一种用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的制备方法

摘要

本发明提供了一种用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的制备方法，该方法将大鼠模型的制作分为主圆柱体和辅助芯轴两部分，先制备直径为50mm，长度为150mm的正圆柱体聚乙烯棒，在其上距截面中心17.5mm处，采取两端钻孔的方法沿与其长轴平行方向钻通一个孔径为10mm、长为150mm的偏心圆孔，即制成主圆柱体。再制备三根直径10mm，长50mm，其中心有直径为3.2mm、长为50mm的中心圆孔的辅助芯轴。将三根辅助芯轴依次填充到主圆柱体上的偏心圆孔内即完成制作。因加工中的H/d值大大减小，大大降低了加工难度，容易到达精度要求。加工完成后无需对模型进行拆装制作，操作简单，模型稳定性好，使用寿命长。

权利要求

1. 一种用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的制备方法，包括以下步骤：步骤一、制备主圆柱体（1）：取高密度聚乙烯棒，在车床上加工制成一根直径为50mm，长度为150mm的正圆柱体高聚乙烯棒，在铣床上使用夹具夹持10mm的麻花钻，采取两端钻孔的方法，在距正圆柱体高聚乙烯棒截面中心17.5mm处，沿与正圆柱体高聚乙烯棒长轴平行的方向钻通一个孔长为150mm，孔径10mm的偏心圆孔（2），即制成主圆柱体（1）；

步骤二、制备辅助芯轴（4）：取与制作主圆柱体（1）相同的材料，使用车床制备一根直径10mm，长50mm的圆柱体，直接用车床在每根圆柱体的中心加工出直径为3.2mm，孔长为

50mm的中心圆孔（3），即制成辅助芯轴（4），采用相同的加工方法再制备二根相同的辅助芯轴（4），共制备三根辅助芯轴（4）； 步骤三、主圆柱体（1）与辅助芯轴（4）的组合：将三根辅助芯轴（4）依次填充到主圆柱体（1）上的偏心圆孔（2）内，即制成用于小动物PET散射分数测量的大鼠模型。

2.根据权利要求1所述的用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的制备方法，其特征3

在于，所述的高密度聚乙烯棒的密度为0.96±0.1g/cm。

说明书

一种用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及小动物正电子发射断层扫描成像(Positron EmissionTomography，PET)性能测试中散射分数测量的模型制备方法，具体涉及用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的制备方法。

背景技术

[0002] NEMA(美国电气制造商协会)在其发布的2008版“小动物PET性能测量标准”中，对散射分数测量模型的制作提出了明确要求，根据常用的几种实验动物(小鼠、大鼠、猴子)，NEMA标准依次规定了三种不同规格大小的散射分数测量模型：小鼠模型、大鼠模型、猴子模型。这三类模型构造类似，但尺寸大小不同。其中，大鼠模型为直径50mm，长150mm3
的正圆柱体，材料要求为高密度聚乙烯(密度为0.96±0.1g/cm)，在圆柱体截面中心的
17.5mm处，沿圆柱体的长轴方向开有一个直径3.2mm的圆孔，精度公差要求为0.1mm。在大鼠模型的制作过程中，对于这个圆孔的机械加工面临一个难题：在实际生产中，对于孔的加工难度，通常用钻孔的孔深H与孔径d比值的大小来衡量，H/d的值过大会产生很多问题：
如麻花钻折断、摆动、孔的位置尺寸偏差较大、孔径偏差较大等。而对于大鼠模型的圆孔加工，其H/d的比值过大(约为47)，一次钻孔的方法难以实现符合精度要求的加工结果。目前，国内还尚未有生产制作该模型的单位，国际上解决该问题的一种方法是：将所要加工的圆柱体截断为三节分别加工，这样一来，钻孔的H/d值降低为原来的三分之一，从而降低了加工难度，并达到精度要求，但此方法的缺点在于需要制备一根中心螺杆用于三节圆柱体的串接，制成一种可拆装的大鼠模型，由于这种模型使用中心螺杆的不稳定，制成后会造成模型整体规格的不连贯，使用起来比较麻烦。

发明内容

[0003] 本发明的任务是提供一种用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的制备方法，使其具有既能满足NEMA标准对其规格及精度的要求，又能很好地解决了在机械加工中面临的问题的优点，以克服上述现有方法加工制备小动物PET散射分数测量大鼠模型(以下简称“大鼠模型”)的不足。

[0004] 实现本发明的技术方案是：

[0005] 本发明提供的这种用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的制备方法，包括以下步骤：

[0006] 步骤一、制备主圆柱体1：取高密度聚乙烯棒，在车床上加工制成一根直径为50mm，长度为150mm的正圆柱体高聚乙烯棒，在铣床上使用夹具夹持10mm的麻花钻，采取两端钻孔的方法，在距正圆柱体高聚乙烯棒截面中心17.5mm处，沿与正圆柱体高聚乙烯棒长轴平行的方向钻通一个孔长为150mm，孔径10mm的偏心圆孔2，即制成主圆柱体1；

[0007] 步骤二、制备辅助芯轴4：取与制作主圆柱体1相同的材料，使用车床制备一根直径10mm，长50mm的圆柱体，直接用车床在每根圆柱体的中心加工出直径为3.2mm，孔长为50mm的中心圆孔3，即制成辅助芯轴4，采用相同的加工方法再制备二根相同的辅助芯轴4，共制备三根辅助芯料4；

[0008] 步骤三、主圆柱体1与辅助芯轴4的组合：将三根辅助芯料4依次填充到主圆柱体1上孔径为10mm的偏心圆孔2内，即制成本发明用于小动物PET散射分数测量的大鼠模型。

[0009] 本发明用来制备用于小动物PET散射分数测量大鼠模型的高密度聚乙烯棒的密3
度为0.96±0.1g/cm。

[0010] 本发明采用了一种新的变通方法来降低钻孔的H/d值，以降低加工难度。本发明将大鼠模型的制作加工分为主圆柱体1和辅助芯轴4两个部分，分三个步骤完成：首先制备主圆柱体1：制备一根直径为50mm，长度为150mm的正圆柱体聚乙烯棒，在距该正圆柱体聚乙烯棒截面中心的17.5mm处，采取两端钻孔的方法，沿与其长轴平行的方向钻通一个孔径为10mm、孔长为150mm的偏心圆孔2，由于是采取两端钻孔的加工方法，每一端钻孔的孔深仅为孔长的一半，即75mm，H/d值大大减小，降低了加工难度，该步骤在数显铣床上通过夹具夹持麻花钻、两端钻孔的方法比较容易实现；其次，制备辅助芯轴4：所用材料与主圆柱体1的材料相同，在车床上加工出三根直径10mm，长50mm的辅助芯轴4，并在每根辅助芯轴4的中心，直接用车床加工出直径为3.2mm、孔长为50mm的中心圆孔3，同样，因为H/d值大大减小，加工难度也大大降低。最后，将三根辅助芯轴4填充到主圆柱体上的偏心圆孔2内，使得辅助芯轴4与主圆柱体1上的偏心圆孔2之间达到过盈配合，即制备成大鼠模型。经检测，制备完成后的大鼠模型，较好地满足了NEMA标准中精度的要求。

[0011] 制备完成后，将注有放射源溶液的线源插件插入大鼠模型的中心圆孔3中，即可用于小动物PET散射分数的测量，同时，根据NEMA标准的规定，该模型还可用于NECR(Noise Equivalent Count Rate，等效噪声计数率)的测量。

[0012] 本发明方法可以精确地完成小动物PET散射分数及NECR测量的大鼠模型的工业制备，与目前国际上已有的分段加工、拆装型大鼠模型的制备方法相比，本发明的制备方法简单、易实现，同时，加工完成后的大鼠模型主体上为一个完整的圆柱体，无需对模型进行拆装操作，使用起来更为方便，也避免了拆装型大鼠模型因使用中心螺杆而带来的不稳定性。同时，由于每次使用拆装型大鼠模型时都需拆装，零部件的磨损也会大大影响其使用寿命，而本发明所制备的大鼠模型为一个完整的圆柱体，无需对模型进行拆装操作，其能及使用寿命也将大为提高。

[0013] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

[0014] 图1为主圆柱体1的结构图；

[0015] 图2为图1中A-A’处的剖面图；

[0016] 图3为辅助芯轴4的结构图；

[0017] 图4为图3中B-B’处的剖面图；

[0018] 图5为制备完成的用于小动物PET散射分数测量大鼠模型。

[0019] 附图中的数字标识所指示的部分是：

[0020] 1-主圆柱体

[0021] 2-主圆柱体上的偏心圆孔

[0022] 3-辅助芯轴上的中心圆孔

[0023] 4-辅助芯轴

具体实施方式

[0024] 实施例

[0025] 首先购买直径为60mm、长1m的市售高密度聚乙烯棒作为主圆柱体1和辅助芯轴43
的加工材料，高密度聚乙烯棒的密度为0.96±0.1g/cm。

[0026] 加工的第一步为制备主圆柱体1：使用华中数控车床对高密度聚乙烯棒进行加工，制备一根直径为50mm，长度为150mm的正圆柱体高聚乙烯棒，再使用YHM600华中数控铣床，使用夹具夹持10mm的麻花钻，在距该正圆柱体高聚乙烯棒截面中心的17.5mm处，采取两端钻孔的方法，沿与该正圆柱体高聚乙烯棒长轴平行的方向钻通一个孔长为150mm，孔径10mm的偏心圆孔2，即制成主圆柱体1，见图1和图2。

[0027] 加工的第二步为制备辅助芯轴4：取高密度聚乙烯棒，使用华中数控车床制备一根直径10mm，长50mm的圆柱体，并在该圆柱体的中心，直接用车床加工出直径为3.2mm，孔长为50mm的中心圆孔3，即制成辅助芯轴4，见图3。采用相同的加工方法再制备两根相同的辅助芯轴4，共制备三根辅助芯轴4。

[0028] 加工的第三步为主圆柱体1与辅助芯轴4的组合：将三根制备好的辅助芯轴4依次填充到制备好的主圆柱体1的偏心圆孔2内，使得辅助芯轴4与偏心圆孔2之间达到过盈配合，三根辅助芯轴4的中心圆孔3精确对准，满足NEMA标准中精度公差的要求，即制成本发明用于小动物PET散射分数测量的大鼠模型，见图4和图5。