醫學影像仿真人體模型及其臨床應用

薛瑩，王瑞，李進丹，李志林，廖承德

云南省腫瘤醫院（昆明醫科大學第三附屬醫院）放射科，云南昆明650118

前言

隨著醫學影像技術學的迅猛發展，有關設備性能評價改進和輻射劑量的研究刻不容緩，為了避免危險實驗對人類生命和健康的威脅，仿真人體模型（Anthropomorphic Phantom）應運而生。體模由類似人體輻射衰減系數的材料制成，其一般作用是模擬輻射與全身組織或器官的相互作用［1］，經過結果的評估分析［2］，可用作醫學成像設備或應用程序的性能評價工具［3］。醫學影像仿真體模在臨床中的應用主要有以下4個方面：CT掃描方式及最佳掃描方案的確定；患者劑量優化；設備評價及質量控制；血管成像及對比劑注射方案研究。時至今日，各種類型的影像體模已被廣泛應用于放射診斷、核醫學和放射治療領域。

1 仿真人體模型原理

仿真體模之所以能夠近似地模擬在放射成像中真實人體，是因為仿真體模是根據人體自身參數，利用與人體組織散射和吸收系數相似的組織等效材料制成具有骨骼、肌肉、臟器的人體模型，因而實現了幾何形體仿生、材料仿生、內部結構仿生、物理能量傳遞過程仿生和生物信息傳感仿生［4-5］。

2 仿真人體模型的分類

仿真人體模型包括數字化虛擬人體模型、物理實體模型和二者結合的物理數學模型。

2.1 數字化虛擬人體模型

數字化虛擬人體模型是一種用于數字化分析的人體模型，能夠模擬人體主要組織器官［6］，建立數學模型，以便在醫療照射中對腫瘤靶體積和人體重要器官所接受劑量進行估算，是人體解剖學的簡單化和數字化，便于實現輻射劑量的測量和計算的標準化，已經成為放射治療和輻射防護醫學成像和劑量學的重要研究工具［7］。……