一種高精度多組織仿真胎兒模型的制作方法
【專利摘要】一種高精度多組織仿真胎兒模型，屬于醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究領(lǐng)域。該模型主要包括羥基磷酸鈣制備的仿胎兒骨骼、彈性材料制備的仿胎兒器官及彈性材料制備的仿胎兒肌肉組織，其特征在于：根據(jù)胎兒的計算機斷層掃描數(shù)據(jù)，采用三維打印技術(shù)制備出胎兒的高精度丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料模型，并由該模型制備出仿真胎兒硅膠模具；并將制備的仿胎兒器官、仿胎兒骨骼固定在模具中，并進行仿肌肉組織材料澆注，完成仿真胎兒模型制備。本發(fā)明制備的仿真胎兒模型提供外部的胎兒仿真形狀和內(nèi)部器官、骨骼的超聲、X射線檢測等性質(zhì)，在醫(yī)療訓(xùn)練教學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)療設(shè)備檢測等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
【專利說明】一種高精度多組織仿真胎兒模型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究領(lǐng)域的方法，具體是一種高精度多組織仿真胎兒模型。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機、圖像技術(shù)及信號處理技術(shù)的迅速發(fā)展，B超成像、多普勒超聲、超聲CT成像等在醫(yī)療領(lǐng)域都得到較為廣泛的應(yīng)用。為了保證人體安全，各種仿組織材料模型也逐漸應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域。醫(yī)用仿真胎兒模型在醫(yī)療訓(xùn)練教學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)療設(shè)備檢測等領(lǐng)域有著相應(yīng)的研究和使用。因此，本發(fā)明研究的高精度多組織仿真胎兒模型具有重要的應(yīng)用價值。
[0003]經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn),美國CIRS公司(www.cirsinc.com)利用專用凝膠制備的模擬20周及36周胎兒來檢測醫(yī)療成像設(shè)備的工作性能；日本Kyoto Kagaku公司(www.kyotokagaku.com)闡述了利用模擬23周胎兒模體測試醫(yī)療成像設(shè)備的性能。美國ATS Laboratories公司(www.atslabs.com)通過模擬36-40周胎兒檢測成像設(shè)備的性能
坐寸ο
[0004]以上這些方法都是通過仿真胎兒模型來檢測醫(yī)療成像設(shè)備工作性能，它們存在的問題是模擬胎兒時僅僅考慮了胎兒的肌肉組織而沒有考慮胎兒的器官組織、骨骼組織等。因此，很難在醫(yī)療訓(xùn)練教學(xué)中給學(xué)生以真實的醫(yī)學(xué)技術(shù)體驗；通過醫(yī)用成像系統(tǒng)獲得的圖像與真實胎兒在醫(yī)用超聲成像系統(tǒng)下得到的圖像有區(qū)別，如:真實胎兒的肌肉組織在醫(yī)用超聲成像系統(tǒng)下成像亮度低、對比度低，而模擬胎兒的肌肉組織在醫(yī)用超聲成像系統(tǒng)下得到的圖像亮度高、對比度高等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于:提供一種包含仿肌肉組織、仿骨骼以及多種器官的仿真胎兒模型。
[0006]一種高精度多組織仿真胎兒模型，該模型主要包括仿胎兒骨骼組織、仿胎兒器官組織及仿胎兒肌肉組織，其特征在于:根據(jù)胎兒的計算機斷層掃描數(shù)據(jù)，采用三維打印技術(shù)制備出胎兒的高精度丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料模型，并由該模型制造出仿真胎兒硅膠模具；并將制備的仿胎兒器官、仿胎兒骨骼固定在模具中，并進行仿肌肉組織材料澆注，完成仿真胎兒模型制備。
[0007]制備以丙烯酸聚合物為主要材料的凝膠仿胎兒肌肉組織，按照質(zhì)量百分比組分為:丙烯酰胺10%，對羥苯甲酸酯0.25%，亞甲基雙丙烯酰胺0.25%，乙二醇8%，四甲基乙二胺
0.30%，氫氧化鈉0.10%，過硫酸銨0.10%，氧化鋁粉末3%，蒸餾水78%。
[0008]制備以丙烯酸聚合物為主要材料的凝膠仿胎兒的肝臟、肺、腎臟、心臟，按照質(zhì)量百分比組分為:丙烯酰胺7%?12%，對羥苯甲酸酯0.25%，亞甲基雙丙烯酰胺0.25%，乙二醇6%?8%，四甲基乙二胺0.30%,氫氧化鈉0.10%,過硫酸銨0.10%,氮化硼粉末1%?9%，蒸餾水 70% ~85%。
[0009]以含鈣和磷的分析試劑為原料合成羥基磷酸鈣，并制備以羥基磷酸鈣為主要成分的仿胎兒頭骨、脊椎、股骨；按照質(zhì)量百分比組分為:羥基磷酸鈣56%，聚丙烯酸28%，檸檬酸9%,磷酸7%。
[0010]仿胎兒骨骼制備流程如下:首先將CT骨骼掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成打印機能讀寫的數(shù)據(jù)格式，進行ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)原型制備；然后由ABS骨骼原型進行配置與澆注硅膠，待硅膠固化后，進行分模，取出ABS原型得到硅膠模具的上下模；最后進行羥基磷灰石漿體澆注，待羥基磷酸鈣仿骨骼固化十二小時后取出，就得到制備好的人工骨。
[0011]進一步:根據(jù)胎兒的計算機斷層掃描數(shù)據(jù)采用三維打印技術(shù)制造出胎兒的ABS模型(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料模型)，通過ABS模型制備出仿真胎兒硅膠模具；并將仿胎兒器官、骨骼包裹在硅膠模具中，然后進行仿肌肉組織材料澆注，完成仿真胎兒模型制備。
[0012]應(yīng)用所述的高精度多組織仿真胎兒模型，其特征在于，步驟如下:
[0013]步驟I):制備以丙烯酸聚合物為主要成分的彈性材料仿胎兒肌肉組織，使其主要聲學(xué)參數(shù)符合:聲速1540±10%米/秒；聲衰減系數(shù):(0.5±0.05) X KT4Xf分貝/ (米?赫茲)；其中f表示探頭頻率。
[0014]計算仿肌肉組織材料樣本的聲速:假設(shè)樣本的厚度為d，則超聲在樣本中的聲速V2為
【權(quán)利要求】
1.一種高精度多組織仿真胎兒模型，該模型主要包括仿胎兒骨骼組織、仿胎兒器官組織及仿胎兒肌肉組織，其特征在于:根據(jù)胎兒的計算機斷層掃描數(shù)據(jù)，采用三維打印技術(shù)制備出胎兒的高精度丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料模型，并由該模型制造出仿真胎兒硅膠模具；并將制備的仿胎兒器官、仿胎兒骨骼固定在模具中，并進行仿肌肉組織材料澆注，完成仿真胎兒模型制備。
2.應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的高精度多組織仿真胎兒模型，其特征在于:制備以丙烯酸聚合物為主要材料的凝膠仿胎兒肌肉組織，按照質(zhì)量百分比組分為:丙烯酰胺10%，對羥苯甲酸酯0.25%，亞甲基雙丙烯酰胺0.25%，乙二醇8%，四甲基乙二胺0.30%,氫氧化鈉0.10%，過硫酸銨0.10%,氧化鋁粉末3%，蒸餾水78%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度多組織仿真胎兒模型，其特征在于:制備以丙烯酸聚合物為主要材料的凝膠仿胎兒的肝臟、肺、腎臟、心臟，按照質(zhì)量百分比組分為:丙烯酰胺7%?12%，對羥苯甲酸酯0.25%，亞甲基雙丙烯酰胺0.25%，乙二醇6%?8%，四甲基乙二胺0.30%,氫氧化鈉0.10%,過硫酸銨0.10%,氮化硼粉末1%?9%，蒸餾水70%?85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度多組織仿真胎兒模型，其特征在于:以含鈣和磷的分析試劑為原料合成羥基磷酸鈣，并制備以羥基磷酸鈣為主要成分的仿胎兒頭骨、脊椎、股骨；按照質(zhì)量百分比組分為:羥基磷酸鈣56%，聚丙烯酸28%，檸檬酸9%，磷酸7%。 仿胎兒骨骼制備流程如下:首先將CT骨骼掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成打印機能讀寫的數(shù)據(jù)格式，進行ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)原型制備；然后由ABS骨骼原型進行配置與澆注硅膠，待硅膠固化后，進行分模，取出ABS原型得到硅膠模具的上下模；最后進行羥基磷灰石漿體澆注，待羥基磷酸鈣仿骨骼固化十二小時后取出，就得到制備好的人工骨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度多組織仿真胎兒模型，其特征在于:根據(jù)胎兒的計算機斷層掃描數(shù)據(jù)采用三維打印技術(shù)制造出胎兒的ABS模型(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料模型)，通過ABS模型制備出仿真胎兒硅膠模具；并將仿胎兒器官、骨骼包裹在硅膠模具中，然后進行仿肌肉組織材料澆注，完成仿真胎兒模型制備。
【文檔編號】G09B23/28GK103617761SQ201310664607
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】祝海江, 齊海波, 宋健 申請人:北京化工大學(xué), 石家莊鐵道大學(xué)