65 (聚合度：1000)或S-70 (聚合度：1300 )。
[0028] 优选的，步骤1)所述的增塑剂为对苯二甲酸二辛酯、丁酰柠檬酸三正己酯、偏苯三 酸三辛酯中的至少一种。
[0029]进一步优选的，步骤1)所述的增塑剂为对苯二甲酸二辛酯。
[0030]优选的，步骤3)和5)中所述的标记点为直径1~2_的金属球。
[0031]优选的，步骤3)和5)中设置标记点的具体操作为：先往模具内注塑一层PVC聚合 溶液，停止注塑，待熔融的PVC聚合溶液表面固化撑起标记点不下沉，再在PVC塑料表面均 匀放置标记点，放置好标记点后继续注塑，重复上述步骤，直至PVC聚合溶液注满模具。
[0032] 优选的，步骤2)、4)、5)中所述3D打印所采用的原料为ABS塑料。
[0033] 优选的，所述PVC聚合溶液的CT值为：-10HU~100HU。
[0034]优选的，步骤5)中所述的热释光剂量片为表面包覆有聚乙烯薄膜的经退火处理过 的热释光剂量片。
[0035] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
[0036] 实施例： 用于变形配准算法精度验证的高仿真腹部变形模体的制备方法，包括以下步骤： 1) 调整PVC树脂粉（S-65)-增塑剂(对苯二甲酸二辛酯）的混合比，制作16块不同混 合比的PVC塑料，混合比的范围为8X10 2g/mL~23X10 2g/mL，以间隔1X10 2g/mL变化， 对16块PVC塑料样品进行CT扫描，测定每块PVC塑料样品的平均CT值，并记录好数据； 2) 以PVC树脂粉-增塑剂的混合比（10 2g/mL)为横坐标，CT值（HU)为纵坐标，绘制混 合比和CT值之间的关系图（如图1所示）； 3) 以腹部肿瘤病人的CT图像为模板，勾画出肝脏、脾脏、肾脏、胃和肿瘤的轮廓线，然 后以1:1比例导出勾画好的器官的掩膜图像，并将其转化为三维网格图，然后通过工程制 图软件将三维网格图转换成为具有注塑入口的三维模具图，以透明的ABS塑料为主要材 料，通过3D打印得到与人体器官外轮廓高度相似的三维模具； 4) 根据各器官的CT值选择对应的PVC树脂粉-增塑剂的混合比，配制PVC聚合溶液； 5) 用边长大概2mm的正方形双面胶在三维模具内壁均勾粘上直径为1mm的金属球标记 点，然后刷上脱模剂，待步骤4)中的PVC聚合溶液中的气泡完全脱出后，降温至220°C，开始 注塑； 6) 先往模具注塑一层一定高度的塑料，再停止注塑2分钟，待熔融的PVC塑料表面固 化可以撑起金属球不下沉后，再在PVC塑料表面按一定间隔均匀放置直径为1_的金属球 标记点，放置好标记点后继续注塑，重复以上步骤，直至PVC聚合溶液注满模具停止注塑， 得到仿真器官，各模拟器官的PVC树脂粉-增塑剂混合比、平均CT值、目标CT值数据如表 1所示； 7) 以透明的ABS塑料为主要材料，通过3D打印得到椎骨模型，利用制作阴阳模的原理 将刷有脱模剂的椎骨模型（阳模）放入烧杯内，倒入PVC聚合溶液直至漫过模型，室温冷却 1小时后取出模型与PVC塑料的结合体，将结合体沿模型中线切开两半取出椎骨模型，剩下 两半的PVC塑料作为阴模，然后将白水泥浆体注入两块阴模，最后合上干燥固化两天，即可 得到CT值较高的刚性椎骨结构(如图4所示）； 8)组装模体：以透明的ABS塑料为主要材料，通过3D打印得到腹部外轮廓模具，然后 在模具里根据腹部肿瘤病人的CT图像上各个器官的解剖位置信息逐层放置制作好的器官 和椎骨，注入较低CT值（15HU~25HU)的PVC聚合溶液，并在PVC塑料表面均匀放置直径 为1mm的金属球作为标记点，待PVC聚合溶液冷却固化，将聚乙烯薄膜包裹的经退火处理过 的热释光剂量片均匀放置在模体内预留的空隙中，用于照射点剂量的测定，得到整体结构 与真实病人腹部结构高度相似的模体。
[0037] 表1各模拟器官的PVC树脂粉-增塑剂混合比、CT值和目标CT值数据。
[0038] 由图1可知：PVC树脂粉-增塑剂的混合比与CT值之间存在明显的线性关系，用 线性拟合把线性关系式计算出来，得到如下线性关系：y=6. 9083X-65. 5645,其中y为CT值， X为PVC树脂粉-增塑剂的混合比，相关系数R2 = 0. 9913,CT值范围是-10HU~100HU，腹 部绝大多数软组织和器官的CT值均在该范围内。
[0039] 由图2可知：（a)为PVC树脂粉和增塑剂的称量；（b)为PVC树脂粉和增塑剂的加 热混合；（c)为放置标记点；（d)为把剩余的PVC聚合溶液倒入模具覆盖标记点；（e)为冷 却后卸去模具；（f)为构造完成的模拟器官(箭头指示的是标记点的位置)。
[0040] 由图3可知：（a)为腹部肿瘤病人的CT图像及主要器官的轮廊线图，包括横断面、 冠状面和矢状面图。（b)~（g)为模拟器官的网格图（左上），3D打印的模具图（左下）和 构造成型的器官（右），其中箭头表示模具注塑的入口。
[0041]由图4可知：（a)为刚性椎骨模型的阴阳模；（b)为构造的模拟刚性椎骨骨头。
[0042] 由图5可知：PVC塑料在相同的下压位移下，随着PVC树脂粉和增塑剂混合比的增 加应力也相应增加。
[0043] 由图6可知：进行过应力测试的PVC塑料一分钟后再进行应力测试，两条下压位 移-应力拟合曲线重合度高，说明PVC塑料弹性具有很高的再现性。
[0044] 由图7可知：（a)为高仿真腹部变形模体的正面图；（b)为高仿真腹部变形模体的 侧面图；（c)为高仿真腹部变形模体的背面图。
[0045] 由图8可知：（a)为构造的模体的CT图像；（b)为腹部肿瘤病人的CT图像。腹部 肿瘤病人的CT图像与构造的模体的CT图像高度相似，而且对比度明显。
[0046] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 用于变形配准算法精度验证的高仿真腹部变形模体的制备方法，其特征在于：包括 以下步骤： 1) 调整PVC树脂粉-增塑剂的混合比，制备不同混合比的PVC塑料样品，对各PVC塑料 样品进行CT扫描，测定CT值，绘制PVC树脂粉-增塑剂混合比与CT值的关系图； 2) 以腹部肿瘤病人的CT图像为模板，勾画出肝脏、脾脏、肾脏、胃和肿瘤的轮廓线，绘 制三维模具图，通过3D打印得到与人体器官外轮廓高度相似的三维模具； 3) 在步骤2)的三维模具内设置标记点，根据各器官的CT值选择相应的PVC聚合溶液， 注塑成型，得到仿真器官； 4) 用3D打印得到骨头模型，放入到PVC聚合溶液中制备PVC阴模，再在PVC阴模中注 入白水泥浆体，干燥固化，得到刚性骨头结构； 5) 组装模体：用3D打印得到腹部外轮廓模具，在模具内按照病人CT图像上各个器官 的解剖位置信息逐层放置制作好的器官和刚性骨头结构，注入PVC聚合溶液冷却固定，设 置好标记点和热释光剂量片，得到整体结构与真实病人结构高度相似的模体。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中PVC树脂粉-增塑剂的混 合比范围为：8\1〇/1^~23\1〇4/1^，以间隔1\1〇/11^变化。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的增塑剂为对苯二甲酸 二辛酯、丁酰柠檬酸三正己酯、偏苯三酸三辛酯中的至少一种。4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)和5)中所述的标记点为直 径1~2mm的金属球。5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)和5)中设置标记点的具体 操作为：先往模具内注塑一层PVC聚合溶液，停止注塑，待熔融的PVC聚合溶液表面固化能 够撑起标记点不下沉，在PVC塑料表面均匀放置标记点，放置好标记点后继续注塑，重复上 述步骤，直至PVC聚合溶液注满模具。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)、4)、5)中所述3D打印所采 用的原料为ABS塑料。7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述PVC聚合溶液的CT值 为：-10HU~100HU。8. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤5)中所述的热释光剂量片为表 面包覆有聚乙烯薄膜的经退火处理过的热释光剂量片。9. 权利要求1~8中任意一项所制备的用于变形配准算法精度验证的高仿真腹部变形 模体。
【专利摘要】本发明公开了一种用于变形配准算法精度验证的高仿真腹部变形模体及其制备方法。本发明的模体的制备方法包括以下步骤：1）依据腹部肿瘤病人的CT图像制备与人体腹部器官外轮廓高度相似的三维模具；2）制备和各器官CT值相近的仿真器官；3）制备仿真的刚性骨头；4）制备腹部外轮廓模具，在模具内放置仿真器官和仿真刚性骨头，注入PVC聚合溶液注塑，设置标记点和热释光剂量片。本发明的模体内各主要器官与人体器官具有相似的CT值，可较为真实的模拟腹部器官的变形，通过在器官内部与各器官之间植入标记点和热释光剂量片，可进行自适应放射治疗中变形配准算法的几何精度验证以及剂量叠加精度验证，模体的恢复性和变形后的再现性良好。
【IPC分类】G09B23/30
【公开号】CN105390056
【申请号】CN201510676272
【发明人】甄鑫, 廖煜良, 周凌宏, 陈海斌
【申请人】南方医科大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月16日