用于檢測ct輻射劑量的仿人體模的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法，包括：在模具的軟組織和腦組織部位制作探頭插孔，把檢測輻射劑量的探頭放入探頭插孔中；使用基質(zhì)和添加材料配制等效組織材料；將配制好的等效組織材料注入模具內(nèi)，將模具在110℃的固化箱中固化6-8小時(shí)，然后取出模具在常溫下冷卻至常溫，去除模具，制造出仿人體模。本發(fā)明有益效果：使用本專利的方法加工的仿人體模型的物理性能穩(wěn)定，方法簡單，既適合于實(shí)驗(yàn)研究又滿足臨床上的應(yīng)用。
【專利說明】用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描機(jī)簡稱X-CT或CT，就是利用X射線對人體進(jìn)行斷層掃描后，由探測器收得的模擬信號再變成數(shù)字信號，經(jīng)電子計(jì)算機(jī)計(jì)算出每一個(gè)像素的衰減系數(shù)，再重建圖像，而能顯示出人體各部位的斷層結(jié)構(gòu)的裝置。它以斷層的圖像形式，較清晰地顯示人體組織的細(xì)微差別。徹底解決了內(nèi)部重疊顯示問題，而且能將人體各種組織對X線的吸收系數(shù)以相當(dāng)精確的數(shù)字表示出來，因而對軟組織中的病變也能正確診斷。
[0003]CT可達(dá)到亞毫米超薄層厚和亞秒級快速掃描，擁有越來越高的空間分辨力。但是這都需要更大的管電流，更高的輻射劑量使掃描圖像達(dá)到理想效果。據(jù)聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)(UNSCEAR) 2000年報(bào)告書稱，盡管全世界CT檢查僅占所有醫(yī)用診斷X射線檢查約5%，而其所致公眾集體劑量卻高達(dá)34%左右。CT所致器官組織的吸收劑量常?？梢越咏虺^已知增加癌癥概率的水平。CT檢查所致醫(yī)療照射的放射風(fēng)險(xiǎn)日益受到關(guān)注，對成人和兒童的CT輻射劑量控制刻不容緩。
[0004]因此對CT所致受檢者輻射劑量的研究已成為放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)學(xué)科的熱點(diǎn)課題。受檢者不同器官的吸收劑量尚難以直接測量，一般通過在仿真體模內(nèi)布放劑量計(jì)來模擬測量不同部位的X射線吸收劑量。國外CT輻射劑量體模的研制起步較早，現(xiàn)在已有多個(gè)國家研制出仿真人體輻射體模，但是這些體模均以歐美人種的人體參數(shù)研制，與中國人的體質(zhì)、輻射特征有顯著差異。常規(guī)使用的等效組織材料多為石蠟、糖等，與實(shí)際組織的等效性較差，在實(shí)驗(yàn)室及臨床應(yīng)用中由于其物理性能較差，穩(wěn)定性和強(qiáng)度不能滿足要求，嚴(yán)重影響了應(yīng)用。尤其是人體中分布較多的軟組織和起重要作用的腦組織的等效材料，不能滿足實(shí)驗(yàn)及臨床應(yīng)用中組織等效性的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供了一種用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法，提供了軟組織等效材料和腦組織等效材料的組成，制作方法簡單易實(shí)現(xiàn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法，仿人體模包括易受輻射的軟組織和腦組織，通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0008](I)在模具的軟組織和腦組織部位制作探頭插孔，把檢測輻射劑量的探頭放入探頭插孔中；
[0009](2)使用基質(zhì)和添加材料配制等效組織材料，軟組織等效材料使用醋酸乙烯酯質(zhì)量百分比為70%的醋酸一醋酸乙烯酯共聚物即EVA70和環(huán)氧樹脂為原材料，
[0010]則有以下公式:
[0011]P _ Ma+Mb _I_ PaPb
0011 C mA1PA+mB^PePa+^b 1Pb ?.4(PS-P^) + P^
[0012]其中，PA 為 EVA70 的密度，PA = 0.94g/cm3，P B 為環(huán)氧樹脂，PB=1.02g/cm3，P c為軟組織的密度0.96g/cm3，ωΑ、ωΒ分別為原材料EVA70、環(huán)氧樹脂在合成軟組織等效材料中的質(zhì)量百分比，Μα、Μβ分別為合成軟組織等效材料所用的EVA70和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量；
[0013]得到EVA70、環(huán)氧樹脂的質(zhì)量百分比:ωΑ = 59.74%, ωΒ = 40.26% ；
[0014]腦組織等效材料使用環(huán)氧樹脂為基質(zhì)，酚醛樹脂為添加材料，
Γ ? η — M41 + Mm —I_ Ρα\Ρβ\
[0015]Pd — ~~； ~~； — ；: — ；'

Al 丨 Pai + I Pm 0)Α1 / pA1 + COm / pm COja {pB1 — pA1) + pAl
[0016]P A1為環(huán)氧樹脂的密度，Pai = 1.10g/cm3，P B1為酚醛樹脂的密度，P B1 = 0.20g/cm3, PeiS腦組織的密度1.04g/cm3，ωΑ1、ωΒ1分別為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂在合成的軟組織等效材料中的質(zhì)量百分比，ΜΑ1、ΜΒ1分別為合成腦組織等效材料所用的環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的質(zhì)量；
[0017]則環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的質(zhì)量含量百分比為ωΑ = 99.83%，ωΒ = 0.17% ;
[0018](3)將配制好的軟組織和腦組織等效材料注入模具內(nèi)，將模具在110°C的固化箱中固化6-8小時(shí)，然后取出模具在常溫下冷卻至常溫，去除模具，制造出仿人體模。
[0019]醋酸一醋酸乙烯酯共聚物(EVA共聚物)在工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在，原料來源廣泛，而且其加工工藝成熟、操作簡單，其物理性質(zhì)隨醋酸乙烯酯在EVA中的質(zhì)量百分比不同而存在較大差異。當(dāng)醋酸乙烯含量低時(shí)，該聚合物具有良好的柔軟性和韌性，醋酸乙烯含量高時(shí)，該聚合物具有良好的彈性和耐撕裂性。同時(shí)，EVA具有優(yōu)異的耐熱耐低溫性、耐臭氧和耐天侯老化及一定的耐油性能，將其作為組織輻射等效材料的基質(zhì)能夠提高仿人體模型的穩(wěn)定性。
[0020]環(huán)氧樹脂加工工藝也較成熟，并且其種類很多，由于密度和交聯(lián)分布的不同，既可以加工為剛性固體，也可以加工成柔性固體。同時(shí)，環(huán)氧樹脂也具有較好地穩(wěn)定性，將其作為組織輻射等效材料即使受到輻射等因素影響，其性能改變也能控制在可接受范圍內(nèi)。但是環(huán)氧樹脂的密度一般大于lg/cm3，如果單獨(dú)使用環(huán)氧樹脂合成組織輻射等效材料，其密度不能達(dá)到接近人體密度的目的(人體密度約為lg/cm3)，所以使用環(huán)氧樹脂作為組織輻射等效材料的基質(zhì)時(shí)，需要加入密度約為0.2g/cm3的酚醛樹脂顆粒對其進(jìn)行密度調(diào)整，作為密度調(diào)節(jié)劑。
[0021]有益效果:EVA具有優(yōu)異的耐熱耐低溫性、耐臭氧和耐天侯老化及一定的耐油性能，將其作為組織輻射等效材料的基質(zhì)能夠提高仿人體模型的穩(wěn)定性。環(huán)氧樹脂是一種從液態(tài)到粘稠態(tài)、固態(tài)多種形態(tài)的物質(zhì)，純的環(huán)氧樹脂固化時(shí)間長，酚醛樹脂的加入，有效的加快了環(huán)氧樹脂固化，使固化時(shí)間縮短至2h?3h左右，起到了很好的固化效果，同時(shí)，酚醛樹脂的加入很好的增強(qiáng)了環(huán)氧樹脂的機(jī)械性能，改性后的環(huán)氧樹脂沖擊強(qiáng)度有較大程度的提高。使用本專利的方法加工的仿人體模型的物理性能穩(wěn)定，既適合于實(shí)驗(yàn)研究又滿足臨床上的應(yīng)用。

【具體實(shí)施方式】
:
[0022]下面結(jié)合結(jié)合具體實(shí)施例對本專利作進(jìn)一步說明。用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法，通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0023]用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的研制方法，包括易受輻射的軟組織和腦組織，通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0024](I)在模具的軟組織和腦組織部位制作探頭插孔，把檢測輻射劑量的探頭放入探頭插孔中；
[0025](2)使用基質(zhì)和添加材料配制等效組織材料，軟組織等效材料使用醋酸乙烯酯質(zhì)量百分比為70%的醋酸一醋酸乙烯酯共聚物即EVA70和環(huán)氧樹脂為原材料，
[0026]則有以下公式:
n _ Ma + Mb _I_ P4P5
[0027]Pc - ——: ——； - ；； - 7^
MaIqa +MJpB % /? +ω5 /ρ5 ω4(ps-?) + ?
[0028]其中，PaSEVA70的密度，P a = 0.94g/cm3, P B 為環(huán)氧樹脂，P B = 1.02g/cm3,P c為軟組織的密度0.96g/cm3，ωΑ、ωΒ分別為原材料EVA70、環(huán)氧樹脂在合成軟組織等效材料中的質(zhì)量百分比，Μα、Μβ分別為合成軟組織等效材料所用的EVA70和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量；
[0029]得到EVA70、環(huán)氧樹脂的質(zhì)量百分比:ωΑ = 59.74%, ωΒ = 40.26% ；
[0030]腦組織等效材料使用環(huán)氧樹脂為基質(zhì)，酚醛樹脂為添加材料，
[0031]P =_A\ +-^b\___\___PaiPbi_

Al 丨 P Al + / Pbi COai / Pm + COm / Pm COai (pB1 — Pai ) + Pai
[0032]P A1為環(huán)氧樹脂的密度，P A1 = 1.10g/cm3，P B1為酚醛樹脂的密度，P B1 = 0.20g/cm3, PeiS腦組織的密度1.04g/cm3，ωΑ1、ωΒ1分別為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂在合成的軟組織等效材料中的質(zhì)量百分比，ΜΑ1、ΜΒ1分別為合成腦組織等效材料所用的環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的質(zhì)量；
[0033]則環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的質(zhì)量含量百分比為ωΑ = 99.83%，ωΒ = 0.17% ;
[0034](3)將配制好的軟組織和腦組織等效材料注入模具內(nèi)，將模具在110°C的固化箱中固化8小時(shí)，然后取出模具在常溫下冷卻至常溫，去除模具，制造出仿人體模。
【權(quán)利要求】
1.用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法，其特征是，通過以下步驟實(shí)現(xiàn): (1)在模具的軟組織和腦組織部位制作探頭插孔，把檢測輻射劑量的探頭放入探頭插孔中； (2)使用基質(zhì)和添加材料配制等效組織材料，軟組織等效材料使用醋酸乙烯酯質(zhì)量百分比為70%的醋酸一醋酸乙烯酯共聚物即EVA70和環(huán)氧樹脂為原材料， 則有以下公式: P _ M1+ Mb __I___P, ^ Pg_Ma/9a ^MbIpb ωΑ! ρΑ/ ρΒ ωΑ (ρΒ-ρΑ) + ρΑ
其中，P a 為 EVA70 的密度，PA = 0.94g/cm3, P B 為環(huán)氧樹脂，Pb = 1- 02g/cm3, P c 為軟組織的密度0.96g/cm3，ωΑ、ωΒ分別為原材料EVA70、環(huán)氧樹脂在合成軟組織等效材料中的質(zhì)量百分比，Μα、Μβ分別為合成軟組織等效材料所用的EVA70和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量； 得到EVA70、環(huán)氧樹脂的質(zhì)量百分比:ωΑ = 59.74%, ωΒ = 40.26% ； 腦組織等效材料使用環(huán)氧樹脂為基質(zhì)，酚醛樹脂為添加材料， P __Al +Mm___I___PaiPm_丨 Pa\ + / pm COm / pAl + COm / Pm (Oja {.Ρβ? — ΡΑ\) + pM P Al為環(huán)氧樹脂的密度，P Al = I.10g/cm3, P B1為酹醒樹脂的密度，P Bi = 0.20g/cm3,PciS腦組織的密度1.04g/cm3，ωΑ1、ωΒ1分別為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂在合成的軟組織等效材料中的質(zhì)量百分比，ΜΑ1、ΜΒ1分別為合成腦組織等效材料所用的環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的質(zhì)量; 則環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的質(zhì)量百分比為ωΑ = 99.83%，ωΒ = 0.17% ; (3)將配制好的軟組織和腦組織等效材料注入模具內(nèi)，將模具在110°C的固化箱中固化6-8小時(shí)，然后取出模具在常溫下冷卻至常溫，去除模具，制造出仿人體模。
【文檔編號】G01T7/00GK104297775SQ201410568854
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】江玉柱, 井賽, 孫旭, 吳洋, 崔友軍, 張拓, 張康, 李興東 申請人:江玉柱