仿体颅脑模型及其制备方法

本发明涉及生物医学，尤其涉及仿体颅脑模型及其制备方法。

背景技术：

1、在针对人脑的研究层面，由于大脑解剖结构复杂，头部各层组织的结构和组织成分不同导致其复杂的电导率分布和复杂电学特性，甚至同一层组织又可根据细胞的类型分为多个亚层，各亚层的电导率和电学特性也不尽相同。

2、目前，现有技术通常对颅脑进行功能性建模，基于mri和dti图像的建立各向异性电导率头模型；通过阵列靶点tms实验获取个体皮层兴奋性综合指标；根据各向异性电导率头模型和个体皮层兴奋综合指标，构建含有皮层兴奋性的各向异性电导率头模型。

3、但是，真实头模型的研究主要集中于模型仿真，现有仿体颅脑模型无法模拟各颅脑部分准确的结构和功能。

技术实现思路

1、本发明提供了仿体颅脑模型及其制备方法，以解决仿体颅脑模型与真实各颅脑部分的结构和电磁特性偏差大的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种仿体颅脑模型，包括：神经纤维束仿体和颅内血管仿体；其中，神经纤维束仿体基于目标对象的颅脑信息中的神经纤维束分布信息，设置在仿体颅脑模型中；颅内血管仿体基于目标对象的颅脑信息中的颅内血管分布信息，设置在仿体颅脑模型中；神经纤维束仿体和颅内血管仿体均为中空结构，均包括外壳和管腔；神经纤维束仿体和颅内血管仿体的外壳均采用预设绝缘材料制成；神经纤维束仿体的管腔内填充有预设电导率的非铁磁性材料，用于仿真目标对象的颅脑中神经纤维束的电磁特性；颅内血管仿体的管腔内填充有目标流体材料，用于仿真目标对象的颅脑中颅内血管的血液；目标流体材料的成分参数基于目标对象的血液成分参数确定。

3、根据本发明的另一方面，提供了一种仿体颅脑模型制备方法，仿体颅脑模型包括神经纤维束仿体和颅内血管仿体；仿体颅脑模型制备方法包括：

4、基于目标对象的颅脑信息中的神经纤维束分布信息，在仿体颅脑模型中设置神经纤维束仿体；以及，

5、基于目标对象的颅脑信息中的颅内血管分布信息，在仿体颅脑模型中设置颅内血管仿体；

6、其中，神经纤维束仿体和颅内血管仿体均为中空结构，均包括外壳和管腔；神经纤维束仿体和颅内血管仿体的外壳均采用绝缘材料制成；神经纤维束仿体的管腔内填充有预设电导率的非铁磁性材料，用于仿真目标对象的颅脑中神经纤维束的电磁特性；颅内血管仿体的管腔内填充有目标流体材料，用于仿真目标对象的颅脑中颅内血管的血液；目标流体材料的成分参数基于目标对象的血液成分参数确定。

7、本发明实施例的技术方案，提供了一种仿体颅脑模型，包括：神经纤维束仿体和颅内血管仿体；其中，神经纤维束仿体基于目标对象的颅脑信息中的神经纤维束分布信息，设置在仿体颅脑模型中；颅内血管仿体基于目标对象的颅脑信息中的颅内血管分布信息，设置在仿体颅脑模型中；神经纤维束仿体和颅内血管仿体均为中空结构，均包括外壳和管腔；神经纤维束仿体和颅内血管仿体的外壳均采用预设绝缘材料制成；神经纤维束仿体的管腔内填充有预设电导率的非铁磁性材料，用于仿真目标对象的颅脑中神经纤维束的电磁特性；颅内血管仿体的管腔内填充有目标流体材料，用于仿真目标对象的颅脑中颅内血管的血液；目标流体材料的成分参数基于目标对象的血液成分参数确定。仿体颅脑模型包括神经纤维束仿体和颅内血管仿体，并且神经纤维束仿体的管腔内填充有预设电导率的非铁磁性材料，颅内血管仿体的管腔内填充有目标流体材料，实现对神经纤维束和颅内血管的结构和功能的仿真，而不是仅仿真神经纤维束和颅内血管的结构，使得仿体颅脑模型适用于研究电磁刺激沿神经纤维束的电场分布和时空传导，并有助于研究颅内血管对电磁刺激在颅脑中的电场和磁场分布的影响，提高了仿体颅脑模型的功能性。

8、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种仿体颅脑模型，其特征在于，包括：神经纤维束仿体和颅内血管仿体；其中，所述神经纤维束仿体基于目标对象的颅脑信息中的神经纤维束分布信息，设置在所述仿体颅脑模型中；所述颅内血管仿体基于所述目标对象的所述颅脑信息中的颅内血管分布信息，设置在所述仿体颅脑模型中；所述神经纤维束仿体和所述颅内血管仿体均为中空结构，均包括外壳和管腔；所述神经纤维束仿体和所述颅内血管仿体的所述外壳均采用预设绝缘材料制成；所述神经纤维束仿体的所述管腔内填充有预设电导率的非铁磁性材料，用于仿真所述目标对象的颅脑中神经纤维束的电磁特性；所述颅内血管仿体的所述管腔内填充有目标流体材料，用于仿真所述目标对象的颅脑中颅内血管的血液；所述目标流体材料的成分参数基于所述目标对象的血液成分参数确定。

2.根据权利要求1所述的仿体颅脑模型，其特征在于，所述颅内血管仿体的至少一个端口用于所述目标流体材料的注入和/或排出。

3.根据权利要求2所述的仿体颅脑模型，其特征在于，还包括：材料存储设备，所述材料存储设备包括驱动模块；其中，所述颅内血管仿体包括血液注入端口和血液排出端口，所述材料存储设备包括材料输出口和材料输入口，所述材料输出口与所述血液注入端连通，所述血液排出端口与所述材料输入口连通；所述驱动模块，用于驱动所述目标流体材料在所述颅内血管仿体和所述材料存储设备之间流动。

4.根据权利要求3所述的仿体颅脑模型，其特征在于，所述材料存储设备包括加热模块；所述加热模块用于将所述材料存储设备中存储的所述目标流体材料的温度加热至预设温度。

5.根据权利要求1所述的仿体颅脑模型，其特征在于，所述仿体颅脑模型还包括：头皮层仿体、颅骨层仿体、脑脊液层仿体、灰质层仿体和胶质细胞区仿体中的至少一项；

6.根据权利要求1或5所述的仿体颅脑模型，其特征在于，所述目标对象的所述颅脑信息基于所述目标对象的颅脑磁共振成像数据确定。

7.根据权利要求5所述的仿体颅脑模型，其特征在于，所述头皮层仿体、所述颅骨层仿体、所述脑脊液层仿体、所述灰质层仿体和所述胶质细胞区仿体，分别采用不同电导率的混合材料制成，用于仿真所述目标对象的各颅脑部分的导电特性。

8.根据权利要求7所述的仿体颅脑模型，其特征在于，所述混合材料包括聚合物材料、导电材料和水；

9.根据权利要求1所述的仿体颅脑模型，其特征在于，所述预设绝缘材料包括丙烯腈丁二烯苯乙烯。

10.一种仿体颅脑模型制备方法，其特征在于，所述仿体颅脑模型包括神经纤维束仿体和颅内血管仿体；所述仿体颅脑模型制备方法包括：

技术总结本发明公开了仿体颅脑模型及其制备方法，其中，该模型包括：神经纤维束仿体和颅内血管仿体；神经纤维束仿体基于目标对象的颅脑信息中的神经纤维束分布信息，设置在仿体颅脑模型中；颅内血管仿体基于目标对象的颅脑信息中的颅内血管分布信息，设置在仿体颅脑模型中；神经纤维束仿体和颅内血管仿体均包括外壳和管腔；神经纤维束仿体和颅内血管仿体的外壳均采用预设绝缘材料制成；神经纤维束仿体的管腔内填充有预设电导率的非铁磁性材料，用于仿真颅脑中神经纤维束的电磁特性；颅内血管仿体的管腔内填充有目标流体材料，用于仿真颅内血管的血液。采用本技术方案，仿体颅脑模型能够实现对神经纤维束和颅内血管的结构和功能的仿真。技术研发人员：殷涛,刘志朋,买文姝,靳静娜,王欣,庞紫胭受保护的技术使用者：中国医学科学院生物医学工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/27