一種用于模擬腫瘤超聲造影的仿體模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，涉及一種用于模擬癌癥超聲造影的仿體模型。具體地說(shuō)涉 及超聲醫(yī)學(xué)中的超聲造影及超聲引導(dǎo)下肝癌診斷和介入治療領(lǐng)域，涉及一種用于超聲造影 技術(shù)、超聲引導(dǎo)下穿刺活檢技術(shù)和腫瘤消融與療效評(píng)估的教學(xué)與訓(xùn)練模型。 技術(shù)背景
[0002] 超聲造影（contrastenhancedultrasound)技術(shù)被認(rèn)為是超聲醫(yī)學(xué)發(fā)展的第三 次革命，將超聲的診斷模式從常規(guī)的形態(tài)學(xué)診斷向功能學(xué)診斷推進(jìn)。Westwood等于2013年 通過(guò)對(duì)大量前瞻性臨床研究進(jìn)行深入分析后提出，超聲造影技術(shù)對(duì)肝臟局灶性病變的診斷 效能可媲美常規(guī)增強(qiáng)影像學(xué)手段（增強(qiáng)CT和增強(qiáng)MRI)，具有重大的臨床價(jià)值。此外，超聲 造影在超聲引導(dǎo)下介入穿刺活檢及腫瘤消融技術(shù)上也有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)超聲造影能 檢出常規(guī)二維超聲難以發(fā)現(xiàn)的腫瘤病灶，為病灶的定位、定性診斷提供重要的影像學(xué)依據(jù)。
[0003] 超聲造影及超聲引導(dǎo)下穿刺活檢和腫瘤消融技術(shù)對(duì)設(shè)備等條件的要求并不高，具 有精準(zhǔn)、靈活、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，但要求操作者熟練掌握超聲成像技術(shù)和介入操作技術(shù)。年 青醫(yī)師受到醫(yī)學(xué)倫理道德和醫(yī)療操作規(guī)范的約束，無(wú)法在患者身上進(jìn)行操作練習(xí)，使新技 術(shù)的發(fā)展和推廣受到巨大的限制。因此，為年青醫(yī)師構(gòu)建能模擬人體的仿真訓(xùn)練平臺(tái)，使超 聲醫(yī)師的操作技術(shù)在培訓(xùn)過(guò)程中快速提升，是超聲造影及超聲引導(dǎo)下穿刺活檢技術(shù)和腫瘤 消融技術(shù)發(fā)展的迫切需求。
[0004] 目前已有少量用于教學(xué)和訓(xùn)練的超聲仿體模型，其中也包括腫瘤仿體類的模型、 超聲引導(dǎo)下穿刺類的模型。如ZL201010281486. 2公布了一種用于評(píng)價(jià)肝臟腫瘤消融 安全邊界的仿體模型，能用于超聲引導(dǎo)下肝癌射頻消融治療的教學(xué)和操作練習(xí)。又如ZL 201010281470. 1公布了一種用于虛擬導(dǎo)航輔助超聲無(wú)法顯示的腫瘤組織活檢過(guò)程的仿體 模型，用于訓(xùn)練超聲醫(yī)師在常規(guī)二維超聲無(wú)法發(fā)現(xiàn)腫瘤病灶的情況下利用虛擬導(dǎo)航技術(shù)精 準(zhǔn)穿刺腫瘤的技術(shù)。
[0005] 然而，上述仿體都是建立在二維超聲成像的基礎(chǔ)上的模型，雖然腫瘤模型在二維 超聲成像中呈高回聲，但在諧波對(duì)比超聲成像模式中依然呈無(wú)回聲，無(wú)法與正常組織模型 區(qū)分，不能用于超聲造影及以超聲造影為基礎(chǔ)的超聲引導(dǎo)下腫瘤穿刺活檢或消融治療的訓(xùn) 練。因此，建立一種能模擬肝癌在臨床超聲造影表現(xiàn)的仿體模型，需要解決以下難題：①能 在二維超聲和諧波對(duì)比增強(qiáng)超聲模式下成像；②能模擬肝癌超聲造影動(dòng)脈期的高增強(qiáng)表 現(xiàn)；③能模擬肝癌超聲造影結(jié)束后的聲學(xué)表現(xiàn)；④仿體的腫瘤模型在大體上便于觀察。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的之一在于針對(duì)目前超聲仿體模型所存在的問(wèn)題，提供一種能模擬肝癌 超聲造影表現(xiàn)的仿體模型。
[0007] 本發(fā)明目的之二在于提供上述仿體模型的配方。
[0008] 本發(fā)明目的之三在于提供上述仿體模型的制備方法。
[0009] 發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：
[0010] 發(fā)明提供了一種用于模擬癌癥超聲造影的仿體模型，含有用于模擬腫瘤的腫瘤膠 和用于模擬周圍正常組織的正常組織膠；所述腫瘤膠首先在二維超聲成像模式和諧波超聲 成像模式下先分別呈高回聲和高回聲，隨后（優(yōu)選地在10~90min時(shí)間內(nèi)）自動(dòng)變?yōu)榈然?聲和無(wú)回聲；正常組織膠在二維超聲成像模式和諧波超聲成像模式下一直分別呈等回聲和 無(wú)回聲。
[0011] 在另一種實(shí)施方案中本發(fā)明提供了一種用于模擬癌癥超聲造影的仿體模型，含有 用于模擬腫瘤的腫瘤膠和用于模擬周圍正常組織的正常組織膠；所述腫瘤膠含有微泡超聲 造影劑；優(yōu)選地，所述微泡超聲造影劑為脂質(zhì)微泡超聲造影劑。
[0012] 所述的腫瘤膠中還含有腫瘤基質(zhì)膠。作為一種可選的方案，所述基質(zhì)膠含卡拉膠、 胃窗聲學(xué)造影劑，優(yōu)選地還含有哺乳動(dòng)物奶/奶粉；更優(yōu)選地，所述的哺乳動(dòng)物奶/奶粉為 牛奶。
[0013] 選擇卡拉膠、胃窗聲學(xué)造影劑、牛奶作為基質(zhì)膠的原因在于：首先，食品級(jí)卡拉膠 是從植物或藻類中提取出的親水性膠體，其熱水溶液經(jīng)冷卻后形成在室溫下穩(wěn)定的半透明 凝膠狀態(tài)。通過(guò)調(diào)節(jié)卡拉膠的濃度能制備出不同硬度的凝膠，有利于作為模型的主要結(jié)構(gòu)。 再加上食品級(jí)卡拉膠對(duì)人體無(wú)毒副作用，能保障使用者的安全。第二，胃窗聲學(xué)造影劑是一 種臨床上常用的胃腸道造影劑，其主要成分為多種植物和藻類、纖維素，在二維超聲成像中 呈高回聲。在基質(zhì)膠中加入胃窗聲學(xué)造影劑能為模型提供一定的回聲強(qiáng)度，從而模擬組織 在二維超聲成像中的聲學(xué)表現(xiàn)。第三，作為優(yōu)選的方案，將牛奶加入到基質(zhì)膠中，能有效改 變基質(zhì)膠的不透明度。根據(jù)不同需要，調(diào)整牛奶的濃度能使仿體中不同組織成分呈現(xiàn)不同 的不透明度，有利于肉眼觀察。另外，牛奶本身在二維超聲具有一定的回聲強(qiáng)度，加入牛奶 同時(shí)也能改變仿體的聲學(xué)特性。
[0014] 有利的是，所述的正常組織膠中也含有配比相同的基質(zhì)膠組分，包括卡拉膠和胃 窗聲學(xué)造影劑。
[0015] 本發(fā)明同時(shí)提供了一種用于制備模擬癌癥超聲造影的仿體模型的配方，含有微泡 超聲造影劑、卡拉膠、胃窗聲學(xué)造影劑；優(yōu)選的還含有哺乳動(dòng)物奶/奶粉；優(yōu)選地，所述的哺 乳動(dòng)物奶/奶粉為牛奶。
[0016] 作為優(yōu)選的方案，上述配方中含有獨(dú)立的腫瘤膠配方和正常組織膠配方；
[0017] 所述腫瘤膠配方含有以下重量份數(shù)的物質(zhì)：
[0018] 微泡超聲造影劑（凍干粉+SF6氣體）1~2份；優(yōu)選1.2~1.8份，更優(yōu)選1.225~ 1. 75 份，
[0019] 卡拉膠（粉末）5~50份，
[0020] 胃窗聲學(xué)造影劑（粉末）〇· 5~2份，
[0021] 哺乳動(dòng)物奶（液體）/奶粉（粉末）20~100份；
[0022] 所述正常組織膠含有以下重量份數(shù)的物質(zhì)：
[0023] 卡拉膠（粉末）5~50份，
[0024] 胃窗聲學(xué)造影劑（粉末）0· 5~2份。
[0025] 為了提供一種進(jìn)一步簡(jiǎn)便的配方，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于制備模擬癌癥超聲 造影的仿體模型的液體配方，含有腫瘤膠液體配方和正常組織膠液體配方：
[0026] 其中，腫瘤膠液體配方含有：
[0027]微泡超聲造影劑含量為0· 1%~0· 2% (w/v)，更優(yōu)選0· 12%~0· 18% (w/v)，進(jìn) 一步優(yōu)選 〇· 1225 ~0· 175% (w/v)，
[0028] 卡拉膠 0· 5%~5% (w/v)，
[0029] 胃窗聲學(xué)造影劑0.05 %至0.2% (w/v)，
[0030] 牛奶 2%~10% (v/v);
[0031] 其中，正常組織膠液體配方含有：
[0032] 卡拉膠 0· 5%~5% (w/v)，
[0033] 胃窗聲學(xué)造影劑0· 05%至0· 2% (w/v)。
[0034] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種制備模擬癌癥超聲造影的仿體模型的方法，包括以下步 驟：
[0035] (1).準(zhǔn)備正常組織膠溶液和腫瘤膠溶液；其中腫瘤膠溶液含有微泡超聲造影劑；
[0036] (2).將腫瘤膠溶液注入腫瘤膠模具，冷卻凝固成腫瘤膠模型；
[0037] (3).將腫瘤膠模型固定于仿體模具中，倒入正常組織膠溶液包埋腫瘤膠，再冷卻 凝固成仿體模型。
[0038] 所述的腫瘤膠基質(zhì)膠溶液為卡拉膠、胃窗聲學(xué)造影劑、（優(yōu)選的）哺乳動(dòng)物奶/奶 粉組成的腫瘤基質(zhì)膠配方溶解于水獲得，并將溶液的溫度維持在50°C~70°C溫度下溶解 于水獲得，優(yōu)選60°C。
[0039] 所述腫瘤基質(zhì)膠溶液含有：
[0040] 卡拉膠 0·