用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，包括依次層疊設(shè)置的透聲層、薄膜層、反射層和耦合層。該仿生體具有用于超聲換能器聚焦性能評(píng)價(jià)，計(jì)量超聲治療劑量等方面的可行性。
【專利說(shuō)明】用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于仿生【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體。

【背景技術(shù)】
[0002]高強(qiáng)度聚焦超聲(HighIntensity Focused Ultrasound, HIFU)是近年來(lái)迅速發(fā)展的無(wú)創(chuàng)治療技術(shù)。HIFU的聚焦性能和劑量與治療的安全性、有效性和穩(wěn)定性密切相關(guān)。
[0003]超聲聚焦性能評(píng)估主要是通過(guò)仿生體在超聲作用下的溫度變化，以及超聲對(duì)組織的凝固性破壞情況，能有效檢測(cè)到超聲聚焦過(guò)程中，聲通道的溫度變化過(guò)程以及該溫度對(duì)組織的變性情況，同時(shí)能有效傳遞超聲，對(duì)超聲聚焦性能無(wú)明顯的削弱作用，在生物學(xué)上的相關(guān)參數(shù)與人體相近，特別是聲阻抗參數(shù)要接近人體的軟組織聲阻抗參數(shù)。
[0004]超聲聚焦在整個(gè)超聲傳遞區(qū)域分為三大部分，一是超聲聲波發(fā)生區(qū)，該區(qū)域靠近超聲換能器，囊括了整個(gè)超聲聚焦通道的起始部分，臨床使用中也是最為靠近人體的皮膚表面部分，因此需要對(duì)超聲能量分布以及能量變化過(guò)程進(jìn)行觀察，防止出現(xiàn)過(guò)于高的能量作用于人體皮膚，出現(xiàn)燙傷事件；二是超聲傳遞通道部分，該部分是處于超聲發(fā)生源與超聲聚焦焦點(diǎn)之間，實(shí)現(xiàn)了超聲能量聚焦的整體過(guò)程，實(shí)現(xiàn)由體外非常微弱的聲波能量在聚焦焦點(diǎn)處形成高溫的焦點(diǎn)區(qū)域，臨床使用中主要是會(huì)通過(guò)人體體內(nèi)的正常組織，因此對(duì)該部分的能量進(jìn)行嚴(yán)格的觀察以及監(jiān)控是非常有必要的。
[0005]目前對(duì)超聲聚焦的焦點(diǎn)能量進(jìn)行檢測(cè)的手段已經(jīng)比較成熟，兩大主要評(píng)估方式，一是物理概念上的評(píng)估方式，主要是通過(guò)聲強(qiáng)/聲場(chǎng)測(cè)量以觀測(cè)焦點(diǎn)位置以及周圍的聲強(qiáng)分布，二是主要通過(guò)生物仿生組織或離體組織進(jìn)行觀測(cè)。目前的技術(shù)主要是關(guān)注超聲聚焦的聚焦性能，部分研究過(guò)于注重超聲聚焦焦點(diǎn)的能量提升方面，而忽略超聲聚焦傳遞過(guò)程中，聲通道的能量變化過(guò)程。聲通道的能量過(guò)高會(huì)直接影響著超聲聚焦治療的安全性，因此在研究超聲聚焦焦點(diǎn)能量的基礎(chǔ)上也應(yīng)注重超聲聚焦聲通道中能量問(wèn)題。然而目前對(duì)于超聲通道的能量檢測(cè)技術(shù)相對(duì)薄弱，同時(shí)沒(méi)有一個(gè)很好的超聲聚焦傳遞能量反饋介質(zhì)來(lái)評(píng)估超聲聚焦聲通道的溫度變化。
[0006]由于聲強(qiáng)測(cè)量設(shè)備相對(duì)昂貴，同時(shí)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題不適用超聲聚焦研究，常見(jiàn)的聲強(qiáng)測(cè)量設(shè)備并不適用于超聲聚焦性能評(píng)估領(lǐng)域，因此，通常采用生物仿生介質(zhì)進(jìn)行超聲聚焦性能評(píng)估，目前尚無(wú)一種可以多次使用、制作成本合適、適用于超聲聚焦實(shí)驗(yàn)的有效評(píng)估的仿生體。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，可以計(jì)量超聲治療劑量等方面的可行性。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案如下:
[0009]一種用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，包括依次層疊設(shè)置的透聲層、薄膜層、反射層和耦合層。
[0010]進(jìn)一步:所述透聲層的厚度為2?3cm。
[0011]進(jìn)一步:所述薄膜層的厚度為0.08?0.12mm。
[0012]進(jìn)一步:所述反射層的厚度為4?8cm。
[0013]進(jìn)一步:所述稱合層的厚度為3?5cm。
[0014]進(jìn)一步:所述透聲層、所述薄膜層、所述反射層和所述耦合層的形狀分別為圓形，所述圓形的直徑為15?20cm。
[0015]進(jìn)一步:所述仿生體從所述透聲層到所述耦合層的直徑逐漸減小，形成圓臺(tái)體。
[0016]進(jìn)一步，所述仿生體還包括:凝膠包裹層，所述透聲層、所述薄膜層、所述反射層和所述耦合層設(shè)置在所述凝膠包裹層內(nèi)。
[0017]進(jìn)一步:所述凝膠包裹層的厚度為5?10mm。
[0018]上述實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體通過(guò)透聲層、薄膜層、反射層和耦合層的層結(jié)構(gòu)設(shè)置，綜合利用各層的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲聚焦聲通道性能的評(píng)估。其中，透聲層用于反饋超聲聚焦最靠近換能器部分的溫度變化情況；薄膜層用于模擬生物組織間的粘膜等相關(guān)組織架構(gòu)；反射層用于在聲通道的中下部位的能量變化時(shí)，測(cè)試超聲進(jìn)行靶治療區(qū)時(shí)所產(chǎn)生的反射聲波作用情況，檢測(cè)靶區(qū)周圍的能量分布情況；耦合層用于衡量二次反射后的聲波能量對(duì)超聲聚焦治療聲通道中的組織損傷程度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0022]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體使用時(shí)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0024]如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體的結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0025]本實(shí)用新型實(shí)例提供了一種用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，包括依次層疊設(shè)置的透聲層1、薄膜層2、反射層3和耦合層4。
[0026]上述實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體通過(guò)透聲層、薄膜層、反射層和耦合層的層結(jié)構(gòu)設(shè)置，綜合利用各層的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲聚焦聲通道性能的評(píng)估。其中，透聲層用于反饋超聲聚焦最靠近換能器部分的溫度變化情況；薄膜層用于模擬生物組織間的粘膜等相關(guān)組織架構(gòu)；反射層用于在聲通道的中下部位的能量變化時(shí)，測(cè)試超聲進(jìn)行靶治療區(qū)時(shí)所產(chǎn)生的反射聲波作用情況，檢測(cè)靶區(qū)周圍的能量分布情況；耦合層用于衡量二次反射后的聲波能量對(duì)超聲聚焦治療聲通道中的組織損傷程度。
[0027]各層的厚度和材質(zhì)皆是參考超聲聚焦治療腫瘤時(shí)超聲所經(jīng)過(guò)的通道信息而制定的，每個(gè)層面所需要反應(yīng)的信息以及功能是不同的，各層的厚度和材質(zhì)的選擇也不同，具體如下:
[0028]透聲層I的厚度為2?3cm。由于透聲層能有效模擬聲能量堆積時(shí)間較短這一生物特性，因此透聲層的厚度相對(duì)較薄。如果透聲層的厚度超過(guò)3cm，會(huì)導(dǎo)致透聲層有效模擬聲能量堆積過(guò)程的作用下降，如果透聲層的厚度小于2cm，則對(duì)反映超聲聚焦過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的皮膚-脂肪層組織，以及反饋超聲聚焦過(guò)程對(duì)淺層組織的影響的作用降低。
[0029]由于透聲層的主要用途是檢測(cè)超聲聚焦治療過(guò)程中靠近皮膚層面的能量信息，而且能高度模擬人體皮膚的溫度變化參數(shù)信息，具有高度的溫度敏感性，因此，在一實(shí)施例中，該透聲層I的材質(zhì)選用聚(N-異丙基丙烯酰胺-共-丙烯酰胺)水凝膠。該水凝膠是一種可變性共聚生物水凝膠，具有溫敏性，可在溫度發(fā)生變化時(shí)發(fā)生凝固性改變。該水凝膠形成的凝膠體在聲學(xué)特性上與人體接近或相同。使用該仿生體時(shí)，透聲層I貼近換能器部位，在超聲聚焦過(guò)程中首先實(shí)現(xiàn)超聲的傳遞耦合功能。該透聲層能實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲聚焦過(guò)程傳遞能量、透射聲波，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)在透射過(guò)程中的能量檢測(cè)，當(dāng)透聲層溫度達(dá)到45攝氏度以上時(shí)出現(xiàn)凝固性變白的化學(xué)變化。由于聲通道上層的溫度和能量相對(duì)集中且比較小，所以該處生物水凝膠仿生體的物質(zhì)仿生突變溫度需要更加敏感，同時(shí)啟動(dòng)化學(xué)變化反應(yīng)的溫度相對(duì)薄膜層和反射層更低。透聲層約在43攝氏度時(shí)逐漸開(kāi)始變化，當(dāng)達(dá)到55攝氏度而且持續(xù)30s時(shí)透聲層能出現(xiàn)在聲通道位置的整體變性。同時(shí)該透聲層在整個(gè)架構(gòu)中的作用是測(cè)量聲通道中最為靠近聲波發(fā)出處的溫度持續(xù)變化情況，由于在人體試驗(yàn)中，最靠近換能器的人體組織是皮膚，皮膚對(duì)溫度的敏感性要高于其他內(nèi)在的組織，因此需要模擬體也具備這樣的特性和生物體需求的靈敏度度以及可觀測(cè)性。該透聲層還需要具備高度透明度，由于當(dāng)水凝膠體的溫度達(dá)到一定數(shù)值并且持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使得溫度變化區(qū)域的水凝膠變白色，因此，高度的透明度能有效捕獲到物質(zhì)變化的過(guò)程，能充分及時(shí)反饋出相關(guān)能量變化的信息。
[0030]薄膜層2的厚度為0.08?0.12_。薄膜層是用于隔離透聲層與反射層的一種模擬生物粘膜以及組織包膜，如果薄膜層的厚度小于0.08mm,則薄膜層容易漏；如果薄膜層的厚度大于0.12mm，則薄膜層有效模擬生物粘膜以及組織包膜的性能的作用下降。
[0031]薄膜層2為仿組織生物薄膜。該仿組織生物薄膜的透聲性能良好。薄膜層是用于模擬生物組織間的粘膜等相關(guān)組織架構(gòu)，起到生物包膜的作用。在超聲聚焦治療腫瘤過(guò)程中超聲必然通過(guò)生物組織的包膜，而包膜對(duì)超聲聚焦的傳遞產(chǎn)生一種減損耗的作用，在該仿生體中必須考慮到這一點(diǎn)，需要全面掌握好超聲聚焦過(guò)程中各種干擾信息，在有干擾信息下的超聲聚焦治療模擬才是最為接近人體組織的真實(shí)狀況，更好更準(zhǔn)確地反饋出反射層的能量真實(shí)性以及參考性，測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)也就更加具備參考價(jià)值。
[0032]反射層3的厚度為4?8cm。反射層主要用于在超聲聚焦模擬治療過(guò)程中模擬腫瘤周圍的正常組織。腫瘤周圍的正常組織是能夠承受相對(duì)較高的溫度，溫度很高時(shí)才會(huì)發(fā)生不可逆反應(yīng)，因此和透聲層相比較，在該層的能量沒(méi)有透聲層敏感，同時(shí)該區(qū)域的組織體積相對(duì)較大，對(duì)超聲能量的散失也是有著比較好的作用。因?yàn)樵搶拥哪芰可⑹鄬?duì)較慢，所以反射層的厚度相對(duì)較厚。如果仿生層的厚度小于4cm，則由于反射層模擬的組織是肌肉層，反射層厚度太小，有可能會(huì)把一些能量信息遺漏，使模擬效果不佳；如果仿生層的厚度大于8cm，則反射層過(guò)厚，不符合人體特質(zhì)，有可能把過(guò)多的能量吸收而影響超聲聚焦過(guò)程能量檢測(cè)。
[0033]反射層3的材質(zhì)為基于蛋清的N-異丙基丙烯酰胺-共-丙烯酰胺凝膠體。該膠體以蛋清為組織變性的評(píng)價(jià)手段。使用時(shí)，反射層主要用于模擬在聲通道的中下部位的能量變化情況，測(cè)試超聲在作用于焦點(diǎn)靶區(qū)時(shí)所產(chǎn)生的反射聲波作用情況以及觀察在焦點(diǎn)位置周圍的能量變化情況。因?yàn)槁曂ǖ郎系慕橘|(zhì)相對(duì)均勻，能量傳遞以及能量累積位置與能量大小基本上是相同的，因此當(dāng)特定區(qū)域出現(xiàn)持續(xù)高的溫度的時(shí)候，仿生體就能發(fā)生由于凝固性壞死而產(chǎn)生的變白，所以只要確保反射層沒(méi)有出現(xiàn)凝固性壞死可以證明超聲聚焦在該區(qū)域的溫度或者是能量是安全的，不會(huì)對(duì)生物組織產(chǎn)生不可逆的損傷。
[0034]稱合層4的厚度為3?5cm。稱合層的主要目的是衡量二次反射后的聲波能量對(duì)超聲聚焦治療聲通道中的組織損傷程度，以及使得超聲聚焦通過(guò)的路徑累積最好達(dá)到9cm?15cm。反射層以及透聲層的總厚度沒(méi)有達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，因此需要補(bǔ)充超聲路徑中的仿生體厚度，該仿生體為純的N-異丙基丙烯酰胺-共-丙烯酰胺凝膠，不包括蛋白質(zhì)衡量質(zhì)。如果耦合層的厚度小于3cm，則超聲聚焦通過(guò)的路徑累積沒(méi)有達(dá)到9cm?15cm，使效果變差；如果耦合層的厚度大于5cm，則不符合超聲傳遞過(guò)程中經(jīng)過(guò)組織的厚度，也會(huì)使效果變差。
[0035]耦合層4的材質(zhì)為生物水凝膠。該生物水凝膠具備高透聲效果。耦合層的主要目的是衡量二次反射后的聲波能量對(duì)超聲聚焦治療聲通道中的組織損傷程度，使用時(shí)，該耦合層靠近超聲聚焦焦點(diǎn)位置，因此耦合層需要的溫變溫度較透聲層要高一些，可能達(dá)到60攝氏度的時(shí)候才會(huì)發(fā)生凝固性壞死變化。同時(shí)該耦合層的作用是更加真實(shí)地模擬人體治療過(guò)程中的超聲波傳遞路徑以及能量層。
[0036]在本申請(qǐng)一優(yōu)選的實(shí)施例中，透聲層1、薄膜層2、反射層3和耦合層4的形狀分別為圓形，該圓形的直徑為15?20cm，即每層的直徑為15?20cm。仿生體用于模擬組織包膜(主要是薄膜層模擬)，需要結(jié)合包膜的厚度以及聲參數(shù)，如密度、透聲性、聲阻抗等參數(shù)綜合考慮每層的直徑，小于或大于該直徑范圍都會(huì)影響模擬包膜的信息的反饋。當(dāng)然，本申請(qǐng)并不以此為限，該透聲層1、薄膜層2、反射層3和耦合層4的形狀也可以為正方形、長(zhǎng)方形或者其他合適的形狀，此時(shí)，該形狀的邊長(zhǎng)為15?20cm。
[0037]由于超聲聚焦聲通道的形狀一般為圓錐形，因此，在本申請(qǐng)一優(yōu)選的實(shí)施例中，仿生體從透聲層I到耦合層4的直徑逐漸減小。當(dāng)仿生體的每層為圓形時(shí)，該仿生體的形狀也呈圓臺(tái)形。仿生體的這種形狀在有效模擬超聲聚焦治療腫瘤時(shí)超聲所經(jīng)過(guò)的通道信息的情況下，還能夠節(jié)約材料。
[0038]為了便于在存放和攜帶時(shí)固定該仿生體，并使仿生體的每層之間隔絕空氣，在一優(yōu)選的實(shí)施例中，該仿生體還包括凝膠包裹層5。如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體的結(jié)構(gòu)示意圖二。透聲層1、薄膜層2、反射層3和耦合層4設(shè)置在凝膠包裹層5內(nèi)。凝膠包裹層5的厚度為5?10_。使用該仿生體時(shí)，將凝膠包裹層去除即可。
[0039]本實(shí)用新型實(shí)施例在制備該仿生體過(guò)程中主要是實(shí)現(xiàn)仿生水凝膠的制備，在透聲層以及反射層中根據(jù)需要添加不同的蛋白質(zhì)原液，調(diào)節(jié)各個(gè)層面的PH值即可。具體地，本實(shí)用新型實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體的制備方法如下:
[0040]一、制備透聲層，具體步驟如下:
[0041]1、按需取各試劑與儀器至實(shí)驗(yàn)臺(tái)；
[0042]2、取5個(gè)透明的一次性塑料杯按順序擺置；
[0043]3、按劑量需要分別稱量定量醋酸(10?15ml)、牛血清白蛋白(6?1g)、丙烯酰胺(15?20g)、甲叉雙丙烯酰胺(I?2g)至各個(gè)塑料杯中，加入適量的去氣水?dāng)嚢枞芙庵苽浞磻?yīng)原液，其中牛血清白蛋白溶液制備需要按照特定的攪拌工藝，該工藝主要包括試劑加入順序以及試劑添加時(shí)機(jī)，以及攪拌方式、攪拌方向等。上述混合液制備完畢后按照牛血清白蛋白、醋酸、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺這樣的順序加入到反應(yīng)器里面，再適量添加去氣水，充分混勻后(至無(wú)顆粒狀試劑懸浮)，再加入適量去汽水約至385ml得到反應(yīng)原液，該過(guò)程中攪拌棒靠近玻璃杯璧位置開(kāi)始按照逆時(shí)針的方向，以每圈約5s的速度進(jìn)行攪拌，攪拌30s后，靜置20s再按照順時(shí)針攪拌，速度提升至3s每圈，攪拌約1s后靜置即可；
[0044]4、取適量反應(yīng)原液測(cè)試其pH值，判斷pH值是否在4?5的范圍內(nèi)，如不符合，則添加適量的醋酸溶液調(diào)節(jié)其PH值直到符合要求；
[0045]5、將反應(yīng)原液定量(約390ml?410ml)添加到120*120*50mm的成型容器中；
[0046]6、取定量的N，N，N’，N’ -四甲基二乙胺(TEMED)溶液于步驟5的反應(yīng)原液中，稍微攪拌至均勻，再添加適量的過(guò)硫酸銨溶液，適當(dāng)順時(shí)針攪拌，至充分溶解；
[0047]7、室溫下靜置后約15秒后自然凝固成仿組織透明體模；
[0048]8、10分鐘后使用溶解氯化鈉溶液的去氣水水洗該仿組織透明體模表面，抖動(dòng)成型容器，使得該仿組織透明體模剝離成型容器中，將透明的仿組織透明體模置于去氣水中靜置即得到透聲層。
[0049]該透聲層為生物共聚水凝膠。聚(N-異丙基丙烯酰胺-共-丙烯酰胺)水凝膠中的丙烯酰胺(Aery I amide，AAm)與N-異丙基丙烯酰胺(NIPA)的摩爾比例，與P (NIPA-C0-AA)水凝膠的較低臨界溶解溫度(Lower critical solut1n temperature, LCST),即體積相變溫度直接相關(guān)。本實(shí)用新型通過(guò)AAm和NIPA的不同比例合成的水凝膠LCST測(cè)試，找到了適合作為超聲聲通道仿組織體模的配比。
[0050]二、制備薄膜層:
[0051]1、混合作為溫度顯示劑的牛血清白蛋白(BSA)和聚丙烯酰胺凝膠(PAG)；
[0052]2、通過(guò)檸檬酸緩沖液將上述混合液的pH調(diào)節(jié)至4.3?4.7范圍內(nèi)得到用于該薄膜層的仿組織體模；
[0053]3、測(cè)定仿組織體模的透光度、吸光率、密度、導(dǎo)電率和比熱等參散，并用恒溫水浴進(jìn)行溫變性測(cè)試。
[0054]該薄膜層是一種生物溫變型基體透聲層載體，可選在特定溫度下發(fā)生凝固性變形的生物蛋白質(zhì)為載體，該可視化仿組織體模與生物組織熱凝固溫度相似。
[0055]三、制備反射層，具體步驟如下:
[0056]1、按需取各試劑與儀器至實(shí)驗(yàn)臺(tái)；
[0057]2、取5個(gè)透明的一次性塑料杯按順序擺置；
[0058]3、按劑量需要分別稱量定量醋酸(10?15ml)、三只雞蛋的蛋清、丙烯酰胺(15?20g)、甲叉雙丙烯酰胺(I?2g)至各個(gè)塑料杯中，加入適量的去氣水?dāng)嚢枞芙庵苽浞磻?yīng)原液，其中雞蛋清溶液制備需要按照特定的攪拌工藝，該工藝主要包括試劑加入順序以及試劑添加時(shí)機(jī)，以及攪拌方式、攪拌方向等。上述液體制備完畢后按照三只雞蛋的蛋清、醋酸、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺這樣的順序加入到反應(yīng)器里面。再適量添加去氣水，充分混勻后(至無(wú)顆粒狀試劑懸浮)，再加入適量去汽水約至385ml得到反應(yīng)原液，該過(guò)程中攪拌棒靠近玻璃杯璧位置開(kāi)始按照逆時(shí)針的方向，以每圈約5s的速度進(jìn)行攪拌，攪拌30s后，靜置20s再按照順時(shí)針攪拌，速度提升至3s每圈，攪拌約1s后靜置即可；
[0059]4、取適量反應(yīng)原液測(cè)試其pH值，判斷pH值是否在4?5的范圍內(nèi)，如不符合，則添加適量的醋酸溶液調(diào)節(jié)其PH值直到符合要求；
[0060]5、將反應(yīng)原液定量(約390ml?410ml)添加到120*120*50mm的成型容器中；
[0061]6、取定量的TEMED溶液于步驟5的反應(yīng)原液中，稍微攪拌至均勻，再添加適量的過(guò)硫酸銨溶液，適當(dāng)順時(shí)針攪拌，至充分溶解；
[0062]7、室溫下靜置后約20秒后自然凝固成仿組織透明體模。
[0063]8、10分鐘后使用溶解氯化鈉溶液的去氣水水洗該仿組織透明體模表面，抖動(dòng)成型容器，使得仿組織透明體模剝離成型容器中，將透明的仿組織透明體模置于去氣水中靜置得到反射層。
[0064]反射層是一種生物溫變型基體反射層載體。因?yàn)橥嘎晫拥臏刈冃韵鄬?duì)來(lái)說(shuō)要比反射層敏感，因此在制備反射層的過(guò)程中需要通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的生物PH值來(lái)改變蛋白質(zhì)發(fā)生變性的溫度界限，通過(guò)增加酸性物質(zhì)降低PH值，實(shí)現(xiàn)與透聲層的區(qū)分，其制作采用的蛋白質(zhì)載體是蛋白清。
[0065]四、再次是制備耦合層，具體步驟如下:
[0066]1、按需取各試劑與儀器至實(shí)驗(yàn)臺(tái)；
[0067]2、取5個(gè)透明的一次性塑料杯按順序擺置；
[0068]3、按劑量需要分別稱量定量丙烯酰胺(15?20g)、甲叉雙丙烯酰胺(I?2g)至各個(gè)塑料杯中，加入適量的去氣水?dāng)嚢枞芙?，充分混勻?至無(wú)顆粒狀試劑懸浮)，再加入適量去氣水約至380ml得到反應(yīng)原液；
[0069]4、將反應(yīng)原液定量(約390ml?410ml)添加到120*120*50mm的成型容器中；
[0070]5、取定量的TEMED溶液于步驟4的反應(yīng)原液中，稍微攪拌至均勻，再添加適量的過(guò)硫酸銨溶液，適當(dāng)順時(shí)針攪拌，至充分溶解；
[0071]6、室溫下靜置約20秒后自然凝固成仿組織透明體模；
[0072]7、10分鐘后使用溶解氯化鈉溶液的去氣水水洗該仿組織透明體模表面，抖動(dòng)成型容器，使得仿組織透明體模剝離成型容器中，將透明的仿組織透明體模置于去氣水中靜置得到偶合層。
[0073]五、制備凝膠成型反應(yīng)原液，具體步驟如下:
[0074]1、按需取各試劑與儀器至實(shí)驗(yàn)臺(tái)；
[0075]2、取5個(gè)透明的一次性塑料杯按順序擺置；
[0076]3、按劑量需要分別稱量定量丙烯酰胺(15?20g)、甲叉雙丙烯酰胺(I?2g)至各個(gè)塑料杯中，加入適量的去氣水?dāng)嚢枞芙?，充分混勻?至無(wú)顆粒狀試劑懸浮)，再加入適量去氣水約至380ml得到凝膠成型反應(yīng)原液，該凝膠成型反應(yīng)原液是一種超聲聚焦耦合反應(yīng)原液。
[0077]六、仿生體整體制備，具體步驟如下:
[0078]1、選取仿生體最終成型容器，尺寸為150*150*100mm ;
[0079]2、取耦合層仿生體固體凝膠置于底部；
[0080]3、然后放置反射層仿生凝膠疊加在耦合層凝膠上部；
[0081]4、鋪設(shè)尺寸為120*120的薄膜層于反射層上部；
[0082]5、再放置透聲層水凝膠固體于薄膜上方；
[0083]6、使用玻璃棒調(diào)整三塊水凝膠以及薄膜位置使得盡可能對(duì)齊；
[0084]7、加入凝膠成型反應(yīng)原液于最終成型器中直至完全浸沒(méi)三層固體的水凝膠以上約 Icm ；。
[0085]8、取定量的TEMED溶液于混合液中，稍微攪拌至均勻，再添加適量的過(guò)硫酸銨溶液，適當(dāng)順時(shí)針攪拌，至充分溶解；
[0086]9、室溫下靜置約20秒后自然凝固成本申請(qǐng)的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，該仿生體具有由凝膠成型反應(yīng)原液凝固后形成的凝膠包裹層，該仿生體的中間沒(méi)有空氣或者隔層。
[0087]如圖3所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體使用時(shí)的示意圖。
[0088]使用該仿生體時(shí)，超聲聚焦換能器6插入到該仿生體中，該仿生體的透聲層I靠近超聲聚焦換能器的最上方，該仿生體的耦合層4靠近超聲聚焦換能器的最下方的焦點(diǎn)61。
[0089]綜上所述，該仿生體為一種溫度敏感性記憶型水凝膠作為智能型超聲體模，可以用于超聲聚焦聲場(chǎng)研究、超聲聚焦安全性評(píng)估、超聲聚焦能量觀察、超聲聚焦療效評(píng)估架構(gòu)和超聲透聲窗的【技術(shù)領(lǐng)域】，通過(guò)對(duì)仿生體的體積相變溫度的調(diào)控，各種聲學(xué)、熱學(xué)參數(shù)的檢測(cè)，以及在HIFU中效應(yīng)的初步檢測(cè)，表明該仿生體具有用于超聲換能器聚焦性能評(píng)價(jià)，計(jì)量超聲治療劑量等方面的可行性。
[0090]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于:包括依次層疊設(shè)置的透聲層、薄膜層、反射層和耦合層。
2.如權(quán)利要求1所述用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于:所述透聲層的厚度為2?3cm。
3.如權(quán)利要求1所述用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于:所述薄膜層的厚度為0.08?0.12mm。
4.如權(quán)利要求1所述用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于:所述反射層的厚度為4?8cm。
5.如權(quán)利要求1所述用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于:所述耦合層的厚度為3?5cm。
6.如權(quán)利要求1所述用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于:所述透聲層、所述薄膜層、所述反射層和所述耦合層的形狀分別為圓形，所述圓形的直徑為15?20cmo
7.如權(quán)利要求6所述用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于:所述仿生體從所述透聲層到所述耦合層的直徑逐漸減小，形成圓臺(tái)體。
8.如權(quán)利要求1所述用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于，還包括:凝膠包裹層，所述透聲層、所述薄膜層、所述反射層和所述耦合層設(shè)置在所述凝膠包裹層內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的用于超聲聚焦聲通道性能評(píng)估的仿生體，其特征在于:所述凝膠包裹層的厚度為5?10mm。
【文檔編號(hào)】A61N7/02GK203989524SQ201420434578
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】黃漢年, 江劍暉 申請(qǐng)人:深圳市普羅惠仁醫(yī)學(xué)科技有限公司