一种用于CT和磁共振成像定位的双模态液态金属复合物制造技术

本发明专利技术公开了一种用于CT和磁共振成像定位的双模态液态金属复合物。本发明专利技术将液态金属与特定磁共振标记物混合制备出双模态液态金属复合物。这种双模态液态金属复合物利用高密度的液态金属在X射线下的高成像特性以及磁共振标记物的成像效果实现复合物的双模态成像能力，并利用这种液态金属复合物制备出具有特定形状的柔性贴片，贴敷在患者皮肤表面，其在CT和磁共振扫描中具有高强度的成像能力，帮助医生获得更多的图像信息，准确定位病灶位置。该复合物制备方法简单易行，成本低廉，具有良好的拉伸性和顺应性，可广泛用于CT放射和磁共振成像检测和治疗。振成像检测和治疗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于CT和磁共振成像定位的双模态液态金属复合物


[0001]本专利技术属于柔性医疗设备领域，具体涉及一种用于CT和磁共振成像定位的双模态液态金属复合物。

技术介绍

[0002]CT设备在经皮穿刺手术过程中得到广泛的应用。在CT设备获得人体内部组织图像后，医生需要根据CT图像确定在患者体表的穿刺位置。在实际的临床治疗过程中，医生常将特定形状的金属贴片固定在患者皮肤表面。这种金属贴片在CT影像中出现显著的成像效果，通过分析CT图像中金属贴片与病灶的相对位置关系，就可以帮助医生更好地确定穿刺位置和穿刺角度。然而目前用于CT定位的金属贴片是由固态金属，如铜、铁等制备而成，具有较高的机械强度，不易拉伸或弯折，因而不能与人体皮肤等柔软的组织完美贴合，引起患者不适或贴片移位。
[0003]液态金属是一类熔点较低的合金，如镓基合金、铟基合金、铋基合金等。这种合金材料具有良好的导电性和较低的熔点，因而在柔性电子、可变形机器研究等方面有着广阔的应用前景，如作为可穿戴设备之间的电气连接部件以及用于制造柔性压力传感器、柔性电感和可拉伸扬声器等。此外，液态金属材料具有良好的放射成像能力，在CT影像中的成像效果明显，可以用于CT定位，而且液态金属材料具有良好的拉伸性，可以与人体皮肤组织完美贴合，然而液态金属材料在磁共振成像(MRI)中的成像效果较差，不适合进行磁共振辅助的手术定位。

技术实现思路

[0004]为实现上述目的，本专利技术具体技术方案如下：
[0005]本专利技术提供了一种用于CT和磁共振成像定位的双模态液态金属复合物，所述双模态液态金属复合物由双模态液态金属浆料和可拉伸柔性材料组成；
[0006]所述双模态液态金属浆料和可拉伸柔性材料的质量比为10
‑
20：1；
[0007]所述双模态液态金属浆料的成分包括液态金属与磁共振标记物；
[0008]所述液态金属与磁共振标记物的质量比为5
‑
20：1。
[0009]优选的，所述液态金属中混合高密度固态金属颗粒。
[0010]优选的，所述高密度固态金属颗粒选用粒径在100微米以下的金属粉。
[0011]优选的，所述金属粉包括铅、金、银、铜中的一种，优选的，所述金属粉为铅粉。
[0012]优选的，所述液态金属包括镓铟合金、镓基合金、铟基合金和铋基合金中的一种，优选的，所述液态金属为镓铟合金。
[0013]优选的，所述磁共振标记物包括油脂类液体，比如维生素类液体，优选的，所述磁共振标记物为鱼肝油。
[0014]优选的，所述可拉伸柔性材料包括硅胶、环氧树脂、PDMS、聚氨酯材料中的一种，优选的，所述可拉伸柔性材料为硅胶。
[0015]进一步地，本专利技术还提供了一种用于CT和磁共振成像定位的双模态液态金属复合物的制备方法，包括将所述的液态金属与所述的磁共振标记物按质量比例混合形成双模态液态金属浆料，之后按质量比与可拉伸的硅胶材料混合搅拌形成双模态液态金属复合物。
[0016]进一步地，本专利技术一个方面还提供了所述双模态液态金属复合物或其制备方法在制备CT和磁共振成像定位的产品中的用途。
[0017]进一步地，本专利技术还提供了一种用于CT和磁共振成像定位的双模态液态金属复合物柔性贴片，所述双模态液态金属复合物柔性贴片包括所述的双模态液态金属复合物和皮肤粘附胶，所述皮肤粘附胶包括医用胶水或不干胶中的至少一种。
[0018]进一步地，提供了所述的双模态液态金属复合物柔性贴片的制备方法，通过3D打印技术制成模具，将所述的双模态液态金属复合物灌注在模具中，待其固化后从模具中取出，可获得特定形状的柔性贴片，所述皮肤粘附胶涂覆在柔性贴片下表面，用于将柔性贴片固定在皮肤表面。
[0019]基于上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]综上所述，本专利技术利用液态金属材料的高放射成像能力和流动性以及MRI标记物在磁共振设备中的高成像能力，将两者结合制造出可在CT和MRI设备下同时具有高成像能力的双模态液态金属复合物。目前在MRI中成像的一般为顺磁性物质，且金属较少，本品中的液态金属属于弱磁性物质，为了兼顾CT与MRI都可以成像的原则，以硅胶为主体同时使用少量液态金属进行混入达到成像效果。由这种双模态液态金属复合物制作的柔性贴片可直接贴敷在人体表面，用于辅助医生或手术机器人进行病灶定位。相比于传统的固体定位贴片，这种双模态液态金属柔性贴片具有良好的拉伸性能，可长时间佩戴，可任意定制形状，并且制备方法简单，成本低廉，适合进行大规模生产。
附图说明
[0021]图1是双模态液态金属复合物的制备流程示意图；
[0022]图2是双模态液态金属柔性贴片的制备流程示意图；
[0023]图3是双模态液态金属柔性贴片在CT设备下的成像效果图片；
[0024]图4是双模态液态金属柔性贴片在MRI设备下的成像效果图片；
[0025]图5是双模态液态金属浆料和可拉伸硅胶材料不同掺杂比例的CT成像实验数据。
具体实施方式
[0026]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0027]本专利技术需要用到的实验材料包括金属镓和金属铟，这两种金属材料的纯度均为99.999％，购买自安徽美诺新材料科技有限公司。Ecoflex00
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30，Smooth
‑
On，PA，USA。
[0028]实施例1：制备液态金属及硅胶
[0029]一、制备液态金属
[0030]首先按照质量比例分别用天平称取质量为74.5克的金属镓和质量为24.5克的金属铟(由于两种金属在称取时为固态，因此需要使用利器裁剪出相应质量的金属单质)，并将两种金属放在同一个烧杯中。之后将该烧杯放置在恒温磁力搅拌器上，设置温度为400
℃，加热时间为1小时。在加热过程中，金属镓和金属铟相继融化成液体。为使得两种金属的融合更为均匀，需要将磁力搅拌子放置在烧杯中，并将加热温度设置成100℃，搅拌时间设置为1小时或者在40℃水浴下超声1小时。待镓铟合金冷却到室温状态下，其仍能够保持液体状态，则说明液态金属镓铟合金已经制备完成。
[0031]二、制备硅胶
[0032](1)使用电子天平称取相同质量的两种前聚体，即AB胶，分别放置在烧杯中；
[0033](2)将两种前聚体混合，并使用玻璃棒不断搅拌，直至混合液中出现大量气泡为止，再将混合液放置在真空干燥箱中，进行抽真空处理，去除混合液中的气泡。
[0034]实施例2：制备双模态液态金属复合物
[0035]参考图1，首先将液态金属镓铟合金1与鱼肝油2按质量比5
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20:1的比例混合搅拌制备成双模态液态金属浆料。之后称取一定质量的掺杂磁共振标记物的液态金属浆料和可拉伸的硅胶材料3按质量比10
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20:1的比例共同混合搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于CT和磁共振成像定位的双模态液态金属复合物，其特征在于，所述双模态液态金属复合物由双模态液态金属浆料和可拉伸柔性材料组成；所述双模态液态金属浆料和可拉伸柔性材料的质量比为10
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20：1；所述双模态液态金属浆料的成分包括液态金属与磁共振标记物；所述液态金属与磁共振标记物的质量比为5
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20：1。2.如权利要求1所述双模态液态金属复合物，其特征在于，所述液态金属中混合高密度固态金属颗粒。3.如权利要求2所述双模态液态金属复合物，其特征在于，所述高密度固态金属颗粒选用粒径在100微米以下的金属粉。4.如权利要求3所述双模态液态金属复合物，其特征在于，所述金属粉包括铅、金、银、铜中的一种，优选的，所述金属粉为铅粉。5.如权利要求1所述双模态液态金属复合物，其特征在于，所述液态金属包括镓铟合金、镓基合金、铟基合金和铋基合金中的一种，优选的，所述液态金属为镓铟合金。6.如权利要求1所述双模态液态金属复合物，其特征在于，所述磁共振标记物包括油脂类液体，优选的，所述磁共振标记物为鱼肝油。7.如权利要求1所述双模态液...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢洁，崔碧霄，国瑞，
申请(专利权)人：首都医科大学宣武医院，
类型：发明
国别省市：