在过去的50年里，计算机断层扫描（CT）领域经历了重大的转变。这主要是由技术进步推动的，包括最突出的螺旋CT、多探头CT、双源和双能量CT，以及更强大的X射线束和迭代重建算法。最近，基于人工智能的图像解释工具和临床引入的光子计数探测器CT继续了创新之路。与优化治疗技术以改善患者预后不同的是，在临床上采用的途径必须通过体内研究，而在X射线诊断成像中，当评估以患者的电离辐射为代价时，还面临着进一步的伦理挑战。

虽然对病人的临床研究仍然是标准的标准，但研究人员已经利用临床前的评估工具来了解基本的生理原理，并在避免对病人进行不必要的辐射的同时推进了临床理解和知识。这些工具包括台式工程测试装置、计算机建模软件、辐射剂量模型、动物模型和动态流动循环模型。在过去的20年里，临床上使用动态流动循环模型评估和优化增强CT程序。这些循环模型旨在代表人类心血管系统内的动态血流，并提供一个稳定的测试平台以实现高水平的标准化和减少变异性。

近日，发表在Investigative Radiology杂志的一项研究提出了新的第三代（以下简称第三代）模型设计以验证诊断成像的性能，在前几代模型局限性基础上为以前未开发的临床前调查提供了新的机会。

本项研究设计并建造了第三代模型，包括从头到脚的生理血管模型，其中包括一个带有嵌入式心脏瓣膜的四腔心脏和一个可控机电泵。这些模型包括模块化的部分，允许健康和患病的血管之间互换。在第三代双源计算机断层扫描器上，使用该模型与双头电源注射器相结合进行了临床合理性检查。对比剂以1.5克/秒的速度注入，模型的心输出量为5.3升/分钟。测量了关键血管标志物之间的平均传输时间和以Hounsfield单位（HUs）为单位的峰值增强值以便与从文献中估计的预期体内结果进行比较。 

来自生理学的文献参考值和测量结果之间取得了良好的一致性。测量到胫前静脉和右心室之间的对比剂到达时间为13.1±0.3秒。从右心室到左心室的传输时间为12.0±0.2秒，从左颈内动脉到左颈内静脉为7.7±0.4秒，从主动脉弓到主动脉分叉为2.9±0.2秒。在感兴趣的区域测得的增强峰值在336 HU和557 HU之间。

 图 A和B,脑动脉血管描绘的是计算机断层扫描(CT)血管造影的总图，(C)CT血管造影的实际脑动脉瘤模型的体积图，以及(D)显示静脉引流的脑血管模型的矢状透视图像

本项研究提出的第三代模型展示了模拟体内生理条件的能力，具有准确的造影剂传输时间、良好的可重复性和预期的增强曲线。作为一个几乎完整的心血管系统，包括一个有效的四腔心脏和可互换的疾病状态，第三代模型为扩大诊断成像的临床前研究提供了新的机会。 

原文出处：

Michael C McDermott,Thomas Sartoretti,Casper Mihl,et al.Third-Generation Cardiovascular Phantom: The Next Generation of Preclinical Research in Diagnostic Imaging.DOI:10.1097/RLI.0000000000000894

Tags： Investigative Radiology：第三代心血管体模，诊断成像的新一代里程碑！