RU208224U1 - Фантом для исследования сосудов через кости черепа с использованием средств ультразвуковой визуализации - Google Patents

Фантом для исследования сосудов через кости черепа с использованием средств ультразвуковой визуализации Download PDF

Info

Publication number
RU208224U1
RU208224U1 RU2021116806U RU2021116806U RU208224U1 RU 208224 U1 RU208224 U1 RU 208224U1 RU 2021116806 U RU2021116806 U RU 2021116806U RU 2021116806 U RU2021116806 U RU 2021116806U RU 208224 U1 RU208224 U1 RU 208224U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
model
vessels
ultrasound
photopolymer
phantom
Prior art date
Application number
RU2021116806U
Other languages
English (en)
Inventor
Денис Владимирович Леонов
Николай Сергеевич Кульберг
Лидия Александровна Суслина
Original Assignee
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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")
Priority to RU2021116806U priority Critical patent/RU208224U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU208224U1 publication Critical patent/RU208224U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/286Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine for scanning or photography techniques, e.g. X-rays, ultrasonics
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30Anatomical models
    • G09B23/34Anatomical models with removable parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области биомедицинского моделирования, в частности - к фантомам для исследований сосудов мозга, и может использоваться в лабораториях ультразвуковой визуализации для обучения специалистов проведению ультразвуковой диагностики сосудов мозга, эхоконтрастирования, проверки оборудования и создания новых диагностических методик и приборов. Из уровня техники известен фантом для исследования сосудов (патент RU 2611905), взятый в качестве прототипа. Недостатком данного технического решения является то, что в нем используются лишь идеализированные модели сосудов и отсутствует модель костной ткани, необходимая для имитации ультразвукового обследования сосудов головы, которые скрыты за костями черепа. Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание фантома для ультразвуковых исследований, характеризующегося реалистичностью используемых моделей сосудов и условий наблюдения при помощи средств ультразвуковой диагностики. Решение данной задачи достигается тем, что предлагаемое устройство, в отличие от прототипа, содержит звукопоглощающий слой, модель костной ткани, крепления для шлангов, крепления для модели сосудов, пазы для креплений, штуцеры, реалистичную фотополимерную модель сосудов, причем звукопоглощающий слой покрывает внутреннюю поверхность резервуара, модель костной ткани располагается внутри резервуара над реалистичной фотополимерной моделью сосудов, реалистичная фотополимерная модель сосудов вставляется в крепления для модели сосудов, крепления для модели сосудов вставляются в пазы, размещенные на стенках внутри резервуара, шланги крепятся к резервуару при помощи креплений для шлангов, шланги соединены с реалистичной фотополимерной моделью сосудов при помощи штуцеров. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение реалистичности фантома и сокращение времени, затрачиваемого специалистом на освоение методик ультразвуковой диагностики.

Description

Полезная модель относится к области биомедицинского моделирования, в частности - к фантомам для исследований сосудов мозга, и может использоваться в лабораториях ультразвуковой визуализации для обучения специалистов проведению ультразвуковой диагностики сосудов мозга, эхоконтрастирования, проверки оборудования и создания новых диагностических методик и приборов.
Из уровня техники известен фантом для исследования сосудов [1], содержащий заполненный звукопроводящим веществом резервуар с прозрачной эластичной крышкой, в котором размещена система, образованная бифуркациями и соустьями трубок, имитирующая нормальные сосуды и сосуды с патологиями. Недостатком данного технического решения является то, что в нем используются лишь идеализированные модели сосудов и отсутствует модель костной ткани, необходимая для имитации ультразвукового обследования сосудов головы, которые скрыты за костями черепа.
Фантом [1] взят в качестве наиболее близкого аналога заявленного устройства. В отличие от прототипа предлагаемая полезная модель содержит более реалистичные имитации сосудов и может имитировать условия, возникающие при исследовании сосудов мозга, скрытых за костями черепа. За счет этого достигается большая реалистичность и расширяется область применения.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание фантома для ультразвуковых исследований, характеризующегося реалистичностью используемых моделей сосудов и условий наблюдения при помощи средств ультразвуковой диагностики.
Решение данной задачи достигается тем, что предлагаемое устройство, в отличие от технического решения [1], содержит звукопоглощающий слой, модель костной ткани, крепления для шлангов, крепления для модели сосудов, пазы для креплений, штуцеры, реалистичную фотополимерную модель сосудов, причем звукопоглощающий слой покрывает внутреннюю поверхность резервуара, модель костной ткани располагается внутри резервуара над реалистичной фотополимерной моделью сосудов, реалистичная фотополимерная модель сосудов вставляется в крепления для модели сосудов, крепления для модели сосудов вставляются в пазы, размещенные на стенках внутри резервуара, шланги крепятся к резервуару при помощи креплений для шлангов, шланги соединены с реалистичной фотополимерной моделью сосудов при помощи штуцеров.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение реалистичности фантома и сокращение времени, затрачиваемом специалистом на освоение методик ультразвуковой диагностики.
На Фиг. 1 представлена схема предлагаемого технического решения. Устройство состоит из креплений для шлангов 1, шлангов 2, резервуара 3, пазов 4, креплений для модели сосудов 5, штуцеров 6, реалистичной фотополимерной модели сосудов 7, звукопроводящего вещества 8, модели костной ткани 9 и звукопоглощающего слоя 10.
Все элементы связаны между собой следующим образом. Звукопоглощающий слой 10 покрывает внутреннюю поверхность резервуара 3, резервуар 3 заполнен звукопроводящим веществом 8, модель костной ткани 9 располагается внутри резервуара 3 над реалистичной фотополимерной моделью сосудов 7, реалистичная фотополимерная модель сосудов 7 вставляется в крепления для модели сосудов 5, крепления для модели сосудов 5 вставляются в пазы 4, размещенные на стенках внутри резервуара 3, шланги 2 крепятся к резервуару 3 при помощи креплений для шлангов 1, шланги 2 соединены с реалистичной фотополимерной моделью сосудов 7 при помощи штуцеров 6.
Работает устройство следующим образом. Резервуар 3 заполняют звукопроводящим веществом 8. В качестве звукопроводящего вещества можно использовать дегазированную воду, приготовленные необходимым образом желе на основе агаг-агара, желатина или аналогов, пластизоль, гель для ультразвукового исследования. Звукопроводящее вещество 8 должно полностью покрывать реалистичную фотополимерную модель сосудов 7 и крепления для модели сосудов 5. Если в качестве звукопроводящего вещества 8 используется текучая среда, например, дегазированная вода или гель для ультразвукового исследования, то вещество должно покрывать модель костной ткани 9, расположенную над реалистичной фотополимерной моделью сосудов 7, для осуществления контакта между ультразвуковым датчиком и моделью костной ткани 9. Если в качестве звукопроводящего вещества 8 используется не текучие среды, например, застывший пластизоль, желе на основе агар-агара или желатина, то для осуществления контакта между ультразвуковым датчиком и моделью костной ткани 9 дополнительно используют текучую звукопроводящую среду. С помощью системы управления потоком по реалистичной фотополимерной модели сосудов 7 пускают жидкость, которая по акустическим свойствам близка к крови. В качестве системы управления потоком может выступать, например, насос фирмы CIRS [2]. Он позволяет осуществлять циркуляцию имитирующей кровь жидкости в диапазоне скоростей от 0.04 мл/мин до 750 мл/мин, необходимое значение скорости устанавливается в зависимости от цели исследования. Реалистичную фотополимерную модель сосудов 7 может иметь как один, так и несколько входов и выходов, к ней может подключаться при помощи штуцеров необходимое количество шлангов для подачи и отвода имитирующей кровь жидкости. Ультразвуковой датчик устанавливается в контакте со звукопроводящим веществом в необходимом для исследования положении, положение датчика выбирается исследователем. При этом на экране ультразвукового медицинского диагностического устройства видны интересующие исследователя части фантома в серошкальном режиме или параметры потока имитирующей кровь жидкости в доплеровских режимах.
В качестве звукопоглощающего слоя можно использовать двухкомпонентный силикон ToolDecor Т20-25 Fast. Он выполняет функции звукопоглощения и герметизации резервуара.
Резервуар с пазами и крепления для шлангов и сосудов изготавливаются с использованием 3D-принтера методом послойного наплавления. В изготовленном нами образце размеры резервуара ограничивались областью печати 3D-принтера Picasso X Pro 20×20×20 см. Печать выполнялась из PLA пластика.
При изготовлении реалистичной фотополимерной модели сосудов и штуцеров используется 3D-печать высокого разрешения, что позволяет придавать модели необходимую форму, вносить интересующие патологии, такие как аневризмы, тромбы, бляшки и т.д. Мы использовали 3D-принтер Phrozen 4k, работающий по методу LCD фотолитографии. Толщину стенок реалистичной фотополимерной модели сосудов предпочтительно задавать не более 1 мм. При большой толщине стенок ухудшается звукопроницаемость, при малой толщине стенок могут возникнуть трудности с печатью и отверстия или трещины в стенках.
Модель костной ткани изготавливают методом фотолитографии на основе данных компьютерной томографии. Модель костной ткани можно делать съемной, тогда будет возможность проводить исследование при наличии и в отсутствии костной ткани, проводить сравнения. Также можно изготовить несколько образцов модели костной ткани на основе данных компьютерных термограмм различных людей, поскольку у всех людей кости разные, будет возможность учиться выполнять ультразвуковое исследование с использованием специфической для конкретного пациента модели костной ткани.
Фантом может содержать объекты для проверки пространственной, контрастной разрешающих способностей, разрешающей способности по скорости для проверки доплеровских режимов. Эти объекты могут удерживаться в креплениях для сосудов.
Фантом может использоваться для тренировки у врачей ультразвуковой диагностики навыков выявления характерных анатомических характеристик и патологий, в особенности, патологий развития сосудов.
Работа с фантомом обеспечит получение навыков: быстрого подбора режима ультразвукового сканирования для наилучшей визуализации различных областей и патологий; распознания проявления артефактов визуализации и их отличия от изображения кровотока; правильной постановки и координации руки с датчиком по ориентирам на экране ультразвукового прибора.
Источники информации
1. Устройство для обучения диагностике патологий внутренних органов методом эхоконтрастирования. Изобретение RU 2611905 опубликовано 01.03.2017 Бюл. №7.
2. Насос для создания потока фирмы CIRS, США. [Электронный ресурс] URL:https://www.cirsinc.com/products/ultrasounoyzerdine-hydrogel/doppler-flow-pump/ (дата обращения 02.02.2021).

Claims (2)

1. Фантом для исследования сосудов головы через кости черепа с использованием средств ультразвуковой визуализации, содержащий резервуар, заполненный звукопроводящим веществом, модель сосудов, изготовленную из фотополимера и соединенную со шлангами для подачи имитирующей кровь жидкости при помощи штуцеров, звукопоглощающий слой, модель костной ткани, размещенную внутри резервуара над моделью сосудов, крепления для шлангов, крепления для модели сосудов и пазы для креплений на стенках внутри резервуара, при этом звукопоглощающий слой покрывает внутреннюю поверхность резервуара, модель костной ткани располагается внутри резервуара над моделью сосудов, модель сосудов вставлена в крепления для модели сосудов, размещенные в пазах, а шланги прикреплены к резервуару при помощи креплений для шлангов.
2. Фантом по п. 1, отличающийся тем, что модель костной ткани выполнена съемной.
RU2021116806U 2021-06-09 2021-06-09 Фантом для исследования сосудов через кости черепа с использованием средств ультразвуковой визуализации RU208224U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021116806U RU208224U1 (ru) 2021-06-09 2021-06-09 Фантом для исследования сосудов через кости черепа с использованием средств ультразвуковой визуализации

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021116806U RU208224U1 (ru) 2021-06-09 2021-06-09 Фантом для исследования сосудов через кости черепа с использованием средств ультразвуковой визуализации

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU208224U1 true RU208224U1 (ru) 2021-12-08

Family

ID=79174638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021116806U RU208224U1 (ru) 2021-06-09 2021-06-09 Фантом для исследования сосудов через кости черепа с использованием средств ультразвуковой визуализации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU208224U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1727155A1 (ru) * 1990-01-15 1992-04-15 Донецкий государственный медицинский институт им.М.Горького Медицинский тренажер
US20090075244A1 (en) * 2005-02-03 2009-03-19 Christopher Sakezles Models and Methods of Using Same for Testing Medical Devices
RU106790U1 (ru) * 2010-01-11 2011-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" Тренажер для освоения мануальных хирургических навыков на мозговом отделе головы в реальной топографо-анатомической среде со сменными картриджами
US20150173715A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Raghu Raghavan Apparatus and method for distributed ultrasound diagnostics
RU2611905C2 (ru) * 2015-04-29 2017-03-01 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Смоленский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Устройство для обучения диагностике патологии внутренних органов методом эхоконтрастирования

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1727155A1 (ru) * 1990-01-15 1992-04-15 Донецкий государственный медицинский институт им.М.Горького Медицинский тренажер
US20090075244A1 (en) * 2005-02-03 2009-03-19 Christopher Sakezles Models and Methods of Using Same for Testing Medical Devices
RU106790U1 (ru) * 2010-01-11 2011-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" Тренажер для освоения мануальных хирургических навыков на мозговом отделе головы в реальной топографо-анатомической среде со сменными картриджами
US20150173715A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Raghu Raghavan Apparatus and method for distributed ultrasound diagnostics
RU2611905C2 (ru) * 2015-04-29 2017-03-01 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Смоленский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Устройство для обучения диагностике патологии внутренних органов методом эхоконтрастирования

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11120709B2 (en) System and method for teaching basic ultrasound skills
US20140004488A1 (en) Training, skill assessment and monitoring users of an ultrasound system
CA2794298A1 (en) Ultrasound simulation training system
JP2012503501A (ja) 医用画像診断のシミュレーション
World Health Organization Training in diagnostic ultrasound: essentials, principles and standards: report of a WHO study group
WO2005081205A1 (ja) カテーテル検査シミュレーションシステム
US20150356890A1 (en) Virtual neonatal echocardiographic training system
EP1795129B1 (en) Apparatus and method for displaying an ultrasound image
CN109820594A (zh) 一种利用超声波原始数据引导制作心脏局部3d打印模型的方法
WO2007100263A1 (en) Method for simulation of ultrasound images
KR20220063176A (ko) 초음파 안내 동적 모드 전환
CN115472051A (zh) 一种医学生手术操作模拟假人及使用方法
RU208224U1 (ru) Фантом для исследования сосудов через кости черепа с использованием средств ультразвуковой визуализации
Berlage et al. Supporting ultrasound diagnosis using an animated 3D model of the heart
RU211266U1 (ru) Фантом для ультразвуковых исследований
CN104055533A (zh) 一种4d探头
CN115953532A (zh) 教学用超声图像的显示方法、装置及超声图像的教学系统
RU2776983C1 (ru) Способ изготовления фантома для транскраниальных ультразвуковых исследований
RU220592U1 (ru) Фантом щитовидной железы для ультразвуковых исследований
JP2007178832A (ja) 超音波検査用心臓模型
Nikitichev et al. Placenta vasculature 3D printed imaging and teaching phantoms
RU2739667C1 (ru) Универсальный тренажер для обучения допплерометрии, пункции и катетеризации сосудов под ультразвуковым контролем
JP7488789B2 (ja) 超音波診断装置及び診断支援方法
WO2018045061A1 (en) Apparatus and method for optical ultrasound simulation
US20240008845A1 (en) Ultrasound simulation system