本發明專利技術屬于醫學領域，涉及一種用于超聲單模態圖像融合評估腫瘤消融范圍的仿體模型，其將腫瘤膠包埋于正常組織膠中，形成消融前的模型，進行消融；消融后，吸出溶解的腫瘤膠及周圍部分熔解的正常組織膠，再灌注消融膠，形成消融后的模型，用于超聲單模態圖像融合評估腫瘤消融范圍。正常組織膠含卡拉膠，在二維超聲成像模式下呈等回聲。腫瘤膠在二維超聲成像模式下呈高回聲。消融膠含卡拉膠、特定染料、超聲造影劑，在二維超聲成像模式下呈高回聲。肉眼大體觀察本仿體模型，正常組織膠為無色半透明，腫瘤膠為白色不透明，消融膠為有色不透明，對比強烈，易于區分。因此本仿體模型能夠準確的評估腫瘤消融范圍，適合作為腫瘤消融技術的教學與訓練。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于醫學領域，具體地說涉及超聲醫學中的超聲造影及超聲引導下肝癌診 斷和介入治療領域，涉及一種用于超聲單模態圖像融合技術和腫瘤消融技術的教學與訓練 模型。 技術背景 消融治療是一種微創、簡便、安全的治療方式，在臨床上已成為一種常用的治療腫 瘤的方式。基本操作是將一針形器具穿入腫瘤組織內，通過針尖發出射頻或微波產生熱量， 導致腫瘤組織內外的水分迅速蒸發、組織細胞出現蛋白變性和凝固性壞死。目前，臨床上主 要采用影像學方法判斷消融是否完全。超聲由于無創無輻射、經濟簡便、可實時動態檢測， 在術中及床邊應用中具有顯著優勢。但是由于超聲空間分辨率較低，使其在評估消融范圍 時受到很大的限制。 近年來，醫學影像融合技術的迅速發展在一定程度上克服了普通超聲的局限性。 目前研究較多的是CT/MR-US圖像融合技術，將CT/MR良好空間分辨率和超聲良好實時性進 行優勢互補，繼而引導超聲對肝癌病灶進行定位、穿刺、治療及療效評估。然而不同的成像 模式來自不同的檢查，不同的操作可能會造成解剖位置發生變化從而無法精準融，而且不 同模態圖像格式轉換也會造成誤差，因此CT/MR-US圖像融合技術難以做到精準融合。隨著 三維超聲技術的成熟，有望通過采用三維超聲單模態圖像自動融合技術克服CT/MR-US圖 像融合技術的不足。雖然單模態超聲融合技術在術中及床邊應用具有顯著的優勢，但是存 在操作經驗依賴性強的不足，需要操作者熟練掌握超聲成像技術和介入操作技術。年青醫 師受到醫學倫理道德和醫療操作規范的約束，無法在患者身上進行操作練習，使新技術的 發展和推廣受到巨大的限制。因此，為年青醫師構建能模擬人體的仿真訓練平臺，使超聲醫 師的操作技術在培訓過程中快速提升，是單模態圖像融合評估腫瘤消融技術發展的迫切需 求。 目前已有少量用于教學和訓練的超聲仿體模型，其中也包括腫瘤仿體類的模型、 超聲引導下穿刺類的模型。本課題組已獲授權專利ZL201010281470. 1公布了一種用于虛 擬導航輔助超聲無法顯示的腫瘤組織活檢過程的仿體模型，用于訓練超聲醫師在常規二維 超聲無法發現腫瘤病灶的情況下利用虛擬導航技術精準穿刺腫瘤的技術。使用體外模型進 行消融練習，可以在超聲單模態圖像融合評價后直接切開模型，驗證評價結果。然而迄今 國內尚無超聲單模態圖像融合評價腫瘤消融安全邊界模型的相關報道。 臨床上超聲單模態圖像融合評估消融范圍主要是利用超聲造影進行圖像采集，評 價依據是原病灶的高增強及低增強區消失，變為無增強的消融灶并覆蓋原病灶。因此，建 立一種能用于超聲單模態圖像融合評估腫瘤消融范圍的仿體模型，需要解決以下難題：① 能在二維超聲和諧波對比增強超聲模式下成像；②能模擬肝癌超聲造影動脈期的高增強表 現；③能模擬肝癌消融后原病灶區域變為無增強區；④能在消融后利用超聲進行成像；⑤ 仿體的腫瘤模型在大體上便于觀察。
技術實現思路
本專利技術目的之一在于針對目前超聲仿體模型所存在的問題，提供一種可用于超聲 單模態圖象融合評估腫瘤消融范圍的仿體模型。 本專利技術目的之二在于提供上述仿體模型的配方和制備方法。 專利技術通過以下技術方案實現上述目的： 專利技術提供了一種用于超聲單模態圖像融合評估腫瘤消融范圍的仿體模型，其特征 在于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；更優選納米微泡超聲造影劑； 并且該仿體模型還附有消融后用于注入消融空間的消融膠配方，所述消融膠配方 含有卡拉膠、胃窗聲學造影劑和染料； 優選地，所述的染料為剛果紅、甲基藍或炭黑；最優選為剛果紅。 該仿體模型包括消融前模型中含有正常組織膠和腫瘤膠，消融后抽出熔解的腫瘤 膠及周圍部分熔解的正常組織膠，再灌注消融膠，使模型中包含正常組織膠和消融膠。腫瘤 膠在二維超聲成像模式下先呈高回聲，消融后變為等回聲；正常組織膠和消融膠在二維超 聲成像模式下分別一直呈等回聲和高回聲，用于超聲單模態圖像融合評估腫瘤消融范圍。 作為可選的方案，所述的仿體模型采用的微泡超聲造影劑或納米微泡超聲造影劑 為蛋白類、糖類、非離子表面活性劑類、脂質類、或高分子微泡超聲造影劑； 但優選為脂質微泡超聲造影劑； 更優選地，為納米脂質微泡超聲造影劑； 更優選地，所述的納米微泡超聲造影劑的粒徑為300~500nm。 作為可選的方案，腫瘤膠中還含有腫瘤基質膠，優選地，所述腫瘤基質膠含卡拉 膠、胃窗聲學造影劑；優選地還含有哺乳動物奶/奶粉；更優選地，所述的哺乳動物奶/奶 粉為牛奶。正常組織膠中含卡拉膠、胃窗聲學造影劑；還附有標記材料。 本專利技術同時提供用于超聲單模態圖像融合評估腫瘤消融范圍的仿體模型的配方， 含有微泡超聲造影劑或納米微泡超聲造影劑、卡拉膠、胃窗聲學造影劑；優選地還含有哺乳 動物奶/奶粉； 優選地，所述的哺乳動物奶/奶粉為牛奶； 除此，還含有消融膠配方，所述消融膠配方含有卡拉膠、胃窗聲學造影劑和染料； 優選地，所述的染料為剛果紅、甲基藍或炭黑；最優選為剛果紅。 可選地，所述的腫瘤膠配方中含有： 微泡超聲造影劑或納米微泡超聲造影劑的含量以磷脂質量計算為0.005%~ 0· 009% (w/v)，更優選 0· 0056 ~0· 0084% (w/v)， 卡拉膠 0· 5%~5% (w/v)， 胃窗聲學造影劑0.05 %至0.2% (w/v)， 優選地還含有牛奶2 %~10 % (v/v)。 可選地，正常組織膠配方中含有： 卡拉膠 0· 5%~5% (w/v)， 胃窗聲學造影劑0· 05%~0· 2% (w/v)。 可選地，消融膠配方中含有：卡拉膠0· 5%~5% (w/v)， 胃窗聲學造影劑0· 5%~5% (w/v);染料0·03 ~0·1 % (w/v)。 選擇卡拉膠、胃窗聲學造影劑、牛奶作為基質膠的原因在于：首先，食品級卡拉膠 是從植物或藻類中提取出的親水性膠體，其熱水溶液經冷卻后形成在室溫下穩定的半透明 凝膠狀態。通過調節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構。 再加上食品級卡拉膠對人體無毒副作用，能保障使用者的安全。而且將卡拉膠作為基質組 分適合用于消融，消融4分鐘即可達到約4X3cm的消融范圍，節約時間，更適合用于實驗模 型的制作。而瓊脂的穩定性較高，凝固后的瓊脂模型在射頻消融時不易熔解，消融12分鐘 的消融范圍只有約3X2cm。第二，胃窗聲學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。在基質膠中加入胃窗聲學 造影劑能為模型提供一定的回聲強度，從而模擬組織在二維超聲成像中的聲學表現。第三， 將牛奶加入到基質膠中，能有效改變基質膠的不透明度。根據不同需要，調整牛奶的濃度能 使仿體中不同組織成分呈現不同的不透明度，有利于肉眼觀察。另外，牛奶本身在二維超聲 具有一定的回聲強度，加入牛奶同時也能改變仿體的聲學特性。 微泡超聲造影劑的研究已有30余年的歷史。近年來國內外已相繼成功研制了蛋 白類、糖類、非離子表面活性劑類、脂質類、高分子等多種包膜的超聲微泡。研究表明，納米 級脂質微泡造影劑粒徑小、穿透力強、分散性好、聲場穩定性好。 而本專利技術則首次將其用于制備模擬腫瘤的仿體模型。專利技術人發現，采用納米級的 脂本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于超聲單模態圖像融合評估腫瘤消融范圍的仿體模型，其特征在于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；并且該仿體模型還附有消融后用于注入消融空間的消融膠配方，所述消融膠配方含有卡拉膠、胃窗聲學造影劑和染料；優選地，所述的染料為剛果紅、甲基藍或炭黑；最優選為剛果紅。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭榮琴，許爾蛟，李凱，周慧超，呂淑敏，
申請(專利權)人：中山大學附屬第三醫院，
類型：發明
國別省市：廣東;44
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。