一种内含树状管道结构的仿体模型的制作方法_2

文档序号:9688624阅读:来源:国知局
的起始温度,是因为模型灌注成型阶段温度的控制,在将各结构固定在 德铸模具后,灌注周边组织胶溶液时,温度不宜过高(过高导致仿体模型成型慢,进一步导 致仿体模型的回声均匀性难W保障,且肿瘤模型融化风险高),也不宜过低,过低导致基质 胶在灌注时成结块状,仿体模型均匀性不能保障,宜维持温度在60-7(TC左右。
[0027] 模型德铸时,尽量排除模具内空气后密封,防止成型后的仿体模型内含有气体,影 响模型的声像图质量。模型冷却成型过程中,注意翻转德铸模具,W保证模型的回声均匀一 致。
[0028] 优选地,管道模具具有两级或多级可拆卸/组装的分支结构。
[0029] 作为一种优选的方案,树状结构的制作方面,本发明采用可拆卸的树状模具制作 空腔管道,可有效保护仿体模型的完整性,防止仿体模型在制作过程中损坏(区别于不可 拆卸式树状模具制作的空腔管道),在可拆卸式树状模具的连接方法方面,采用不破坏主干 外形的连接原则进行连接,在拆卸时也防止了模型的损坏。树状模具固定时应将树状模具 的游离端轻轻固定在德铸容器壁上,保持游离端接触容器壁。主干位置的游离端固定在容 器底部中央位置,属枝游离端接触侧壁或者顶部壁,W便仿体模型冷却成型后,树状模具易 于找到游离端。树状模具的拔除时,考虑到树状模具的连接方式,应按先拔除末级分支、再 主干的顺序依次拔除,W免损坏仿体模型。
[0030] 优选地,步骤(2)所述的溶液中添加有胃窗超声造影剂,琼脂糖和胃窗超声造影 剂的质量比为4:1~3 ;优选地,步骤(2)所述的盐水为生理盐水。
[0031] 可选的步骤还包括肿瘤胶体的制备,和/或水囊的制备;在步骤(3)中,周边组织 胶溶液还同时包埋了肿瘤胶体和水囊,而后再凝固成型。
[0032] 所述肿瘤胶的制备方法为;将琼脂糖、胃窗超声造影剂及盐水按照质量比2:3~ 5:66~110的比例加热混合,再冷却凝固成肿瘤胶体模型。肿瘤胶体模型的固定,可采用丝 线十字交叉固定肿瘤模型在德铸容器内,W保证德铸后肿瘤不移位。
[0033] 优选地,水囊为注满水的膜套/塑料套/橡胶套。水囊制作时应尽量排除水囊内 空气,W保证超声的声像图质量。
[0034] 与现有技术相比,本发明具有W下有益效果:
[0035] 1.本发明制作出一种内含树状管道结构的仿组织模型,用于基于血管树3D超声/ 超声图像配准技术的验证与培训,消融计划的实验研究,腔道造影技术培训及超声手法、介 入超声技术的学习与训练等。用于体外评价造影剂的仿肝脏超声体模装置及评价方法,用 于体外评价造影剂的仿肝脏超声体模,具有与人体肝脏相似的声学特性,用于体外评价造 影剂时,可W提供模拟在体的背景超声图像。
[0036] 2.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,类似于人体 肝脏血管,目前市面上尚未发现内含树状空腔管道的仿体模型,树状空腔管道结构作为该 模型的主要结构之一,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 (例如肝脏)的重要管道结构,获取更好的仿真性,使模型的使用范围更广,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)。
[0037] 3.模型的仿真性高,除了其内含人体常见的结构外,其超声特性非常接近人体组 织,25Γ,标准大气压下模型的超声传播速度为1514±5m/s,且声像图表现的回声强度非常 接近人体肝脏。
[003引 4.模型制作成本低、制作环境要求低,且稳定性化在一个优选实施例中,由琼脂 糖制得的仿体模型放置在2-25°C水浴中96小时及6个月后,形状及内部各结构的回声特征 均无明显改变。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明一具体实施方案中所采用的树状模具示意图,树状模具的连接方 式,原则上要求不影响主干或上一级分支的外形轮廓,且要求易于拆卸。
[0040] 图2显示本发明一具体实施方案中的德铸容器德铸前的状态,德铸容器内置有树 状模具、肿瘤模型何水囊。肿瘤模型为黄色不透明胶体(灰色箭头所指);水囊为橡胶套灌 水密封制成(黑色箭头所指);树状模具为黄色硅胶管连接制成(白色箭头所指),其主干 固定在德铸容器的底壁中间位置,一二级属枝游离端大部分固定在侧壁,少部分固定在顶 壁。
[0041] 图3为仿体模型的各结构的二维超声图:径)树状管道结构在超声图像上表现为无 回声,显示连续性良好,类似于人体肝脏血管系统;⑩水囊在超声图像上表现为楠圆形无 回声(黑色箭头所指);〇肿瘤模型在超声图像上表现为高回声(灰色箭头所指);周边组 织胶超声表面为等回声,回声强度类似于人体肝脏。
[0042] 图4为仿体模型Η维重建图:系统利用Η维超声容积数据自动提取无回声区域并 予维重建,图中深灰色部分为树状管道结构重建图及水囊模型重建图,浅灰色部分为 肿瘤模型重建图。
[0043] 图5为不同基质材料的模型剖面照片;胶体由基质材料与0. 9%生理盐水按照2 : 75的配比制成。
[0044] 图6为不同基质材料的模型在浸泡后的管道剖面照片;胶体由基质材料与0. 9% 生理盐水按照2 ;75的配比制成,模型成形后25°C环境下,泡在自来水中一定时间后取出。
【具体实施方式】
[0045] W下实施方式对本发明作进一步说明,但本发明的实施方式不局限于W下的实施 例介绍,凡依照本发明的原理或理念所作的等同的变化或变通都应视为本发明保护的范 畴。
[0046] 通过W下步骤作为示例,可制备本发明的含有树状结构的仿体模型。示例中的基 质胶与周边组织胶的概念等同。
[0047] (1)制备树状结构模具。利用粗细不同的硅胶管(或硅胶棒)连接成树状结构,娃 胶管直径范围3-15cm,连接原则:树状结构主干选择直径最大的硅胶管,一级属枝选择小 一号硅胶管,二级属枝选更小一号硅胶管,直径依次递减。连接方式要求为可拆卸式,且不 影响主干或上一级分支的外形轮廓(图1),一般连接至1-3级分支即可。
[0048] (2)制备肿瘤模型。将琼脂糖粉末、胃窗粉末及0.9%的常温生理盐水按照质量比 2:3~5:66~110的比例混合揽拌,揽拌均匀后加热至70-90度后,灌注至铸型模具内冷却 成型制成。
[0049] (3)制备水囊,利用橡胶套注满水后密封制成(注意排尽容器内的空气)。
[0050] (4)制备周边组织胶。将琼脂糖粉末、胃窗粉末及0.9%的常温生理盐水按照质量 比4:1~3:132~220的比例混合揽拌,揽拌均匀后加热至70-90度,再维持温度在60度 左右待用。
[0051] (5)模型德铸。将制作好的树状模具固定在德铸容器内,要求树状模具的游离端 轻轻固定在容器壁上,保持游离端接触容器壁。主干位置的游离端固定在容器底部中央位 置,属枝游离端接触侧壁或者顶部壁,利用丝线较肿瘤模型及水囊固定在适当位置后,将揽 拌均匀的液态基质胶灌注进容器内,灌注完后封闭德铸容器(注意排尽容器内的空气)。
[0052] (6)模型成型。将德铸完的容器放置在冰水或冷水浴中冷却成形,在冷却过程中注 意间断翻转容器,使模型成形后保持较好的回声均匀性。待完全冷却后将固态基质胶及内 含物从德铸容器内倒出,找到树状模具的各个游离端,按先末级分支再主干的顺序依次拔 出树状模具,在拔出过程中硅胶管会依次在树状模具上自行脱落。找到固定肿瘤模型的丝 线,逐一拔出。
[0053] 所成型的模型内部含有树状空必管道,管道表面光滑。
[0054] 实施例1
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