RU2777255C1 - Method for manufacturing a phantom with vessels for ultrasonic examination - Google Patents

Method for manufacturing a phantom with vessels for ultrasonic examination Download PDF

Info

Publication number
RU2777255C1
RU2777255C1 RU2021110041A RU2021110041A RU2777255C1 RU 2777255 C1 RU2777255 C1 RU 2777255C1 RU 2021110041 A RU2021110041 A RU 2021110041A RU 2021110041 A RU2021110041 A RU 2021110041A RU 2777255 C1 RU2777255 C1 RU 2777255C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vascular bed
phantom
plastisol
model
water
Prior art date
Application number
RU2021110041A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Владимирович Леонов
Николай Сергеевич Кульберг
Наталия Александровна Лысенко
Original Assignee
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ")
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ") filed Critical Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2777255C1 publication Critical patent/RU2777255C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of biomedical simulation, in particular, to manufacture of models for ultrasonic examination of tissues and vessels. Method for manufacturing a phantom for transcranial ultrasonic examination includes manufacture of a vascular bed using 3D printing from water-soluble plastic, part of the vascular bed is coated with a sealing substance, liquid plastisol is poured into the body with the vascular bed secured therein, the hardened plastisol together with the vascular bed is removed from the body and put in water, when the plastic forming the vascular bed is dissolved and a lumen is formed between the vascular walls, a tube for supply and removal of the blood-imitating fluid is connected to the vascular bed, water is supplied through the tubes to wash off and dissolve the remaining water-soluble plastic.
EFFECT: invention can be used in ultrasound imaging laboratories.
2 cl, 9 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области биомедицинского моделирования, в частности - к изготовлению моделей для ультразвуковых исследований тканей и сосудов, и может использоваться в лабораториях ультразвуковой визуализации. Фантомы обладают известными характеристиками, потому могут быть использованы для обучения специалистов проведению ультразвуковой диагностики сосудов мозга, эхоконтрастирования, проверки оборудования и создания новых диагностических методик и приборов.The invention relates to the field of biomedical modeling, in particular to the manufacture of models for ultrasound examination of tissues and blood vessels, and can be used in ultrasound imaging laboratories. Phantoms have well-known characteristics, therefore they can be used to train specialists in the conduct of ultrasound diagnostics of cerebral vessels, echocontrast, equipment testing and the creation of new diagnostic methods and devices.

Из уровня техники известен способ [1], согласно которому фантом создается на основе данных ангиографических исследований, полученных с использованием средств медицинской визуализации. По этим данным изготавливаются внутренняя и внешняя формы, пространство между которыми заливается веществом, например, жидким поливиниловым спиртом (ПВС), которое застывает при охлаждении. После застывания ПВС формы растворяются при помощи ксилолов. Недостатком данного способа является известная опасность для здоровья, которой подвергается человек при работе с ксилолами [2].The prior art method [1], according to which the phantom is created on the basis of angiographic data obtained using medical imaging. According to these data, inner and outer molds are made, the space between which is filled with a substance, for example, liquid polyvinyl alcohol (PVA), which solidifies upon cooling. After the PVA solidifies, the molds are dissolved with the help of xylenes. The disadvantage of this method is the known health hazard to which a person is exposed when working with xylenes [2].

Также из уровня техники известен способ изготовления фантома [3], согласно которому поливиниловый спирт или желатин растворяют в воде до получения прозрачного раствора, затем готовят модель сосудистого русла из PLA пластика методом FDM 3D печати и заливают модель сосудистого русла раствором поливинилового спирта или желатина, раствор застывает, после чего модель сосудистого русла из PLA пластика растворяют в дихлорметане, в результате создается фантом, содержащий просветы, моделирующий сосуды.Also known from the prior art is a method for manufacturing a phantom [3], according to which polyvinyl alcohol or gelatin is dissolved in water until a transparent solution is obtained, then a model of the vascular bed is prepared from PLA plastic using the FDM 3D printing method and the model of the vascular bed is filled with a solution of polyvinyl alcohol or gelatin, the solution hardens, after which the model of the vascular bed made of PLA plastic is dissolved in dichloromethane, as a result, a phantom is created containing gaps that simulate the vessels.

К недостаткам этого способа относятся:The disadvantages of this method include:

- недолговечность полученного фантома, поскольку желе, сформированное из поливинилового спирта или желатина, не хранится долго;- the fragility of the resulting phantom, since the jelly formed from polyvinyl alcohol or gelatin is not stored for a long time;

- опасность для здоровья в процессе изготовления, поскольку применяется ядовитое вещество для растворения PLA пластика.- a health hazard during the manufacturing process, since a toxic substance is used to dissolve the PLA plastic.

Данный способ принят в качестве ближайшего аналога заявленного способа.This method is accepted as the closest analogue of the claimed method.

Технический результат заявленного изобретения состоит в:The technical result of the claimed invention is:

- увеличении долговечности полученного фантома;- increasing the durability of the resulting phantom;

- снижении опасности для здоровья в процессе изготовления фантома;- reducing the risk to health in the process of manufacturing a phantom;

- учете особенностей изменения структур тканей, вызванных отложением микрокальцинатов.- taking into account the peculiarities of changes in tissue structures caused by the deposition of microcalcifications.

Основа процесса изготовления фантома описана в прототипе [3] и заключается в том, что берется материал для получения имитации мягких тканей, при помощи 3D печати изготавливается модель сосудистого русла, модель закрепляется в форме, используемой для заливки фантома, заливается жидким материалом, после застывания этот материал моделирует мягкие ткани.The basis of the manufacturing process of the phantom is described in the prototype [3] and consists in the fact that the material is taken to obtain an imitation of soft tissues, a model of the vascular bed is made using 3D printing, the model is fixed in the form used to fill the phantom, filled with liquid material, after solidification this material simulates soft tissues.

Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения от ближайшего аналога являются:The essential distinguishing features of the proposed technical solution from the closest analogue are:

- использование пластизоля в качестве материала для имитации мягких тканей для обеспечения долговечности фантома;- the use of plastisol as a material to simulate soft tissues to ensure the durability of the phantom;

- использование водорастворимого PVA пластика для изготовления модели сосудистого русла для снижения опасности для здоровья в процессе изготовления фантома.- the use of water-soluble PVA plastic for the manufacture of a model of the vascular bed to reduce health risks during the manufacture of the phantom.

Также существенным признаком является размещение в фантоме модели тканей с микрокальцинатами для учета особенностей изменения структур тканей, вызванных их отложением.Also, an essential feature is the placement of a tissue model with microcalcifications in the phantom to take into account the peculiarities of changes in tissue structures caused by their deposition.

На Фиг. 1 (а-в) изображены чертежи форм, используемых для изготовления фантома почки: а - верхняя часть формы, содержащая выступ для заливки и отверстия для вставки модели сосудистого русла; б - нижняя часть формы; в - модель сосудистого русла.On FIG. 1 (a-c) shows the drawings of the molds used to make the kidney phantom: a - the upper part of the mold containing the protrusion for pouring and holes for inserting the model of the vascular bed; b - the lower part of the form; c - model of the vascular bed.

На Фиг. 2 показаны формы сосудов с аневризмами, напечатанные на 3D принтере из растворимого пластика.On FIG. 2 shows the shapes of vessels with aneurysms printed on a 3D printer from soluble plastic.

На Фиг. 3 показан пример размещения моделей сосудистого русла, содержащих модели аневризм, в форме, используемой для заливки фантома.On FIG. Figure 3 shows an example of placement of vascular bed models containing aneurysm models in the form used to fill the phantom.

На Фиг. 4 представлен внешний вид фантома, содержащего просветы, образованные после растворения моделей сосудистого русла.On FIG. 4 shows the appearance of the phantom containing the gaps formed after the dissolution of the models of the vascular bed.

На Фиг. 5 представлена фотография фантома почки, изготовленного из пластизоля.On FIG. 5 is a photograph of a kidney phantom made from plastisol.

На Фиг. 6 даны примеры сонограмм областей с моделями аневризм фантома с Фиг. 4 в режиме цветового доплеровского картирования кровотока.On FIG. 6 gives examples of sonograms of areas with models of phantom aneurysms from FIG. 4 in color Doppler blood flow mapping mode.

На Фиг. 7 изображена сонограмма фантома почки.On FIG. 7 shows a sonogram of a kidney phantom.

На Фиг. 8 показана сонограмма с наложением цветовой карты кровотока.On FIG. 8 shows a sonogram with an overlay of a color flow map.

На Фиг. 9 на сонограмме запечатлена область фантома, содержащая микрокальци-наты, макрокальцинаты отображаются белыми точками.On FIG. 9, the sonogram shows a phantom area containing microcalcifications, macrocalcifications are displayed as white dots.

Фигуры 1-6 содержат следующие структурные элементы: 1 - чертеж вспомогательного элемента, служащего для предотвращения выливания жидкого пластизоля при заливке; 2 - чертеж верхней части формы, используемой для заливки фантома; 3 - чертеж нижней части формы, используемой для заливки фантома; 4 - чертеж модели сосудистого русла; 5 - распечатанная модель сосудистого русла; 6 - распечатанная модель аневризмы; 7 - форма, используемая для заливки фантома; 8 - просвет на месте модели сосудистого русла; 9 - тканеимитирующий материал; 10 - просвет модели аневризмы.Figures 1-6 contain the following structural elements: 1 - drawing of an auxiliary element that serves to prevent the pouring of liquid plastisol during pouring; 2 - drawing of the upper part of the mold used to fill the phantom; 3 is a drawing of the lower part of the mold used to fill the phantom; 4 - drawing of the model of the vascular bed; 5 - printed model of the vascular bed; 6 - printed model of the aneurysm; 7 - the form used to fill the phantom; 8 - clearance in place of the model of the vascular bed; 9 - tissue-imitating material; 10 - lumen of the aneurysm model.

Далее приводим пример осуществления изобретения. Этот пример лишь иллюстрирует, но не ограничивает изобретение.The following is an example of the invention. This example only illustrates and does not limit the invention.

Подготавливают форму для заливки фантома. На Фиг. 1 показан пример чертежа такой формы для заливки фантома, состоящей из верхней 2 и нижней 3 частей, она также содержит элемент 1, служащий для предотвращения выливания жидкого пластизоля. При необходимости модель такой формы может быть подготовлена в программе трехмерного моделирования, тогда подготовленную модель формы распечатывается с использованием 3D принтера по технологии послойного наплавления из PLA пластика, поскольку этот вид пластика удобен в работе для большинства 3D принтеров и не взаимодействует с пластизолем. Затем в программе трехмерного моделирования подготавливают чертеж модели сосудов, пример представлен элементом 4 на Фиг. 1. Модель сосудов сначала подготавливается в виде чертежа либо в идеализированной форме, тогда для черчения используется, например, Autodesk Inventor, либо в приближенной к реальности форме, тогда используется, например, ангиографическая компьютерная томограмма как источник данных, она открывается в программе RadiAnt DICOM Viewer, отображение настраивается таким образом, чтоб были видны только сосуды, затем трехмерное изображение сосудов экспортируется в формате STL. Файл STL открывается для последующей обработки, например, в Meshmixer, где обрезаются ненужные части чертежа модели сосудистого русла, при необходимости добавляются элементы сопряжения, например, штуцеры, для соединения модели сосудистого сусла со шлангами, по которым будет подаваться имитирующая кровь жидкость. Полученная виртуальная модель сосудов подготавливается к трехмерной печати в специальной программе, называемой slicer. В качестве такой программы мы использовали Polygon X. Она формирует G код, который управляет работой 3D принтера при печати методом послойного наплавления. Примеры моделей сосудистого русла, изготовленных описанным образом из водорастворимого PVA пластика с использованием принтера Picaso X Pro представлены на Фиг. 2, на Фиг. 3 представлен пример размещения распечатанных моделей сосудов 5 в форме 7, используемой для заливки фантома, где элемент 6 моделирует аневризму. Модель сосудистого русла 5 закрепляют в форме 7 так, что часть его, которая будет служить для подключения трубок для подачи и отвода имитирующей кровь жидкости, выходит наружу, область контакта этой части модели сосудистого русла 5 с формой 7 покрывают веществом, герметизирующим данную область. В качестве такого вещества мы использовали силиконовый герметик. Затем форму с размещенными в ней моделями сосудов покрывают герметизирующим веществом для исключения возможности вытекания жидкого пластизоля. Далее берут пластизоль, наливают в толстостенную керамическую емкость и разогревают до рекомендованной температуры (~150 градусов по шкале Цельсия) в микроволновой печи, делая остановки через каждые 30 секунд для тщательного перемешивания. Дожидаются состояния, когда пластизоль станет прозрачным и перейдет из густого состояния снова в жидкое состояние. После чего переливают его в форму фантома с предварительно установленными моделями сосудов. Через несколько минут пластизоль застывает. Затем форму с пластизолем и размещенными в ней моделями сосудов помещают в воду, там растворяется пластик, из которого напечатаны модели сосудов. Далее дожидаются появления просвета 8 на месте моделей сосудистого русла и подсоединяют к модели сосудистого русла трубки для подачи и отвода имитирующей кровь жидкости. По этим трубкам подают воду для вымывания и растворения остатков водорастворимого пластика. Примеры получившихся извлеченных из форм фантомов представлены на Фиг. 4 и 5, где элементом 9 является материал, имитирующий мягкие ткани, а элементом 8 являются просветы, моделирующие сосуды.Prepare the form for pouring the phantom. On FIG. 1 shows an example drawing of such a mold for pouring a phantom, consisting of an upper 2 and a lower 3 parts, it also contains an element 1 that serves to prevent the pouring of liquid plastisol. If necessary, a model of such a shape can be prepared in a 3D modeling program, then the prepared shape model is printed using a 3D printer using layer-by-layer fusing technology from PLA plastic, since this type of plastic is easy to use for most 3D printers and does not interact with plastisol. Then, a drawing of the vessel model is prepared in the 3D modeling program, an example is represented by element 4 in FIG. 1. The vessel model is first prepared in the form of a drawing or in an idealized form, then for drawing, for example, Autodesk Inventor is used, or in a form close to reality, then, for example, angiographic computed tomography is used as a data source, it is opened in the RadiAnt DICOM Viewer program , the display is adjusted so that only the vessels are visible, then the 3D image of the vessels is exported in STL format. The STL file is opened for further processing, for example, in Meshmixer, where unnecessary parts of the drawing of the vascular bed model are cut off, if necessary, interface elements, such as fittings, are added to connect the vascular wort model to the hoses through which the fluid simulating blood will be supplied. The resulting virtual vessel model is prepared for 3D printing in a special program called a slicer. We used Polygon X as such a program. It generates a G code that controls the operation of a 3D printer when printing by layer-by-layer deposition. Examples of models of the vascular bed, made in the described manner from water-soluble PVA plastic using the Picaso X Pro printer, are shown in Fig. 2 in FIG. Figure 3 shows an example of placement of printed models of vessels 5 in mold 7 used to fill a phantom, where element 6 simulates an aneurysm. The model of the vascular bed 5 is fixed in the mold 7 so that its part, which will serve to connect the tubes for supplying and draining the fluid simulating blood, goes outside, the area of contact of this part of the model of the vascular bed 5 with the mold 7 is covered with a substance that seals this area. As such a substance, we used silicone sealant. Then the form with the models of vessels placed in it is covered with a sealing agent to exclude the possibility of leakage of liquid plastisol. Next, plastisol is taken, poured into a thick-walled ceramic container and heated to the recommended temperature (~150 degrees Celsius) in a microwave oven, stopping every 30 seconds for thorough mixing. They wait for the state when the plastisol becomes transparent and goes from a thick state back to a liquid state. After that, it is poured into the form of a phantom with pre-installed models of vessels. After a few minutes, the plastisol hardens. Then the form with plastisol and the models of vessels placed in it is placed in water, the plastic dissolves there, from which the models of vessels are printed. Next, they wait for the appearance of a lumen 8 in place of the models of the vascular bed and connect the tubes to the model of the vascular bed for supplying and draining the fluid simulating blood. Water is supplied through these tubes to wash out and dissolve the remaining water-soluble plastic. Examples of the resulting demoulded phantoms are shown in FIG. 4 and 5, where element 9 is a material simulating soft tissues, and element 8 are gaps simulating vessels.

При использовании фантома по трубкам подают имитирующую кровь жидкость и в нужном месте прикладывают ультразвуковой датчик. Примеры сонограмм, полученных при ультразвуковом исследовании изготовленных образцов, представлены на Фиг. 6, 7 и 8. Фиг. 6 и 8 получены в дуплексном режиме работы ультразвукового прибора, цветами и оттенками кодируются направление скорость потока имитирующей кровь жидкости. Видно, что в области 10, моделирующей аневризму, регистрируется движение потока, а в области 8 движение не регистрируется, поскольку используемая ультразвуковая система измеряет проекцию скорости, в данном случае проекция близка к нулю.When using a phantom, a liquid simulating blood is supplied through the tubes and an ultrasonic sensor is applied in the right place. Examples of sonograms obtained by ultrasonic examination of the fabricated samples are presented in Fig. 6, 7 and 8. FIG. 6 and 8 are obtained in the duplex mode of operation of the ultrasonic device, the colors and shades encode the direction of the flow rate of the fluid simulating blood. It can be seen that in area 10, modeling the aneurysm, the movement of the flow is recorded, and in area 8 the movement is not recorded, since the ultrasound system used measures the velocity projection, in this case the projection is close to zero.

В фантоме также может быть создана модель микрокальцинированной ткани. Для имитации микрокальцинатов использовались микрокристаллы CaSO4 (ρ=2,4 г/см3) размером порядка 0,1 мм, выращенные химическим способом в толще агарового желе. Для выращивания микрокальцинатов применялись раствор хлорида кальция (100 мл реагента на 1 л воды) и раствор медного купороса (50 г реагента на 400 мл воды). При изготовлении образца выполнялась следующая последовательность действий: в 100 мг кипящей воды растворили 3 г агар-агара, 5 г желатина и 10 мг хлорида кальция; перелили полученный раствор в емкость; перемешали; подождали превращения полученной смеси в желе; приготовили раствор медного купороса, при этом 50 г медного купороса растворили в 400 мл воды, которая была нагрета до 60°С; дали остыть; поместили в него желе; через 3 дня извлекли желе и обнаружили, что в нем образовались микрокристаллы. Так получили модель микрокальцинированной ткани. Ее размещают в форме для заливки фантома и заливают веществом, которое после застывания имитируем мягкие ткани. На Фиг. 9 показан пример сонограммы, на которой представлена модель микрокальцинированной ткани. Скорость звука и модуль упругости в микрокальцинатах отличны от этих параметров для мягких тканей, поэтому микрокальцинаты видны как наиболее яркие объекты, подсвечены белым.A model of microcalcified tissue can also be created in the phantom. To imitate microcalcifications, microcrystals of CaSO 4 (ρ=2.4 g/cm 3 ) with a size of about 0.1 mm, grown chemically in the thickness of agar jelly, were used. To grow microcalcifications, a solution of calcium chloride (100 ml of the reagent per 1 liter of water) and a solution of copper sulfate (50 g of the reagent per 400 ml of water) were used. When preparing the sample, the following sequence of actions was performed: 3 g of agar-agar, 5 g of gelatin and 10 mg of calcium chloride were dissolved in 100 mg of boiling water; pour the resulting solution into a container; mixed; waited for the transformation of the resulting mixture into jelly; prepared a solution of copper sulfate, while 50 g of copper sulfate was dissolved in 400 ml of water, which was heated to 60°C; allowed to cool; put jelly in it; after 3 days, the jelly was removed and found that microcrystals had formed in it. So we got a model of microcalcified tissue. It is placed in a mold for pouring a phantom and filled with a substance that, after solidification, imitates soft tissues. On FIG. 9 shows an example of a sonogram showing a model of microcalcified tissue. The speed of sound and modulus of elasticity in microcalcifications are different from these parameters for soft tissues; therefore, microcalcifications are seen as the brightest objects, highlighted in white.

Используем пластизоль, поскольку он более долговечный, чем многие распространенные материалы, применяемые для имитации мягких тканей, такие как желатин, агар-агар или поливиниловый спирт, последние же достаточно быстро высыхают при контакте с воздухом, также в отсутствии специальной химической обработки в них появляются бактерии.We use plastisol, because it is more durable than many common materials used to simulate soft tissues, such as gelatin, agar-agar or polyvinyl alcohol, the latter dry out quite quickly when exposed to air, and in the absence of special chemical treatment, bacteria appear in them. .

При изготовлении моделей сосудистого русла используется 3D печать, что позволяет придавать им необходимые формы, вносить интересующие патологии, такие как аневризмы, тромбы, бляшки и т.д. Печать осуществляется методом послойного наплавления с использованием водорастворимого пластика. Напечатанные этим методом заготовки можно растворить в воде, на их месте останутся полости или просветы. Подготовленные таким способом модели сосудистого русла являются упругими, то есть их стенки при протекании пульсирующего потока имитирующей кровь жидкости способны изменять форму, пульсируя в такт потоку.In the manufacture of models of the vascular bed, 3D printing is used, which allows them to be given the necessary shapes, to introduce pathologies of interest, such as aneurysms, blood clots, plaques, etc. Printing is carried out by layer-by-layer fusing using water-soluble plastic. The blanks printed by this method can be dissolved in water, leaving cavities or gaps in their place. Models of the vascular bed prepared in this way are elastic, that is, their walls, when a pulsating flow of a fluid simulating blood flows, are able to change shape, pulsing in time with the flow.

В фантоме предусмотрены области с микрокальцинатами, выращенными в толще желе. Также фантом может содержать объекты для проверки пространственной, контрастной разрешающих способностей, разрешающей способности по скорости для проверки доплеровских режимов.The phantom contains areas with microcalcifications grown in the thickness of the jelly. Also, the phantom may contain objects for testing spatial, contrast resolution, speed resolution for testing Doppler modes.

Фантом может использоваться для тренировки у врачей ультразвуковой диагностики навыков выявления характерных анатомических характеристик и патологий, в особенности, патологий развития сосудов.The phantom can be used to train ultrasonographers in identifying characteristic anatomical features and pathologies, in particular pathologies of vascular development.

Работа с моделью обеспечит получение навыков:Working with the model will provide skills:

- быстрого подбора режима ультразвукового сканирования для наилучшей визуализации различных областей и патологий;- quick selection of the ultrasound scanning mode for the best visualization of various areas and pathologies;

- распознания проявления артефактов визуализации и их отличия от изображения кровотока;- recognition of the manifestation of visualization artifacts and their differences from the blood flow image;

- правильной постановки и координации руки с датчиком по ориентирам на экране ультразвукового прибора.- correct setting and coordination of the hand with the sensor according to the landmarks on the screen of the ultrasonic device.

Источники информацииSources of information

1. US 10092252 Vascular phantoms and method of making same. 2018.1. US 10092252 Vascular phantoms and method of making the same. 2018.

2. Kandyala R, Raghavendra SP, Rajasekharan ST. Xylene: An overview of its health hazards and preventive measures. J Oral Maxillofac Pathol. 2010; 14(1):1-5. doi: 10.4103/0973-029X.642992. Kandyala R, Raghavendra SP, Rajasekharan ST. Xylene: An overview of its health hazards and preventive measures. J Oral Maxillofac Pathol. 2010; 14(1):1-5. doi: 10.4103/0973-029X.64299

3. CN 109859595 A Vascular network ultrasonic phantom and making method thereof.3. CN 109859595 A Vascular network ultrasonic phantom and making method thereof.

Claims (10)

1. Способ изготовления фантома для транскраниальных ультразвуковых исследований, состоящий в том, что при помощи 3D печати изготавливают модель сосудистого русла, модель закрепляют в корпусе фантома, заливают жидким веществом, которое после застывания по величине затухания акустической волны и продольной скорости звука моделирует мягкие ткани, отличающийся тем, что1. A method for manufacturing a phantom for transcranial ultrasound studies, which consists in making a model of the vascular bed using 3D printing, fixing the model in the phantom body, pouring it with a liquid substance, which, after solidification, simulates soft tissues in terms of the attenuation of the acoustic wave and the longitudinal speed of sound, characterized in that - при помощи трехмерной печати из поливинилового спирта (PVA) изготавливают сосудистое русло, причем модель для печати предварительно подготавливают в среде трехмерного моделирования так, что на печать подаются области, формирующие внутреннее пространство между стенками сосудов;- using three-dimensional printing of polyvinyl alcohol (PVA), a vascular bed is made, and the model for printing is preliminarily prepared in a three-dimensional modeling environment so that the areas forming the internal space between the walls of the vessels are printed; - сосудистое русло закрепляют в корпусе так, что часть его, которая будет служить для подключения трубок для подачи и отвода имитирующей кровь жидкости, выходит наружу, область контакта этой части сосудистого русла с корпусом покрывают силиконовым герметиком;- the vascular bed is fixed in the housing so that its part, which will serve to connect the tubes for supplying and draining fluid simulating blood, goes outside, the area of contact of this part of the vascular bed with the housing is covered with silicone sealant; - в качестве материала для имитации мягких тканей используют пластизоль, причем его предварительно нагревают до температуры, при которой диффузия пластификатора в поливинилхлорид происходит наиболее быстро, жидкий пластизоль заливают в корпус с закрепленным сосудистым руслом;- plastisol is used as a material for simulating soft tissues, and it is preheated to a temperature at which the diffusion of the plasticizer into polyvinyl chloride occurs most quickly, liquid plastisol is poured into a body with a fixed vascular bed; - дожидаются застывания пластизоля;- wait for the plastisol to harden; - застывший пластизоль вместе с сосудистым руслом вынимают из корпуса и помещают в воду;- frozen plastisol, together with the vascular bed, is removed from the body and placed in water; - дожидаются растворения поливинилового спирта (PVA), формирующего сосудистое русло, и образования просвета между стенками сосудов;- wait for the dissolution of polyvinyl alcohol (PVA), which forms the vascular bed, and the formation of a gap between the walls of the vessels; - подсоединяют к сосудистому руслу трубки для подачи и отвода имитирующей кровь жидкости;- connect to the vascular bed tubes for supply and removal of fluid simulating blood; - подают по трубкам воду для вымывания и растворения остатков поливинилового спирта (PVA).- water is supplied through the tubes to wash out and dissolve the residues of polyvinyl alcohol (PVA). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что корпус изготавливают методом трехмерной печати в форме исследуемого органа по данным медицинских снимков этого органа.2. The method according to p. 1, characterized in that the body is made by 3D printing in the form of the organ under study according to the medical images of this organ.
RU2021110041A 2021-04-12 Method for manufacturing a phantom with vessels for ultrasonic examination RU2777255C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2777255C1 true RU2777255C1 (en) 2022-08-01

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797398C1 (en) * 2022-11-22 2023-06-05 Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ") Method of manufacturing phantom for ultrasonic research

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011032840A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Bimodal organ phantom and associated production method
RU2682459C1 (en) * 2017-12-13 2019-03-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Method of forming blood vessel phantoms for endoscopic optical coherent elastography
CN109859595A (en) * 2019-01-28 2019-06-07 深圳大学 A kind of blood vessel network ultrasound imitates body and production method
RU200516U1 (en) * 2019-11-29 2020-10-28 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР" ULTRASONIC PHANTOM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011032840A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Bimodal organ phantom and associated production method
RU2682459C1 (en) * 2017-12-13 2019-03-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Method of forming blood vessel phantoms for endoscopic optical coherent elastography
CN109859595A (en) * 2019-01-28 2019-06-07 深圳大学 A kind of blood vessel network ultrasound imitates body and production method
RU200516U1 (en) * 2019-11-29 2020-10-28 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР" ULTRASONIC PHANTOM

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
/s00348-011-1258-0. *
Захаров Д.А. и др. Фантомы для обучения навыкам ультразвукового исследования, УЗИ-навигации, биопсии методом "Свободной руки". Виртуальные технологии в медицине. 2020;(1):49. DOI: 10.46594/2687-0037_2020_1_49. Adams F. et al. Soft 3D-Printed Phantom of the Human Kidney with Collecting System. Ann Biomed Eng. 2017;45(4):963-72. DOI: 10.1007/s10439-016-1757-5. Geoghegan P.H. et al. Fabrication of rigid and flexible refractive-index-matched flow phantoms for flow visualisation and optical flow measurements. Exp Fluids (2012) 52:1331-1347. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797398C1 (en) * 2022-11-22 2023-06-05 Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ") Method of manufacturing phantom for ultrasonic research

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107452266B (en) Method for producing a model and model
KR100713726B1 (en) Three-dimensional model
US7439493B2 (en) Multimodality imaging phantom and process for manufacturing said phantom
WO2006120982A1 (en) Catheter surgery simulation
CN112497728A (en) Method for preparing bionic hollow human body part model through 3D printing
JP7365020B2 (en) Method for manufacturing objects with gel
RU2777255C1 (en) Method for manufacturing a phantom with vessels for ultrasonic examination
JP2016139069A (en) Organ model and manufacturing method thereof
CN105448170A (en) Phantom model containing tree-shaped pipeline structure
JP3746779B2 (en) 3D model and method for manufacturing 3D model
RU2404581C1 (en) Method of manufacturing models of anatomical preparations of hollow and tubular organs
CN113724562B (en) Simulated craniocerebral model for transcranial ultrasonic scanning and preparation method thereof
KR101685287B1 (en) Phantom copying the internal organs
JP2023078333A (en) Method for manufacturing molding die
RU2776983C1 (en) Method for manufacturing a phantom for transcranial ultrasonic examinations
JP4101149B2 (en) Biomedical approximate phantom for ultrasonic medicine
Mattus et al. Creation of patient-specific silicone cardiac models with applications in pre-surgical plans and hands-on training
RU211266U1 (en) Ultrasound Phantom
JP2007017929A (en) Catheter surgery simulator
CN103021246B (en) Production method and application of abdominal organ teaching simulation model applicable to type-B ultrasonic detection
CN109859595A (en) A kind of blood vessel network ultrasound imitates body and production method
US20230245592A1 (en) Medical training model having at least one blood vessel model
RU2797398C1 (en) Method of manufacturing phantom for ultrasonic research
JP2905471B1 (en) Ultrasound medical training human body model
JP2007121174A (en) Stress sensor