JP2010029650A - Medical ultrasonic phantom - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医学用超音波ファントムに関し、特に、医学生、研修医等の医療従事者の研修またはトレーニングのための人体模型または機器校正用標準模型として用いるのに適した医学用超音波ファントム(超音波医学用生体近似ファントム)に関する。 The present invention relates to a medical ultrasonic phantom, and more particularly to a medical ultrasonic phantom suitable for use as a human body model or a standard model for equipment calibration for training or training of medical staff such as medical students and residents. The present invention relates to a biological approximate phantom for ultrasonic medicine.
現代の医療においては、超音波検査は必要不可欠となっており、検査を行う者には高度な知識と経験に基づく技術が要求される。従来、検査を行う者の教育および研修は、大学病院等の高度医療機関において知識経験豊かな指導者の下で、実際の患者の身体を使って行われていた。しかし、昨今では患者のプライバシー保護の観点から、時間的にも、経験可能な疾患種数にも制約があるのが実情である。 In modern medicine, ultrasonic examination is indispensable, and a person who performs the examination is required to have a technology based on advanced knowledge and experience. Traditionally, education and training for those who conduct examinations have been performed using the actual patient's body under a knowledgeable and experienced instructor at an advanced medical institution such as a university hospital. However, in recent years, from the viewpoint of protecting the privacy of patients, the actual situation is that the number of disease types that can be experienced is also limited in terms of time.
一方、医療開始時の超音波検査装置が正常に作動しているかのチェックをする必要がある。また、超音波検査装置のメーカーにおいても、製造した装置を校正する際に、適切な人体模型が必要であるが、現在は、各社独自の方法、例えば、検査技師が自分の身体を用いてチェックするなどの方法により校正を行っている。 On the other hand, it is necessary to check whether the ultrasonic examination apparatus at the start of medical treatment is operating normally. In addition, manufacturers of ultrasonic inspection equipment also need an appropriate human model when calibrating the manufactured equipment. Currently, each company's own method, for example, an inspection engineer uses his / her body to check. Calibration is performed by a method such as
従来、寒天、ゼラチン、ゴム、その他の超音波特性が人体に近似する素材を用いて製作したファントムが提案されている。例えば、特許文献1には、粉体を懸濁した高分子ゲル(ポリビニールアルコール)を用いたファントムが提案されている。また、特許文献2には、堅く弾力性のある例えばABSプラスッチック製のケース内に水ベースポリマー等の組織模倣材料を充填したファントムが提案されている。しかしながら、いずれの文献に記載のファントムも人体の臓器の形状や内部構造を再現したものではない。
Conventionally, phantoms manufactured using materials such as agar, gelatin, rubber, and other materials whose ultrasonic characteristics approximate to the human body have been proposed. For example,
図1および2は、従来のファントムの機能を示す図であり、図1は、従来型医学用超音波ファントムの内部構造を模式的に示した斜視図、図2は、従来型医学用超音波ファントムの超音波画像を模式的に表した図を示している。 1 and 2 are diagrams showing functions of a conventional phantom, FIG. 1 is a perspective view schematically showing the internal structure of a conventional medical ultrasonic phantom, and FIG. 2 is a conventional medical ultrasonic wave. The figure which represented the ultrasonic image of the phantom typically is shown.
図1に示すように、従来のファントム100は、例えば、周辺組織に対応する部材101の中に病巣に対応する部材102を埋め込んで構成されている。図2に示すように、従来のファントム200は、例えば、周辺組織に対応する部材202の中に病巣に対応する部材203が埋め込まれ、これをゴムなどの表面被覆材201で覆って構成されている。このように、従来のファントムは、画一的で均一な内部組織に対応する部材の中に病巣や臓器に対応する部材をターゲットとして配置し、その異なる音響特性を利用して、超音波画像を得るものである。
As shown in FIG. 1, a
特許文献3には、液状シリコンゴムを成形硬化させて臓器模型および人体胴部模型を製作し、この臓器模型を胴部模型に内蔵した人体模型が提案されている。
特許文献3で提案されているファントムは、様々な人工臓器を内蔵する点において特許文献1および2で提案されているファントムよりも優れているが、シリコンゴムを使用している。シリコンゴムの音速は1680〜1900m/s程度であるが、超音波検査装置で想定されている人体の音速(1540m/s程度)との違いが大きすぎる。従って、実際の臓器の形状に似せた人工臓器を内蔵させたファントムの超音波画像を得る場合、再現される臓器の形状が実際の臓器とは全く異なるものとなる。シリコンゴムを内蔵したファントムでも、観察方向が1方向のみであれば、シリコンゴムの形状を実際の臓器の形状と異なる形にすることで超音波画像を実際の臓器の形状に似せることができる。しかし、シリコンゴムを前提とする限り、様々な方向から観察しても臓器と同様の形状の超音波画像を得ることは不可能である。また、このファントムは、低周波プローブ(通常、表面から10cm程度の深さの検査に用いられるプローブ)に対応する深部組織検査実習用のものである。
The phantom proposed in
しかし、人体には皮膚が存在し、皮下組織の検査には高周波プローブ(通常、表面から3cm程度の深さの検査に用いられるプローブ。表在性プローブともいう。)を用いる必要がある。このため、ファントムは、皮下組織の検査に近似した検査の実習を可能とするべく、臨床的に表在組織を再現したもの、つまり、人工皮膚(超音波色調表現対応人工皮膚)を形成したものとすることが好ましい。 However, the human body has skin, and it is necessary to use a high frequency probe (usually a probe used for examination at a depth of about 3 cm from the surface, also referred to as a superficial probe) for examination of subcutaneous tissue. For this reason, phantoms are clinically reproduced superficial tissues, that is, artificial skins (artificial skins that support ultrasonic color tone expression), to enable practical training of examinations similar to subcutaneous tissue examinations. It is preferable that
以上に述べたように、従来のファントムは、表皮組織や内部組織を実際の人体と対比して観察診断できるような機能が備わっていなかった。言い換えれば、従来、皮下組織、筋肉組織または脂肪組織といった各組織の音響特性(色調表現)を忠実に再現し、且つ外形構造を再現した医学用超音波ファントムは存在しない。そのため、表在性プローブ(高周波プローブ)等を用いた臨床・疾患診断技術の修得には対応できなかった。また、内部構造が複雑になるにつれて、内部の脱気処理については従来製品よりも複雑な製造工程を要する等の課題がある。 As described above, the conventional phantom does not have a function for observing and diagnosing epidermis tissue and internal tissue in comparison with an actual human body. In other words, conventionally, there is no medical ultrasonic phantom that faithfully reproduces the acoustic characteristics (color expression) of each tissue such as subcutaneous tissue, muscle tissue, or adipose tissue and reproduces the external structure. For this reason, it has not been possible to master clinical / disease diagnostic techniques using superficial probes (high-frequency probes). Further, as the internal structure becomes complicated, there are problems such as requiring a more complicated manufacturing process than conventional products for the internal deaeration treatment.
本発明は、このような従来のファントムの問題を解決するためになされたものであり、超音波色調が実際の皮膚、臓器、内部組織などに近似した人工皮膚、人工臓器、人工内部組織などを用いことにより、より臨床・疾患診断技術の修得に役立つ医学用超音波ファントムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem of the conventional phantom, and artificial skin, artificial organ, artificial internal tissue, etc. whose ultrasonic color tone approximates to actual skin, organ, internal tissue, etc. The purpose is to provide an ultrasonic phantom for medical use that is more useful for acquiring clinical and disease diagnostic techniques.
本発明は、上記の目的を達成すべく、下記の(1)〜(8)の医学用超音波ファントムを要旨としている。 In order to achieve the above object, the present invention is summarized as the following medical ultrasonic phantoms (1) to (8).
(1)人工皮膚と、人体の各種器官の形状に造形した人工器官と、人工組織と、人工骨構造体とを有し、人工骨構造体の内部に人工器官および人工組織を組み込み、人工骨構造体の外面に人工皮膚を貼り付けて人体に近似させた医学用超音波ファントム。 (1) It has an artificial skin, an artificial organ shaped in the shape of various organs of the human body, an artificial tissue, and an artificial bone structure. The artificial bone and the artificial tissue are incorporated into the artificial bone structure, and the artificial bone A medical ultrasonic phantom in which artificial skin is attached to the outer surface of a structure to approximate it to the human body.
(2)人工皮膚が、エラストマー中に散乱体を封入し、脱気したエラストマー層と、エラストマー層の両面を覆うフィルム層とを有する上記(1)の医学用超音波ファントム。 (2) The medical ultrasonic phantom according to (1), wherein the artificial skin includes an elastomer layer in which a scatterer is encapsulated in an elastomer and degassed, and a film layer covering both surfaces of the elastomer layer.
(3)人工器官が、ゼラチンを主原料とする溶液と、エポキシ系架橋剤と、散乱体とを用いた上記(1)または(2)の医学用超音波ファントム。 (3) The medical ultrasonic phantom according to (1) or (2), wherein the prosthesis uses a solution containing gelatin as a main raw material, an epoxy-based crosslinking agent, and a scatterer.
(4)人工骨格構造体が、樹脂を用いて人体の骨格構造の形状に造形したものであり、その表面に微細な凹凸を有する上記(1)から(3)までのいずれかの医学用超音波ファントム。 (4) The artificial skeletal structure is shaped into the shape of a human skeleton using a resin, and has a fine unevenness on the surface thereof. Sonic phantom.
(5)更に、人工皮下組織、人工筋肉組織および人工脂肪組織を有する上記(1)から(4)までのいずれかに記載の医学用超音波ファントム。 (5) The medical ultrasonic phantom according to any one of (1) to (4), further comprising an artificial subcutaneous tissue, an artificial muscle tissue, and an artificial fat tissue.
(6)散乱体の添加量を調整することにより、人工皮膚および/または人工器官の超音波画像上の色調を変化させた上記(1)から(5)までのいずれかの医学用超音波ファントム。 (6) The medical ultrasonic phantom according to any one of (1) to (5), wherein the color tone on the ultrasonic image of the artificial skin and / or prosthesis is changed by adjusting the addition amount of the scatterer .
(7)散乱体として、カーボングラファイト、デンプン粒、脂肪類および繊維組織から選択される一種以上を用いた上記(1)から(6)までのいずれかの医学用超音波ファントム。 (7) The medical ultrasonic phantom according to any one of (1) to (6), wherein at least one selected from carbon graphite, starch granules, fats, and fiber tissue is used as the scatterer.
(8)高周波プローブを用いた臨床・疾患診断に使用する上記(1)から(7)までのいずれかに記載の医学用超音波ファントム。 (8) The medical ultrasonic phantom according to any one of (1) to (7), which is used for clinical / disease diagnosis using a high-frequency probe.
本発明の医学用超音波ファントムは、人体とほぼ同等の超音波画像が得られるので、より実際に近い超音波検査のトレーニングが可能であるため、従来のファントムより高い超音波検査技術の習得が可能である。本発明の医学用超音波ファントムは、特に、高周波プローブを用いた臨床・疾患診断に使用することができる。 The medical ultrasonic phantom of the present invention can obtain an ultrasonic image almost equivalent to that of the human body. Is possible. The medical ultrasonic phantom of the present invention can be used particularly for clinical / disease diagnosis using a high-frequency probe.
本発明の医学用超音波ファントムは、人工皮膚と、人体の各種器官の形状に造形した人工器官と、人工組織と、人工骨構造体とを有しているので、従来の医学用超音波ファントムと比較して、人体に近い形状をしているので、実際の検査時における細胞診などの手技の習得、悪性腫瘍等に対処される局所注射などの治療技術の習得などにも使用することができる。 The medical ultrasonic phantom of the present invention has an artificial skin, an artificial organ shaped into various human body shapes, an artificial tissue, and an artificial bone structure. Compared to the human body, it has a shape close to that of the human body, so it can be used to acquire techniques such as cytology during actual examinations, and to acquire treatment techniques such as local injections that deal with malignant tumors. it can.
また、表在性用プローブの校正用標準器としても有効となる。 It is also effective as a calibration standard for superficial probes.
本発明に係る医学用超音波ファントムは、人工皮膚と、人体の各種器官の形状に造形した人工器官と、人工組織と、人工骨構造体とを有し、人工骨構造体の内部に人工器官および人工組織を組み込み、人工骨構造体の外面に人工皮膚を貼り付けることにより、人体に近似させたものである。従って、人体とほぼ同等の超音波画像が得られる。このため、より実際に近い超音波検査のトレーニングが可能であるため、従来のファントムより高い超音波検査技術の習得が可能である。 The medical ultrasonic phantom according to the present invention has artificial skin, an artificial organ shaped into various human body shapes, an artificial tissue, and an artificial bone structure, and the artificial organ inside the artificial bone structure In addition, an artificial tissue is incorporated, and artificial skin is pasted on the outer surface of the artificial bone structure to approximate the human body. Accordingly, an ultrasonic image substantially equivalent to that of a human body can be obtained. For this reason, training of ultrasonic inspection closer to actuality is possible, so it is possible to acquire higher ultrasonic inspection technology than a conventional phantom.
本発明の医学用超音波ファントムにおける人工皮膚は、エラストマー(elastmer)中に散乱体を封入し、脱気したエラストマー層と、エラストマー層の両面を覆うフィルム層とを有するものが好ましい。エラストマー層を設けることで、人体の皮膚組織に近い、適度な弾力と柔軟な展伸性を有する人工皮膚とすることができる。ただし、エラストマーは、表面の粘着性が高いため、その劣化を防止するべく、エラストマー層を設ける場合には、その両面を覆うフィルム層を設ける必要がある。 The artificial skin of the medical ultrasonic phantom of the present invention preferably has an elastomer layer in which a scatterer is encapsulated in an elastomer (elastmer) and a film layer covering both sides of the elastomer layer. By providing the elastomer layer, it is possible to obtain an artificial skin having an appropriate elasticity and flexible stretchability close to the human skin tissue. However, since an elastomer has a high adhesiveness on the surface, in order to prevent its deterioration, it is necessary to provide a film layer covering both surfaces of the elastomer layer.
エラストマーに散乱体を封入し、脱気することで、実際の皮膚に近似した超音波色調が得られる。なお、散乱体の添加量を調整すれば、超音波色調を変えることができるが、エラストマー層内に気泡が多く残存していると、所望の超音波色調が得られないことがある。このため、エラストマー層は、十分に脱気しておくことが好ましい。気泡は全く存在しないことが好ましい。但し、直径0.1mm以下の気泡であれば、許容できる場合がある。 By encapsulating a scatterer in an elastomer and degassing, an ultrasonic color tone that approximates the actual skin can be obtained. Note that the ultrasonic color tone can be changed by adjusting the addition amount of the scatterer. However, if many bubbles remain in the elastomer layer, the desired ultrasonic color tone may not be obtained. For this reason, it is preferable that the elastomer layer is sufficiently deaerated. Preferably no bubbles are present. However, bubbles having a diameter of 0.1 mm or less may be acceptable.
一方、エラストマー層の両面をフィルム層で覆うこととしたのは、エラストマー層および後述する人工器官などの乾燥を防止するためである。フィルム層としては、例えば、ポリエチレンフィルム層などの適度な弾力性と防水性とを兼ね備えたものを用いることができる。 On the other hand, the reason why both surfaces of the elastomer layer are covered with the film layer is to prevent drying of the elastomer layer and a prosthesis described later. As the film layer, for example, a film having appropriate elasticity and waterproofness such as a polyethylene film layer can be used.
本発明に係る医学用超音波ファントムの人工器官は、ゼラチンを主原料とする溶液と、エポキシ系架橋剤と、散乱体とを用いたものであることが好ましい。ゼラチンを主原料とする溶液、エポキシ系架橋剤および散乱体を混合し、各々の器官、更には皮下組織などの任意の形状に成形したものであれば、弾力性においても、超音波色調表現においても、限りなく生体に近い状態を再現することができる。ここで、ゼラチンを主原料とする溶液を用いることにより、生体の基準音速1540m/secに近似させて各部位を再現でき、従来のシリコンやスチレンでは出来なかった微細な組織、コントラスト(音速と減衰)が表現できる。なお、人工器官には人工臓器、即ち、各種臓器の音速を人体に近似させた造形臓器が含まれる。 The medical ultrasonic phantom prosthesis according to the present invention preferably uses a solution containing gelatin as a main raw material, an epoxy-based crosslinking agent, and a scatterer. A solution containing gelatin as the main raw material, an epoxy-based cross-linking agent, and a scatterer are mixed and molded into an arbitrary shape such as each organ or even subcutaneous tissue. However, it is possible to reproduce a state close to a living body. Here, by using a solution containing gelatin as a main raw material, each part can be reproduced by approximating the standard sound speed of living body 1540 m / sec, and a fine structure and contrast (sound speed and attenuation) that cannot be achieved with conventional silicon or styrene. ) Can be expressed. The artificial organ includes an artificial organ, that is, a shaped organ in which the sound speed of various organs is approximated to a human body.
なお、器官としては、例えば、肝臓、胆嚢、膵臓、脾臓、腎臓、膀胱、前立腺、子宮、卵巣、心臓、甲状腺、副腎などがあり、また、組織としては、皮膚、粘膜、脂肪、筋肉、骨、脈管などがある。また、人体にはリンパ液、関節液、血液、尿、胸腹水などの体内液状成分が存在している。 Organs include, for example, liver, gallbladder, pancreas, spleen, kidney, bladder, prostate, uterus, ovary, heart, thyroid, adrenal gland, etc., and tissues include skin, mucous membrane, fat, muscle, bone There are vascular etc. The human body contains liquid components in the body such as lymph, joint fluid, blood, urine and pleural ascites.
本発明に係る医学用超音波ファントムの人工骨格構造体は、ABS樹脂等の樹脂を用いて人体の骨格構造の形状に造形したものであり、その表面に微細な凹凸を有するものが好ましい。人工骨格構造は、人体の骨格構造に近似した超音波画像を得ると共に、医学用超音波ファントムの強度を確保する役割も有しているため、ある程度の強度を有することが好ましい。このため、ABS樹脂等の樹脂を用いるのが好ましいが、表面に凹凸がないものを使用すると、超音波を全反射し、人体の骨格構造に近似した超音波画像が得られない場合がある。従って、人工骨格構造には、超音波を適度に散乱反射させるべく、微細な凹凸を設けることが好ましい。 The artificial skeleton structure of the medical ultrasonic phantom according to the present invention is formed into a shape of a skeleton structure of a human body using a resin such as ABS resin, and preferably has fine irregularities on the surface thereof. The artificial skeletal structure preferably has a certain level of strength because it obtains an ultrasound image that approximates the skeleton structure of the human body and also has the role of ensuring the strength of the medical ultrasonic phantom. For this reason, it is preferable to use a resin such as an ABS resin. However, if a resin having no irregularities on the surface is used, the ultrasonic wave may be totally reflected and an ultrasonic image approximate to the human skeleton structure may not be obtained. Therefore, it is preferable to provide fine irregularities in the artificial skeleton structure in order to appropriately scatter and reflect ultrasonic waves.
本発明に係る医学用超音波ファントムの人工皮膚の内部には、人工皮下組織、人工筋肉組織および人工脂肪組織を有することが好ましい。人体の皮膚周辺部分には、皮膚層の他、皮下脂肪層などが3層〜5層積層した構造を有しており、通常、これらの総厚さは3〜5mm程度である。従って、人工皮膚層の内部に、人工皮下組織、人工筋肉組織および人工脂肪組織を有するものとし、より人体に近い表在組織とするのが好ましい。特に、人工皮膚およびこれらの組織の総厚さは3mm〜5mmとするのが好ましい。また、超音波の色調表現に対応するべく、それぞれの層の散乱体の添加量を調整することが好ましい。このように、人工皮膚層の内部に、人工皮下組織、人工筋肉組織および人工脂肪組織を存在せしめた医学用超音波ファントムは、表在性プローブを用いた臨床・疾患診断に使用することができる。 The artificial skin of the medical ultrasonic phantom according to the present invention preferably has an artificial subcutaneous tissue, an artificial muscle tissue and an artificial fat tissue. The peripheral part of the human skin has a structure in which three to five layers of subcutaneous fat layers and the like are laminated in addition to the skin layer, and the total thickness of these layers is usually about 3 to 5 mm. Therefore, it is preferable that the artificial skin layer has an artificial subcutaneous tissue, an artificial muscle tissue, and an artificial fat tissue, and is a superficial tissue closer to the human body. In particular, the total thickness of the artificial skin and these tissues is preferably 3 mm to 5 mm. Moreover, it is preferable to adjust the addition amount of the scatterer of each layer in order to correspond to the color tone expression of ultrasonic waves. As described above, the medical ultrasonic phantom in which the artificial subcutaneous tissue, the artificial muscle tissue, and the artificial fat tissue are present inside the artificial skin layer can be used for clinical / disease diagnosis using the superficial probe. .
本発明に係る医学用超音波ファントムにおいては、散乱体の添加量を調整することにより、人工皮膚および/または人工器官の超音波画像上の色調を変化させることが好ましい。これにより、各種人工器官(人工臓器、人工組織、人工血管など)の超音波画像上の色調を変化させることができるため、より実際の人体に近いファントムとなる。なお、同じ人工臓器でも、散乱対の添加量を変えることで、正常な臓器と、病巣組織を持つ臓器とを表現することができる。 In the medical ultrasonic phantom according to the present invention, it is preferable to change the color tone on the ultrasonic image of the artificial skin and / or prosthesis by adjusting the amount of scatterer added. Thereby, since the color tone on the ultrasonic image of various artificial organs (artificial organ, artificial tissue, artificial blood vessel, etc.) can be changed, it becomes a phantom closer to an actual human body. Even in the same artificial organ, it is possible to express a normal organ and an organ having a lesion tissue by changing the amount of added scattering pairs.
本発明に係る医学用超音波ファントムにおいては、散乱体として、カーボングラファイト、デンプン粒、脂肪類および繊維組織から選択される一種以上を用いることが好ましい。これらの散乱体は、適度な減衰率を有しているため、各種人工器官の超音波画像を適切に調整することができる。 In the medical ultrasonic phantom according to the present invention, it is preferable to use at least one selected from carbon graphite, starch granules, fats and fiber tissue as the scatterer. Since these scatterers have an appropriate attenuation rate, ultrasonic images of various prostheses can be appropriately adjusted.
なお、各器官を再現した人工器官を作製する時に、散乱体などの量を微調整して、正常な人工器官と異なる減衰率を有する悪性腫瘍、脂肪腫などの疑似病巣組織を同時に封入すれば、病巣抽出技術の習得も可能となり、その悪性組織の生体検査における穿刺行為も同時に行うことができる。この技術を応用すれば、腹部等の深部モデルや前立腺などの特殊プローブを用いる領域のファントムへの応用が可能となり、幅広くその模擬人体の再現が可能となる。 When producing prostheses that reproduce each organ, finely adjust the amount of scatterers, etc., and simultaneously enclose pseudo-focal tissues such as malignant tumors and lipomas that have a different decay rate from normal prostheses. In addition, it becomes possible to learn the focus extraction technique, and it is possible to simultaneously perform the puncture action in the biopsy of the malignant tissue. If this technology is applied, it can be applied to a phantom in a region using a deep model such as the abdomen or a special probe such as the prostate, and a wide range of simulated human bodies can be reproduced.
図8は、人体の頭頸部における内部組織および臓器の解剖図を示している。図8に示すように、頭頸部は、皮膚、甲状腺(甲状腺峡部、甲状腺右葉、甲状腺左葉)、気管、食道、血管(内頸静脈、総頚動脈)などの器官と、胸鎖乳突筋などの筋肉組織、椎体などの骨格構造体などで構成されている。以下、頭頸部の形状および超音波特性を再現した医学用超音波ファントムを例にとって、本発明の実施例を説明する。なお、本発明は、この実施例に限定されない。 FIG. 8 shows an anatomical view of internal tissues and organs in the head and neck of the human body. As shown in FIG. 8, the head and neck is composed of organs such as skin, thyroid gland (thyroid gland, right thyroid gland, left thyroid gland), trachea, esophagus, blood vessels (internal jugular vein, common carotid artery), and sternocleidomastoid muscle. It consists of skeletal structures such as muscle tissue and vertebral bodies. Embodiments of the present invention will be described below by taking a medical ultrasonic phantom that reproduces the shape and ultrasonic characteristics of the head and neck as an example. In addition, this invention is not limited to this Example.
図3〜図5には、本発明の医学用超音波ファントムの一例を示す模式図を示しており、図3は概略図、図4は正面図、図5は側面図をそれぞれ示している。なお、図4および図5に示す例では、人工皮膚、人工気管、人工皮下組織、人工筋肉組織、人工脂肪組織など一部の器官および組織を省略している。また、図6および図7は、本発明の医学用超音波ファントムの例を示す写真である。 3 to 5 are schematic views showing an example of the medical ultrasonic phantom of the present invention. FIG. 3 is a schematic view, FIG. 4 is a front view, and FIG. 5 is a side view. 4 and 5, some organs and tissues such as artificial skin, artificial trachea, artificial subcutaneous tissue, artificial muscle tissue, and artificial fat tissue are omitted. 6 and 7 are photographs showing examples of the medical ultrasonic phantom of the present invention.
図3の概略図に示すように、本発明の医学用超音波ファントム(頭頸部ファントム)は、例えば、表面層301、皮下脂肪層302および内膜層303で構成される人工皮膚と、人工筋肉304と、人工血管305と、人工甲状腺306と、人工気管307と、人工頸椎308とを積層状に組み込んで構成したものである。本発明の医学用超音波ファントム(頭頸部ファントム)は、より具体的には、例えば、図3および図4に示すような構造をしている。即ち、図4および図5に示すように、本発明の医学用超音波ファントム(頭頸部ファントム)は、人工下顎骨313と、人工舌下腺312と、人工リンパ腺311と、人工舌骨310と、人工甲状軟骨309と、人工甲状腺306と、人工総頚動脈305aと、内頸静脈305bとを有している。
As shown in the schematic diagram of FIG. 3, the medical ultrasonic phantom (head and neck phantom) of the present invention includes, for example, an artificial skin composed of a surface layer 301, a subcutaneous fat layer 302 and an
それぞれの人工器官および人工組織は、ゼラチンと水及び微粉末の散乱体(超音波反射材)を配合し、エポキシ系架橋剤を用いて、それぞれの器官および組織の形状に成型加工したものである。また、それぞれの人工器官および人工組織においては、散乱体の添加量を変化させて、音速および減衰率を変更した。人工下顎骨313などの骨格構造としては、ABS樹脂を用いた(図6も合わせて参照)。なお、人工甲状軟骨309および気管307についてはABS・アクリルなどの素材により成型させたものを使用した。
Each artificial organ and artificial tissue is a mixture of gelatin, water and fine powder scatterers (ultrasonic reflector), and molded into each organ and tissue using an epoxy-based crosslinking agent. . In each prosthesis and tissue, the speed of sound and the attenuation rate were changed by changing the amount of scatterer added. ABS resin was used as a skeletal structure such as the artificial mandible 313 (see also FIG. 6). The
図7に示すように、人工下顎骨313の外面には、エラストマー中に散乱体を封入し、脱気したエラストマー層と、エラストマー層の両面を覆うフィルム層とを有する人工皮膚を貼り付けて、頭頸部外郭構造とした。頭頸部外郭構造の内部に、前掲の臓器、組織および甲状軟骨、気管などの各器官を積層構造に組み上げて、ゼラチンと架橋材を混合した封入材により一定の強度を保ちながら硬化させその形状を保持した状態で、封入した。封入材は、あまり高架橋率であると使用時の操作性が悪くなり、内部の部位別での弾力性が無くなることから、適切な範囲での架橋率とした。これにより、全体の音速を人体に近似させることが可能となった。
As shown in FIG. 7, on the outer surface of the
本発明の医学用超音波ファントムは、人体とほぼ同等の超音波画像が得られるので、より実際に近い超音波検査のトレーニングが可能であるため、従来のファントムより高い超音波検査技術の習得が可能である。本発明の医学用超音波ファントムは、特に、高周波プローブを用いた臨床・疾患診断に使用することができる。 The medical ultrasonic phantom of the present invention can obtain an ultrasonic image almost equivalent to that of the human body. Is possible. The medical ultrasonic phantom of the present invention can be used particularly for clinical / disease diagnosis using a high-frequency probe.
100 従来の医学用超音波ファントム
101 周辺組織に対応する部材
102 病巣に対応する部材
201 表面被覆材
202 周辺組織に対応する部材
203 病巣に対応する部材
301 人工皮膚(表面層)
302 人工皮膚(皮下脂肪層)
303 人工皮膚(内膜層)
304 人工筋肉
305 人工血管
305a 人工血管(人工内頸静脈)
305b 人工血管(人工総頚動脈)
306 人工甲状腺
307 人工気管
308 人工頚椎
309 人工甲状軟骨
310 人工舌骨
311 人工リンパ腺
312 顎下腺
313 下顎骨
DESCRIPTION OF
302 Artificial skin (subcutaneous fat layer)
303 Artificial skin (intimal layer)
304 Artificial muscle 305
305b Artificial blood vessel (artificial common carotid artery)
306 Artificial thyroid 307
Claims (8)
Priority Applications (1)
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