提高实验动物临床磁共振成像质量的模具及其制备方法

技术领域

本发明涉及实验动物临床磁共振扫描技术领域，具体涉及提高实验动物临床磁共振成像质量的模具及其制备方法。

背景技术

临床磁共振设备主要用于患者疾病诊断、分期及评效等方面，当临床医生在用临床磁共振设备进行（小型）实验动物成像研究时，通常图像质量较差，特别是对于磁共振功能成像 （DWI）而言，图像伪影重、变形明显，从而导致基于图像测量出的功能参数准确性欠佳。同时实验动物对于磁共振扫描环境及条件耐受性差，容易死亡，特别是对于在体动态的实验 研究，为实验的顺利开展及进行造成了较大障碍。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供提高实验动物临床磁共振成像质量的模具及其制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

提高实验动物临床磁共振成像质量的模具，包括模具壳和模具本体，所述模具壳设有上方开口的成型凹槽，所述模具本体在所述成型凹槽内采用藻酸盐浇灌成型，且所述模具壳侧面设有呼吸孔，所述呼吸孔与所述成型凹槽连通。

作为进一步的实施方式，所述呼吸孔上嵌套设置有喇叭形的套筒。

作为进一步的实施方式，所述成型凹槽为方形，所述呼吸孔为圆孔。

作为进一步的实施方式，所述模具壳采用木质、塑料或者泡沫材料制成，所述套筒采用透明塑料制成。

一种所述提高实验动物临床磁共振扫描成像质量的模具制备方法，包括以下步骤：

（1）将实验动物麻醉后，将其固定于模具壳的成型凹槽内，使实验动物的头部经呼吸孔探出模具壳外；

（2）根据体积比，将水和藻酸盐粉按照2-2.5:1的比例分别添加至搅拌容器内，迅速使用搅拌棒沿顺时针方向搅拌水和藻酸盐粉混合物，搅拌时搅拌棒贴近纸杯壁，使水和藻酸盐粉充分混合均匀，至无气泡状态；

（3）将搅拌均匀的藻酸盐流体浇灌到所述模具壳的成型凹槽内，使实验动物完全淹没在藻酸盐流体中；

（4）5-10s后，藻酸盐流体凝固，将实验动物铸型于藻酸盐模具壳内，形成藻酸盐模具。

进一步的，步骤（2）中，所添加水的温度为37-42摄氏度；搅拌时，连续、迅速搅拌10-20s，搅拌过程中水和藻酸盐粉的混合物处于流体状态。

综上，本发明的有益效果在于：

1、使用藻酸盐模具后，实验动物被相对塑形固定在模具中，减低了实验动物不自主抽动或颤动所导致的图像运动伪影；也减少了实验动物由于呼吸所造成的呼吸运动伪影；同时正是由于藻酸盐模具对小鼠的塑形固定可以大大减低图像的运动伪影，这在另一方面也降低了实验过程中对麻醉剂量的要求，即使在实验过程中小鼠出现较早苏醒，也无法产生任何位移，无法造成运动伪影。

2、藻酸盐模具可以非常贴合实验动物，减少磁共振功能学成像时皮肤-空气交界面所导致的化学位移伪影，同时使DWI图像的变形得到明显缓解，使得功能参数ADC（表观扩散系数）值等测量更准确，更稳定。

3、藻酸盐模具使磁共振扫描靶目标增大，使磁共振机器更容易捕捉到被成像对象，磁场更均匀，提高扫描所得图像的信噪比，降低了图像的变形，提高了图像质量，提高了功能参数计算的准确性。

4、在磁共振成像过程中，藻酸盐由于自身成分基本无信号形成，在所得图像中基本是有小鼠会成像，而藻酸盐模具不会成像，不会对实验小鼠的图像造成影响。

5、藻酸盐模具个体化制作，适合不同体积、不同体位形态实验动物，避免了统一模具所造成不适配性；藻酸盐模具可以适配于各种磁共振机型与线圈型号，制作操作简单，时间短，方便实用。

6、藻酸盐模具对实验动物起到了保温作用，提高了实验动物对长期实验的耐受性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的模具壳的立体图；

图2是本发明模具的俯视图；

图3是图2的A-A的剖视图；

图4是藻酸盐组-实验动物（小鼠）胃癌早期原位移植瘤DWI图像；

图5是对照组-实验动物（小鼠）胃癌早期原位移植瘤DWI图像。

附图标记说明如下：

1、模具壳；1a、成型凹槽；1b、呼吸孔； 2、模具本体；3、套筒。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图3所示，本发明提供了提高实验动物临床磁共振成像质量的模具，包括模具壳1和模具本体2。所述模具壳1设有上方开口的成型凹槽1a，所述模具本体2在所述成型凹槽1a内采用藻酸盐浇灌成型，所述成型凹槽1a为方形，便于藻酸盐模具的成型和模具本体2的取出。且所述模具壳1侧面设有呼吸孔1b，所述呼吸孔1b为圆孔，且呼吸孔1b与所述成型凹槽1a连通，用于实验动物的头部伸出模具壳1外，便于呼吸。

采用上述的模具，藻酸盐具有快速从流体态塑性为固态、且易于与制模对象锐性分离等优点，同时藻酸盐模具在制作过程中温度适宜、无毒无副作用，将其应用在实验动物临床磁共振扫描成像中，藻酸盐流体模具非常贴合实验动物，在模具和动物的皮肤之间基本不存在空气，大大减少了磁共振功能学成像时皮肤-空气交界面所导致的化学位移伪影。实验动物被相对塑形在藻酸盐模具中，有效降低了扫描过程中实验动物不自主抽动或者颤动所致的运动伪影，以及呼吸运动所致的呼吸伪影。藻酸盐对实验动物的固定作用在另一方面也降低了实验过程中对麻醉剂量的要求（即使在实验过程中实验动物出现较早苏醒，也无法产生任何位移，无法造成运动伪 影），而且，藻酸盐模具比热较大，散热慢，在扫描过程中对实验动物起到了保温作用，提高实验动物对长期实验的耐受性。

作为本案优选的实施方式，所述呼吸孔1b上嵌套设置有喇叭形的套筒3，实验动物的头部伸出呼吸孔1b并且置于套筒3内。首先，套筒3的设置便于实验动物的呼吸，其次，套筒3与呼吸孔1b嵌套设置，在加入藻酸盐流体时容易使模具壳1对呼吸孔1b产生压力，从而造成实验动物的呼吸困难，套筒3的设置能够支撑呼吸孔1b，避免压迫，并且避免藻酸盐流体凝固成型时覆盖实验动物的脖颈。

作为进一步的实施方式，所述模具壳1采用木质、塑料或者泡沫材料制成，所述套筒3采用透明塑料制成。该模具的制作简易，材料廉价，不需要特殊定制，制备方便，可制备成不同大小及形状，使藻酸盐模具适用于多种磁共振机型及多种线圈种类。

一种所述提高实验动物临床磁共振扫描成像质量的模具制备方法，包括以下步骤：

（1）将实验动物麻醉后，将其固定于模具壳1的成型凹槽1a内，其固定方法可使用医用胶布固定，并使实验动物的头部经呼吸孔1b探出模具壳1外。

（2）根据体积比，将水和藻酸盐粉按照2-2.5:1的比例分别添加至搅拌容器内，迅速使用搅拌棒沿顺时针方向搅拌水和藻酸盐粉混合物，所添加水的温度为37-42摄氏度，由于藻酸盐的比热较大，散热慢，在扫描的过程中对实验动物起到了保温的作用，大大提高了实验动物长期实验的耐受性。搅拌时搅拌棒贴近纸杯壁，使水和藻酸盐粉充分混合均匀，质地变的光滑、细腻，至无气泡状态。搅拌时，连续、迅速搅拌10-20s，搅拌过程中水和藻酸盐粉的混合物处于流体状态。

（3）将搅拌均匀的藻酸盐流体浇灌到所述模具壳1的成型凹槽1a内，使实验动物完全淹没在藻酸盐流体中。

（4）5-10s后，藻酸盐流体凝固，将实验动物铸型于藻酸盐模具壳1内，形成藻酸盐模具。藻酸盐模具是从流体状态下制作，5-10秒之内即可凝固成固态，这使得模具可以非常之贴合小鼠，在模具和小鼠的皮肤之间基本不存在空气，大大减少了磁共振功能学成像时皮肤-空气交界面所导致的化学位移伪影。

制成上述的藻酸盐模具后，根据制成模具壳1的材质不同，可以将藻酸盐模具本体2从模具壳1中取出，亦可连同模具壳1一起放入磁共振线圈内进行扫描实验，实验过程中实验动物获得保温和体位完全固定，藻酸盐模具不会与容器发生粘连，每一只实验动物扫描结束后，直接将藻酸盐模具从容器中取出即可。同时，藻酸盐模具也不会与实验动物发生粘连，掰开藻酸盐模具，释放出实验动物即可，实验动物体温保持良好。

在磁共振成像过程中，藻酸盐由于自身成分基本无信号形成，在所得图像中基本是有实验动物会成像，而藻酸盐模具不会成像，不会对实验动物的图像造成影响。

本申请对照实验图如图4和图5（图4和图5的 T2WI图像仅提供解剖学对照参考，不参与图像质量的比较）所示：

通过图4和图5对比可以看出，藻酸盐组相对对照组图像轮廓变形明显减轻，解剖学细节显示更接近T2WI图像；化学位移伪影及运动伪影减少，基于更准确、更高质量的DWI的图像所测量获得的ADC值的稳定性也更高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。