-40mm,外径5-50mm,长100-1OOOmm的医用乳胶管I模拟人体血管。采用医用硅胶及生物胶制作成不规则块状物，分别模拟附于血管壁的钙化性及非钙化性斑块。选取乳胶管I上、中、下3处分别放置硅胶块3和生物胶块2，硅胶块3模型固定于管壁外，生物胶块2模型固定于管壁内。向已制备好的模型中注入浓度为14mgl/ml的碘对比剂4,直至使碘对比剂4充满整个模型，排出模型内空气，模型两端分别使用与管壁同质的乳胶塞子密封。为避免部分容积效应的影响，每种斑块模型的体积不小于3mm3。其中采用内径8mm,外径IOmm,长20cm的医用乳胶管I模拟人体血管较佳。
[0034]对所得血管模型进行CT扫描，得到的轴位图如图3所示，从图中可以看出，各种制作模型的材料的影像效果达到了与所代表的临床病变类型的同样效果，且能够快速精准完成病变定位。
[0035]使用GE Light Speedl6螺旋CT扫描仪，选择下肢血管程序对本发明的模型进行螺旋扫描，管电流230mA，层厚2.5mm,螺距1.675:1。扫描前用水模进行CT值校准。模型长轴与检查床平行，水平定位线与血管模型冠状面重合，内定位线位于模型中心，保持上述扫描参数不变，分别匹配120、100、80kV3种不同管电压对类血管模型进行扫描，其它扫描参数不变，分别对浓度为14mgl/ml的碘对比剂4、医用硅胶块3、由乳胶块制得的乳胶管1、生物胶块2及由这几种物质制备的模拟动脉硬化血管模型进行扫描，测量不同条件下各单一结构扫描的CT值和模型扫描中相应的同种物质的CT值，评估不同管电压及周围结构对CT值测量的影响。其测量结果为:管电压120kV时单独扫描碘对比剂4、医用硅胶块3、乳胶管
1、生物胶块2及模型中4种物质的CT值分别为(380.63±8.49) HU和(377.03±3.83) HU(P=0.02)、(293.94±17.83) HU 和(334.07±5.95) HU (P=0.00)、(-154.64±12.56) HU 和(-95.09±26.22) HU (P=0.00),(-54.66±2.09)HU 和(-40.79±6.85)HU (P=0.00);管电压IOOkV 时其CT值分别为(442.97±6.48)HU和(439.77±4.95)HU(P=0.02)、(332.79±6.78)HU 和(383.90±6.14)HU(P=0.00),(-166.32±12.61)HU 和(-122.43±27.71)HU(P=0.00)、(-74.28±4.41) HU 和(-64.74±10.65) HU (P=0.00);管电压 80kV 时其 CT 值分别为(557.74±5.61)HU 和(556.80±9.70)HU(P=0.62),(426.71±8.70)HU 和(489.90±12.31)HU (P=0.00),(-202.30±27.10)HU 和(-139.57±26.77)HU (P=0.00),(-87.64±4.77)HU和(-79.81±14.64)HU (P=0.00)。当管电压由高降低时，高密度物质CT值升高，低密度物质CT值降低。周围结构对CT值测量亦有影响，物质之间的密度差别越大，其CT值所受影响越大。周围结构对碘对比剂4的CT值影响不大。同时说明，本发明的血管模型的仿真程度较高，利用本发明进行相应的临床研究具有重要意义。
[0036]以上对本发明的实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种类下肢动脉硬化血管模型，其特征在于包括乳胶管、生物胶块、硅胶块、碘对比剂，所述乳胶管模拟血管壁结构，所述生物胶块模拟非钙化斑块，所述硅胶块模拟钙化斑块，所述碘对比剂模拟含碘对比剂的血液，所述生物胶块、硅胶块分别固定于所述乳胶管的管壁上，所述乳胶管内填充碘对比剂。
2.根据权利要求1所述的一种类下肢动脉硬化血管模型，其特征在于所述乳胶块的P < 0.9374g/cm3,所述生物胶块的P < 0.9611g/cm3,所述硅胶块的P≥1.163g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种类下肢动脉硬化血管模型，其特征在于所述碘对比剂的浓度为14mgl/ml。
4.根据权利要求1所述的一种类下肢动脉硬化血管模型，其特征在于所述乳胶管的内径为 4-40mm,外径为 5-50mm,长为 lOO-lOOOmm。
5.一种类下肢动脉硬化血管模型的制备方法，其特征在于: (1)米用内径4-40mm,外径5-50mm,长IOO-1OOOmm的医用乳胶管模拟人体血管,米用医用硅胶及生物胶制作成不规则块状物，即得到生物胶块、硅胶块，分别用于模拟附于血管壁的钙化性斑块结构及非钙化性斑块结构； (2)选取乳胶管上、中、下分别放置硅胶块和生物胶块，并固定于乳胶管的管壁内、外； (3)向已制备好的模型中注入浓度为14mgl/ml的碘对比剂，直至使对比剂充满整个模型，排出模型内空气，模型两端分别使用与管壁同质的乳胶塞子密封。
6.根据权利要求5所述的类下肢动脉硬化血管模型的制备方法，其特征在于所述钙化性斑块、所述非钙化性斑块的体积均不小于3mm3。
7.根据权利要求5所述的类下肢动脉硬化血管模型的制备方法，其特征在于所述浓度为14mgl/ml的碘对比剂由医用含碘对比剂稀释而成。
【文档编号】G09B23/28GK103680278SQ201310504870
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】万业达, 张越, 傅菲, 何岸苇 申请人:天津市天津医院