[发明专利]回声器官复制品和使用增材制造系统的制造方法

说明书

提供了一种回声器官复制品和使用增材制造系统的制造方法。回声器官复制品包括至少一种较低声阻抗材料和分布在至少一种较低声阻抗材料内的较高声阻抗材料。回声器官复制品的所得回声反射性在一个或更多个位置中的每个位置的三个维度上变化，以基本上复制与体内器官组织的相应位置相关联的回声反射性。

相关申请

本申请要求于2018年5月21日提交的美国专利申请No.62/674,585的权益和优先权，其全部内容出于所有目的通过引用合并于此。

技术领域

背景技术

器官复制品用于模拟与人或动物体内器官相关联的解剖特征和/或机械功能。使用增材制造系统制造的器官复制品可以模拟与特定患者要模拟或复制的器官相对应的多种体内条件。

发明内容

根据一个方面，本公开涉及一种回声器官复制品。回声器官复制品包括较低声阻抗材料和分布在较低声阻抗材料内的至少一种较高声阻抗材料。在回声器官复制品的不同位置处，至少一种较高声阻抗材料分布在较低声阻抗材料内，其材料分布在整个器官复制品中在三个维度上变化，从而导致器官复制品的回声反射性在三个维度上变化以复制与相应的体内器官组织相关联的回声反射性的三维变化。

在一些实施方式中，至少一种较高声阻抗材料包括第一较高声阻抗材料和第二较高声阻抗材料，第二较高声阻抗材料具有与第一较高声阻抗材料不同的弹性。在一些实施方式中，第一较高声阻抗材料和第二较高声阻抗材料的布置使得回声器官复制品在其表面上具有与鉴于体内器官组织周围的一个或更多个器官、由回声器官复制品复制的体内器官组织的相应位置处的弹性基本相似的弹性。

在一些实施方式中，至少一种较高声阻抗材料分布在较低声阻抗材料内。在一些实施方式中，至少一种较高声阻抗材料作为分布在较低声阻抗材料内的多个微珠分布在较低声阻抗材料内。在一些实施方式中，微珠的直径(或最小尺寸，如果不是球形的话)在0.01mm至1.0mm之间。在一些实施方式中，在第一位置处分布在较低声阻抗材料内的较高声阻抗材料的量与在第二位置处分布在较低声阻抗材料内的较高声阻抗材料的量不同。

在一些实施方式中，较高声阻抗材料分布在至少一种较低声阻抗材料内，使得较高声阻抗材料在回声器官复制品的一个或更多个位置处形成晶格结构。在一些实施方式中，在第一位置处的晶格结构具有导致第一回声反射性的第一间距，并且在第二位置处的晶格结构具有导致第二回声反射性的第二间距。在一些实施方式中，较低声阻抗材料包括非聚合材料，该非聚合材料包括水、凝胶、离子或生物分子中的至少一种。

在一些实施方式中，至少一种较高声阻抗材料分布在较低声阻抗材料内，使得较低声阻抗材料内的较高声阻抗材料的所得空间密度在回声器官复制品的一个或更多个位置处的较低声阻抗材料的体积的约0.1％至10.0％的范围内。在一些实施方式中，较高声阻抗材料分布在较低声阻抗材料内，使得在第一位置处的较低声阻抗材料内的较高声阻抗材料的空间密度在大约1.0％至3.0％的范围内，并且在第二位置处的较低声阻抗材料内的较高声阻抗材料的空间密度大于3.0％。

在一些实施方式中，较低声阻抗材料和至少一种较高声阻抗材料包括3D打印材料。在一些实施方式中，体内器官组织包括一种或更多种人或动物器官的器官组织，该器官包括心脏、肺、胃、膀胱、骨骼、淋巴结、喉、咽、肌肉脉管系统、脊柱、肠、结肠、直肠或眼睛。

根据另一方面，本公开涉及一种制造回声器官复制品的方法。该方法包括获得特定患者体内器官的医学图像数据。该方法还包括由增材制造系统接收一个或更多个数据文件，该一个或更多个数据文件指定要由增材制造系统沉积的一种或更多种材料的配置。该方法还包括基于所接收的一个或更多个数据文件，由增材制造系统通过分配分布在较低声阻抗材料内的至少一种较高声阻抗材料来形成回声器官复制品。在回声器官复制品的不同位置处，至少一种较高声阻抗材料分布在较低声阻抗材料内，其材料分布在整个器官复制品中在三个维度上变化，从而导致器官复制品的回声反射性在三个维度上变化，以复制与相应的体内器官组织相关联的回声反射性的三维变化。