WO2016159711A1 - 인체 내 장기모사 팬텀 - Google Patents

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WO2016159711A1
WO2016159711A1 PCT/KR2016/003396 KR2016003396W WO2016159711A1 WO 2016159711 A1 WO2016159711 A1 WO 2016159711A1 KR 2016003396 W KR2016003396 W KR 2016003396W WO 2016159711 A1 WO2016159711 A1 WO 2016159711A1
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WO
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main body
phantom
inner support
ductility
human body
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PCT/KR2016/003396
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English (en)
French (fr)
Inventor
김남국
김국배
Original Assignee
울산대학교 산학협력단
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models

Definitions

  • the present invention relates to an organ simulation phantom in the human body implemented to be similar to the actual organs in the human body.
  • medical equipment is an imaging device that allows a detailed observation of the state inside the human body, and includes a computed tomography (CT) device, a magnetic resonance imaging device (MRI), or a nuclear medical imaging device (SPECT) or a positron emission device.
  • CT computed tomography
  • MRI magnetic resonance imaging device
  • SPECT nuclear medical imaging device
  • PET positron emission device
  • the CT device, the MRI device, the SPECT device, or the PET device have different advantages and disadvantages in terms of photographing principles, and thus, a photographing device that displays images well according to a diagnosis purpose is selectively used.
  • a phantom that simulates an organ is used for the purpose of quality control of an imaging device or for surgery, procedure, research, and education.
  • the phantom is housed in a long-term mimetic body in a cylindrical casing having a predetermined diameter.
  • the conventional phantom has a problem that it is difficult to accurately implement the shape corresponding to the shape deformation of the organ due to the action of gravity due to different ductility due to the difference in the structure and configuration of the actual organ.
  • the conventional phantom has a problem in that it is difficult to manufacture a visual appearance structure similar to the actual organs, softness, texture, and touch, and thus it is difficult to deliver an accurate feeling to the user during surgery / procedure / research / education.
  • An object of the present invention is to provide a long-term phantom simulation phantom in the human body similar to the actual body organs softness, texture, touch, appearance structure.
  • the present invention is a liquid body which is formed in the main body of the tubular structure having a space portion provided inside, the inner support body of the porous structure for supporting the main body, filled in the main body space portion to control the ductility and refractive index of the main body And a medium, wherein the main body and the inner support have a ductility, and the main body and the inner support provide an internal organ simulation phantom.
  • the inner support may be a lattice structure.
  • the inner support may be arranged to be spaced apart from each other a plurality of wall structures.
  • the medium may be a mixed configuration of saturated sodium hydroxide iodide, pure glycerol, water.
  • the medium may be mixed with saturated sodium hydroxide iodide 78.5 to 79.5% by weight, pure glycerol 18.5 to 19.5% by weight, residual water.
  • an inlet is formed at one side of the main body to allow the medium to enter the space portion of the main body, and the main body may be provided with an opening and closing lid for opening and closing the inlet.
  • the outer surface of the main body is formed in the shape of an organ of the body, the main body and the inner support may be integrally formed by 3D printing.
  • the body of the tubular structure and the inner support of the porous structure for supporting the inside of the body is formed integrally with the ductile, and filling the liquid medium inside the body, the actual organ in the body It has similar ductility, texture, and shape.
  • FIG. 1 is a perspective view of the organ simulation phantom in the human body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
  • 3 and 4 is a schematic cross-sectional view of the organ simulation phantom in the human body according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an organ phantom in human body according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 and 2
  • the human organ simulation phantom includes a main body 100, an inner support 200, and a medium 300.
  • the main body 100 is a cylindrical structure provided with a space inside to store the inner support 200 and the medium 300 to be described later. Such an outer shape of the main body 100 may be formed to have the shape of an actual organ in the body.
  • the main body 100 may be formed of a polymer-based synthetic resin having a ductility.
  • the thickness of the main body 100 may be selectively used to have ductility and texture of actual organs in the body.
  • the inlet 110 may be formed at one side of the main body 100 to penetrate the inside and the outside of the main body 100 to supply the media 300 to be described later to the space portion of the main body 100.
  • the main body 100 is provided with an opening and closing lid 120 to open and close the inlet 110. That is, when the opening and closing lid 120 is fastened to the inlet 110, the inlet 110 is sealed, and when the opening and closing lid 120 is separated from the inlet 110, the inlet 110 is closed. Open state.
  • the inner support 200 is a portion that supports the main body 100 to maintain the main body 100 in the shape of an actual organ in the body. That is, the inner support 200 is connected to the inner surface of the main body 100 in a state of being inserted into the inner space portion of the main body 100, the main body 100 is simulated in the shape of an organ It is possible to maintain a cylindrical shape.
  • the inner support 200 has a porous structure to maximize the ductility in the state to maintain the shape of the main body 100, the polymer-based synthetic resin having a ductility similar to the main body 100 described above It can be formed as.
  • the inner supporter 200 is formed of a three-dimensional lattice structure to fill the space portion inside the main body 100, but is not limited thereto and may be formed in a structure in which a plurality of lattice plate structures are spaced apart from one another. Of course.
  • the inner support 200 may be formed in a structure in which a plurality of wall structures are spaced apart from each other, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the inner support 200 may be formed of a three-dimensional pattern structure that mimics the organ in which blood vessels are formed to be similar to the inner side of an actual organ. That is, the inner supporter 200 may be inserted into the space part of the main body 100 in a state of being formed of a three-dimensional pattern structure simulated up to the blood vessel part, thereby supporting the main body 100.
  • the inner supporter 200 is formed to be connected to the inner surface of the main body 100 in an integrated state while being inserted into the space portion of the main body 100 so as to stably maintain the shape of the main body 100. do. That is, since the main body 100 and the inner support 200 are integrally formed through 3D printing, the main body 100 can be accurately simulated and the shape of the main body 100 can be stably maintained. Will be.
  • the medium 300 makes it possible to adjust the refractive index of the inside of the main body 100 and the ductility characteristic of the main body 100 in a state filled in the space inside the main body 100.
  • the medium 300 is formed in a liquid state so that the main body 100 maintains ductility in a state filled in the space of the main body 100.
  • the medium 300 is a mixture of saturated sodium hydroxide iodide, pure glycerol, and water to adjust the refractive index and ductility in the state in which the main body 100 and the inner support 200 is formed of a polymer-based synthetic resin do.
  • the medium 300 is preferably mixed with saturated sodium hydroxide iodide 78.5 to 79.5% by weight, pure glycerol 18.5 to 19.5% by weight, the residual water, but not limited to this in a state filled inside the main body 100
  • the composition ratio can be adjusted in consideration of the ductility and texture.
  • the saturated sodium hydroxide iodide is less than 78.5% by weight, the refractive index is lowered.
  • the saturated sodium hydroxide iodide exceeds 79.5% by weight, the refractive index is increased, but the ductility of the medium 300 is reduced.
  • the pure glycerol is less than 18.5% by weight, the ductility becomes small and the texture is not good.
  • the pure glycerol is more than 19.5% by weight, the softness is increased while the texture is improved, but the refractive index is lowered.
  • the internal organ simulation phantom in accordance with an embodiment of the present invention has been described as having an outer surface of the main body 100 having a shape of an actual organ in the human body, but is not limited thereto.
  • the inner support body 200 of the porous structure is formed integrally with the ductility so as to support the inner side of the main body 100 in a state in which the side is formed to have a variety of shapes according to the circular or square or other uses, the main body By filling the liquid medium 300 inside the (100) it can be composed of a structure having excellent ductility and texture and shape, it can be used for a variety of purposes, of course.
  • the human body organ phantom phantom of the embodiment includes the main body 100 having a tubular structure in which an outer side surface is formed in an actual organ shape of the body, and the inner supporter having a porous structure supporting the inside of the main body 100. While the 200 is soft and integrally formed by 3D printing, the liquid medium 300 is filled inside the main body 100 to have a ductility, texture, and shape similar to that of an internal organ.

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Abstract

본 발명은, 내측에 공간부가 마련된 통 구조의 본체, 상기 본체 공간부에 형성되어, 상기 본체를 지지하는 다공성 구조의 내측지지체, 상기 본체 공간부에 채워져 상기 본체의 연성 및 굴절률을 조절하는 액상의 매체를 포함하며, 상기 본체와 상기 내측지지체는 연성을 가지고, 상기 본체와 상기 내측지지체는 일체 형성되는 인체 내 장기모사 팬텀을 제공하는 바, 실제 신체 내 장기와 유사한 연성, 질감, 형상을 가지게 된다.

Description

인체 내 장기모사 팬텀
본 발명은 인체 내 실제 장기와 유사하도록 구현된 인체 내 장기모사 팬텀에 관한 것이다.
일반적으로, 의료 장비에는 인체 내부의 상태를 자세히 관찰할 수 있도록 하는 촬영장치로서, 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI), 또는 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET) 등이 있으며 각자 각종 종양을 진단하고 치료하는데 중요한 역할을 담당한다.
이러한, 상기 CT장치나 MRI장치나 SPECT장치나 PET장치는 촬영원리가 상호 달라 각각의 장단점을 가지므로 진단목적에 따라 영상이 잘 나오는 촬영장치를 선택적으로 사용한다.
이때 촬영장치의 정도관리, 또는 수술/시술/연구/교육 등의 목적으로 장기를 모사한 팬텀이 사용된다. 이같이 팬텀은 일정 직경을 가지는 원통 형태의 케이싱 내부에 장기 모사체가 수용 설치된다.
그러나, 종래의 팬텀은 실제 장기의 내외측 구조 및 구성의 차이로 인한 연성이 다름으로 인해, 중력의 작용에 따른 장기의 형상 변형에 대응되는 형상을 정확하게 구현하기 어려운 문제점이 있다. 더불어, 종래의 팬텀은, 실제 장기와 연성, 질감, 촉감과 더불어 시각적 외형 구조를 유사하게 제조하기 어려워 수술/시술/연구/교육시 정확한 느낌을 사용자에게 전달하기 어려운 문제점이 있다.
이러한, 선출원된 종래의 팬텀은, 대한민국등록특허공보 제10-0517889호(2005.09.22)에 제시된다.
본 발명은, 실제 신체 내 장기와 연성, 질감, 촉감, 외형 구조를 유사하게 구현한 인체 내 장기모사 팬텀을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 내측에 공간부가 마련된 통 구조의 본체, 상기 본체 공간부에 형성되어, 상기 본체를 지지하는 다공성 구조의 내측지지체, 상기 본체 공간부에 채워져 상기 본체의 연성 및 굴절률을 조절하는 액상의 매체를 포함하며, 상기 본체와 상기 내측지지체는 연성을 가지고, 상기 본체와 상기 내측지지체는 일체 형성되는 인체 내 장기모사 팬텀을 제공한다.
또한, 상기 내측지지체는, 격자구조물 일 수 있다.
또한, 상기 내측지지체는, 복수개의 벽 구조물을 상호 이격되게 배치할 수 있다.
또한, 상기 매체는, 포화 수산화된 요오드화나트륨, 순수글리세롤, 물이 혼합 구성일 수 있다.
또한, 상기 매체는, 포화 수산화된 요오드화나트륨 78.5 내지 79.5중량%, 순수글리세롤 18.5 내지 19.5중량%, 잔여의 물로 혼합 형성될 수 있다.
또한, 상기 본체의 일측에는 상기 매체를 상기 본체의 공간부로 유입할 수 있도록 유입구가 형성되며, 상기 본체에는 상기 유입구를 개폐시키는 개폐뚜껑이 마련될 수 있다.
또한, 상기 본체의 외측면은 신체의 장기 형상으로 형성되며, 상기 본체와 상기 내측지지체는 3D프린팅으로 일체 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 인체 내 장기모사 팬텀은, 통 구조의 본체와, 본체 내측을 지지하는 다공성 구조의 내측지지체가 연성을 가지면서 일체 형성됨과 더불어 본체 내측에 액상의 매체를 채움으로써, 실제 신체 내 장기와 유사한 연성, 질감, 형상을 가지게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 내 장기모사 팬텀의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인체 내 장기모사 팬텀의 개략 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 내 장기모사 팬텀의 사시도이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 인체 내 장기모사 팬텀은, 본체(100), 내측지지체(200), 매체(300)를 구비하고 있다.
상기 본체(100)는 이후 설명될 내측지지체(200)와 매체(300)를 저장할 수 있도록 내측에 공간부가 마련된 통 형상 구조물이다. 이러한, 상기 본체(100)의 외측 형상은 신체 내 실제 장기의 모양을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 본체(100)는 연성을 가지는 폴리머 계열의 합성수지로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 본체(100)의 두께는 신체 내 실제 장기의 연성 및 질감을 가지게 하도록 선택적용할 수 있다.
여기서, 상기 본체(100)의 일측에는 이후 설명될 매체(300)를 상기 본체(100)의 공간부로 공급할 수 있도록 유입구(110)가 상기 본체(100)의 내외측을 관통하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 본체(100)에는 상기 유입공(110)을 개폐하도록 개폐뚜껑(120)이 마련된다. 즉, 상기 개폐뚜껑(120)이 상기 유입구(110)에 체결될 경우, 상기 유입구(110)는 밀폐되고, 상기 개폐뚜껑(120)이 상기 유입구(110)에서 이탈될 경우 상기 유입구(110)는 개방상태가 된다.
상기 내측지지체(200)는 상기 본체(100)를 신체 내 실제 장기의 모양으로 유지할 수 있게 상기 본체(100)를 지지하는 부분이다. 즉, 상기 내측지지체(200)는 상기 본체(100)의 내측 공간부에 삽입 배치된 상태로 상기 본체(100)의 내측면과 연결되어, 상기 본체(100)가 장기의 모양으로 모사된 상태의 통 형상을 유지할 수 있게 한다. 여기서, 상기 내측지지체(200)는 상기 본체(100)의 형상을 유지하도록 지지한 상태에서 연성을 최대화할 수 있도록 다공성 구조를 가지며, 앞서 설명한 상기 본체(100)와 마찬가지로 연성을 가지는 폴리머 계열의 합성수지로 형성될 수 있다. 즉, 상기 내측지지체(200)는 상기 본체(100) 내측의 공간부를 채울 수 있도록 3차원의 격자구조물로 형성되나, 이에 한정하지 않고 복수의 격자판 구조물을 상호 나란하게 이격 배치한 구조로 형성될 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 내측지지체(200)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 복수개의 벽 구조물을 상호 이격되게 배치한 구조로 형성될 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 내측지지체(200)는 실제 장기의 내측과 유사하도록 혈관이 형성된 장기를 모사한 3차원의 패턴 구조물로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 내측지지체(200)는 혈관 부분까지 모사된 3차원 패턴 구조물로 형성된 상태에서 상기 본체(100)의 공간부에 삽입 배치되어, 상기 본체(100)를 연결 지지할 수 있다.
이같은, 상기 내측지지체(200)는 상기 본체(100)의 형상을 안정적으로 유지할 수 있도록 상기 본체(100)의 공간부에 삽입 배치된 상태에서 상기 본체(100) 내측면과 일체 상태로 연결되도록 형성된다. 즉, 상기 본체(100)와 상기 내측지지체(200)는 3D프린팅을 통해 일체상태로 연결 형성됨으로서, 실제 장기의 형상을 정확하게 모사할 수 있음과 더불어 상기 본체(100)의 형상도 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
상기 매체(300)는 상기 본체(100) 내측의 공간부에 채워진 상태에서 상기 본체(100) 내측의 굴절률 및 상기 본체(100)의 연성 특성을 조절할 수 있게 한다. 이러한, 상기 매체(300)는 상기 본체(100)의 공간부에 채워진 상태에서 상기 본체(100)가 연성을 유지할 수 있도록 액상으로 형성된다. 여기서, 상기 매체(300)는 상기 본체(100) 및 상기 내측지지체(200)를 폴리머 계열의 합성수지로 형성시킨 상태에서 굴절률과 연성을 조절할 수 있도록 포화 수산화된 요오드화나트륨, 순수글리세롤, 물을 혼합 형성한다.
이때, 상기 매체(300)는 포화 수산화된 요오드화나트륨 78.5 내지 79.5중량%, 순수글리세롤 18.5 내지 19.5중량%, 잔여의 물로 혼합 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고 상기 본체(100) 내측에 채워진 상태에서 연성 및 질감을 고려하여 구성비를 조절할 수 있음은 물론이다. 여기서, 상기 포화 수산화된 요오드화나트륨이 78.5중량% 미만일 경우에는 굴절률이 낮아지며, 상기 포화 수산화된 요오드화나트륨이 79.5중량%를 초과할 경우에는 굴절률은 높아지나 상기 매체(300)의 연성이 작아지게 된다. 그리고, 상기 순수글리세롤이 18.5중량% 미만일 경우에는 연성이 작아지면서 질감이 좋지 않게 되며, 상기 순수글리세롤이 19.5중량% 초과할 경우에는 연성이 높아지면서 질감은 좋아지나 굴절률이 낮아지는 문제점이 있다.
여기서, 일 실시예에 따른 상기 인체 내 장기모사 팬텀은, 상기 본체(100)의 외측면이 인체 내 실제 장기의 모양을 가지도록 형성한 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 상기 본체(100)의 외측면을 원형이나 사각 또는 그 외의 사용 용도에 따라 다양한 형상을 가지도록 형성시킨 상태에서 상기 본체(100) 내측을 지지하도록 다공성 구조의 상기 내측지지체(200)가 연성을 가지면서 일체로 형성되고 상기 본체(100) 내측에 액상의 매체(300)를 채워 넣어 우수한 연성과 질감 및 형상을 가지는 구조물로 구성시킬 수 있는 바, 다양한 용도로 사용할 수도 있음은 물론이다.
이와 같이, 일 실시예의 상기 인체 내 장기모사 팬텀은, 외측면이 신체의 실제 장기모양으로 형성된 통 구조의 상기 본체(100)와, 상기 본체(100) 내측을 지지하는 다공성 구조의 상기 내측지지체(200)가 연성을 가지면서 3D프린팅으로 일체 형성됨과 더불어 상기 본체(100) 내측에 액상의 매체(300)를 채움으로써, 실제 신체 내 장기와 유사한 연성, 질감, 형상을 가지게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 내측에 공간부가 마련된 통 구조의 본체와;
    상기 본체 공간부에 형성되어, 상기 본체를 지지하는 다공성 구조의 내측지지체와;
    상기 본체 공간부에 채워져 상기 본체의 연성 및 굴절률을 조절하는 액상의 매체를 포함하며,
    상기 본체와 상기 내측지지체는 연성을 가지고,
    상기 본체와 상기 내측지지체는 일체 형성되는 인체 내 장기모사 팬텀.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측지지체는, 격자구조물 인 인체 내 장기모사 팬텀.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측지지체는, 복수개의 벽 구조물을 상호 이격되게 배치한 인체 내 장기모사 팬텀.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 매체는, 포화 수산화된 요오드화나트륨, 순수글리세롤, 물이 혼합 구성된 인체 내 장기모사 팬텀.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 매체는, 포화 수산화된 요오드화나트륨 78.5 내지 79.5중량%, 순수글리세롤 18.5 내지 19.5중량%, 잔여의 물로 혼합 형성된 인체 내 장기모사 팬텀.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 일측에는 상기 매체를 상기 본체의 공간부로 유입할 수 있도록 유입구가 형성되며,
    상기 본체에는 상기 유입구를 개폐시키는 개폐뚜껑이 마련된 인체 내 장기모사 팬텀.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 외측면은 신체의 장기 형상으로 형성되며,
    상기 본체와 상기 내측지지체는 3D프린팅으로 일체 형성되는 인체 내 장기모사 팬텀.
PCT/KR2016/003396 2015-04-02 2016-04-01 인체 내 장기모사 팬텀 WO2016159711A1 (ko)

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