CC BY
135
Специальный выпуск: Материалы XIXмеждународного конгресса "Здоровье и образование в XXI веке"
18-20 декабря 2017, г. Москва —--—
МЕДИЦИНСКИЙ ФАНТОМ
Захаров И.Д., Петрова П.В.
Петрозаводский Государственный университет Медицинского Института, г. Петрозаводск, Российская
Федерация
Аннотация. В статье описывается создание медицинского фантома, аналога ткани печени человека, который создается на основе желатина. При помощи фантома можно проводить множество медицинских практик, например, таких, как биопсия печени или шунтирование и оттачивать эти навыки. Наш фантом в разы дешевле, чем иностранные аналоги, а в перспективе и качественней. Он способен восстанавливать свою структуру при высоких температурах и не требует больших затрат. Ключевые слова: фантом, УЗИ, имитация ткани
Использование новых технологий в наши дни очень важно для развития медицины. Для исключения использования человеческого организма для практики тех или иных исследований или испытаний, мы разработали вещество, которое является аналогом человеческих тканей и органов. Данное вещество называется фантом. Мы не первые в мире, кто работает над изобретением фантома, но наша разработка гораздо дешевле, чем уже созданные аналоги из Индии, Великобритании и Италии. Поэтому мы считаем, что за нашей разработкой стоит будущее.
Цель исследования. Изначально нашей целью было создание стабильной версии фантома, сейчас же она заключается в том, чтобы улучшить качество и ускорить процесс производства фантомов.
Материалы и методы исследования. Для производства нашего фантома использовалась желатиновая эссенция, смешанная в определенной пропорции с дистиллированной водой и тальком. На 50 г желатина приходится 380 мл воды. Данную смесь нужно охлаждать в морозильной камере 15 мин при температуре -20 градусов. Когда желатин полностью гидролизуется, нужно достать смесь и кипятить ее в присутствии талька до кипения. Тальк придает эхогенность раствору. Далее следует слить раствор в пресс- форму, постоянно помешивая, чтобы тальк равномерно распределился по всей смеси. Когда раствор начнет застывать, необходимо поместить пресс-форму в холодильную камеру при температуре 4 градуса. Спустя 72 часа достать фантом. Для обезвреживания раствора во время кипячения добавлять соль №0. Если же этого не сделать, спустя неделю на поверхности фантома образуется плесень. При должном хранении при температуре 4 градуса срок службы увеличивается в 4 и более раз.
Для тренировки пункций, инъекций и операционного вмешательства используется мишень. С плотностью раствора в два раза меньшей. Она помещается в полиэтиленовую оболочку и используется противовес, чтобы предотвратить всплывание мишени. При помощи противовеса можно установить мишень на разных уровнях. Также в качестве мишени можно использовать строительный силикон. Для этого в уже готовом фантоме делается отверстие, куда заливается силикон, затем отверстие закрывается растворенным раствором фантома, который в последствие застывает и приобретает прежнюю форму.
Иностранные аналоги изготавливаются с помощью пластика, имитирующего костную ткань шейного отдела позвоночника. Расплавленный пластик заливается в пресс-форму и застывает. Также костную ткань, в частности грудину, можно изготовить из парафинового геля и воска. Аналог мягких тканей изготавливают из силикона, животного мяса, желатина. При использовании силикона возникает проблема токсичности производства и дороговизны процесса. При использовании животного мяса возникает проблема гниения органических тканей. Также, что силикон, что мясо, являются одноразовыми в применении, так как не имеют возможности восстановить свои свойства. Наш фантом при нагревании и дальнейшем охлаждении принимает нативную форму. В иностранных аналогах при изготовлении желатинового фантома, эхогенность достигалась с помощью крупно зернистой муки.
Результаты и их обсуждение. Мы получили аналог печени. Преимущества нашего фантома заключаются в том, что он легковоспроизводимый, самовосстанавливающийся, многоразовый и недорогой в производстве. Однако, у нашей разработки есть недостаток, по истечении двух недель фантом покрывается плесенью. Для улучшения качества нужно увеличить срок годности продукта путем увеличения концентрации гипертонического раствора или добавлением антигрибковых препаратов и искать пути имитации кожи.
Специальный выпуск: Материалы XIXмеждународного конгресса "Здоровье и образование в XXI веке"
18-20 декабря 2017, г. Москва —--—
| щщрге.з,
Лбд 1 / IgSfr" I Информация запроса операции
Рис 1. УЗИ изображение фантома печени
1-Мишень №1
2- Мишень №2
Заключение. Наш фантом это находка для практикующих врачей и студентов. При помощи него врач
оттачивает свои профессиональные навыки, а студент приобретает их без вреда для здоровья реального человека.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Cabrelli L. C., Pelissari P. I. B. J. B., Deana A. M., Carneiro A. A. O., Pavan T. Z. Stable phantom materials for ultrasound and optical imaging//Physics in Med. and Biol. - 2017. - no. 62. - pp. 432 - 447.
[2] Cheruparambath V., Sampath S., Deshikar L. N., Ismail H. M., Bhuvana K. A low - coast reusable phantom for ultrasound - guided subclavian vein cannulation//Indian Journal of Critical Care Medicine. - 2012. - vol. 16. - no. 3. - pp. 163 - 165.
[3] Hunt A., Ristolainen A., Ross P., Opik R., Krumme A., Kruusmaa M. Low coast anatomically realistic renal biopsy phantoms for interventional radiology trainees//European Journal of Radiology. - 2013. - no. 82. - pp. 594 - 600.
[4] Lerman I., Souzdalnitski D., Narouze S. A low-coast, durable, combined ultrasound and fluoroscopic phantom for cervical transforaminal injections//Regional Anesthesia and Pain Medicine. - 2012. - vol. 37. - no. 3. - pp. 344 - 348.
[5] Nicholson R. A., Crofton M. Training phantom for ultrasound guided biopsy//The British Journal of Radiology. -1997. - no. 70. - pp. 192 - 194.
[6] Richardson C., Bernard S., Dinh V. A. A cost - effective, gelatin - based phantom model for learning ultrasound -guided fine - needle aspiration procedures of the head and neck//J Ultrasound Med. - 2015. - no. 4. - pp. 1479 - 1484.
[7] Vieria S. L., Pavan T. Z., Junior J. E., Carneiro A. O. Paraffin - gel tissue - mimicking material for ultrasound -guided needle biopsy phantom//Ultrasound in Med. and Biol. - 2013. - vol. 39. - no. 12. - pp. 2477 - 2484.
MEDICAL PHANTOM
Zakharov I.D., Petrova P. V.
Petrozavodsk State University Medical Institute, Petrozavodsk, Russian Federation
Annotation. In the article it described making medical phantom, which is supposed to be an analog of human liver which is based on gelatin. With help of phantom we may practice medical skills such as biopsy or shunting, and improve them. Our phantom is much more cheaper than foreign ones and in future more qualified. It can regenerate with help of high temperature and doesn't need much money to waste. Key words: phantom, ultrasound, imitation of tissue
