Антропоморфный фантом коленного сустава для исследований методом компьютерной томографии

Обоснование. Коленный сустав — часто визуализируемая анатомическая область в клинической практике. Точная интерпретация компьютерных томограмм требует глубокого знания анатомии и хорошего понимания основных технических принципов и протоколов визуализации. При проведении компьютерной томографии, чтобы не подвергать риску здоровье пациента, немаловажно избежать ошибочных исследований, возникающих из-за некачественной работы оборудования, проблем с его настройкой и укладкой пациента. Этих трудностей можно избежать, если использовать фантомы для предварительной настройки оборудования и обучать медицинский персонал методике сканирования.

Цель — разработать методику создания антропоморфного медицинского фантома коленного сустава, адекватно моделирующего рентгеновскую плотность соответствующих тканей человека, для исследований методом компьютерной томографии.

Материалы и методы. Фантом коленного сустава содержит модели бедренной, большеберцовой и малоберцовой костей, надколенника, а также коллатеральные связки, латеральный и медиальный мениски, сухожилие четырёхглавой мышцы бедра, переднюю и заднюю крестообразные связки, связку надколенника. Модели связок распечатаны на 3D-принтере из смолы, кости отлиты из силикона, мягкие ткани моделировались однородной структурой из силиконоподобных материалов и изготавливались методом литья в силиконовые формы. Аналогичным образом моделировался кожный покров. При исследовании диапазон анодного напряжения компьютерного томографа варьировал от 80 до 140 кВ, толщина среза равна 1,25 мм.

Результаты. Разработанный антропоморфный фантом коленного сустава продемонстрировал рентгеновскую плотность моделируемых анатомических структур: связок в диапазоне 80–120, костей — 320–370, мягких тканей и кожи — 20–60 единиц по шкале Хаусфилда. Использование аддитивных технологий позволило добиться схожести форм фантома с коленным суставом. Дальнейшие исследования могут быть направлены на создание более сложной модели костной ткани (раздельно кортикального слоя и губчатого вещества).

Заключение. Антропоморфный фантом коленного сустава облегчает получение качественных изображений компьютерной томографии, без предварительного сканирования пациентов.