双模态三维乳腺成像质量检测体模及方法与流程

本发明涉及乳腺体模，尤其涉及双模态三维乳腺成像质量检测体模及方法。

背景技术：

乳腺疾病是女性高发疾病，直接危害女性健康和生命安全。目前临床常规的乳腺影像学检查是数字乳腺X线成像系统(乳腺X光片)，成像时需要使用压迫板和托板压迫固定乳房组织，钼靶X线曝光成像。乳腺X光片获取简单快捷，是体检和乳腺疾病筛查的主要方法。但由于是辐射成像，具有潜在的致病风险。因此磁共振逐渐被引入乳腺成像和疾病检查。磁共振乳腺成像使用乳腺线圈，乳房处于松弛状态断层扫描成像，并可进行3D立体图像分析。

磁共振乳腺成像和钼靶乳腺X线成像将在相当长的时期内，同时发挥着乳腺检查的重要作用。因此，需要能够使用于这两种成像模态的检测模体，用于成像质量检测和分析。尤其是分析两种不同模态成像对乳腺病变的检测敏感性和特异性，提出更合理的检查方案和技术手段。

技术实现要素：

本发明第一目的是提供双模态三维乳腺成像质量检测体模，该体模采用琼脂糖凝胶制造乳房外形仿体结构，凝胶中含有类脂肪中氢质子的弛豫时间值，聚乙烯为X线下的脂肪组织辐射等效材料，可在X线下成像且可获得高信号的磁共振图像。

本发明的第二目的是提供一种乳腺成像方法，该方法给出了体模在两种模态下的成像方法，具有现实指导意义。

为了达成上述目的，本发明提供的第一个技术方案：

双模态三维乳腺成像质量检测体模，包括采用内部含有聚乙烯的琼脂糖高密度凝胶制成的三维乳房外形仿体结构，聚乙烯为X线下的脂肪组织辐射等效材料，琼脂糖凝胶中的氢质子在3T磁场下弛豫时间等效于人体脂肪组织，在乳房外形仿体结构内分布有乳腺组织导管仿体和乳腺小叶仿体，琼脂糖凝胶的密度为0.94g/cm³，乳腺组织导管仿体和乳腺小叶仿体按照实际乳腺组织导管和乳腺小叶的布置进行布置。

上述检测体模，乳房外形仿体结构仿真的是自然松弛状态的乳房结构，没有被压迫，保证了成像质量的真实自然，所用材料具有X线辐射组织等效性、磁共振组织等效性(弛豫值类似人体脂肪中氢核的弛豫取值)，可用于两种模态成像，三维的乳房外形仿体结构，可用于断层成像和图像三维重建，该体模能够用于两种成像，便于成像质量检测和分析。

所述乳房外形仿体结构内还设有乳腺肿块仿体和钙化仿体，乳腺肿块仿体采用尼龙纤维，钙化仿体采用碳酸钙颗粒仿制，选用6组碳酸钙颗粒组成，钙化仿体在乳房外形仿体结构内是三维空间分布的，以此对乳房内病变结构进行仿真，便于成像研究。

所述乳腺肿块仿体由4组尼龙纤维仿真，由不规则的形状组成，每组面积≤2cm²；钙化仿体呈圆形，面积为0.2-1mm²；这些尺寸是临床常见钙化灶的尺寸范围，具有病灶形态学仿真性。

为了确保乳房结构仿真的结果，所述乳腺组织导管仿体采用树脂材料，乳腺小叶仿体采用含气泡的液体凝胶材料。

所述乳腺组织导管仿体在乳房外形仿体结构内从乳头部呈放射状延伸到乳房外形仿体结构的后部，且呈三维空间分布。

所述乳腺组织导管仿体设有多个，多个乳腺组织导管仿体的直径为2mm、1mm、0.5mm。

所述乳腺小叶仿体呈多组分布在乳房外形仿体结构内。

为了便于对乳房外形仿体结构在成像时的固定，在乳房外形仿体结构的相对于乳头部的一侧设有用于固定在压迫板上或者是用于设于乳腺线圈外围的固定托。

所述固定托呈L型形状设置，固定托的一端与乳房外形仿体结构固定。

本发明提供的第二方案是：

一种乳腺成像方法，提供所述的双模态三维乳腺成像质量检测体模；

采用压迫板固定乳房外形仿体结构，钼靶X线曝光成像，由固定托将乳房外形仿体结构固定在成像托板上，压迫板自然压迫体模，是半圆球状压迫为半扁圆形，内部仿真结构和病变在组织等效前提下，均可在X线下成像；

将乳房外形仿体结构放入磁共振成像的线圈区域内，进行≥2mm层厚的断层扫描并进行成像。

本发明具有以下优点：

1)通过采用内部含有聚乙烯的琼脂糖凝胶制成三维乳房外形仿体结构，实现仿体结构在X线下和3T磁场下的成像，成像质量好，同时，可仿真真实的乳房(乳腺)组织和病灶。

2)体模可以用于磁共振和乳腺X线摄影两种成像系统对乳腺成像的图像质量检测、分析，材质具有弹性，可在乳腺X线摄影台上压迫成像，也可在磁共振乳腺线圈中垂直放置进行断层成像，实现一个体模两种成像方式，应用范围得到了拓展。

附图说明

图1是本发明体模的示意图一；

图2是本发明体模的示意图二；

图3是本发明体模的示意图三；

图4是本发明体模的示意图四；

图5是本发明体模在X线成像时的压迫示意图；

图6是本发明体模在乳腺线圈成像时的示意图；

其中，1.乳房外形仿体结构，2.固定托，3.乳腺组织导管仿体，4.乳腺小叶仿体，5.钙化仿体，6.乳腺肿块仿体，7.压迫板，8.乳腺成像线圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

体模中乳房外形仿体结构1整体外形为7cm直径、10cm高的半圆球状外形，前段含有乳头结构，仿真女性乳自然状态的外形结构。底部设置有PLA塑料固定托2，用于乳腺摄影时固定在压迫板外，也用于乳腺磁共振成像时置于乳腺线圈外围，固定模体，如图2所示。

乳房外形仿体结构1采用含有聚乙烯的琼脂糖高密度凝胶制成，是半透明的，聚乙烯密度为0.94g/cm³，该密度下的聚乙烯为40KV时X线下的脂肪组织辐射等效材料，与人体脂肪的吸收系数近似。琼脂糖高密度凝胶含有丰富的氢质子，3T磁场下的T₁、T₂弛豫时间等效于人体脂肪组织，与人体脂肪和结缔组织的弛豫时间近似。琼脂糖高密度凝胶通过3D打印(光敏树脂成型)技术制造，各处密度均等。

体模琼脂糖高密度凝胶内含有乳腺组织导管仿体3和乳腺小叶仿体4两种仿真组织结构，由底部逐渐收敛于体模前部。分布形态和空间密度仿真真实人体乳腺结构。乳腺组织导管仿体3由树脂材料制作，由乳头部放射状延伸入体模后部，三维空间分布，乳腺组织导管仿体3具有三级尺寸，直径分别为2mm、1mm、0.5mm。乳腺小叶仿体4由含气泡的液体凝胶制作，位于乳腺导管仿体底部，体模的后部，凝胶采用羟乙基纤维素，共含15组仿真乳腺小叶，乳腺小叶仿体4三维空间分布，每组呈卵圆形，体积在3cm³左右，如图3所示。其中，含汽泡的凝胶，具体制作工艺为：在凝胶冷却过程中，通过充气增压，适当搅拌的方式，使气泡均匀充盈在一定范围的凝胶体中。

体模凝胶内含有乳腺肿块仿体6和钙化仿体5两种仿真病变结构，均匀分布于乳房外形仿体结构1内部。肿块仿体6由4组尼龙纤维仿真，由不规则的形状组成，每组面积≤2cm²。钙化仿体5由6组碳酸钙颗粒组成，呈圆形，面积为0.2-1mm²。肿块仿体6和钙化仿体5仿真病灶，在乳房外形仿体结构1内三维空间分布，如图4所示。

乳房外形仿体结构1因采用高弹性凝胶可在0.5倍体积内进行压缩，压缩后内部组织和病变结构无变化。体模可在乳腺X线摄影时，放置在成像区域，固定在成像托板上，压迫板自然压迫体模，乳房外形仿体结构11由半圆球状被压迫为半扁圆形，内部仿真结构和病变在组织等效前提下，均可在X线下成像。如图5所示。

乳房外形仿体结构1含聚乙烯的琼脂糖凝胶由于含有类脂肪中氢质子的弛豫时间值，可在磁共振成像时，获得高信号的T₁、T₂图像。成像时，将体模放入乳腺成像线圈，体模固定托可以固定在线圈外部，使体模自然状态放入线圈的半圆形区域。可有常规成像序列进行≥2mm层厚的断层扫描(横断、矢状和冠状扫描)。内部仿真结构和病变在组织等效前提下，均可在磁共振下成像，此外，可基于断层连续图像进行多平面重建和表面绘制三维重建。

上述材料的来源：

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。