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，將模具在110℃的固化箱中固化6-8小時，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定，方法簡單，既適合于實驗研究又滿足臨床上的應用。
【專利說明】用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]電子計算機X射線斷層掃描機簡稱X-CT或CT，就是利用X射線對人體進行斷層掃描后，由探測器收得的模擬信號再變成數字信號，經電子計算機計算出每一個像素的衰減系數，再重建圖像，而能顯示出人體各部位的斷層結構的裝置。它以斷層的圖像形式，較清晰地顯示人體組織的細微差別。徹底解決了內部重疊顯示問題，而且能將人體各種組織對X線的吸收系數以相當精確的數字表示出來，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到理想效果。據聯合國原子輻射效應科學委員會(UNSCEAR) 2000年報告書稱，盡管全世界CT檢查僅占所有醫用診斷X射線檢查約5%，而其所致公眾集體劑量卻高達34%左右。CT所致器官組織的吸收劑量常常可以接近或超過已知增加癌癥概率的水平。CT檢查所致醫療照射的放射風險日益受到關注，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學與防護學科的熱點課題。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布放劑量計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，現在已有多個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研制，與中國人的體質、輻射特征有顯著差異。常規使用的等效組織材料多為石蠟、糖等，與實際組織的等效性較差，在實驗室及臨床應用中由于其物理性能較差，穩定性和強度不能滿足要求，嚴重影響了應用。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，不能滿足實驗及臨床應用中組織等效性的要求。
【發明內容】
[0005]本發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，制作方法簡單易實現。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[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，通過以下步驟實現:
[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量百分比為70%的醋酸一醋酸乙烯酯共聚物即EVA70和環氧樹脂為原材料，
[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、環氧樹脂在合成軟組織等效材料中的質量百分比，Μα、Μβ分別為合成軟組織等效材料所用的EVA70和環氧樹脂的質量；
[0013]得到EVA70、環氧樹脂的質量百分比:ωΑ = 59.74%, ωΒ = 40.26% ；
[0014]腦組織等效材料使用環氧樹脂為基質，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分別為環氧樹脂、酚醛樹脂在合成的軟組織等效材料中的質量百分比，ΜΑ1、ΜΒ1分別為合成腦組織等效材料所用的環氧樹脂和酚醛樹脂的質量；
[0017]則環氧樹脂和酚醛樹脂的質量含量百分比為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，將模具在110°C的固化箱中固化6-8小時，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)在工業生產中普遍存在，原料來源廣泛，而且其加工工藝成熟、操作簡單，其物理性質隨醋酸乙烯酯在EVA中的質量百分比不同而存在較大差異。當醋酸乙烯含量低時，該聚合物具有良好的柔軟性和韌性，醋酸乙烯含量高時，該聚合物具有良好的彈性和耐撕裂性。同時，EVA具有優異的耐熱耐低溫性、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能夠提高仿人體模型的穩定性。
[0020]環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，環氧樹脂也具有較好地穩定性，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。但是環氧樹脂的密度一般大于lg/cm3，如果單獨使用環氧樹脂合成組織輻射等效材料，其密度不能達到接近人體密度的目的(人體密度約為lg/cm3)，所以使用環氧樹脂作為組織輻射等效材料的基質時，需要加入密度約為0.2g/cm3的酚醛樹脂顆粒對其進行密度調整，作為密度調節劑。
[0021]有益效果:EVA具有優異的耐熱耐低溫性、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能夠提高仿人體模型的穩定性。環氧樹脂是一種從液態到粘稠態、固態多種形態的物質，純的環氧樹脂固化時間長，酚醛樹脂的加入，有效的加快了環氧樹脂固化，使固化時間縮短至2h?3h左右，起到了很好的固化效果，同時，酚醛樹脂的加入很好的增強了環氧樹脂的機械性能，改性后的環氧樹脂沖擊強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定，既適合于實驗研究又滿足臨床上的應用。
【具體實施方式】
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[0022]下面結合結合具體實施例對本專利作進一步說明。用于檢測CT輻射劑量的仿人體模的制作方法，通過以下步驟實現:
[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，通過以下步驟實現:
[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量百分比為70%的醋酸一醋酸乙烯酯共聚物即EVA70和環氧樹脂為原材料，
[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、環氧樹脂在合成軟組織等效材料中的質量百分比，Μα、Μβ分別為合成軟組織等效材料所用的EVA70和環氧樹脂的質量；
[0029]得到EVA70、環氧樹脂的質量百分比:ωΑ = 59.74%, ωΒ = 40.26% ；
[0030]腦組織等效材料使用環氧樹脂為基質，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分別為環氧樹脂、酚醛樹脂在合成的軟組織等效材料中的質量百分比，ΜΑ1、ΜΒ1分別為合成腦組織等效材料所用的環氧樹脂和酚醛樹脂的質量；
[0033]則環氧樹脂和酚醛樹脂的質量含量百分比為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，將模具在110°C的固化箱中固化8小時，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，通過以下步驟實現: (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量百分比為70%的醋酸一醋酸乙烯酯共聚物即EVA70和環氧樹脂為原材料， 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、環氧樹脂在合成軟組織等效材料中的質量百分比，Μα、Μβ分別為合成軟組織等效材料所用的EVA70和環氧樹脂的質量； 得到EVA70、環氧樹脂的質量百分比:ωΑ = 59.74%, ωΒ = 40.26% ； 腦組織等效材料使用環氧樹脂為基質，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分別為環氧樹脂、酚醛樹脂在合成的軟組織等效材料中的質量百分比，ΜΑ1、ΜΒ1分別為合成腦組織等效材料所用的環氧樹脂和酚醛樹脂的質量; 則環氧樹脂和酚醛樹脂的質量百分比為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，將模具在110°C的固化箱中固化6-8小時，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 優先權日:2014年10月22日
【發明者】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