JPWO2017204311A1 - Medical simulator - Google Patents
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Abstract
医療シミュレータ1は、外科手術訓練時に所定の外科処置が模擬的に施される模擬部材20と、模擬部材20を保持するアーム部材30と、アーム部材30に設けられ、模擬部材20に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力をそれぞれ測定する第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cと、各力センサ40a,40b,40cにより測定された直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値に基づいて、所定の外科処置における手技を評価する評価手段とを備えている。 The medical simulator 1 is provided with a simulated member 20 that simulates a predetermined surgical procedure at the time of surgical training, an arm member 30 that holds the simulated member 20, and an arm member 30 that is orthogonal to the simulated member 20. The first force sensor 40a, the second force sensor 40b, and the third force sensor 40c that measure the compressive force or tensile force in the direction, respectively, and the orthogonal triaxial directions measured by the force sensors 40a, 40b, and 40c. Evaluation means for evaluating a procedure in a predetermined surgical procedure based on a measurement value of the compressive force or tensile force.
Description
本発明は、様々な外科手術で行う各処置における手技を客観的に評価し、個々の技量を向上させるための訓練を行うことが可能な医療シミュレータに関する。 The present invention relates to a medical simulator capable of objectively evaluating procedures in each procedure performed in various surgical operations and performing training for improving individual skills.
近年の外科手術は、コンピュータ、ロボット、内視鏡等の医療機器が応用されるようになり、経験と勘に頼った従来の外科手術とは大きく異なってきている。そのため、手技そのものが複雑になり、その習熟も容易ではなくなりつつある。一方、これらの医療機器を用いない従来の古典的手術分野では、手術頻度の減少により技術の習得が困難となっている。しかしながら、人体に対する訓練は厳しく制限されており、動物愛護の観点から動物実験も制限されつつある。そこで、近年、術者や助手がいきなり本番の手術に挑むのではなく、予め十分な訓練を積んだ後に、実際に患者に対して実践することが可能となる、或いは、医師や医学生が外科手術で行う各処置における手技の習得が可能となる外科手術用の訓練装置(医療シミュレータ)が提案されている。 In recent years, medical devices such as computers, robots, and endoscopes have been applied to surgical operations, which are greatly different from conventional surgical operations that rely on experience and intuition. As a result, the procedure itself is becoming more complex and learning is becoming difficult. On the other hand, in the conventional classical surgical field in which these medical devices are not used, it is difficult to acquire techniques due to a decrease in the frequency of surgery. However, training for the human body is severely restricted, and animal experiments are also being restricted from the viewpoint of animal welfare. Therefore, in recent years, it is not possible for surgeons and assistants to suddenly take on the actual operation, but after having fully trained in advance, it is possible to actually practice on patients, or doctors and medical students can perform surgery. There has been proposed a surgical training apparatus (medical simulator) capable of learning a technique in each procedure performed in surgery.
例えば、特許文献1には、訓練対象を模した訓練対象オブジェクトと、器具を模した器具オブジェクトとを画面上に表示させる表示部と、ユーザが保持する前記器具の位置を検出する位置検出部と、ユーザが保持する前記器具の状態を検出する状態検出部と、検出された前記位置及び前記状態に対応して前記器具オブジェクトの位置及び状態を変化させ、この変化によって前記器具オブジェクトが前記訓練対象オブジェクトから受ける外力を算出する情報処理部と、前記器具に取り付けられる接続部材と、当該訓練装置から前記接続部材へと伸びて前記接続部材を介して前記器具に引っ張り方向の力を伝達する伝達部材と、前記引っ張り方向の力を発生させ、それを前記伝達部材に与える駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを備えた訓練装置が提案されている。この装置は、前記駆動部に、設定された大きさの前記引っ張り方向の力を初期力として発生させておき、前記情報処理部によって算出された前記外力が、触力覚として、前記接続部材及び前記器具を介して前記ユーザに伝達されるように、前記初期力を増加又は減少させることにより、外科手術等の器具を用いた技能の訓練を仮想空間内で実現することができる。 For example, Patent Literature 1 includes a display unit that displays a training target object that simulates a training target and an instrument object that simulates an instrument on a screen, and a position detection unit that detects the position of the instrument held by a user. A state detection unit for detecting a state of the instrument held by a user, and a position and a state of the instrument object corresponding to the detected position and the state, and the change causes the instrument object to be the training target. An information processing unit that calculates an external force received from an object, a connection member attached to the instrument, and a transmission member that extends from the training device to the connection member and transmits a force in the pulling direction to the instrument via the connection member And a drive unit that generates a force in the pulling direction and applies the force to the transmission member, and a control unit that controls the drive unit. Devices have been proposed. In this device, the driving unit generates a force in the pulling direction having a set magnitude as an initial force, and the external force calculated by the information processing unit is used as a tactile force sense as the connection member and By increasing or decreasing the initial force to be transmitted to the user via the instrument, skill training using instruments such as surgery can be realized in virtual space.
特許文献2には、外科手術訓練時に所定の処置が施される模擬体と、この模擬体を保持する保持体と、この保持体を動作可能に支持する支持体と、前記保持体及び支持体を連結する連結部材と、前記保持体の動作を制御する制御ユニットとを備え、前記連結部材は、電流が流れると原形状に対して収縮可能な形状記憶材料により形成され、前記制御ユニットは、前記連結部材に所定のタイミングで電流を供給する駆動信号発生手段を備えた外科手術訓練装置が提案されている。この装置は、前記駆動信号発生手段において、前記連結部材に対する電流の供給状態を変化させることで、前記連結部材の形状の変化を伴って前記保持体の動作制御を行うことにより、拍動下での心臓外科手術等を想定して、動いた状態の生体組織に対して、吻合、結紮、切断等の各種処置の訓練を行うことができる。
しかしながら、経験の少ない医師や医学生等の評価対象者が上述の訓練装置を単独で用いても自己の手技を客観的に評価するツールが現存しないため、指導者の立会による主観的な評価を求めるしかない。訓練にあたっては常に指導者が必要となり、訓練を評価対象者単独で効率的に行えないという不都合が生じる。さらにこのような指導者がついた場合でも指導者の主観的な判断基準に基づき評価されるため、手技の評価が正確に行われない可能性がある。また、あくまでも指導者の主観的な判断基準に基づく評価であるため、評価内容(項目)も統一されておらず、評価対象者側の技術レベルや要望等に応じた評価結果を通知することは困難である。 However, there is no tool for objectively evaluating one's own skills even if a less experienced doctor or medical student uses the above training device alone. There is no choice but to ask. Instructors are always required for training, and there is a disadvantage that training cannot be performed efficiently by the evaluation subject alone. Further, even when such a leader is attached, the evaluation is based on the subjective judgment criteria of the leader, and therefore the technique may not be evaluated accurately. In addition, since the evaluation is based solely on the subjective judgment criteria of the instructor, the evaluation contents (items) are not unified, and it is not possible to notify the evaluation result according to the technical level or request of the evaluation target side Have difficulty.
そこで、特許文献3には、評価対象者が医療行為を模擬的に行う対象部位を含み、当該対象部位の周囲に作用する力により弾性変形可能な軟素材と、この軟素材の弾性変形に伴う直交三軸方向の状態量を測定可能なセンサと、このセンサの測定値に基づいて、前記医療行為に対する手技の評価値を求める手技評価装置とを備えた医療用手技評価システムが提案されている。このシステムは、前記手技評価装置において、前記センサによって測定された直交三軸方向の各状態量に基づく値を予め設定された評価関数に代入して前記評価値を算出し、前記センサは、発光素子及び受光素子を備えた反射型フォトインタラプタであり、前記発光素子からの光が前記軟素材に反射して前記受光素子で受光可能な位置に設けられ、前記受光素子を通過する電流の変化に基づき、前記評価関数への代入値を求めることにより、手術時の処置等の各種医療行為に対する医師及び医学生の手技を客観的に評価することができる。 Therefore, Patent Document 3 includes a target part where an evaluation subject simulates a medical practice, a soft material that can be elastically deformed by a force acting around the target part, and an elastic deformation of the soft material. There has been proposed a medical technique evaluation system including a sensor capable of measuring a state quantity in three orthogonal axes and a technique evaluation device for obtaining an evaluation value of a technique for the medical action based on a measurement value of the sensor. . In the procedure evaluation apparatus, the system calculates the evaluation value by substituting a value based on each state quantity in the three orthogonal directions measured by the sensor into a preset evaluation function, and the sensor emits light A reflection type photointerrupter including an element and a light receiving element, provided at a position where the light from the light emitting element is reflected by the soft material and can be received by the light receiving element, and changes a current passing through the light receiving element. Based on this, by obtaining a substitution value for the evaluation function, it is possible to objectively evaluate doctors and medical students' skills for various medical actions such as treatment during surgery.
しかしながら、特許文献3に記載の医療用手技評価システムは、上記軟素材の弾性変形に伴う直交三軸方向の状態量を、反射型フォトインタラプタ(フォトリフレクタともいう)を用いて測定している。かかる方法では、力の測定に測定対象である軟素材の弾性変形を利用しているため、当該素材の柔軟性や弾力性、或いは温度等の測定環境により変形度合いが異なり、精密な測定を行うことは困難である。即ち、心臓外科医や一般外科医等の高度な技術を評価するには、測定対象における力の測定に定量性が求められるところ、当該システムでは定性的な測定しかできず、客観的な評価が難しいという問題が生じる。更に、当該システムでは定性的な測定結果から高度且つ複雑な各手技を評価することは困難であり、評価可能な手技が限られるという問題もある。このため、当該システムを用いても、評価対象者側の技術レベルや要望等に応じた評価結果を通知することは困難である。 However, the medical technique evaluation system described in Patent Document 3 measures a state quantity in three orthogonal directions accompanying the elastic deformation of the soft material using a reflection type photo interrupter (also referred to as a photo reflector). In this method, since the elastic deformation of the soft material to be measured is used for measuring the force, the degree of deformation differs depending on the measurement environment such as the flexibility, elasticity, or temperature of the material, and precise measurement is performed. It is difficult. In other words, in order to evaluate advanced techniques such as cardiac surgeons and general surgeons, quantitative measurement is required for the measurement of force in the measurement object, but the system can only perform qualitative measurements, and it is difficult to evaluate objectively. Problems arise. Furthermore, in this system, it is difficult to evaluate each advanced and complicated procedure from the qualitative measurement results, and there is a problem that the procedures that can be evaluated are limited. For this reason, even if it uses the said system, it is difficult to notify the evaluation result according to the technical level, request, etc. by the side of evaluation object.
本発明は、上記実情に鑑みて提案されたものであり、医師や医学生等の評価対象者における個々の技量を客観的に評価することができ、外科手術の手技を向上させるための訓練を行うことが可能な医療シミュレータを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and can individually evaluate individual skills in evaluation subjects such as doctors and medical students, and can perform training for improving surgical techniques. An object is to provide a medical simulator that can be performed.
上記目的を達成するための本発明に係る医療シミュレータの第1の態様は、外科手術訓練時に所定の外科処置が模擬的に施される模擬部材と、前記模擬部材を保持するアーム部材と、前記アーム部材に設けられ、前記模擬部材に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力を測定する力センサと、前記力センサにより測定された前記直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値に基づいて、前記所定の外科処置における手技を評価する評価手段とを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first aspect of the medical simulator according to the present invention includes a simulation member that performs a predetermined surgical procedure in a simulated manner during surgical training, an arm member that holds the simulation member, Based on a force sensor provided on the arm member for measuring the compressive force or tensile force in the orthogonal triaxial direction against the simulated member, and the measured value of the compressive force or tensile force in the orthogonal triaxial direction measured by the force sensor And an evaluation means for evaluating a procedure in the predetermined surgical procedure.
上記医療シミュレータの第1の態様によれば、模擬部材に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力を測定し、これらの測定値に基づき、医師や医学生等の評価対象者の外科処置における手技を評価することにより、個々の技量を客観的に評価することができる。 According to the first aspect of the medical simulator described above, the compression force or tensile force in the orthogonal triaxial direction with respect to the simulated member is measured, and based on these measured values, the procedure in the surgical treatment of the evaluation subject such as a doctor or medical student It is possible to objectively evaluate individual skills by evaluating.
上記医療シミュレータの第2の態様は、前記評価手段の評価結果に基づいて警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする。 The second aspect of the medical simulator is characterized by comprising warning means for issuing a warning based on the evaluation result of the evaluation means.
上記医療シミュレータの第2の態様によれば、警告手段が発した警告により、自身の外科処置におけるミスをリアルタイムで認識することができる。 According to the second aspect of the medical simulator, an error in its own surgical procedure can be recognized in real time by the warning issued by the warning means.
上記医療シミュレータの第3の態様は、前記評価手段は、前記直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値を、予め設定された前記圧縮力又は引張力の閾値と比較して、前記測定値が前記閾値の範囲外にある場合に、前記警告手段に警告信号を出力することを特徴とする。 In the third aspect of the medical simulator, the evaluation unit compares the measurement value of the compressive force or tensile force in the three orthogonal directions with the preset threshold value of the compressive force or tensile force. A warning signal is output to the warning means when the value is outside the threshold range.
上記医療シミュレータの第3の態様によれば、模擬部材に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値と、予め設定された圧縮力又は引張力の閾値との比較により、高い精度で個々の技量を客観的に評価することができる。 According to the third aspect of the medical simulator, by comparing the measured value of the compressive force or tensile force in the orthogonal three-axis direction with respect to the simulated member with a preset threshold value of the compressive force or tensile force, it is possible to individually Can be objectively evaluated.
上記医療シミュレータの第4の態様は、前記警告手段は、前記評価手段から出力された前記警告信号を入力し、その信号に基づいて警告を発することを特徴とする。 A fourth aspect of the medical simulator is characterized in that the warning means inputs the warning signal output from the evaluation means and issues a warning based on the signal.
上記医療シミュレータの第4の態様によれば、評価手段からの警告信号に基づいて警告手段が発した警告により、自身の外科処置におけるミスの程度を定量的に認識することができる。 According to the fourth aspect of the medical simulator, it is possible to quantitatively recognize the degree of error in the own surgical procedure by the warning issued by the warning means based on the warning signal from the evaluation means.
上記医療シミュレータの第5の態様は、前記評価手段は、前記直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値をグラフ化し、そのグラフを表示装置に表示することを特徴とする。 The fifth aspect of the medical simulator is characterized in that the evaluation means graphs the measured values of the compressive force or tensile force in the orthogonal three-axis directions and displays the graph on a display device.
上記医療シミュレータの第5の態様によれば、グラフ化された直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値を表示装置に表示することにより、個々の技量を可視化することができ、その内容を訓練しながら容易に確認することができる。 According to the fifth aspect of the medical simulator, each skill can be visualized by displaying the measured values of the compression force or tensile force in the orthogonal triaxial direction on the display device. Can be easily confirmed while training.
上記医療シミュレータの第6の態様は、前記力センサにより測定された前記直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値と、前記評価手段により作成された前記グラフとを保存する保存手段を備えていることを特徴とする。 A sixth aspect of the medical simulator includes storage means for storing the measured values of the compressive force or tensile force in the three orthogonal directions measured by the force sensor and the graph created by the evaluation means. It is characterized by.
上記医療シミュレータの第6の態様によれば、力センサにより測定された直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値(データ)と、評価手段により作成されたグラフとを保存手段に保存することができ、それらを何時でも呼び出すことができる。これにより、過去のデータや熟練者のデータに基づき作成されたグラフと、自己のデータに基づき作成されたグラフとをそれぞれ比較を行うことにより、技量の上達度や目標に対する達成度を確認することができ、その結果を客観的に評価することができる。 According to the sixth aspect of the medical simulator, the measured value (data) of the compressive force or tensile force in the three orthogonal directions measured by the force sensor and the graph created by the evaluation unit are stored in the storage unit. Can call them at any time. In this way, by comparing each of the graphs created based on past data and expert data, and the graphs created based on your own data, you can check your progress in skill and achievement And objectively evaluate the results.
上記医療シミュレータの第7の態様は、前記模擬部材に対する直交三軸方向を、それぞれ第1の軸方向、第2の軸方向及び第3の軸方向としたとき、前記第1の軸方向に対する圧縮力又は引張力を測定する第1の力センサと、前記第2の軸方向に対する圧縮力又は引張力を測定する第2の力センサと、前記第3の軸方向に対する圧縮力又は引張力を測定する第3の力センサとを備え、前記第1の力センサ、前記第2の力センサ及び前記第3の力センサは、それぞれ歪ゲージ式ロードセルであることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the medical simulator, when the three orthogonal directions with respect to the simulation member are a first axial direction, a second axial direction, and a third axial direction, respectively, compression with respect to the first axial direction is performed. A first force sensor for measuring force or tensile force; a second force sensor for measuring compressive force or tensile force with respect to the second axial direction; and measuring a compressive force or tensile force with respect to the third axial direction. The first force sensor, the second force sensor, and the third force sensor are strain gauge type load cells, respectively.
上記医療シミュレータの第7の態様によれば、第1の力センサ、第2の力センサ及び第3の力センサとして歪ゲージ式ロードセルを用いることで、より簡易な構成で容易に直交三軸方向に対する圧縮力又は引張力を測定することができる。 According to the seventh aspect of the medical simulator, by using strain gauge type load cells as the first force sensor, the second force sensor, and the third force sensor, the orthogonal triaxial directions can be easily made with a simpler configuration. Compressive force or tensile force can be measured.
上記医療シミュレータの第8の態様は、外科手術訓練時に所定の外科処置が模擬的に施される1組の模擬部材と、前記1組の模擬部材をそれぞれ保持する1組のアーム部材と、前記1組のアーム部材の少なくとも一方に設けられ、前記1組の模擬部材に対する結紮力を測定する第4の力センサとを備え、前記評価手段は、前記力センサにより測定された前記直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値、及び、前記第4の力センサにより測定された結紮力の測定値に基づいて、前記所定の外科処置における手技を評価することを特徴とする。 The eighth aspect of the medical simulator includes a set of simulated members that are used to simulate a predetermined surgical procedure during surgical training, a set of arm members that respectively hold the set of simulated members, A fourth force sensor that is provided on at least one of the pair of arm members and measures a ligating force with respect to the pair of simulated members, and the evaluation means includes the three orthogonal directions measured by the force sensor. The procedure in the predetermined surgical procedure is evaluated on the basis of the measured value of the compression force or tensile force and the measured value of the ligation force measured by the fourth force sensor.
上記医療シミュレータの第8の態様によれば、模擬部材に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力を測定することができると共に、結紮力も測定することができるので、当該医療シミュレータの適用範囲を広げることができる。 According to the 8th aspect of the said medical simulator, while being able to measure the compressive force or tensile force of the orthogonal triaxial direction with respect to a simulation member, it can also measure a ligation force, Therefore The application range of the said medical simulator is expanded. be able to.
上記医療シミュレータの第9の態様は、前記第4の力センサは、歪ゲージ式ロードセルであることを特徴とする。 The ninth aspect of the medical simulator is characterized in that the fourth force sensor is a strain gauge type load cell.
上記医療シミュレータの第9の態様によれば、第4の力センサとして歪ゲージ式ロードセルを用いることで、より簡易な構成で容易に結紮力を測定することができる。 According to the ninth aspect of the medical simulator, the ligation force can be easily measured with a simpler configuration by using the strain gauge type load cell as the fourth force sensor.
本発明によれば、医師や医学生等の評価対象者における個々の技量を客観的に評価することができ、外科手術の手技を向上させるための訓練を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to objectively evaluate individual skills of evaluation subjects such as doctors and medical students, and it is possible to perform training for improving surgical techniques.
以下、各図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図面において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図において、X,Y及びZは、互いに直交する3つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向を、それぞれ第1の方向X(X方向)、第2の方向Y(Y方向)及び第3の方向Z(Z方向)とし、各図面の矢印の向かう方向を正(+)方向、矢印の反対方向を負(−)方向として説明する。X方向及びY方向は、各構成部材の面内方向を表し、Z方向は、各構成部材の厚み方向又は高さ方向を表す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following description shows one embodiment of the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention. In the drawings, the same reference numerals denote the same members, and descriptions thereof are omitted as appropriate. Moreover, in each figure, X, Y, and Z represent three space axes orthogonal to each other. In this specification, the directions along these axes are defined as a first direction X (X direction), a second direction Y (Y direction), and a third direction Z (Z direction), respectively. In the following description, it is assumed that the direction toward the positive (+) direction and the direction opposite to the arrow is the negative (-) direction. The X direction and the Y direction represent the in-plane direction of each constituent member, and the Z direction represents the thickness direction or the height direction of each constituent member.
(実施形態1)
<医療シミュレータ>
本発明の実施形態1にかかる医療シミュレータの装置構成について説明する。(Embodiment 1)
<Medical simulator>
The apparatus configuration of the medical simulator according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1は、実施形態1にかかる医療シミュレータの一例を示す斜視図である。図示するように、医療シミュレータ1は、金属板からなる基材10上に、動脈を模した模擬部材20と、模擬部材20を保持するアーム部材30と、模擬部材20に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力をそれぞれ測定する第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cとが、後述する所定位置にそれぞれ配置され、これらの力センサ40a,40b,40cが配線50a,50b,50cを介して医療シミュレータ1を制御するインターフェイス部60に電気的に接続され、これらの構成要素が配置された基材10が、金属箱体からなる筐体70に収容されて構成されている。この筐体70は、各要素が配置された基材10を収容する収容部71と、上方を覆って基材10上の各要素を保護する蓋部72とからなり、蓋部72で覆われると、蓋部72の上部に形成された開口部721から、模擬部材20及びアーム部材30の一部が露出した状態が保持される。これにより、外部からの衝撃等から装置内部を保護しつつ各種訓練を行うことができると共に、模擬部材20に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定誤差を低減して測定精度を高めることができる。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a medical simulator according to the first embodiment. As shown in the figure, the medical simulator 1 includes a
医療シミュレータ1にあっては、筐体70内に収容された基材10上の±X方向両端部側に、インターフェイス部60と第3の力センサ40cを基材10上に固定する固定部材80とが対向して固定されている。基材10、インターフェイス部60及び固定部材80により形成される空間内には、模擬部材20が各力センサ40a,40b,40cを介して支持されるように設けられている。即ち、模擬部材20は、アーム部材30を介して第1の力センサ40aに支持され、模擬部材20及び第1の力センサ40aは、第2の力センサ40bに支持され、模擬部材20、第1の力センサ40a及び第2の力センサ40bは、第3の力センサ40cに支持され、模擬部材20、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cは、固定部材80に支持されている。つまり、本実施形態では、模擬部材20は、各力センサ40a,40b,40cを含むセンサ構造体により支持され、更に、模擬部材20及び各力センサ40a,40b,40cを含む構造体は、基材10上の固定部材80より保持して固定されている。このように、模擬部材20及び各力センサ40a,40b,40cを配置することにより、第1の力センサ40aは、模擬部材20に対する直交三軸方向のうち、±Y方向の圧縮力又は引張力を測定することができ、第2の力センサ40bは、±Z方向の圧縮力又は引張力を測定することができ、第3の力センサ40cは、±X方向の圧縮力又は引張力を測定することができる。即ち、これらの力センサ40a,40b,40cにより、模擬部材20に処置を施した点(作用点)にかかる力を測定することができる。
In the medical simulator 1, the fixing
上述の通りに各力センサ40a,40b,40cを配置することにより、模擬部材20に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定が可能となる理由は、各力センサ40a,40b,40cの構成にある。各力センサ40a,40b,40cの略中央には、平面視した場合に2つの円の一部を重ねた形状を有し、短手方向に貫通して貫通孔41a,41b,41cがそれぞれ設けられている。模擬部材20に処置を施すと、その点(作用点)に力が加わり、各力センサ40a,40b,40cが各貫通孔41a,41b,41cの貫通方向に直交する方向に弾性変形する。これにより、各力センサ40a,40b,40cの各貫通孔41a,41b,41cの貫通方向に直交する短手方向(測定方向)の圧縮力又は引張力を測定することができるものである。また、各力センサ40a,40b,40cは、長手方向の何れかの位置で測定方向の力を受けても、同一の力として測定できるようになっている。よって、各力センサ40a,40b,40cを直交する三軸方向に測定方向を合わせて組み上げれば、三軸方向の力を測定することが可能となる。ここで、3本の力センサ40a,40b,40cの組み方は特に制限されず、各力センサ40a,40b,40cを所定の位置で所定の方向に固着すればよく、また、各力センサ40a,40b,40c間に他の剛直な部材を挟んでも、測定精度に影響を与えることは無く問題ない。本実施形態では、後述する各固定部材を介して3本の力センサ40a,40b,40cを組立てた。固着方法は限定されず、測定する力をロスなく伝達できる程度に剛直に固着できればよく、例えば、接着や締結等の方法を適用することができる。
The reason why the
次に、本実施形態における各力センサ40a,40b,40cの配置及び固着方法について説明する。
Next, the arrangement and fixing method of the
第1の力センサ40aは、貫通孔41aの貫通方向が±Z方向と平行になるように配置され、その長手方向一方端部側の短手方向一方側面を、アーム部材30の長手方向一方端部側を切り欠いて設けた切欠部31に当接した状態で、螺子90a,90bで螺子留め固定されている。また、その長手方向他方端部側の短手方向他方側面を、金属柱からなる固定部材81の一側面に当接した状態で、且つ、金属製の矩形体材からなる固定部材82の突出部821表面上の短手方向一方端部側に載置した状態で、螺子91a,91bで螺子留め固定されている。これにより、第1の力センサ40aは、アーム部材30に螺子留め固定された一方端部側が宙に浮いた状態となり、模擬部材20に対する±Y方向の圧縮力又は引張力を測定することができる。なお、上述した通り、固定部材82の突出部821表面上の略中央には固定部材81が固着されているが、突出部821の±Y方向の幅よりも、固定部材81の短手方向の幅が小さくなるように形成されているため、第1の力センサ40aを載置するスペースが生じる。本実施形態では、固定部材81と固定部材82を別部材としたが、これらを1つの部材としてもよい。また、第1の力センサ40aを用いて模擬部材20に対する±Y方向の圧縮力又は引張力を測定することができれば、各固定部材81,82の配置、素材及び形状等は上記に限定されない。
The
第2の力センサ40bは、貫通孔41bの貫通方向が±Y方向と平行になるように配置され、その長手方向一方端部側の短手方向一方側面を、固定部材82の裏面側に当接した状態で、螺子92a,92bで螺子留め固定されている。また、その長手方向他方端部側の短手方向他方側面を、金属製の矩形体材からなる固定部材83の突出部831表面上に載置した状態で、埋没螺子93a,93bで螺子留め固定されている。ただし、固定部材83の上面832側に突出部831が突設されているため、突出部831表面より上面832の方がZ方向に対して低い位置にあり、突出部831に第2の力センサ40bが螺子留め固定されると、第2の力センサ40bと上面832との間に空間が生じる。これにより、第2の力センサ40bは、固定部材82に螺子留め固定された一方端部側が宙に浮いた状態となり、模擬部材20に対する±Z方向の圧縮力又は引張力を測定することができる。なお、第2の力センサ40bを用いて模擬部材20に対する±Z方向の圧縮力又は引張力を測定することができれば、各固定部材82,83の配置、素材及び形状等は上記に限定されない。
The
第3の力センサ40cは、貫通孔41cの貫通方向が±Z方向と平行になるように配置され、その長手方向一方端部側の短手方向一方側面を、固定部材83の突出部833の一方側面側に当接した状態で、埋没螺子94a,94bで螺子留め固定されている。また、その長手方向他方端部側の短手方向他方側面を、金属製の矩形体材からなる固定部材80の短手方向一方側面側の基材10とは反対側の一方端部を切り欠いて設けた切欠部801に載置した状態で、螺子95a,95bで螺子留め固定されている。これにより、第3の力センサ40cは、固定部材83に螺子留め固定された一方端部側が宙に浮いた状態となり、模擬部材20に対する±X方向の圧縮力又は引張力を測定することができる。なお、第3の力センサ40cを用いて模擬部材20に対する±X方向の圧縮力又は引張力を測定することができれば、各固定部材80,83の配置、素材及び形状等は上記に限定されない。
The
模擬部材20は、その軸方向一方端部側の先端面21が、樹脂製の薄板100上に接着固定されている。一方、アーム部材30は、長手方向一方端部をL字状に屈曲して形成されたアルミ製のL字薄板からなる。本実施形態では、これらを連結するために、互いに大きさが異なり、一方端部をL字状に屈曲して形成したアルミ製のL字薄板101,102の背面同士を接着剤等で接着固定して用いた。即ち、薄板100の裏面側に、L字薄板101の屈曲部表面を接着剤等で接着固定し、アーム部材30の屈曲部表面側に、L字薄板102における屈曲部裏面を螺子96により螺子留め固定した。これにより、模擬部材20がアーム部材30を介して各力センサ40a,40b,40cを含むセンサ構造体に固定され、模擬部材20に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力、即ち、模擬部材20に処置を施した点(作用点)にかかる力を測定することができるようになる。なお、模擬部材20と各力センサ40a,40b,40cを含むセンサ構造体とを接続することができれば、アーム部材30及びL字薄板101,102の配置、素材及び形状等は上記に限定されない。
The
本実施形態における模擬部材20は、心臓手術用の動脈の一部を模して形成されたクロロプレンゴム製の弾性材からなる筒状体である。本実施形態では、かかる模擬部材20を用いて説明するが、医療シミュレータ1で用いる模擬部材20の外観形状は、外科手術訓練の内容に応じて適宜選択されるため、これに限定されない。医療シミュレータ1で用いることが可能な模擬部材20は、血管、腸管、皮膚等の生体組織の一部を模して形成されており、外科手術訓練時に所定の外科処置が模擬的に施される。そのため、模擬部材20には、上述のクロロプレンの他に、ラテックスやシリコーン等の弾性を有するゴム素材を適用し、各生体組織の触感を再現して効果的な外科手術の訓練が行えるようにしている。模擬部材20の素材は、各生体組織の形状に形成加工することができ、各生体組織の触感を再現することができれば特に限定されない。また、上述の弾性材は、生体組織を模倣するために、スポンジ状や発泡ゴム状にして用いてもよい。これらは、発泡の仕方、泡の大きさ、材質、可塑剤やその添加量等を、必要に応じて選択することにより適切な触感を有する生体組織とすることができる。
The
ここで、所定の外科処置とは、血管、腸管、腎臓、膀胱、尿道、肝臓等の体内臓器に対して切断、止血、縫合、吻合等の操作を行う一般の外科手術と同様にして、医師や医学生等の評価対象者が模擬部材20に対して行う、例えば糸を貫通させる、糸で結ぶ、クリップをかける、加熱する、挟む等の操作である。かかる操作により、模擬部材20には、外科処置を施した場合と同様の外力が人為的に加えられ、この力を、各力センサ40a,40b,40cにより測定することで、模擬部材20に行われた外科処置の手技に対して評価を行うことができる。本実施形態では、動脈を模した筒状体である模擬部材20を用いて、評価対象者が行う縫合処置における手技を評価した。なお、具体的な評価方法については後述する。
Here, the predetermined surgical procedure is a doctor in the same manner as a general surgical operation that performs operations such as cutting, hemostasis, suturing, and anastomosis on internal organs such as blood vessels, intestinal tract, kidney, bladder, urethra, and liver. For example, an operation performed by the person to be evaluated such as a medical student or the like with respect to the
本実施形態における各力センサ40a,40b,40cは、歪ゲージ式ロードセルである。当該ロードセルを各力センサ40a,40b,40cに適用し、上述した通りに組み立ててセンサ構造体とすることで、模擬部材20に対する±Y方向、±Z方向及び±X方向、即ち直交三軸方向の圧縮力又は引張力をそれぞれ測定することができる。また、これらの力センサ40a,40b,40cに歪ゲージ式ロードセルを適用することにより、医療シミュレータ1の装置構成を簡易化することができ、操作性に優れているため、より速く精密に測定することができる。また、歪ゲージ式ロードセルは、比較的安価で寿命が長いという利点があり、コスト面でも優れている。
Each
ただし、本実施形態では、模擬部材20に外科処置を施した場合の外力を測定することができるセンサであれば、歪ゲージ式ロードセルに限定されない。例えば、バネ、ピエゾフィルム、レーザ、空気圧、油圧等を利用したセンサ、圧縮素子、変位センサ等を用いてもよい。また、歪ゲージ式ロードセル以外の、例えば、磁歪式ロードセル、静電容量型ロードセル、ジャイロ式ロードセル等を用いてもよい。
However, in the present embodiment, the sensor is not limited to the strain gauge type load cell as long as it can measure the external force when the
図2は、実施形態1にかかる医療シミュレータのインターフェイス部及び処理部の構成の一例を示す図である。図示するように、医療シミュレータ1は、模擬部材20に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力を測定することができるように、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cを所定位置に配置し(図1参照)、これらの力センサ40a,40b,40cとインターフェイス部60とが、配線50a,50b,50cを介して電気的に接続されている。また、インターフェイス部60には、配線50eを介して後述する処理部65が電気的に接続されている。本実施形態では、主にインターフェイス部60において、各力センサ40a,40b,40cにより測定された直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値(アナログ信号)をデジタル信号に変換(A/D変換)し、処理部65へシリアル伝送して、処理部65で後述する各処理を行うように構成したが、これに限定されない。例えば、インターフェイス部60及び処理部65で行う各処理を、1つの装置内で行うようにしてもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of an interface unit and a processing unit of the medical simulator according to the first embodiment. As shown in the drawing, the medical simulator 1 can measure the compressive force or the tensile force in the orthogonal triaxial direction with respect to the
インターフェイス部60は、基材10上に螺子97a,97bで螺子留め固定されており(図1参照)、各力センサ40a,40b,40cにより測定された直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値に基づいて、所定の外科処置における手技を評価し、この評価結果に基づいて後述する処理部65において警告信号を作成し、インターフェイス部60に電気的に接続されている処理部65内の音声出力部657及びデータ表示部658(後述する)に出力するように構成されている。かかる警告信号は、医療シミュレータ1を用いた訓練中に常時作成されるため、警告信号を入力した音声出力部657及びデータ表示部658は、後述する所定の方法で評価対象者に対して評価結果を通知することができる。
The
インターフェイス部60は、ソフトウェア及びハードウェアによって構成され、電圧検出部601、A/D変換部602、ノイズ処理部603、及びシリアル変換部604により成り立っているが、必要に応じてこれら以外の構成要素が含まれていてもよい。インターフェイス部60は、電圧検出部601により第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cからのアナログ信号を増幅し、増幅されたアナログ信号をA/D変換部602でデジタル信号に変換し、このデジタル信号に含まれるノイズをノイズ処理部603で除去し、このノイズ除去信号をシリアル変換部604でシリアル変換し、シリアル変換されたデータ(シリアルデータ)を処理部65に送信する。
The
処理部65は、データ演算部651、過去データ記録部652、データ評価部653、基準データ記憶部654、時間計測部655、警告信号作成部656、音声出力部657、及びデータ表示部658により構成されるパソコン等であり、必要に応じてこれら以外の構成要素が含まれていてもよい。処理部65は、インターフェイス部60により送信されたシリアルデータを受け取り、データ演算部651で実際に各力センサ40a,40b,40cにより検出された力(g)に変換して演算値を作成し、この演算値を過去データ記録部652で記録すると共にデータ評価部653に送信し、この演算値と時間計測部655からの計時データに基づいて評価対象値を作成し、基準データ記憶部654から読み出した基準値と比較して評価し、この評価結果に基づき評価信号を作成して警告信号作成部656に送信し、この評価信号に基づき作成された警告信号を音声出力部657及びデータ表示部658にそれぞれ出力し、評価結果を後述する所定の方法で評価対象者にそれぞれ通知する。
The
電圧検出部601は、各力センサ40a,40b,40cからの微小な電圧をA/D変換に適した値まで増幅し、増幅したアナログ信号(アナログデータ)をA/D変換部602に出力する。本実施形態では、増幅の過程で高周波成分を除去するためローパスフィルタを併用したが、高周波成分を除去できればこの構成に限定されない。
The
A/D変換部602は、電圧検出部601から出力されたアナログ信号を入力してデジタル信号(デジタルデータ)に変換し、この信号をノイズ処理部603に出力する。
The A /
ノイズ処理部603は、A/D変換部602から出力されたデジタル信号を入力してデジタルフィルタによりノイズを除去し、このノイズ除去デジタル信号をシリアル変換部604に出力する。本実施形態では、これらの処理をオンボードCPUにより行い、専用のソフトウェアを使用したが、かかる処理を行うことができればこの構成に限定されない。
The
シリアル変換部604は、ノイズ処理部603から出力されたノイズ除去デジタル信号(ノイズキャンセルデータ)を入力してシリアル変換したのち、変換したシリアル信号(シリアルデータ)を処理部65のデータ演算部651に出力する。本実施形態では、これらの処理をオンボードCPUにより行ったが、かかる処理を行うことができればこの構成に限定されない。
The
データ演算部651は、シリアル変換部604でシリアル変換されたシリアル信号(各力センサ40a,40b,40cからのシリアルデータ)を受け取り、演算処理により実際に各力センサ40a,40b,40cにより検出された力(g;荷重値)に変換し、時系列の演算値(時系列演算データ)を作成する。例えば評価対象者が縫合処置を行った場合には、処置中に各力センサ40a,40b,40cから得られた電圧値を、上述した通りにインターフェイス部60で処理してからデータ演算部651で演算値を作成し、過去データ記録部652及びデータ評価部653に出力する。
The
過去データ記録部652は、データ演算部651が出力した時系列の演算値をそのまま後日読み取れる形で記録する。この機能により評価対象者や指導者(熟練者)の時系列の演算値(時系列演算データ)をそれぞれ記録し、後日グラフや評価結果等をデータ表示部658に表示することができ、評価対象者の上達程度や指導者との違いを把握することが可能となる。
The past
データ評価部653は、データ演算部651により出力された演算値、及び後述する時間計測部655により出力された計時信号に基づき、計時開始から終了まで、所定時間毎に各力センサ40a,40b,40cの演算値を検出し、評価対象値(評価対象データ)を作成する。或いは、必要により検出した各力センサ40a,40b,40cの演算値を所定時間単位で平均し、平均評価対象値(平均評価対象データ)を作成する。この作成された評価対象値又は平均評価対象値と、予め基準データ記憶部654に記憶され入力した基準値(後述する)とを比較して、その評価結果を評価信号(評価データ)として警告信号作成部656に出力する。この評価データには、基準値に対する評価対象値の評価結果(良し悪し)の他、例えば一定の時間内の力(荷重値)の最大値や分布を評価した結果等も含まれてもよい。
The
基準データ記憶部654は、各処置における手技の優劣の指標となる基準値(閾値)を入力して保存する。基準値(閾値)を求める場合には、医療シミュレータ1を用いた各処置を、例えば経験豊富な心臓外科医等の熟練者が行い、得られた値(演算値)を各処置における手技の優劣の指標と基準値とし、これを基準データ記憶部654に入力する。本実施形態では、得られた基準値を適宜変更し、他の基準値を設定してもよい。例えば、医療シミュレータ1を使用して評価対象者を指導する指導者が、得られた基準値を参照して自由にその値を設定することができる。また、新たに設定した基準値を自由に保存や移動することが可能であり、例えばUSBメモリ等に入れて持ち歩き、医療シミュレータ1の基準値を容易に書き換えることが可能である。これにより、各大学病院や研究機関等の目標レベルに応じて基準値を設定することができ、或いは、目標とする熟練者の技術レベルが高すぎる場合に、評価対象者の技術レベルに応じて基準値を設定することができる。本実施形態では、基準値を設定する際に、自動的に基準データ記憶部654に入力されるのではなく、指導者が基準データ記憶部654に手作業で書き込む構成にしたが、必要に応じてこの構成を変更してもよい。この場合、熟練者による演算値は、指導者が基準値を設定する際の参考値となる。
The reference
時間計測部655は、データ評価部653に計時信号(時間データ)を出力する。ここで、計時信号とは、データ評価部653において評価対象値を作成する際に必要な時間データであり、例えば、評価対象者が縫合処置を行った場合に、かかる処置の開始(計時開始)から終了までの時間データである。このデータをデータ評価部653に送信することで、評価対象者が行った各処置における評価対象値を作成することができる。
The
警告信号作成部656は、データ評価部653から出力された評価信号を入力し、データ評価部653の評価結果に基づき警告信号を作成して、音声出力部657及びデータ表示部658に出力する。具体的には、評価対象値が基準値の範囲外にある場合には、警告信号を作成して警告信号を作成して音声出力部657及びデータ表示部658に出力し、評価対象値が基準値の範囲内にある場合には、継続信号を作成して音声出力部657及びデータ表示部658に出力する。ここで、警告信号とは、音声出力部657及びデータ表示部658が、後述する所定の方法で評価対象者に対して、評価対象値が基準値の範囲外にある旨の評価結果を通知するための信号である。一方、継続信号とは、同様にして評価対象者に対して、評価対象値が基準値の範囲内にある旨の評価結果を通知するための信号である。ただし、継続信号を作成せずに、評価対象値が基準値の範囲外にある場合のみを評価対象者に通知するようにしてもよい。
The warning
音声出力部657は、スピーカ等の音声出力装置である。警告信号作成部656から出力された警告信号又は継続信号を入力し、データ評価部653の評価結果に基づいて音声を出力する。かかる出力内容は特に限定されないが、例えば、警告信号を入力した場合に、評価結果を「NO」等の聞き取りやすい言語や高音又は低音による警告音や評価結果をイメージしやすい擬音等で出力してもよいし、継続信号を入力した場合に、評価結果を「OK」等の聞き取りやすい言語や無音や擬音等で出力してもよい。或いは、評価対象値が基準値から外れた程度に応じて、評価結果を音高により昇順又は降順(音階)で出力してもよい。
The
データ表示部658は、ディスプレイ等の画像表示装置である。警告信号作成部656から出力された警告信号又は継続信号を入力し、データ評価部653の評価結果を画像表示装置に表示する。かかる表示内容は特に限定されないが、例えば、警告信号を入力した場合に、評価結果を「×」等の記号や赤色等の点滅光等を表示し、継続信号を入力した場合に、評価結果を「○」等の記号や青色等の点滅光等を表示するようにしてもよい。或いは、評価対象値が基準値から外れた程度に応じて、評価結果を「○」、「△」及び「×」等の記号で表示してもよいし、段階的に発光の強さや色を変更するように表示してもよい。また、本実施形態では、医療シミュレータ1を用いた訓練中に警告信号及び継続信号を常時作成するようにしたが、かかる各信号を、訓練終了後にデータ表示部658へ出力するようにしてもよい。
The
実例を挙げれば、一定の時間内に評価対象者が行った縫合処置等の行為に対して総合的に採点(評価)を行い、合格(評価対象値が基準値の範囲内)したか否(評価対象値が基準値の範囲外)かを表示画面、音声出力等で評価対象者に提示してもよい。 If an example is given, it will be scored (evaluated) comprehensively for an act such as a suturing procedure performed by an evaluation subject within a certain period of time and passed (evaluation target value is within a standard value range). Whether the evaluation target value is outside the range of the reference value) may be presented to the evaluation target person on a display screen, audio output, or the like.
なお、本実施形態では、医療シミュレータ1を用いた訓練中に警告信号及び継続信号を常時作成し、これらの信号を音声出力部657及びデータ表示部658に出力するようにしたが、必要に応じて、音声出力部657及びデータ表示部658の一方のみに出力するようにしても構わない。その場合は、評価対象者が訓練中に評価結果を認識しやすいため、警告信号及び継続信号を音声出力部657に出力することが好ましい。
In the present embodiment, a warning signal and a continuation signal are always generated during training using the medical simulator 1, and these signals are output to the
<医療シミュレータの使用態様>
次に、上述した医療シミュレータ1の使用態様について、模擬部材20を用いて動脈の縫合処置の訓練を行う場合を例に挙げて説明する。<Usage of medical simulator>
Next, the usage mode of the above-described medical simulator 1 will be described by taking as an example a case of training an arterial suture treatment using the
図3は、本発明の実施形態1にかかる医療シミュレータの使用態様の一例を示す斜視図である。なお、図3には、薄板100に接着固定された模擬部材20が示されており、それ以外の医療シミュレータ1の構成要素は省略した。図示するように、上述の通りに模擬部材20をアーム部材30に固定し(図1参照)、縫合針110、縫合糸111及び鉗子や摂子(ピンセット)、持針器等(不図示)を用意する。本実施形態では、着糸部(針先とは反対側の端部)に縫合糸111がそれぞれ着糸された縫合針110を用いた。これにより、医療シミュレータ1では、模擬部材20に対して縫合処置を模した作業を行い、その作業を評価することで、動脈の縫合処置の訓練を行うことができる。
FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a usage mode of the medical simulator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the
次に、縫合針110の着糸部から針先までの距離の1/3〜1/2の部分を持針器で把持し、模擬部材20の他方端部側の周縁部22に縫合針110の針先を刺入する。この時点を作業の開始点とする。医療シミュレータ1は、針先の刺入位置や方向に応じて力を検出することが可能であり、詳細は後述するが、例えば図3の実線で示した縫合針110の刺入及び引抜きによる直交三軸方向の力(圧縮力又は引張力)を検出し、作業途中の想像線(二点鎖線)で示した縫合針110の刺入及び引抜きによる直交三軸方向の力を検出し続け、作業が完了するまで力の検出を行う。この時、図2に示すように、インターフェイス部60における電圧検出部601では、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cからの微小な電圧を検出し、また、処理部65における時間計測部655では、模擬部材20に対する作業の開始時に計時を開始してデータ評価部653に計時信号を出力する。
Next, a portion of 1/3 to 1/2 of the distance from the threaded portion of the
次に、縫合針110の湾曲方向に向かって運針し、針先から遠い部分を持針器で把持して縫合針110を引き抜く。ここで、模擬部材20の周縁部22における縫合針110を刺入して引き抜いた部分(作用点)に直交三軸方向の力(圧縮力又は引張力)が加わると、その力に応じて各力センサ40a,40b,40cが弾性変形する。各力センサ40a,40b,40cが弾性変形すると、その変化量に応じて電圧検出部601で検出される各力センサ40a,40b,40cからの電圧値が変化する。これらの値は増幅された後に各処理が行われ、処理部65のデータ演算部651に出力され、縫合針110aの刺入から引き抜き動作における各電圧値(時系列演算データ)の経時変化グラフ(計測グラフ)を作成し、そのデータをデータ評価部653に出力する。データ評価部653では、計測グラフ(評価対象データのグラフ)と、基準データ記憶部654に記憶された縫合処置の基準値と比較し、その評価結果を評価信号として警告信号作成部656に出力する。なお、本実施形態では、作業開始から終了まで継続して、各力センサ40a,40b,40cからの電圧を検出し続けているため、各電圧値の経時変化グラフが作成される構成としているが、その構成に限定されない。本実施形態の要旨を逸脱しない限り、必要に応じてデータの取得方法を変更しても構わない。また、後述する各実施例においても、同様に電圧の検出を各処理の開始から終了まで行う構成にしているが、これらについても構成は限定されない。
Next, the needle is moved toward the bending direction of the
警告信号作成部656では、入力した評価信号に基づき、計測グラフにおける各電圧値(評価対象データ)の変化が、基準値と略等しい場合、又は、予め設定された許容範囲内である場合には、継続信号を作成して音声出力部657及びデータ表示部658に当該信号を出力する。データ表示部658では、入力した継続信号に基づき、データ評価部653の評価結果を画面に表示する。また、音声出力部657では、入力した継続信号に基づき、データ評価部653の評価結果を音声で出力する。これにより、評価対象者は、可視化及び音声化された評価情報に基づいて自身の処置が正しいことを確認し、縫合針110を用いた処置を継続する。この処置が問題なく完了すると、同様にして縫合針110を用いた処置を行い評価される。
In the warning
一方、計測グラフにおける各電圧値(評価対象データ)の変化が、予め設定された許容範囲を外れた場合には、警告信号を作成して音声出力部657及びデータ表示部658に警告信号を出力する。データ表示部658では、入力した警告信号に基づき、データ評価部653の評価結果を画面に表示する。また、音声出力部657では、入力した警告信号に基づき、データ評価部653の評価結果を音声で出力する。これにより、評価対象者は、可視化及び音声化された評価情報に基づいて自身の処置におけるミスを処置中に認識することができ、正しい処置ができるようになるまでやり直すことができ、かかる手技を向上させることができる。その後、縫合針110aを用いた処置が完了したら、異なる位置、例えば縫合針110bの位置で引き続き処置を行い評価される。
On the other hand, if the change of each voltage value (evaluation target data) in the measurement graph is outside the preset allowable range, a warning signal is generated and the warning signal is output to the
一般的に手術は、臓器の連結、切断、止血等の操作により目的を完遂する。このような操作は、血管、腸管、腎臓、膀胱、尿道、肝臓等の体内臓器に対し、人為的に外力を加えることによりなされ、具体的には、糸を貫通させたり、糸で結んだり、クリップをかけたり、加熱したり、挟んだりすることにより行われる。体内臓器に外力を加えた場合に、ある一定以上の力が加えられると、その力に耐え切れずに臓器が破壊されて目的を達成することができない。従って、上記操作は、その臓器が破損されずに存在しうる限界値以下の力を加えて行う必要がある。従来、外科医は長年の実地経験により、上記限界値を経験として蓄え、実際の手術に役立ててきた。しかしながら、他の外科医にかかる限界値を正確に伝授することは難しく、高度な技術を取得するためには実地経験を積むしかなかった。 In general, surgery achieves its purpose through operations such as organ connection, cutting, and hemostasis. Such operations are made by applying external force artificially to internal organs such as blood vessels, intestinal tracts, kidneys, bladder, urethra, liver, etc., specifically, thread piercing, tying with thread, This is done by applying a clip, heating, or pinching. When an external force is applied to the internal organs, if a force exceeding a certain level is applied, the force cannot be withstood and the organ is destroyed and the purpose cannot be achieved. Therefore, the above operation needs to be performed by applying a force below a limit value that can exist without damaging the organ. Conventionally, surgeons have accumulated the above-mentioned limit values as experience based on many years of practical experience, and have been useful for actual surgery. However, it was difficult to accurately convey the limits for other surgeons, and in order to acquire advanced techniques, it was necessary to gain practical experience.
そこで、上述の医療シミュレータ1を経験豊富な外科医(熟練者)が使用し、各種臓器を模した模擬部材20に各種処置を施すことで、上記限界値データを容易に取得し保存することができる。即ち、医療シミュレータ1は、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cにより、模擬部材20に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力をそれぞれ測定することで、熟練者による模擬部材20に処置を施した点(作用点)にかかる力(限界値)を測定し、これを基準値として保存することができる。そして、その限界値を基準として、医療シミュレータ1を技術に乏しい外科医や医学生等(評価対象者)が用いた場合に、上記作用点に加わった直交三軸方向の力(測定値)を測定し、その測定値が適切であるか否か評価することができる。従って、評価対象者は、実地に寄らず効率よく訓練することができる。また、実際の手術を行う前に、その状況をシミュレーションすることにより、予め適切な力を把握することができ、実地での評価精度が向上する。
Therefore, the above-described medical simulator 1 is used by an experienced surgeon (expert) and various treatments are performed on the
<医療シミュレータの動作>
次に、上述した医療シミュレータ1の動作について、各フローチャートを参照して説明する。<Operation of medical simulator>
Next, the operation of the medical simulator 1 described above will be described with reference to each flowchart.
図4は、実施形態1にかかる医療シミュレータの動作の一例を説明するフローチャートである。図示するように、医療シミュレータ1では、例えば上述したように模擬部材20を用いて動脈の縫合処置の訓練を行う場合には、まず、訓練する臓器名(この場合は動脈)を入力し(ステップS1)、模擬部材20を用いて外科処置(この場合は縫合処置)の訓練を行い(ステップS2)、模擬部材20に加わる直交三軸方向の力(測定値)を測定し(ステップS3)、得られた測定値に基づき測定対象者の外科処置が適切であるか否か採点する(ステップS4)。これにより、模擬部材20に加わる直交三軸方向の力(圧縮力又は引張力)を正確に測ることができるので、外科処置を模擬的に行いながらこの力を経時的に測定することにより、客観的な評価が可能となる。
FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of the operation of the medical simulator according to the first embodiment. As shown in the drawing, in the medical simulator 1, for example, when training the suture operation of an artery using the
次に、上述したステップS4における採点方法の詳細について説明する。 Next, details of the scoring method in step S4 described above will be described.
一般に、外科処置中に対象とする組織(対象組織)に加わる力は経時的に変化し、いくつかの力のピーク(以下、「ピーク値」という)ができる。この際、過大な力が加わると組織は破断する。更に、破断に至らぬ弱い力でも繰り返し加わると組織の脆弱性が増す。従って、このピーク値は、医療シミュレータ1における採点にあたり最も重視される要素である。即ち、医療シミュレータ1では、所定の訓練時間中にステップS3において複数の測定値が得られるが、ステップS4においては、測定中に加わった最も強い力(以下、「最大ピーク値」という)を検出して評価に用いる。 In general, the force applied to a target tissue (target tissue) during a surgical procedure changes with time, and several force peaks (hereinafter referred to as “peak values”) are generated. At this time, if an excessive force is applied, the structure is broken. Furthermore, the weakness of the tissue increases if it is repeatedly applied even with a weak force that does not cause breakage. Therefore, this peak value is the most important factor in scoring in the medical simulator 1. That is, in the medical simulator 1, a plurality of measured values are obtained in step S3 during a predetermined training time, but in step S4, the strongest force applied during the measurement (hereinafter referred to as “maximum peak value”) is detected. And used for evaluation.
図5は、実施形態1にかかる医療シミュレータの採点方法の一例を説明するフローチャートである。図示するように、医療シミュレータ1では、図4のステップS4が更に複数のステップS41〜S49に分かれており、まず、ステップS3で得られた複数の測定値から最大ピーク値を検出し(ステップS41)、後述する熟練者による対象組織に応じた限界値に基づき作成された採点テーブルを用いて、検出された最大ピーク値から評価対象者の基本点数を決定し(ステップS42)、更に外科処置を継続してピーク値を検出して(ステップS43)、ステップS44へ移行する。 FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the scoring method of the medical simulator according to the first embodiment. As shown in the figure, in the medical simulator 1, step S4 in FIG. 4 is further divided into a plurality of steps S41 to S49. First, the maximum peak value is detected from the plurality of measured values obtained in step S3 (step S41). ), Using the scoring table created based on the limit value according to the target tissue by the expert described later, the basic score of the evaluation subject is determined from the detected maximum peak value (step S42), and further surgical treatment is performed. The peak value is continuously detected (step S43), and the process proceeds to step S44.
ここで、採点テーブルとは、熟練者による限界値(基準値)に基づき作成された採点用の点数群である。採点テーブルには、この基準値に対する乖離度に応じて決定された減点値が格納されている。ステップS42では、基準値に対する最大ピーク値の乖離度に応じて、採点テーブルに基づいて減点値を決定し、合格値から減点値を引いた値を評価対象者の基本点数としている。最大ピーク値と基本点数との関係は対象組織により異なるので、予め医療シミュレータ1内部(処理部65の過去データ記録部652)に採点テーブルを記憶しておき、ステップS42において採点テーブルの減点値を参照する。なお、合格値は、予め評価対象者のレベル等に応じて適宜設定することができ、それに応じて採点テーブルも変更される。
Here, the scoring table is a scoring score group created based on a limit value (reference value) by an expert. In the scoring table, deduction values determined according to the degree of deviation from the reference value are stored. In step S42, a deduction value is determined based on the scoring table according to the degree of deviation of the maximum peak value from the reference value, and a value obtained by subtracting the deduction value from the pass value is used as the basic score of the evaluation target person. Since the relationship between the maximum peak value and the basic score differs depending on the target tissue, a scoring table is stored in advance in the medical simulator 1 (past
次に、ステップS44では、検出したピーク値に対してステップS42と同様に採点テーブルを参照して減点値を決定し、評価対象者の基本点数が減点となった場合(ステップS45;Yes)には、基本点数から減点値を引いて新たな基本点数を算出し(ステップS46)、採点テーブルに付随して記憶されている減点の内容を評価対象者に通知し(ステップS46)、ステップS43へ戻る。減点の内容は対象組織により異なり、画面や音声を通じて通知される。一方、評価対象者の基本点数が減点されなかった場合(ステップS45;No)には、ステップS48へ移行する。 Next, in step S44, a deduction value is determined for the detected peak value with reference to the scoring table in the same manner as in step S42, and when the basic score of the evaluation subject is deducted (step S45; Yes). Subtracts the deduction value from the basic score to calculate a new basic score (step S46), notifies the evaluation target person of the contents of the deduction stored along with the scoring table (step S46), and goes to step S43 Return. The contents of deductions vary depending on the target organization and are notified through screens and audio. On the other hand, when the basic score of the person to be evaluated is not deducted (step S45; No), the process proceeds to step S48.
次に、ステップS48では、測定終了のタイミングか否かを判断する。測定終了のタイミングである場合(ステップS48;Yes)には、採点テーブルに付随して記憶されている評価基準に基づいて、最終的な基本点数から採点結果を評価対象者に通知して(ステップS49)、ステップS4における採点を完了する。なお、評価基準とは、処置中の最大ピーク値及び所要時間、結紮力等のいくつかの要素を総合したものであり、必要に応じて適宜変更可能である。 Next, in step S48, it is determined whether or not it is the timing to end the measurement. When it is the timing of the end of measurement (step S48; Yes), the evaluation target person is notified of the scoring result from the final basic score based on the evaluation criteria stored in the scoring table (step S48). S49), scoring in step S4 is completed. The evaluation standard is a total of several elements such as the maximum peak value during the treatment, the required time, and the ligation force, and can be appropriately changed as necessary.
一方、測定終了のタイミングでない場合(ステップS46;No)には、外科処置を継続する。即ち、この場合はステップS43に戻る。なお、測定の終了のタイミングは、評価対象者等が入力してもよいし、医療シミュレータ1が直交三軸方向の力(圧縮力又は引張力)により自動認識できるように設定してもよい。 On the other hand, when it is not the timing of the end of measurement (step S46; No), the surgical procedure is continued. That is, in this case, the process returns to step S43. Note that the timing of the end of the measurement may be input by an evaluation subject or the like, or may be set so that the medical simulator 1 can automatically recognize the force in the three orthogonal directions (compressive force or tensile force).
(実施形態2)
<医療シミュレータ>
本発明の実施形態2にかかる医療シミュレータの装置構成について説明する。(Embodiment 2)
<Medical simulator>
The apparatus configuration of the medical simulator according to the second embodiment of the present invention will be described.
図6は、実施形態2にかかる医療シミュレータの一例を示す斜視図である。図示するように、医療シミュレータ2は、結紮処置訓練用の1組のピン200a,200bがそれぞれ設けられた1組のターミネータ210a,210bと、1組のターミネータ210a,210bを保持する1組のアーム部材220a,220bと、1組のピン200a,200bの結紮力を測定する第4の力センサ40dとを備え、これらの部材が後述する所定位置にそれぞれ配置されたこと以外は、実施形態1にかかる医療シミュレータ1と同様の構成を有している。従って、本実施形態では、主に医療シミュレータ1と異なる構成について説明し、それ以外については適宜説明を省略する。
FIG. 6 is a perspective view illustrating an example of a medical simulator according to the second embodiment. As shown in the figure, the
医療シミュレータ2にあっては、医療シミュレータ1と同様に、基材10、インターフェイス部60及び固定部材80により空間が形成されおり、その空間に、医療シミュレータ1の模擬部材20に替えて、1組のピン200a,200bがそれぞれ設けられた1組のターミネータ210a,210bが、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b、第3の力センサ40c及び第4の力センサ40dを介して支持されるように設けられており、これらの力センサ40a,40b,40c,40dが配線50a,50b,50c,50dを介して医療シミュレータ2を制御するインターフェイス部60に電気的に接続されている。1組のターミネータ210a,210bは、1組のアーム部材220a,220bを介して第1の力センサ40a及び第4の力センサ40dに支持され、1組のターミネータ210a,210b、第1の力センサ40a及び第4の力センサ40dは、第2の力センサ40bに支持され、1組のターミネータ210a,210b、第1の力センサ40a、第4の力センサ40d及び第2の力センサ40bは、第3の力センサ40cに支持され、1組のターミネータ210a,210b、第1の力センサ40a、第4の力センサ40d、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cは、固定部材80に支持されている。つまり、本実施形態では、1組のターミネータ210a,210bは、各力センサ40a,40b,40c,40dを含むセンサ構造体により支持され、更に、1組のターミネータ210a,210b及び各力センサ40a,40b,40c,40dを含む構造体は、基材10上の固定部材80より保持して固定されている。このように、1組のターミネータ210a,210b及び各力センサ40a,40b,40c,40dを配置することにより、第1の力センサ40aは、一方のターミネータ210aに対する±Y方向の圧縮力又は引張力を測定することができ、第4の力センサ40dは、他方のターミネータ210bに対する±Y方向の圧縮力又は引張力を測定することができ、第2の力センサ40bは、1組のターミネータ210a,210bに対する±Z方向の圧縮力又は引張力を測定することができ、第3の力センサ40cは、1組のターミネータ210a,210bに対する±X方向の圧縮力又は引張力を測定することができる。即ち、これらの力センサ40a,40b,40c,40dにより、1組のターミネータ210a,210bを介して、1組のピン200a,200bに処置を施した点(作用点)にかかる力を測定することができる。
In the
また、医療シミュレータ2は、第4の力センサ40dを備えたことで、1組のピン200a,200bに対する結紮力も測定することができる。ここで、結紮力とは、外科的処置の際に用いられる身体の一部や医療機器を縫合糸で縛って固定する際に、身体の一部や医療機器に対して縫合糸によりかかる力である。
In addition, the
例えば、腎臓を摘出する場合、腎臓の動脈及び静脈を切断するが、これにより断端より出血するため、予め動脈及び静脈を糸で結ぶかクリップを断端にかけて止血する処置が必要である。糸で結ぶ場合には、内腔が無くなる十分な結紮力を加える必要があるが、強すぎると血管の断裂や損傷が生じる。従って、適切な力で結紮する必要がある。この時、結紮部位が本来の位置から移動すると、結紮している血管を糸が引っ張ることになり、余計な力が加わる。この力が、血管が耐えることができる限度を超えると、血管が破断し目的を達成することができない。この限度は、血管の種類や太さにより異なる。 For example, when the kidney is removed, the arteries and veins of the kidney are cut. As a result, bleeding occurs from the stumps. Therefore, it is necessary to treat the arteries and veins with a thread in advance or to stop the blood by applying a clip to the stumps. In the case of tying with a thread, it is necessary to apply a sufficient ligation force that eliminates the lumen, but if it is too strong, the blood vessel may be broken or damaged. Therefore, it is necessary to ligate with an appropriate force. At this time, if the ligation site moves from its original position, the thread pulls the ligated blood vessel, and an extra force is applied. If this force exceeds the limit that the blood vessel can withstand, the blood vessel breaks and the purpose cannot be achieved. This limit varies depending on the type and thickness of the blood vessel.
また、臓器同士をつなぐための処置としては、糸針による縫合がある。例えば、前立腺癌で前立腺を摘出すると尿道と膀胱をつなぐ処置が必要となり、当該処置は、これらを縫合することによりなされる。この時、尿道や膀胱は柔らかく脆弱で針を通すときに余計な力が加わると、尿道や膀胱がちぎれてしまう。一方、余りにも弱い力で縫合すると、尿道と膀胱が密着せずに、隙間から尿が漏れてしまう。従って、適切な力で縫合することが必要となる。その他、様々な臓器をつなぐために縫合が必要となるが、臓器の種類や術式等により最適な力が異なっている。 In addition, as a treatment for connecting organs, there is a suture with a thread needle. For example, when the prostate is removed with prostate cancer, a treatment for connecting the urethra and the bladder is required, and the treatment is performed by suturing them. At this time, the urethra and bladder are soft and fragile, and if extra force is applied when the needle is passed through, the urethra and bladder are torn off. On the other hand, if the suture is made with too weak force, the urethra and the bladder are not in close contact with each other, and urine leaks from the gap. Therefore, it is necessary to sew with an appropriate force. In addition, suturing is required to connect various organs, but the optimum force differs depending on the type of organ and the surgical procedure.
医療シミュレータ2は、1組のピン200a,200bを結紮して結紮処置の訓練を行うことで、臓器の種別や手術の術式に応じた結紮力を評価することができ、評価対象者に応じた訓練を行うことができる。当該結紮処置を評価するためには、1組のピン200a,200bに対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力を測定するだけでなく、これらに対する結紮力を測定する必要がある。そこで、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cに加えて第4の力センサ40dを設けることで、1組のピン200a,200bに対する結紮力を測定することができる。
The
第4の力センサ40dは、他の力センサ40a,40b,40cと同様に、略中央には平面視した場合に2つの円の一部を重ねた形状を有し、短手方向に貫通して貫通孔41dが設けられている歪ゲージ式ロードセルである。第4の力センサ40dは、第1の力センサ40aと平行に、且つ、貫通孔41dの貫通方向が±Z方向と平行になるように配置され、その長手方向一方端部側の短手方向一方側面を、アーム部材220bの長手方向一方端部側を切り欠いて設けた切欠部221bに当接した状態で、図示しない1組の螺子で螺子留め固定されている。また、長手方向他方端部側の短手方向他方側面を、固定部材81の一側面に当接した状態で、且つ、固定部材82の突出部821表面上の短手方向一方端部側に載置した状態で、図示しない1組の螺子で螺子留め固定されている。これにより、第4の力センサ40dは、アーム部材220bに螺子留め固定された端部側が宙に浮いた状態となり、他方のターミネータ210bに対する±Y方向の圧縮力又は引張力を測定することができる。また、実施形態1で述べた通り、第1の力センサ40aは、一方の端部が、アーム部材220aの切欠部221aに螺子留め固定され、他方の端部が、固定部材81の一側面に螺子留め固定されている。即ち、第1の力センサ40a及び第4の力センサ40dが固定部材81を介して連結して固定部材82に固定されていることから、1組のピン200a,200bに対して結紮処置を施すと、第1の力センサ40aが一方のピン200aに加わるY方向の力を測定し、第4の力センサ40dが他方のピン200bに加わる−Y方向の力を測定することで、結果として、これらの力センサ40a,40dにより1組のピン200a,200bに対する結紮力を測定することができる。
Similar to the
なお、上述した通り、固定部材82の突出部821表面上の略中央には固定部材81が固着されているが、突出部821の±Y方向の幅よりも、固定部材81の短手方向の幅が小さくなるように形成されているため、第1の力センサ40aと対向する側に第4の力センサ40dを載置するスペースが生じる。
As described above, the fixing
1組のターミネータ210a,210bは、それぞれ金属製の切頭三角柱体からなり、底面の短手方向側に延設された板状体がL字状に屈曲して、1組のアーム部材220a,220bに当接する当接部211a,211bを形成している。また、1組のターミネータ210a,210bの切頭部212a,212bの略中央には、細い金属円柱材の表面を樹脂製の被覆材で被覆した1組のピン200a,200bが設けられている。この被覆材は、詳細は後述するが、1組のピン200a,200bに対して結紮処置を施す際に、縫合糸の滑り止めとなる。本実施形態では、このような一方のピン200aが設けられたターミネータ210aを、一方のアーム部材220aのL字状に屈曲した端部表面側に当接した状態で、螺子96aにより螺子留め固定した。また、他方のピン200bが設けられたターミネータ210bも同様に、図示しない螺子により螺子留め固定した。
Each set of
医療シミュレータ2は、筐体70の蓋部72の開口部721からは、1組のピン200a,200bと、1組のターミネータ210a,210bの一部が露出した状態となっている。かかる構成により、1組のピン200a,200bに対して結紮処置を施すことができる。
The
医療シミュレータ2は、医療シミュレータ1と同様にインターフェイス部60及び処理部65を有している。インターフェイス部60では、各力センサ40a,40b,40c,40dにより検出された直交三軸方向の力(圧縮力又は引張力)及び結紮力のアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換し、ノイズを除去した信号はシリアル変換したのち処理部65に送られる。処理部65では、シリアル変換された直交三軸方向の力のデータを受け取り、データ演算部651において演算処理して実際の直交三軸方向の力(g;荷重値)に変換して時系列の演算値を作成し、これをデータ評価部653に出力して評価対象値を作成する。評価対象者が結紮処置を行った場合に、得られた値を評価対象値とし、所定の結紮処置における手技を評価し、この評価結果に基づいて警告信号作成部656で警告信号を作成するように構成されている。医療シミュレータ2は、手技の優劣の指標となる基準データとして結紮力データが加わるが、これら以外の点は医療シミュレータ1と同様である。
The
<医療シミュレータの使用態様>
次に、上述した医療シミュレータ2の使用態様について、1組のピン200a,200bが設けられた1組のターミネータ210a,210bを用いて、血管の結紮処置の訓練を行う場合を例に挙げて説明する。<Usage of medical simulator>
Next, the usage mode of the above-described
実際に血管を結紮する際には、血管の断端を鉗子で止めている場合が多い。外科医は、この状態で縫合糸を用いて糸結び(結紮)をする。鉗子は、結紮が終了するまで血管の断端から出血を止めると共に血管の滑脱を防止し、外科医が結紮をし易くする。本実施形態では、この鉗子の替わりに1組のピン200a,200bが設けられた1組のターミネータ210a,210bを使用する。なお、血管に対する結紮力を測定することができれば装置構成は限定されず、例えば、1本のピンを1つのターミネータに設けて血管に対する結紮力を測定してもよいし、縫合糸がずれて滑脱し難い素材からなるピンを用いれば、ピンの表面を被覆材で被覆しなくてもよい。
When a blood vessel is actually ligated, the stump of the blood vessel is often stopped with forceps. In this state, the surgeon uses the suture to tie (knot) the yarn. The forceps stops bleeding from the stump of the blood vessel until the ligation is completed, and prevents the blood vessel from slipping, making it easier for the surgeon to ligate. In this embodiment, a set of
まず、上述の通りに1組のピン200a,200bが設けられた1組のターミネータ210a,210bを1組のアーム部材220a,220bに固定し、図示しない縫合糸を用意する。次に、縫合糸を1組のピン200a,200bに巻き付ける。この時点を結紮開始とする。この時、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b、第3の力センサ40c及び第4の力センサ40dからの各アナログ信号をインターフェイス部60において増幅し、デジタル信号に変換し、ノイズを除去した信号をシリアル変換したのち処理部65に送信する。処理部65における時間計測部655では、1組のピン200a,200bに対する結紮処置の開始時に、データ評価部653に対し評価を開始するよう計時信号を出力する。また、データ評価部653では、時間計測部655により出力された計時信号に基づき、所定時間毎に評価を行い警告信号作成部656に評価対象データを出力する。この時、評価開始の計時信号は結紮の開始に伴い自動的に発生してもよいし、キーボード、足踏みスイッチ等により手動で入力してもよい。
First, as described above, a set of
次に、所定の結紮方法に従って縫合糸の糸結びを行う。ここで、所定の結紮方法とは、結紮処置の目的に応じて適宜変更され得る。例えば、半結び、男結び、女結び、外科結び等の所定の結び目を作る訓練や、両手結び、片手結び、器械結び、深部結紮、鏡視下結紮等の結紮技法にかかる訓練を行うこともできる。また、各種結紮技法の訓練の際には、ペアン等の鉗子や持針器、或いは深部結紮棒等の冶具を用いて訓練することもできる。更に、単結紮や多重結紮等の結紮回数にかかる訓練を行うこともできる。医療シミュレータ2は、1組のピン200a,200bに対して所定の結紮方法に従って結紮した部分(作用点)に三次元方向の力(圧縮力又は引張力)及び結紮力が加わると、その力に応じて各力センサ40a,40b,40c,40dが弾性変形する。各力センサ40a,40b,40c,40dが弾性変形すると、その変化量に応じて電圧検出部601で検出される各電圧値が変化する。これらの値は増幅された後に各処理が行われ、処理部65のデータ演算部651に出力され、1組のピン200a,200bに対する縫合糸の巻き付けから結紮動作における各電圧値(時系列演算データ)の経時変化グラフ(計測グラフ)を作成し、同時にそのデータをデータ評価部653に出力する。データ評価部653では、計測グラフ(評価対象データのグラフ)と、基準データ記憶部654に記憶された結紮処置の基準値と比較し、その評価結果を評価信号として警告信号作成部656に出力する。警告信号作成部656では、入力した評価信号に基づき、実施形態1と同様にして評価を行い、継続信号又は警告信号を作成して音声出力部657及びデータ表示部658にこれらの信号を出力する。これにより、評価対象者は、実施形態1と同様にして、自身の結紮処置の評価結果を確認しながら、或いは、評価結果により処置の修正を行いながら、訓練を行うことができる。
Next, the suture is tied with a predetermined ligation method. Here, the predetermined ligation method can be appropriately changed according to the purpose of the ligation treatment. For example, training for making knots such as half-knots, male knots, female knots, surgical knots, and ligation techniques such as two-hand knots, one-hand knots, instrument knots, deep knots, and microscopic knots can be performed. . Moreover, when training various ligation techniques, it is also possible to train using a forceps such as a Pean, a needle holder, or a jig such as a deep ligation rod. Further, it is possible to perform training related to the number of ligations such as single ligation and multiple ligation. When a force (compression force or tensile force) and a ligation force in a three-dimensional direction are applied to a portion (action point) ligated to a pair of
(実施形態3)
<医療シミュレータ>
本発明の実施形態3にかかる医療シミュレータの装置構成について説明する。(Embodiment 3)
<Medical simulator>
The apparatus configuration of the medical simulator according to the third embodiment of the present invention will be described.
図7は、本発明の実施形態3にかかる医療シミュレータの使用態様の一例を示す斜視図であり、(a)は縫合前の状態を示す斜視図であり、(b)は縫合開始時の状態を示す斜視図であり、(c)は縫合中の状態を示す斜視図であり、(d)は縫合終了時の状態を示す斜視図である。図7(c)及び(d)では、縫合糸111のみを図示し、縫合針110は省略してある。図示するように、皮膚の一部を模して形成された1組の模擬部材300a,300bは、その底面側に樹脂製の薄板310a,310bが接着固定されている。本実施形態では、薄板310a,310bと1組のアーム部材220a,220bとを連結するために、互いに大きさが異なり、一方端部をL字状に屈曲して形成したアルミ製のL字薄板320a,320b,330a,330bの背面同士を接着剤等で接着固定して用いた。即ち、薄板310a,310b裏面側に、L字薄板320a,320bにおけるL字状に屈曲した端部表面を接着剤等で接着固定し、1組のアーム部材220a,220bのL字状に屈曲した端部表面側に、L字薄板330a,330bにおけるL字状に屈曲した端部裏面を接着剤等により接着固定した。これにより、1組の模擬部材300a,300bが1組のアーム部材220a,220bを介して各力センサに固定され、1組の模擬部材300a,300bに対する直交三軸方向の力(圧縮力又は引張力)及び結紮力を測定することができるようになる。
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a usage mode of the medical simulator according to the third embodiment of the present invention, (a) is a perspective view showing a state before suturing, and (b) is a state at the start of suturing. (C) is a perspective view showing a state during suturing, and (d) is a perspective view showing a state at the end of suturing. 7C and 7D, only the
<医療シミュレータの使用態様>
次に、上述した医療シミュレータ2の使用態様について、1組の模擬部材300a,300bを用いて、皮膚の縫合処置及び結紮処置の訓練を行う場合を例に挙げて説明する。<Usage of medical simulator>
Next, the usage mode of the
まず、図7(a)に示すように、上述の通りに1組の模擬部材300a,300bを1組のアーム部材220a,220bに固定し、縫合針110、縫合糸111及び鉗子や摂子(ピンセット)、持針器等(不図示)を用意する。本実施形態では、着糸部(針先とは反対側の端部)に縫合糸111が着糸された縫合針110を用いた。
First, as shown in FIG. 7A, as described above, one set of
次に、図7(b)に示すように、縫合針110の着糸部から針先までの距離の1/3〜1/2の部分を持針器で把持し、一方の模擬部材300aの短手方向一方端部側の端縁部301aに縫合針110の針先を刺入する(この時点を縫合及び結紮開始とする)と、その力に応じて、図6に示す第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cが弾性変形する。次に、図7(c)に示すように、図7(a)に示す縫合針110の湾曲方向に向かって運針し、針先から遠い部分を持針器で把持して縫合針110を引き抜く。ここで、一方の模擬部材300aの端縁部301aにおける縫合針110を刺入して引き抜いた部分(作用点)に三次元方向の力(圧縮力又は引張力)が加わると、その力に応じて第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cが弾性変形する。同様に、他方の模擬部材300bの短手方向他方端部側の端縁部301bに縫合針110の針先を刺入し、縫合針110の湾曲方向に向かって運針して引き抜くと、その部分(作用点)に三次元方向の力(圧縮力又は引張力)が加わり、その力に応じて第1の力センサ40a、第2の力センサ40b、第3の力センサ40c及び第4の力センサ40dが弾性変形する。次に、引き抜いた縫合針110を所定の結紮方法に従って縫合糸の糸結びを開始すると、その力に応じて第1の力センサ40a、第2の力センサ40b、第3の力センサ40c及び第4の力センサ40dが弾性変形する。
Next, as shown in FIG. 7 (b), a portion of 1/3 to 1/2 of the distance from the threaded portion of the
本実施形態では、上述の縫合針110の刺入から結紮動作終了までの間、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b、第3の力センサ40c及び第4の力センサ40dからの各アナログ信号をインターフェイス部60において増幅し、デジタル信号に変換し、ノイズを除去した信号をシリアル変換したのち処理部65に送信し続ける。処理部65における時間計測部655では、1組の模擬部材300a,300bに対する縫合処置及び結紮処置の開始時に、データ評価部653に対し評価を開始するよう計時信号を出力する。また、データ演算部651では、1組の模擬部材300a,300bに対する各動作における各電圧値(時系列演算データ)の経時変化グラフ(計測グラフ)を作成し、同時にそのデータをデータ評価部653に出力し続ける。データ評価部653では、計測グラフ(評価対象データのグラフ)と、基準データ記憶部654に記憶された縫合処置及び結紮処置の基準値と比較し、その評価結果を評価信号として警告信号作成部656に出力し続ける。この時、評価開始の計時信号は処置の開始にともない自動的に発生してもよいし、キーボード、足踏みスイッチ等により手動で入力してもよい。警告信号作成部656では、入力した評価信号に基づき、実施形態1と同様にして評価を行い、継続信号又は警告信号を作成して音声出力部657及びデータ表示部658にこれらの信号を出力する。
In the present embodiment, from the insertion of the
そして、図7(d)に示すように、一定の時間内に所定の結紮方法に従って縫合糸の糸結びを終了すると、結紮処置中に評価対象者が行った行為に対し総合的に採点(評価)を行い、合格(評価対象値が基準値の範囲内)したか否(評価対象値が基準値の範囲外)かを表示画面、音声出力等で評価対象者に提示してもよい。これにより、評価対象者は、実施形態1と同様にして、自身の縫合処置及び結紮処置の評価結果を確認しながら、或いは、評価結果により処置の修正を行いながら、訓練を行うことができる。 Then, as shown in FIG. 7 (d), when the suture tying is completed according to a predetermined ligation method within a predetermined time, a score (evaluation) is comprehensively given to the actions performed by the evaluation subject during the ligation treatment. ) May be presented to the evaluation subject via a display screen, voice output, etc., whether or not the evaluation is acceptable (the evaluation target value is within the reference value range). As a result, the person to be evaluated can perform training in the same manner as in the first embodiment while confirming the evaluation results of his own suturing treatment and ligation treatment, or correcting the treatment based on the evaluation results.
(実施形態4)
<医療シミュレータ>
本発明の実施形態4にかかる医療シミュレータの装置構成について説明する。(Embodiment 4)
<Medical simulator>
The apparatus configuration of the medical simulator according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
図8は、本発明の実施形態4にかかる医療シミュレータの使用態様の一例を示す斜視図である。図示するように、本実施形態では、上述した医療シミュレータ2について、使用する模擬部材について、前立腺癌における前立腺の摘出手術の際に尿道と膀胱をつなぐ操作(以下「吻合」とする)を訓練するための尿道の一部を模して形成された模擬部材400と、膀胱の一部を模して形成された模擬部材500とを適用した以外は実施形態3と同様の装置構成とした。なお、本実施形態では、着糸部(針先とは反対側の端部)に縫合糸111が着糸された縫合針110を用いたが、図8では、縫合糸111のみを図示し、縫合針110は省略してある。
FIG. 8 is a perspective view illustrating an example of a usage mode of the medical simulator according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the present embodiment, for the
本実施形態における模擬部材400は、尿道の一部を模して形成されたクロロプレンゴム製の弾性材からなる筒状体であり、外周部の一部を薄板310a上に載置した状態で、接着剤等で接着固定されている。また、模擬部材500は、膀胱の一部を模して形成されたクロロプレンゴム製の弾性材からなり、閉塞部側に向かって先細った袋状体であり、閉塞部側(一方端部側)の外周部には、模擬部材400の一方端部側の開口部401と連結するための円形開口部501が形成され、他方端部側には、開口部502が形成されている。模擬部材500は、円形開口部501が形成されていない側の外周部の一部を薄板310b上に載置した状態で、接着剤等で接着固定されている。これにより、模擬部材400及び模擬部材500が1組のアーム部材220a,220bを介して各力センサに固定され、模擬部材400及び模擬部材500に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力及び結紮を測定することができるようになる。
The
<医療シミュレータの使用態様>
次に、上述した医療シミュレータ2の使用態様について、模擬部材400及び模擬部材500を用いて、尿道と膀胱の縫合処置及び結紮処置の訓練を行う場合を例に挙げて説明する。<Usage of medical simulator>
Next, the usage mode of the above-described
まず、上述の通りに模擬部材400及び模擬部材500を1組のアーム部材220a,220bに固定し、縫合糸111が着糸された縫合針(不図示)及び鉗子や摂子(ピンセット)、持針器等(不図示)を用意する。
First, as described above, the
次に、縫合針の着糸部から針先までの距離の1/3〜1/2の部分を持針器で把持し、模擬部材400の開口部401の端縁部402に縫合針の針先を刺入する。この時点を吻合開始とする。次に、縫合針の湾曲方向に向かって運針し、針先から遠い部分を持針器で把持して縫合針を引き抜き、その部分(作用点)に三次元方向の力(圧縮力又は引張力)が加わると、その力に応じて、図6に示す第1の力センサ40a、第2の力センサ40b及び第3の力センサ40cが弾性変形する。同様に、模擬部材500の円形開口部501の端縁部503に縫合針の針先を刺入し、縫合針の湾曲方向に向かって運針して引き抜くと、その部分(作用点)に三次元方向の力(圧縮力又は引張力)が加わり、その力に応じて、図6に示す第1の力センサ40a、第2の力センサ40b、第3の力センサ40c及び第4の力センサ40dが弾性変形する。次に、引き抜いた縫合針を所定の結紮方法に従って縫合糸の糸結びを開始すると、図6に示す第1の力センサ40a、第2の力センサ40b、第3の力センサ40c及び第4の力センサ40dが弾性変形する。
Next, a portion of 1/3 to 1/2 of the distance from the sutured portion of the suture needle to the needle tip is held by a needle holder, and the needle of the suture needle is attached to the
本実施形態では、縫合針の刺入から結紮動作終了(糸結びが終了した時点)、即ち吻合処置が終了するまでの間、第1の力センサ40a、第2の力センサ40b、第3の力センサ40c及び第4の力センサ40dからの各アナログ信号をインターフェイス部60において増幅し、デジタル信号に変換し、ノイズを除去した信号をシリアル変換したのち処理部65に送信し続ける。処理部65における時間計測部655では、模擬部材400及び模擬部材500に対する吻合処置の開始時に、データ評価部653に対し評価を開始するよう計時信号を出力する。また、データ演算部651では、模擬部材400及び模擬部材500に対する各動作における各電圧値(時系列演算データ)の経時変化グラフ(計測グラフ)を作成し、同時にそのデータをデータ評価部653に出力し続ける。データ評価部653では、計測グラフ(評価対象データのグラフ)と、基準データ記憶部654に記憶された吻合処置の基準値と比較し、その評価結果を評価信号として警告信号作成部656に出力し続ける。この時、評価開始の計時信号は処置の開始にともない自動的に発生してもよいし、キーボード、足踏みスイッチ等により手動で入力してもよい。警告信号作成部656では、入力した評価信号に基づき、実施形態1と同様にして評価を行い、継続信号又は警告信号を作成して音声出力部657及びデータ表示部658にこれらの信号を出力する。
In the present embodiment, the
そして、所定の吻合方法に従って処置を終了すると、吻合処置中に評価対象者が行った行為に対し総合的に採点(評価)を行い、合格(評価対象値が基準値の範囲内)したか否(評価対象値が基準値の範囲外)かを表示画面、音声出力等で評価対象者に提示してもよい。これにより、評価対象者は、実施形態1と同様にして、自身の吻合処置の評価結果を確認しながら、或いは、評価結果により処置の修正を行いながら、訓練を行うことができる。 When the procedure is completed according to the predetermined anastomosis method, the action performed by the evaluation subject during the anastomosis procedure is comprehensively scored (evaluated) and passed (the evaluation target value is within the reference value range). Whether the evaluation target value is outside the range of the reference value may be presented to the evaluation target person on a display screen, audio output, or the like. Thereby, the evaluation subject can perform training while confirming the evaluation result of his / her anastomosis treatment or correcting the treatment based on the evaluation result in the same manner as in the first embodiment.
(他の実施形態)
以上、本発明の医療シミュレータの一実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上記のものに限定されるものではない。なお、図面において示す構成要素、即ち模擬部材、各力センサ等の厚さ、幅、相対的な位置関係等は、本発明を説明する上で、誇張して示されている場合がある。また、本明細書の「上」という用語は、構成要素の位置関係が「直上」であることを限定するものではない。例えば、「1組のアーム部材の載置面上の模擬部材」等という表現は、1組のアーム部材の載置面と模擬部材との間等に、他の構成要素を含むものを除外しない。(Other embodiments)
Although one embodiment of the medical simulator of the present invention has been described above, the basic configuration of the present invention is not limited to the above. Note that the components shown in the drawings, that is, the thickness, width, relative positional relationship, and the like of the simulation member and each force sensor may be exaggerated in explaining the present invention. Further, the term “upper” in the present specification does not limit that the positional relationship between the constituent elements is “directly above”. For example, the expression “simulated member on the mounting surface of a set of arm members” does not exclude the case where other components are included between the mounting surface of the set of arm members and the simulated member. .
本発明の医療シミュレータは、上述した使用態様の他、ロボット手術における操作の習熟に適用することができる。近年、遠隔操作により体内の手術を行うロボット手術が普及してきている。ロボットを用いることにより、体内の臓器が目の前で拡大されて見え、あたかも術者(ロボット術者)が患者の体内に入り込んだような感覚で手術を行うことが可能となる。その一方で、臓器に触った感覚に乏しく、その分、操作を困難にしている。本発明の医療シミュレータは、ロボットにより加わった力であっても測定することができるので、予め本発明の医療シミュレータを用いてトレーニングすることにより、より安全で質の高い手術が可能となる。例えば、上述した膀胱尿道吻合時に、ロボットを適用して評価することもできる。この場合、本発明の医療シミュレータの出力画像(評価結果)を、ロボット術者の操作画面を分割したその一部に表示することができ、或いは、その操作画面にオーバーレイして表示することができる。これにより、術者はロボットを操作しながら本発明の医療シミュレータの評価画面を見ることができる。 The medical simulator of the present invention can be applied to learning of operations in robotic surgery in addition to the above-described usage modes. In recent years, robotic surgery for performing in-body surgery by remote control has become widespread. By using the robot, it is possible to perform the operation as if the surgeon (robot operator) has entered the patient's body as the internal organs appear enlarged in front of the eyes. On the other hand, the sense of touching the organ is poor, making operation difficult to that extent. Since the medical simulator of the present invention can measure even the force applied by the robot, it is possible to perform a safer and higher quality operation by training in advance using the medical simulator of the present invention. For example, it is also possible to evaluate by applying a robot during the above-described vesicourethral anastomosis. In this case, the output image (evaluation result) of the medical simulator of the present invention can be displayed on a part of the divided operation screen of the robot operator, or can be displayed as an overlay on the operation screen. . Thereby, the surgeon can see the evaluation screen of the medical simulator of the present invention while operating the robot.
本発明の医療シミュレータは、上述した使用態様では、模擬部材やピンとアーム部材とを螺子留めにより固定したが、これに限定されない。実際の糸結びでは、血管の太さに差異があり、また、血管だけでなく、腸管や皮膚等を結紮することもある。このため、本発明の医療シミュレータでは、上述した通り、模擬部材やピンを交換できる構造としたが、この際の着脱機構は螺子に限定されず、例えば、磁石やバネ構造を用いてもよい。 In the use mode described above, the medical simulator of the present invention fixes the simulated member, the pin, and the arm member by screwing, but is not limited thereto. In actual yarn knots, there are differences in the thickness of blood vessels, and not only blood vessels but also the intestinal tract and skin may be ligated. For this reason, in the medical simulator of the present invention, as described above, the structure is such that the simulated member and the pin can be replaced. However, the attachment / detachment mechanism at this time is not limited to the screw, and for example, a magnet or a spring structure may be used.
本発明の医療シミュレータは、上述した使用態様では、模擬部材やピンに対して、何ら障害物を設けず処置を施したが、これに限定されない。近年、術式の複雑化により、より繊細な手技が必要となったり、体内の深いところにあるものを糸で結んだりする機会が増えてきている。例えば、上述した膀胱尿道吻合時は、実際には骨盤が術野を遮る形で行われるため、血管の断端を結紮するためには非常に高度な技術が必要とされる。このような場合、通常2回以上結紮を行うが、この間、緩んではならず、最終的に必要十分な結紮力が必要である。更に、糸結び中に必要以上の力が加わると、容易に血管がちぎれてしまう。太い血管であれば、多少結紮部位に力が加わってもよいが、細い血管では、わずかな力でも引っ張ることにより、ちぎれてしまう。要するに、血管の太さ又は場所により、結紮部位に加えられる適切な力や強さが異なり、最適な糸結びがあるところ、術野が狭い場合であっても、適切な力や強さで最適な結紮を行う必要がある。このため、従来では、個々の外科医が実地経験により技術を会得してきたが、この経験を第三者が的確に知ることは難しい。そこで、本発明の医療シミュレータを用いる際に、処置時の視野を遮る障害物、例えば、膀胱尿道吻合時における骨盤を模した部材等を用いることにより、実地に近い状況を作り出すことで、自身の技術を高めることができる。 In the use mode described above, the medical simulator according to the present invention performs the treatment without providing any obstacle to the simulated member or the pin, but is not limited thereto. In recent years, with the increasing complexity of surgical procedures, more delicate procedures are required, and opportunities for tying things deep inside the body with threads are increasing. For example, at the time of the above-described cystourethrostomy, since the pelvis actually blocks the surgical field, a very advanced technique is required to ligate the stumps of the blood vessels. In such a case, the ligation is usually performed twice or more, but during this time, the ligation should not be loosened, and finally a necessary and sufficient ligation force is required. Furthermore, if an excessive force is applied during yarn knotting, the blood vessel is easily broken. If it is a thick blood vessel, some force may be applied to the ligation site, but if it is a thin blood vessel, it will be broken by pulling even with a slight force. In short, the appropriate force and strength applied to the ligation site varies depending on the thickness or location of the blood vessel, and there is an optimal thread knot. Even when the surgical field is narrow, it is optimal with the appropriate force and strength. It is necessary to make a proper ligation. For this reason, in the past, individual surgeons have acquired skills through hands-on experience, but it is difficult for third parties to know this experience accurately. Therefore, when using the medical simulator of the present invention, by using an obstacle that blocks the visual field at the time of treatment, for example, a member imitating the pelvis at the time of bladder urethral anastomosis, by creating a situation close to the actual situation, Can enhance technology.
本発明の医療シミュレータは、模擬部材やピンを訓練時に駆動させない構成であったが、これに限定されず、模擬部材やピンの方向に応じて糸結びの方法を変え、あらゆる方向に対応可能な訓練を行うようにしてもよい。例えば、カメラの三脚のような、首振り機構上に本発明の医療シミュレータを設置してもよい。本発明の医療シミュレータのセンサとして、三次元重力センサを適用することで、首振りにより本体の角度が変わった場合でも、引っ張り方向の補正を行い、適切に測定することができる。 The medical simulator of the present invention has a configuration in which the simulated member and the pin are not driven at the time of training. However, the present invention is not limited to this, and the yarn tying method can be changed according to the direction of the simulated member and the pin and can be used in all directions Training may be performed. For example, the medical simulator of the present invention may be installed on a swing mechanism such as a camera tripod. By applying a three-dimensional gravity sensor as the sensor of the medical simulator of the present invention, even if the angle of the main body changes due to swinging, the tensile direction can be corrected and measured appropriately.
本発明は、医師や医学生等、或いは必要に応じて他の医療関係者や医療機器メーカー等の研究開発者等の評価対象者が、血管、腸管、腎臓、膀胱、尿道、肝臓等の体内臓器に対して切断、止血、縫合、吻合等の操作を行う一般の外科手術の訓練を行う際に極めて有用である。 The present invention is intended for evaluation subjects such as doctors, medical students, etc., or other medical personnel or research equipment developers such as medical device manufacturers as necessary, such as blood vessels, intestinal tract, kidney, bladder, urethra, liver, etc. This is extremely useful when training general surgical operations for operations such as cutting, hemostasis, suturing, and anastomosis for organs.
1,2 医療シミュレータ
10 基材
20 模擬部材
21 先端面
22 周縁部
30 アーム部材
31 切欠部
40a 第1の力センサ
40b 第2の力センサ
40c 第3の力センサ
40d 第4の力センサ
41a,41b,41c,41d 貫通孔
50a,50b,50c,50d,50e 配線
60 インターフェイス部
65 処理部
70 筐体
71 収容部
72 蓋部
80,81,82,83 固定部材
90a,90b,91a,91b,92a,92b,95a,95b,96,96a,97a,97b 螺子
93a,93b,94a,94b 埋没螺子
100 薄板
101,102 L字薄板
110 縫合針
111 縫合糸
200a,200b ピン
210a,210b ターミネータ
211a,211b 当接部
212a,212b 切頭部
220a,220b アーム部材
221a,221b 切欠部
300a,300b 模擬部材
301a 端縁部
310a,310b 薄板
320a,320b,330a,330b L字薄板
400,500 模擬部材
401,502 開口部
402,503 端縁部
501 円形開口部
601 電圧検出部
602 A/D変換部
603 ノイズ処理部
604 シリアル変換部
651 データ演算部
652 過去データ記録部
653 データ評価部
654 基準データ記憶部
655 時間計測部
656 警告信号作成部
657 音声出力部
658 データ表示部
721 開口部
801 切欠部
821,831,833 突出部
832 上面DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Medical simulator 10 Base material 20 Simulated member 21 Front end surface 22 Peripheral part 30 Arm member 31 Notch part 40a 1st force sensor 40b 2nd force sensor 40c 3rd force sensor 40d 4th force sensor 41a, 41b , 41c, 41d Through-holes 50a, 50b, 50c, 50d, 50e Wiring 60 Interface unit 65 Processing unit 70 Housing 71 Storage unit 72 Lid unit 80, 81, 82, 83 Fixing member 90a, 90b, 91a, 91b, 92a, 92b, 95a, 95b, 96, 96a, 97a, 97b Screw 93a, 93b, 94a, 94b Embedded screw 100 Thin plate 101, 102 L-shaped thin plate 110 Suture needle 111 Suture thread 200a, 200b Pin 210a, 210b Terminator 211a, 211b Contact Portions 212a and 212b a, 220b Arm member 221a, 221b Notch portion 300a, 300b Simulated member 301a End edge portion 310a, 310b Thin plate 320a, 320b, 330a, 330b L-shaped thin plate 400, 500 Simulated member 401, 502 Opening portion 402, 503 End edge portion 501 Circular opening 601 Voltage detection unit 602 A / D conversion unit 603 Noise processing unit 604 Serial conversion unit 651 Data operation unit 652 Past data recording unit 653 Data evaluation unit 654 Reference data storage unit 655 Time measurement unit 656 Warning signal creation unit 657 Audio Output part 658 Data display part 721 Opening part 801 Notch part 821,831,833 Projection part 832 Upper surface
Claims (9)
前記模擬部材を保持するアーム部材と、
前記アーム部材に設けられ、前記模擬部材に対する直交三軸方向の圧縮力又は引張力を測定する力センサと、
前記力センサにより測定された前記直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値に基づいて、前記所定の外科処置における手技を評価する評価手段と
を備えていることを特徴とする医療シミュレータ。A simulated member on which a predetermined surgical procedure is simulated during surgical training;
An arm member for holding the simulated member;
A force sensor that is provided on the arm member and measures a compressive force or a tensile force in an orthogonal triaxial direction with respect to the simulated member;
A medical simulator comprising: evaluation means for evaluating a procedure in the predetermined surgical procedure based on a measurement value of the compressive force or tensile force in the three orthogonal directions measured by the force sensor.
前記第1の軸方向に対する圧縮力又は引張力を測定する第1の力センサと、
前記第2の軸方向に対する圧縮力又は引張力を測定する第2の力センサと、
前記第3の軸方向に対する圧縮力又は引張力を測定する第3の力センサと
を備え、
前記第1の力センサ、前記第2の力センサ及び前記第3の力センサは、それぞれ歪ゲージ式ロードセルであることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の医療シミュレータ。When the three orthogonal directions relative to the simulated member are a first axial direction, a second axial direction, and a third axial direction, respectively,
A first force sensor for measuring a compressive force or a tensile force with respect to the first axial direction;
A second force sensor for measuring a compressive force or a tensile force with respect to the second axial direction;
A third force sensor for measuring a compressive force or a tensile force with respect to the third axial direction,
The medical simulator according to any one of claims 1 to 6, wherein each of the first force sensor, the second force sensor, and the third force sensor is a strain gauge type load cell.
前記1組の模擬部材をそれぞれ保持する1組のアーム部材と、
前記1組のアーム部材の少なくとも一方に設けられ、前記1組の模擬部材に対する結紮力を測定する第4の力センサと
を備え、
前記評価手段は、前記力センサにより測定された前記直交三軸方向の圧縮力又は引張力の測定値、及び、前記第4の力センサにより測定された結紮力の測定値に基づいて、前記所定の外科処置における手技を評価することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の医療シミュレータ。A set of simulated members on which a predetermined surgical procedure is simulated during surgical training;
A set of arm members each holding the set of simulated members;
A fourth force sensor provided on at least one of the set of arm members and measuring a ligating force on the set of simulated members;
The evaluation unit is configured to perform the predetermined measurement based on a measurement value of the compressive force or tensile force in the orthogonal triaxial direction measured by the force sensor and a measurement value of the ligation force measured by the fourth force sensor. The medical simulator according to any one of claims 1 to 7, wherein a procedure in the surgical procedure is evaluated.
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