基于3D打印技术构建仿真儿童CT增强腹部体模的测试研究

作者：欧阳荣珍; 孙爱敏; 王谦; 郭辰; 李剑颖; 胡立伟^*; 钟玉敏

来源：中国医学物理学杂志, 2019, 36(03): 307-310.

• 3D打印技术
• CT
• 腹部体膜
• 儿童

目的:本研究构建仿真的儿童CT增强腹部体模,并验证其解剖结构的CT衰减特性与正常儿童腹部增强CT图像质量比较。方法:基于3D打印直写成型技术,将聚氨酯和三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)作为混合的打印材料。使用不同浓度的TCEP(0%～60%)混合材料,在不同管电压下(80～120 kV),评价TCEP混合材料浓度和CT值的线性关系。根据患者CT影像数据设计并打印仿真动脉期儿童CT增强腹部体模。体模在CT下重复3次扫描以评估数据一致性。将仿真CT图像与正常儿童的CT图像比较,对肝脏、腹主动脉、肾皮质、脾脏和肌肉的CT值、图像噪声、对比噪声比(CNR)进行计算和客观评价。采用5分制,由两个放射科医生对图像质量进行主观评价。结果:在不同的管电压下,TCEP浓度变化和CT值之间都存在良好的线性关系(P<0.001, r=0.99)。除了腹主动脉,仿真体模各解剖结构CT值与正常儿童一致(P>0.05)。肝脏、肾皮质和脾脏的体模图像比正常儿童的图像有更高的CNR值(7.08±0.83 vs 5.50±0.48、14.18±2.48vs10.67±1.05、11.84±1.69 vs 8.78±0.53)。仿真体模CT图像噪声相比于正常儿童基本一致[(12.3±1.47)HU vs (13.7±1.5)HU]。但主观图像质量评分略低(4.35±0.17 vs 4.72±0.17、4.50±0.16 vs 4.65±0.12)。结论:研究证明通过3D打印直写成型技术构建仿真体模具有可行性,且图像质量和一致性良好。仿真的儿童CT体模能模拟不同患者体型的组织衰减特性,可用于优化CT剂量和重建算法。

• 单位
  上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心