МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИМИТАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК КРОВИ, СТЕНОК СОСУДОВ И ОКРУЖАЮЩИХ ТКАНЕЙ
ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Резюме. Цель: В работе анализируются материалы для создания фантомов с оптимальными ультразвуковыми характеристиками, которые можно было бы использовать для обучения врачей ультразвуковой диагностики или проверки и демонстрации работы новых режимов ультразвуковой визуализации. Материалы и методы: Систематический поиск в Google Scholar (2022-2025) проводился по ключевым словам: «ultrasound», «vessel», «tissue- mimicking», «phantom», «vascular». В выборку вошли оригинальные научные статьи на английском языке, исключая обзорные статьи, материалы конференций, книги и диссертации. Результаты: В обзор вошли 15 исследований, в каждом из которых рассматривались аспекты создания фантома сосудов для ультразвуковой визуализации. Фантомы изготавливаются из таких материалов, как агар-агар, желатин, силикон, поливиниловый спирт и пр. Некоторые из представленных в литературе фантомов содержат модели стенок сосудов. Рассмотренные материалы имеют свои преимущества и недостатки. Биоразлагаемые материалы обладают подходящими акустическими характеристиками, но недолговечны. Силиконы более устойчивы, но их свойства далеки от тканей человека. Поливиниловый спирт и поливинилхлорид перспективны благодаря оптимальным акустическим характеристикам и стабильности материалов, не требующих особых условий хранения. Заключение: Поскольку у всех материалов есть особенности, то разработчикам фантомов важно о них знать и принимать во внимание при выборе вещества для конкретного дизайна фантома сосудов.

Ключевые слова: тканеимитирующий материал, медицинский фантом, кровеносный сосуд, 3D-печать, ультразвук, диагностика.

Yu.V. Bulgakova, D.V. Leonov, O.V. Omelyanskaya, Yu.A. Vasilev

MATERIALS FOR SIMULATING THE CHARACTERISTICS OF BLOOD, VESSEL WALLS AND SURROUNDING TISSUES
IN ULTRASOUND IMAGING

Summary. Objective: This paper analyzes materials for creating phantoms with optimal ultrasound characteristics that could be used to train ultrasonographers or to test and demonstrate the performance of new ultrasound imaging modalities. Materials and methods: A systematic search in Google Scholar (2022-2025) was performed using the keywords: “ultrasound”, “vessel”, “tissue-mimicking”, “phantom”, “vascular”. The sample included original scientific articles in English, excluding review articles, conference proceedings, books and dissertations. Results: The review included 15 studies, each of which ad- dressed aspects of vascular phantom creation for ultrasound imaging. Phantoms are made from materials such as agar-agar, gelatin, silicone, polyvinyl alcohol, etc. Some of the phantoms presented in the literature contain models of vessel walls. The materials considered have their advantages and disadvantages. Biodegradable materials have suitable acoustic characteristics but are short-lived. Silicones are more stable, but their properties are far from human tissues. Polyvinyl alcohol and polyvinyl chloride are promising due to their optimal acoustic performance and stability of materials that do not require special storage conditions. Conclusion: Since all materials have peculiarities, it is important for phantom designers to be aware of them and take them into account when selecting a substance for a particular vascular phantom design.

Keywords: tissue-mimicking material, medical phantom, blood vessel, 3D printing, ultrasound, diagnostics.

DOI: 10.34219/2306-3645-2025-15-2-20-27