一种内含树状管道结构的仿体模型的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗卫生领域，涉及一种仿体模型，具体地说，涉及一种用W模拟人体 血管树状结构的仿体模型。
【背景技术】
[0002] 仿组织模型是介入超声技术的学习与训练中关键而常用的工具。然而，目前用于 模仿人体血管树结构的仿体模型及其实现技术仍非常有限。在模仿人体血管周边组织方 面，由于超声在卡拉胶胶体中的传播速度较为接近人体真实情况，因此常采用卡拉胶作为 模型材料。而在模仿人体血管方面，由于人体血管内的声像图表现为无回声，因此可W采用 无回声的实体材料包埋于周边组织胶之内，然而，此时的血管模型实际上是实必的，与人体 实际情况不符，也难W在必要时于血管模型中进行填充特定物质进行研究。另一种方式是 将空必管道包埋于周边组织胶之内，此时模拟血管内部的空必管道与周边组织胶之间有一 层管道壁，虽然送样的模型更接近于实际情况（人体也存在血管壁），然而，发明人发现目 前所采用的材料所模拟的管道壁会影响超声穿透性，影响管道内的声像图质量。
【发明内容】
[0003] 本发明目的之一在于提供一种新型的模拟人体血管或胆管的仿体模型。
[0004] 本发明目的之二在于提供一种新型的模拟人体血管树状结构的仿体模型。
[0005] 本发明目的之Η在于提供上述仿体模型的制备方法。
[0006] 发明通过W下技术实现上述目的：
[0007] 发明提供了一种仿体模型，包括周边组织胶体模型和空必管道模型，所述的空必 管道模型为直接形成于周边组织胶体模型内部的管道，与周边组织胶之间不存在分隔膜或 分隔壁。
[0008] 周边组织胶（基质材料）含有琼脂糖、琼脂、魔芋胶、卡拉胶、明胶中的一种或多 种。
[0009] 发明人发现，该种模型尽管不存在模仿血管壁的管道壁/膜，但是该模型在超声 训练中能清晰显示管道内部情况，不会产生管道壁材料所引起的超声衰减现象。
[0010] 优选地，所述的仿体模型中的空必管道为两级或多级分支的空必管道。此时仿体 模型内含树状空腔管道，可用于模拟人体（肝脏）血管或胆管，目前市面上尚未发现内含树 状空腔管道的仿体模型，人体血管的模拟多采用实必管状物质，仿真度不高，应用范围窄。 本仿体模型内含树状空腔管道结构，超声表现为树状的无回声结构，具有透声性好的优点， 有效保证了声像图的质量，可有效模拟人体内（肝脏）的重要管道结构，可作为消融技术计 划时的标志结构，还可用于腔道造影技术的训练与培训。也可作为图像配准时的配准标志， 特别适用于最近出现的基于Η维超声-超声的图像配准的新技术（该技术通过提取模型内 的无回声管道结构进行图像配准，其他仿体模型难W取代）。
[0011] 优选地，本发明的周边组织胶采用琼脂糖或琼脂为主要原料。尽管目前的超声仿 体模型的基质材料通常采用卡拉胶作为主要原料，然而，在本发明中，发明人发现最优的材 料为琼脂糖或琼脂。
[0012] 尽管作为可选的材料，魔芋胶、卡拉胶、明胶可用来作为基质材料。然而，在本发明 中，发明人尝试了多种基质材料，除了琼脂糖和琼脂在各方面性能均适用之外，魔芋胶、卡 拉胶、明胶的效果则差强人意。送是因为：
[0013] 本发明模拟血管/胆管等管道的模型是空必的且与基质胶（周边组织胶）之间没 有分隔材料，因此，要求改模型的制作优选至少符合两个条件：1.基质胶具有合适的硬度/ 边缘完整性，易于制成空必管道模型；2.模型置于水体中时，基质胶具有较高的稳定性，保 持边缘的完整性，不易变纯。在对比了多种材料之后，发明人发现采用琼脂糖或琼脂作为原 料制作周边组织胶时，效果远远优越于其他材料。其可W有利于制作过程的顺利操作W形 成表面光滑的空必管道，同时所成型的模型在置于水中较长时间后仍能保持稳定性，空必 管道不变形，边缘不易变纯。而魔芋胶、卡拉胶、明胶效果次之，或者存在不能稳定获得表面 光滑的空必管道问题（管道模具在抽离时粘附了部分基质胶）；或者模型浸泡于水中时稳 定性不高，浸泡水后胶体膨胀变形；或者放置于空气中水份析出较快，使胶体变形。
[0014] 通过图5的管道剖面照片反光效果可W较为直观地看出送种区别，图5A为基质材 料选用琼脂时的管道照片，由反光效果可知表面光滑，琼脂糖的效果与其类似，而图5B则 是采用了其他基质材料的效果，由反光效果可知管道表面凹凸不光滑。
[0015] 而耐水稳定性的效果可W通过浸泡后的管道剖面照片体现。图6显示了浸泡之后 的管道剖面照片，A为琼脂基质，在浸泡24小时之后，管道各段的直径仍然很好的均匀度， 管道表面光滑；B为卡拉胶基质，浸泡6小时之后，管道各段的直径不均匀，表面欠光滑；图 C为琼脂糖基质，浸泡24小时候，表面仍保持光滑，管道直径均匀度基本保持。
[0016] 更优选地，所述的周边组织胶由琼脂糖-盐水溶液或琼脂-盐水溶液制成，所述的 琼脂糖/琼脂与盐水溶液的质量比2:66~110。盐水溶液可W优选为0. 1-3. 0% w/w盐水 溶液；更优选为0. 9 %生理盐水。
[0017] 此时，为了调节周边组织胶的超声的回声强度，可W优选在周边组织胶中添加胃 窗超声造影剂；所述的琼脂糖和胃窗超声造影剂的质量比为4:1~3。
[0018] 作为一种可选的方案，仿体模型还可进一步包括肿瘤胶体模型和/或水囊模型。 仿体模型内含肿瘤胶体模型，肿瘤胶体可W含有胶体原料（可选自琼脂、琼脂糖、卡拉胶、 魔芋胶、明胶中的一种或多种）和胃窗超声造影剂，质量比为2:3~5,在超声上表现为高 回声，易于分辨。在超声介入技术训练时可作为一种介入穿刺目标；在肿瘤热消融技术训练 时，可作为消融或计划目标；在图像配准技术培训时，可作为一种标志结构。仿体模型内含 的水囊模型，超声表现为无回声，可用于模拟人体胆囊，或胃肠道等重要结构。在肿瘤热消 融计划制定时应避免损伤肿瘤周边重要结构，仿体模型内的水囊即起到模拟肿瘤周边重要 结构的作用。在进行图像配准技术培训时，还可作为图像配准时的标志结构。
[0019] 发明同时提供了仿体模型的制备方法，其特征在于包括W下步骤：
[0020] (1)选用硬度50~80,回弹性48~55的棒状或管状材料作为管道模具；
[002。 似将琼脂糖、琼脂、魔芋粉、卡拉胶、明胶中的一种或多种与0. 1~3. 0% w/w盐 水溶液按质量比2:66~110加热混合溶解，成为周边组织胶溶液；
[0022] (3)周边组织胶溶液包埋管道模具并冷却凝固，成为包埋有管道模具的周边组织 胶；
[0023] (4)将管道模具从周边组织胶中抽离出来，成为内含有空必管道的仿体模型。
[0024] 上述步骤（2)中，更优选的基质胶材料选择为琼脂糖或琼脂。
[00巧]发明人发现，周边组织胶溶液（例如琼脂糖溶液、琼脂溶液）的浓度对制备过程及 所成型的模型也有较为重要的影响，周边组织胶溶液会影响模型的硬度和胶体凝固速度， 从而影响成型效果和回声均匀性。W琼脂糖为例，琼脂糖与盐水的比例小于2:110时，凝固 后胶体的硬度过软，在后续之作过程中（管道模具的抽离过程中）模型容易磨碎或形成不 光滑的管道弧面；当琼脂糖与盐水的比例大于2:66时，凝固后胶体的硬度较硬，同时凝固 速度较快，不仅浪费胶体，且在模型德铸过程中有可能导致模型的回声不均匀。发明人发现 琼脂糖与盐水质量比2:66~110时，胶体硬度适中，凝固速度适中，有利于保持模型回声的 均匀性，管道模型易于顺利地抽离出来，且保持所形成的空必管道具有光滑的弧面。
[0026] 优选地，步骤（4)所述的冷却是周边组织胶溶液的温度由60-7(TC开始冷却。之所 W优选地控制冷却