一种用于模拟肿瘤超声造影的仿体模型的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医学领域，涉及一种用于模拟癌症超声造影的仿体模型。具体地说涉 及超声医学中的超声造影及超声引导下肝癌诊断和介入治疗领域，涉及一种用于超声造影 技术、超声引导下穿刺活检技术和肿瘤消融与疗效评估的教学与训练模型。 技术背景
[0002] 超声造影（contrastenhancedultrasound)技术被认为是超声医学发展的第三 次革命，将超声的诊断模式从常规的形态学诊断向功能学诊断推进。Westwood等于2013年 通过对大量前瞻性临床研究进行深入分析后提出，超声造影技术对肝脏局灶性病变的诊断 效能可媲美常规增强影像学手段（增强CT和增强MRI)，具有重大的临床价值。此外，超声 造影在超声引导下介入穿刺活检及肿瘤消融技术上也有重要的应用价值。通过超声造影能 检出常规二维超声难以发现的肿瘤病灶，为病灶的定位、定性诊断提供重要的影像学依据。
[0003] 超声造影及超声引导下穿刺活检和肿瘤消融技术对设备等条件的要求并不高，具 有精准、灵活、简便、经济等优势，但要求操作者熟练掌握超声成像技术和介入操作技术。年 青医师受到医学伦理道德和医疗操作规范的约束，无法在患者身上进行操作练习，使新技 术的发展和推广受到巨大的限制。因此，为年青医师构建能模拟人体的仿真训练平台，使超 声医师的操作技术在培训过程中快速提升，是超声造影及超声引导下穿刺活检技术和肿瘤 消融技术发展的迫切需求。
[0004] 目前已有少量用于教学和训练的超声仿体模型，其中也包括肿瘤仿体类的模型、 超声引导下穿刺类的模型。如ZL201010281486. 2公布了一种用于评价肝脏肿瘤消融 安全边界的仿体模型，能用于超声引导下肝癌射频消融治疗的教学和操作练习。又如ZL 201010281470. 1公布了一种用于虚拟导航辅助超声无法显示的肿瘤组织活检过程的仿体 模型，用于训练超声医师在常规二维超声无法发现肿瘤病灶的情况下利用虚拟导航技术精 准穿刺肿瘤的技术。
[0005] 然而，上述仿体都是建立在二维超声成像的基础上的模型，虽然肿瘤模型在二维 超声成像中呈高回声，但在谐波对比超声成像模式中依然呈无回声，无法与正常组织模型 区分，不能用于超声造影及以超声造影为基础的超声引导下肿瘤穿刺活检或消融治疗的训 练。因此，建立一种能模拟肝癌在临床超声造影表现的仿体模型，需要解决以下难题：①能 在二维超声和谐波对比增强超声模式下成像；②能模拟肝癌超声造影动脉期的高增强表 现；③能模拟肝癌超声造影结束后的声学表现；④仿体的肿瘤模型在大体上便于观察。
【发明内容】
[0006] 本发明目的之一在于针对目前超声仿体模型所存在的问题，提供一种能模拟肝癌 超声造影表现的仿体模型。
[0007] 本发明目的之二在于提供上述仿体模型的配方。
[0008] 本发明目的之三在于提供上述仿体模型的制备方法。
[0009] 发明通过以下技术方案实现上述目的：
[0010] 发明提供了一种用于模拟癌症超声造影的仿体模型，含有用于模拟肿瘤的肿瘤胶 和用于模拟周围正常组织的正常组织胶；所述肿瘤胶首先在二维超声成像模式和谐波超声 成像模式下先分别呈高回声和高回声，随后（优选地在10~90min时间内）自动变为等回 声和无回声；正常组织胶在二维超声成像模式和谐波超声成像模式下一直分别呈等回声和 无回声。
[0011] 在另一种实施方案中本发明提供了一种用于模拟癌症超声造影的仿体模型，含有 用于模拟肿瘤的肿瘤胶和用于模拟周围正常组织的正常组织胶；所述肿瘤胶含有微泡超声 造影剂；优选地，所述微泡超声造影剂为脂质微泡超声造影剂。
[0012] 所述的肿瘤胶中还含有肿瘤基质胶。作为一种可选的方案，所述基质胶含卡拉胶、 胃窗声学造影剂，优选地还含有哺乳动物奶/奶粉；更优选地，所述的哺乳动物奶/奶粉为 牛奶。
[0013] 选择卡拉胶、胃窗声学造影剂、牛奶作为基质胶的原因在于：首先，食品级卡拉胶 是从植物或藻类中提取出的亲水性胶体，其热水溶液经冷却后形成在室温下稳定的半透明 凝胶状态。通过调节卡拉胶的浓度能制备出不同硬度的凝胶，有利于作为模型的主要结构。 再加上食品级卡拉胶对人体无毒副作用，能保障使用者的安全。第二，胃窗声学造影剂是一 种临床上常用的胃肠道造影剂，其主要成分为多种植物和藻类、纤维素，在二维超声成像中 呈高回声。在基质胶中加入胃窗声学造影剂能为模型提供一定的回声强度，从而模拟组织 在二维超声成像中的声学表现。第三，作为优选的方案，将牛奶加入到基质胶中，能有效改 变基质胶的不透明度。根据不同需要，调整牛奶的浓度能使仿体中不同组织成分呈现不同 的不透明度，有利于肉眼观察。另外，牛奶本身在二维超声具有一定的回声强度，加入牛奶 同时也能改变仿体的声学特性。
[0014] 有利的是，所述的正常组织胶中也含有配比相同的基质胶组分，包括卡拉胶和胃 窗声学造影剂。
[0015] 本发明同时提供了一种用于制备模拟癌症超声造影的仿体模型的配方，含有微泡 超声造影剂、卡拉胶、胃窗声学造影剂；优选的还含有哺乳动物奶/奶粉；优选地，所述的哺 乳动物奶/奶粉为牛奶。
[0016] 作为优选的方案，上述配方中含有独立的肿瘤胶配方和正常组织胶配方；
[0017] 所述肿瘤胶配方含有以下重量份数的物质：
[0018] 微泡超声造影剂（冻干粉+SF6气体）1~2份；优选1.2~1.8份，更优选1.225~ 1. 75 份，
[0019] 卡拉胶（粉末）5~50份，
[0020] 胃窗声学造影剂（粉末）〇· 5~2份，
[0021] 哺乳动物奶（液体）/奶粉（粉末）20~100份；
[0022] 所述正常组织胶含有以下重量份数的物质：
[0023] 卡拉胶（粉末）5~50份，
[0024] 胃窗声学造影剂（粉末）0· 5~2份。
[0025] 为了提供一种进一步简便的配方，本发明进一步提供一种用于制备模拟癌症超声 造影的仿体模型的液体配方，含有肿瘤胶液体配方和正常组织胶液体配方：
[0026] 其中，肿瘤胶液体配方含有：
[0027]微泡超声造影剂含量为0· 1%~0· 2% (w/v)，更优选0· 12%~0· 18% (w/v)，进 一步优选 〇· 1225 ~0· 175% (w/v)，
[0028] 卡拉胶 0· 5%~5% (w/v)，
[0029] 胃窗声学造影剂0.05 %至0.2% (w/v)，
[0030] 牛奶 2%~10% (v/v);
[0031] 其中，正常组织胶液体配方含有：
[0032] 卡拉胶 0· 5%~5% (w/v)，
[0033] 胃窗声学造影剂0· 05%至0· 2% (w/v)。
[0034] 本发明进一步提供了一种制备模拟癌症超声造影的仿体模型的方法，包括以下步 骤：
[0035] (1).准备正常组织胶溶液和肿瘤胶溶液；其中肿瘤胶溶液含有微泡超声造影剂；
[0036] (2).将肿瘤胶溶液注入肿瘤胶模具，冷却凝固成肿瘤胶模型；
[0037] (3).将肿瘤胶模型固定于仿体模具中，倒入正常组织胶溶液包埋肿瘤胶，再冷却 凝固成仿体模型。
[0038] 所述的肿瘤胶基质胶溶液为卡拉胶、胃窗声学造影剂、（优选的）哺乳动物奶/奶 粉组成的肿瘤基质胶配方溶解于水获得，并将溶液的温度维持在50°C~70°C温度下溶解 于水获得，优选60°C。
[0039] 所述肿瘤基质胶溶液含有：
[0040] 卡拉胶 0·