CN105637572A - 模拟人体装置 - Google Patents

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中村弘毅
坂尾智美
铃木启子
谷上恭央
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Abstract

模拟人体装置(11)包括：来自动物的器官(12)，其具有生物体组织(26)和自生物体组织(26)延伸的血管(17)；血液积存部，其积存有向血管(17)输送的血液；管(18)，其连接血管(17)与所述血液积存部；泵部(21)，其设于管(18)的中途并从所述血液积存部向所述血管输送血液；以及收纳部，其收纳所述器官，向罩(23)内输送比室温高的温度的蒸气而对器官(12)加湿，并且将器官(12)设为20℃～50℃的温度。

Description

模拟人体装置
技术领域
本发明涉及一种用于处理器具、电手术刀等治疗用设备的评价的模拟人体装置。
背景技术
在日本特开2003－206201号公报(专利文献1)中公开了一种包括以能够发挥作用的状态保持移植用的肝脏等的肝脏收纳装置的人工脏器系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003－206201号公报
发明内容
发明要解决的问题
在外科手术、使用了内窥镜的处理等处理中有时患者产生了出血，为了止住该出血，有时使用各种处理器具、电手术刀等治疗用设备。另外，在外科手术、使用了内窥镜的处理自身也使用了各种处理器具、电手术刀等治疗用设备。为了改善这些设备的性能，需要一种能够评价该设备的性能的实验系统。但是，现状是能够评价这些设备的性能的实验系统仍未充分地建立。
另外，认为除了设备的性能评价的目的以外，在出于医生学习外科手术、使用了内窥镜的处理技术的目的进行的训练的场面、出于使作为使用者的医生充分地理解所开发的设备的性能的目的进行的演示的场面下，也能够有效地灵活运用本实验系统，要求开发一种出于广泛的目的能够简单地实际使用的实验系统。
在此，认为用于评价的设备及其作用机理如下所述。
(1)在以生物体组织的切开为目的的电手术刀中，通过使用高频电流、热量等能量一边使组织凝固一边将其切开，从而抑制伴随着切开的出血。
(2)在以止住来自生物体组织的出血为目的的止血用处理器具中，通过利用高频电流、热量等能量使组织、血液，从而实现止血。
(3)在以止住来自生物体组织的出血为目的的止血用处理器具中，通过利用具有钳子那样的形状的处理部或者夹具、结扎器具那样的留置器具机械地压迫封锁出血部的组织、血管端，从而实现止血。
(4)在以通过凝固/烧灼生物体组织来进行治疗为目的的治疗用设备中，通过在目标组织的内部配置输出端子并输出高频电流、热量等能量来在生物体组织上形成凝固/烧灼的区域，从而实现治疗。
本发明的目的在于提供一种能够稳定地评价处理器具、电手术刀等治疗用设备的性能的模拟人体装置。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明的一技术方案的模拟人体装置包括：肉食用家畜的器官，其具有生物体组织和自所述生物体组织延伸的血管；血液积存部，其积存有向所述血管输送的血液；管，其连接所述血管与所述血液积存部；泵部，其设于所述管的中途并从所述血液积存部向所述血管输送血液；以及收纳部，其收纳所述器官，向所述器官输送比室温高的温度的蒸气而对所述器官加湿，并且将所述器官设为20℃～50℃的温度。
发明的效果
根据上述结构，能够提供一种能够稳定地评价处理器具的性能的模拟人体装置。
附图说明
图1是表示第1实施方式的模拟人体装置的整体结构的示意图。
图2是表示第2实施方式的模拟人体装置的整体结构的示意图。
图3是表示第3实施方式的模拟人体装置的整体结构的示意图。
图4是表示图3所示的模拟人体装置的血管的动脉侧端部和第1插塞的示意图。
图5是图4所示的第1插塞的沿着长度方向的剖视图。
图6是表示第3实施方式的模拟人体装置的变形例的第2插塞和血管的静脉侧端部的示意图。
图7是图6所示的第2插塞的沿着长度方向的剖视图。
图8是表示图7所示的第2插塞的变形例的剖视图。
图9是表示第4实施方式的模拟人体装置的整体结构的示意图。
图10是表示第5实施方式的模拟人体装置的整体结构的示意图。
图11是表示第6实施方式的模拟人体装置的刺激供给部件的示意图。
图12是表示图11所示的刺激供给部件的变形例的示意图。
图13是表示第7实施方式的模拟人体装置的振动施加部的示意图。
图14是表示图13所示的振动施加部的变形例的示意图。
图15是表示第8实施方式的模拟人体装置的整体结构的示意图。
图16是表示第9实施方式的模拟人体装置的整体结构的示意图。
具体实施方式
[第1实施方式]
实施方式的模拟人体装置能够用于进行生物体组织的切开及止血(凝固)等处理的设备的评价。在图1中示出模拟人体装置11的整体结构。
如图1所示，模拟人体装置11具有来自动物的器官12、用于载置器官12的载置部13、收纳有用于向器官12输送的血液的血液瓶14、收纳有血液瓶14的恒温槽15、将恒温槽15内的水加热到一定的温度的加热器16(温水加热器)、连接血液瓶14与器官12的血管17的动脉侧端部17A的管18、介于器官12的管18的中途的泵部21和压力传感器22、包围载置部13并大致密闭器官12的罩23、向罩23的内侧输送蒸气的高温蒸气产生装置24以及在罩23的内侧安装于载置部13的温度湿度计25。利用载置部13、罩23以及高温蒸气产生装置24构成了能够以大致密闭状态收纳器官12的收纳部10。
器官12是从猪、牛等肉食用的家畜等生物体获得的器官，能够从肉食从业者手中购买。器官12包括生物体组织26和自生物体组织26延伸并向生物体组织26供给血液的血管17。血管17包括动脉侧端部17A和静脉侧端部17B(参照图2等)。在本实施方式中使用的生物体组织26除了食道、胃、小肠、大肠、十二指肠、肝脏、肠系膜、心脏、脾脏、肾脏、肺、眼球及其他可移植的脏器以外，也包括骨骼肌等肌肉组织、皮肤组织、血管、脑等神经组织。
载置部13具有构成为箱状的第1托盘27和重叠于第1托盘27的下侧的箱状的第2托盘28。第1托盘27在底面上具有多个通孔31，能够使从器官12流出的血液经由通孔31向下侧落下。第1托盘27例如由透明的树脂形成。第2托盘28能够储存从通孔31落下的血液。第2托盘28例如由树脂形成。
血液瓶14使用了透明的瓶。血液瓶14是血液积存部的一例。血液包括一般能够入手的来自动物的血液(作为一例，为猪血液)。优选的是，在血液中预先混入有抗凝固剂32A、血栓溶解剂32B以及血管扩张剂32C中的至少一种。作为抗凝固剂32A，能够使用EDTA(ethylenediaminetetraaceticacid：乙二胺四乙酸)、肝磷酯(Heparin)、柠檬酸钠(Sodiumfluoride)、氟化钠(Sodiumfluoride)、ACD(acidcitratedextrosesolution：枸橼酸葡萄糖溶液)。特别期望的是在评价通过使用高频电流、热量等能量使生物体组织、血液凝固来实现止血的设备时，使用不妨碍由加热实现的血液本来的凝固作用的上述抗凝固剂。
血栓溶解剂32B能够使阻碍血液的灌流的血栓溶解。作为血栓溶解剂32B，能够使用作为组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)的阿替普酶、孟替普酶以及帕米普酶，由此能够利用使血纤维蛋白溶酶原活性化而生成的纤溶酶将血栓溶解。作为血栓溶解剂32B，既能够使用纤溶酶制剂，也可以利用纤溶酶制剂直接使血栓溶解。
作为血管扩张剂32C，能够使用钙拮抗药、亚硝酸药、肾素抑制药、血管紧缩素转换酶抑制药、血管紧缩素受体拮抗药、α阻断药、β刺激药。
在恒温槽15的内侧储存有温水。加热器16是一般的环状的加热器，能够对恒温槽15内的温水加热。管18例如利用透明的树脂构成为管状，能够目视确认经由内部的血液的流动。管18在器官12侧的端部具有用于向血管内插入的探针。恒温槽15和加热器16是对血液瓶14施加热量并加温及保温至预定的温度的温度调节部的一例。
泵部21由一般的滚柱泵(管泵)构成，包括用于调整在管18内流动的流体(血液)的流量的流量调整部21A。流量调整部21A能够根据泵转子的转速来调整在管18内流动的流体(血液)的流量或供给压力。
压力传感器22能够使用一般能够入手的压力传感器。压力传感器22是感知部的一例。压力传感器22能够利用内置的压力转换器将在管18内流动的流体(血液)的压力转换为电信号。如此取得的电信号向附属的数据记录器33(传感器信号的测量保存设备)输出，作为数值显示于数据记录器33的显示部或者存储于数据记录器33内的存储装置。
压力传感器22例如设于管18的器官12侧的端部的附近。在此，设于管18的器官12侧的端部的附近是指在管18中的器官12侧的部分将压力传感器22设置在相对于管18的全长大概三分之一(更优选的是，相对于管18的全长为10％～20％)的长度的范围内。通过在管18的器官12侧的端部的附近设置压力传感器22，从而能够准确地感知施加于器官12的生物体组织26的内部的血液的压力。
罩23例如包括由合成树脂等形成的透明的袋。高温蒸气产生装置24能够利用一般的蒸气产生装置和蒸气清洗装置。高温蒸气产生装置24包括用于向罩23内引导高温的蒸气的第2管19。高温蒸气产生装置24是加温加湿部的一例。作为温度湿度计，能够使用一般的温度湿度计，但是也可以赋予例如通过设定设定温度的上限、下限来连接、切断高温蒸气的供给的功能。
接下来，说明模拟人体装置11的制作方法。首先，将从肉食从业者购买的器官12浸渍于保温为37℃的水槽(恒温槽)，加温大致1个小时左右。由此使器官12中的脂肪组织变软，消除血管被压迫而压扁的状态。
同样地，将购买的动物的血液放入血液瓶14，将血液瓶14浸渍于保温为37℃的水槽(恒温槽)。然后，一边使用放入血液瓶14内的搅拌器等对血液进行搅拌一边加温大致1个小时左右。由此，防止比重较高的蛋白质成分等向下侧沉淀，将血液设为均匀的粘度，使在灌流血液时血压、流量不会发生变化。
然后，将利用高温蒸气产生装置24生成的高温蒸气(例如，100℃的蒸气)向罩23内部供给，将罩23内保持为温度20℃～50℃、湿度50％以上的环境。在该状态下将器官12放置在位于罩23内的载置部13的第1托盘27上，将器官12保温为20℃～50℃。由此，防止器官12的温度降低而防止脂肪组织变硬。另外，通过充分地进行加湿来防止器官12因干燥而劣化。
接下来，向自生物体组织26(例如，胃等)延伸的血管17(动脉)内插入管18(探针)。优选的是，管18通过从血管17的外侧利用强韧的缝合用线等在至少两个部位以上进行结扎而固定。
在该状态下，与血液瓶14相同地将管18连接于预先在水槽中加温为37℃的、放入了生理盐水的瓶，对器官12灌流生理盐水例如5分钟～15分钟(灌流压力：10mmHg～760mmHg，取决于器官的个体差异)。此时，在将泵部21的转速设定为例如6rpm的情况下，其间的生理盐水的总灌流量例如为100ml～1L左右。由此，通过灌流管路阻力较少的生理盐水而将残存于血管内的血液、代谢物向血管外排出，防止在下一工序的灌流血液时血管的堵塞。另外，若灌流生理盐水5分钟～15分钟，则在从静脉侧的血管17排出的生理盐水中几乎不含有代谢物。另外，若利用色素对该生理盐水进行着色，则仅有被从连接了管18的血管17的动脉侧端部17A进行供给的血管被色素着色，从而能够先于血液灌流工序掌握器官12所包含的生物体组织26的哪个区域被灌流。色素使用蓝色或绿色，但是期望基于易于识别与生物体组织本来的色调之间的不同的观点来选择。
接下来，将管18连接于血液瓶14，对器官12灌流血液例如5分钟～15分钟灌流(灌流压力：10mmHg～760mmHg)。泵部21的转速为6rpm，其间的血液的总灌流量例如为100ml～1L左右。利用该5分钟～15分钟的血液的灌流能够在被从血管17的动脉侧端部17A进行供给的生物体组织26的范围内遍布血液。因此，之后能够稳定地进行处理器具、电手术刀等治疗设备的切开性能的评价、止血性能(基于生物体组织的凝固作用)的评价。在设备的评价时从器官12漏出的血液从第1托盘27经由通孔31积存于下侧的第2托盘28内。
另外，对根据要再现的人体的个体差异、病情产生的条件进行假定而使向器官12供给的血液的供给压力发生变化。在想要再现高血压状态的情况下，通过提高血液的压力而能够进行再现，反之在想要再现低血压状态的情况下，通过降低血液的压力而能够进行再现。另外，通过将预定的药剂混合于血液中，从而也能够再现具有难以止血的血液的患者的情况。
根据第1实施方式，模拟人体装置11包括：肉食用家畜的器官12，其具有生物体组织26和自生物体组织26延伸的血管17；血液积存部，其积存有向血管17输送的血液；管18，其连接血管17与所述血液积存部；泵部21，其设于管18的中途并从所述血液积存部向血管17输送血液；以及收纳部10，其收纳器官12，向罩23内输送比室温高的温度的蒸气而对器官12加湿，并且将器官12设为20℃～50℃的温度。
根据该结构，能够利用简单的装置、结构再现流通了血液的生物体组织26和器官12。由此，与使用活着的动物等制作的实验系统相比较，能够制作尽量减小了动物个体差异等影响的模拟人体装置11，而且能够稳定地制作设备的评价所需的足够数量的模拟人体装置11。另外，在血液中混入药剂的操作也较容易，能够简单地再现假定了各种患者(例如，在经常服用抑制血管的堵塞的药剂的患者中，因该药剂的影响而难以引起止血的患者)的模拟人体装置11。另外，根据上述结构，通过防止器官12的干燥，能够防止器官12在短时间内劣化。
模拟人体装置11具有对所述血液积存部加热而将所述血液的温度保持为室温以上的设定温度的温度调节部。根据该结构，与使未加温的血液灌流的情况相比较，被加温加湿部加温的器官12没有被血液再次冷却的忧虑，因此能够使模拟人体装置11稳定地运行。
在血液中混入有抗凝固剂、血栓溶解剂以及血管扩张剂中的至少一种。根据该结构，能够利用抗凝固剂防止在向器官供给血液之前血液凝固。另外，能够利用血栓溶解剂去除器官12内的血栓，或者能够利用血管扩张剂扩张血管17，能够提高血液的灌流效率。由此，即使将血液的供给压力设定得较低，也能够改善血液的流动。因此，在将供给压力设定得较高的情况下，能够在模拟人体装置11中再现规模更大的出血。
另外，在器官12中，在生理盐水的灌流之后，也可以通过灌流除血液以外的液体来再现血流。例如为了易于分辨自生物体组织26的出血，能够使用利用色素着色后的生理盐水等。在该情况下，与使血液灌流的情况相比较，不会受到蛋白质的沉淀、混入到血液内的杂质的影响，因此能够更稳定且再现性较高地产生出血现象。
但是，由于无法再现血液所具有的本来的凝固作用，因此若考虑到所应用的器官、生物体组织以及评价的设备的作用，则应用于不需要基于热量的凝固作用的条件较好。
[第2实施方式]
参照图2，说明第2实施方式的模拟人体装置11。第2实施方式的模拟人体装置11在管18的结构不同这一点以及设有第1插塞41和第2插塞42这一点上与第1实施方式的模拟人体装置不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对与第1实施方式共通的部分省略图示或说明。
管18具有连接于血液瓶14的主体34(连接于血液积存部的部分)、自主体34延伸的第1分支35和第2分支36以及介于主体34、第1分支35以及第2分支36之间的切换阀37(三通阀)。模拟人体装置11包括介于血管17的动脉侧端部17A与第1分支35之间的圆筒形的第1插塞41和介于血管17的静脉侧端部17B与第2分支36之间的圆筒形的第2插塞42。
第1插塞41由合成树脂材料等形成为例如圆筒形。第2插塞42由合成树脂材料等形成为例如圆筒形。
第1分支35和第2分支36与主体34相同地构成为管状。第1分支35连接于血管17的动脉侧端部17A。第2分支36连接于血管17的静脉侧端部17B。切换阀37由所谓的电磁阀构成，能够使血液向第1分支35和第2分支36中的任一者流动。
切换阀37具有控制部37A，控制部37A能够读取利用压力传感器22(感知部)感知到的压力。控制部37A以通常使血液向第1分支35流动的方式控制切换阀37。控制部37A在利用压力传感器22感知到的压力超过预定的压力(当初的预定的通常状态的压力的例如两倍)而变大的情况下，以使血液向第2分支36侧流动的方式切换切换阀37。另外，预定的压力并不限定于当初的预定的通常状态的压力的两倍，能够根据器官12和生物体组织26的状态、想要再现的人体的条件适当地进行变更。
接下来，说明使用了本实施方式的模拟人体装置11的血液的灌流方法。利用与第1实施方式中说明的模拟人体装置11的制作方法相同的方法，在37℃的水槽中对器官12加温，在37℃的水槽中对血液瓶14加温。将利用高温蒸气产生装置24生成的高温蒸气(100℃)向罩23内部供给，将罩23内保持为温度20℃～50℃、湿度50％以上的环境。然后，向自生物体组织26延伸的血管17(动脉侧端部17A)内插入第1分支35(第1插塞41)，向血管17(静脉侧端部17B)内插入第2分支36(第2插塞42)。管18利用线等从血管17的外侧在至少两个部位以上进行结扎、固定。进而，在血液灌流前对器官12灌流生理盐水例如5分钟～15分钟(灌流压力：10mmHg～760mmHg)，之后，对器官12灌流血液例如5分钟～15分钟(灌流压力：10mmHg～760mmHg)。在该血液的灌流之后紧接着进行设备的评价。
在该血液的灌流中，切换阀37当初向第1分支35侧开放，将从血液瓶14供给的血液向第1分支35侧供给。而且，在利用压力传感器22感知到的压力比当初预定的血液的压力超过两倍地升高的情况下，切换阀37的控制部37A切换切换阀(电磁阀)37而使血液向第2分支36侧流动。由此，在血管17内，血液从静脉侧向动脉侧逆流流动。利用该血液的逆流，位于血管17内的血栓等被自血管的内壁剥离，消除了血管17的堵塞等。在本实施方式中，在进行了从静脉侧向动脉侧的血液的逆流数秒钟～数十秒钟之后，控制部37A切换切换阀37以使血液向第1分支35侧流动。另一方面，进行设备的评价的使用者能够在血液从动脉侧向静脉侧流动的通常状态和血液从静脉侧向动脉侧流动的逆流状态这两种状态下进行设备的评价。
根据第2实施方式，管18具有连接于所述血液积存部的部分、自所述部分延伸并连接于血管17的动脉侧端部17A的管状的第1分支35、自所述部分延伸并连接于血管17的静脉侧端部17B的管状的第2分支36以及介于所述部分、第1分支35以及第2分支36之间、并且能够使所述血液向第1分支35和第2分支36中的任一者流动的切换阀37。
根据该结构，能够针对器官12的血管使血液适当地向顺流方向和逆流方向流动。由此，在血液因血栓而无法在血管17内顺利流动的情况下，通过使血液向逆流方向流动，能够高效地去除血栓。
模拟人体装置11具有设于管18的中途并且感知血液的压力的感知部，切换阀37在通常状态下使血液向第1分支35流动，在利用感知部感知到的血液的压力超过了比通常状态的血液的压力异常高的预定的设定压力时使所述血液向第2分支36流动。根据该结构，能够防止在血管17内产生了堵塞的情况下，血液的压力异常升高。由此，能够防止血液的压力过高而使血管17破损。
[第3实施方式]
参照图3～图5，说明第3实施方式的模拟人体装置。第3实施方式的模拟人体装置11在设有连接于动脉侧端部17A的第1插塞41以及从外部使静脉侧端部17B或连接于静脉侧端部的管18的管腔封闭或变窄而产生流出阻力的夹紧构件46这一点上与第1实施方式的模拟人体装置不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对与第1实施方式共通的部分省略图示或说明。
模拟人体装置11具有圆筒形的第1插塞41。第1插塞41介于血管17的动脉侧端部17A与管18之间。
如图4、图5所示，第1插塞41具有第1圆筒部43、从第1圆筒部43向内侧突出的第1小径部44以及使第1圆筒部43与第1小径部44连续的倾斜部45。第1圆筒部43具有与管18的内径相等或者比管18的内径小的内径。第1小径部44构成比第1圆筒部43的内径小的内径。倾斜部45以平滑地连接第1圆筒部43与第1小径部44的方式成为漏斗状。
夹紧构件46具有所谓的医疗用的钳子、洗涤夹子或夹具那样的形状。夹紧构件46的形状并不如此限定于钳子、洗涤夹子或夹具，只要是能够在之间夹入血管17或管18并进行保持的构件，就可以是任意形状。在本实施方式中，夹紧构件46夹入借助第2插塞42连接于血管17的静脉侧端部17B的管18的中途并进行保持。
接下来，说明使用了本实施方式的模拟人体装置11的血液的灌流方法。在本实施方式中，从一开始直到在血液灌流前对器官12灌流生理盐水的工序，与第1实施方式相同。然后，在对器官12灌流了血液之后，在期望的时刻利用夹紧构件46使血管17的静脉侧端部17B或管18的管腔封闭或变窄。管腔的封闭通过利用夹紧构件46牢固地进行把持来实现，另外变窄通过利用夹紧构件46较弱地进行把持来实现。在该状态下对器官12灌流血液，进行设备的评价。灌流血液时的条件等与第1实施方式大致相同。
根据第3实施方式，模拟人体装置11具有能够使血管17的静脉侧端部17B或管18的管腔封闭或者产生流出阻力的夹紧构件46。根据该结构，利用夹紧构件46的操作，使静脉侧端部17B或管18封闭或者变窄，从而不用进行利用泵部21的设定来调整供给压力的操作就能够使生物体组织26的内部的血流量暂时增加。由此，在器官12内，在血压因某种原因而降低的情况下，通过迅速地使血流量恢复，从而能够维持器官12内的期望的血压。另外，根据这些结构和作用，能够制作能够再现暂时大量的出血的模拟人体装置11。
模拟人体装置11具有介于血管17的动脉侧端部17A与第1分支35之间的圆筒形的第1插塞41，第1插塞41具有：第1圆筒部43，其具有比第1分支35的内径小的内径；第1小径部44，其从第1圆筒部43向内侧突出而构成比第1圆筒部43的内径小的内径；以及倾斜部45，其以平滑地连接第1圆筒部43与第1小径部44的方式倾斜。
根据该结构，能够防止在连接血管17的动脉侧端部17A与第1分支35的部分设有内径急剧变化的部分(台阶等)。由此，通过使在第1插塞41内产生的压力损失减少，能够向器官12内供给更多的血流。由此，与第1实施方式相比较，能够制作能够再现超过利用泵部21产生的供给压力的规模的出血的模拟人体装置11。
另外，夹紧构件46能够如图6、图7所示进行变形而实施。在该变形例(第1变形例)中，取代夹紧构件46而利用特殊形状的第2插塞42。即，模拟人体装置11具有第2插塞42，第2插塞42安装于血管17的静脉侧端部17B。
第2插塞42利用合成树脂材料等形成为例如圆筒形。第2插塞42具有：第2圆筒部51，其具有与管18的内径相等或比管18的内径小的内径；以及第2小径部52，其从第2圆筒部51向内侧突出而构成比第2圆筒部51的内径小的内径。第2小径部52以在第2插塞42的长度方向上占据第2插塞42的长度的大致一半的长度的方式连续地形成。另外，在第1变形例(图6、图7)和后述的第2变形例(图8)中，也可以不设置管18。
根据第1变形例，模拟人体装置11具有安装于血管17的静脉侧端部17B的圆筒形的第2插塞42，第2插塞42具有：第2圆筒部51，其具有比第2分支36的内径小的内径；以及第2小径部52，其从第2圆筒部51向内侧突出而构成比第2圆筒部51的内径小的内径。
根据该结构，能够将成为血液在第2插塞42内流动时的阻力的结构设置在第2插塞42内，能够使在第2插塞42内流动的血液难以流动。由此，通过相对于从器官12内流出的血液设置流出阻力，从而与利用夹紧构件46较弱地把持静脉侧端部17B或管18的情况相同地能够在器官12内确保更多的血流量，能够制作能够再现大量的出血的模拟人体装置11。
另外，第2插塞42的结构能够如图8所示进行变形而实施。该变形例(第2变形例)的第2小径部52形成为在第2插塞42的长度方向上的中间位置较薄的壁状。即使像第2变形例这样构成第2小径部52，也能够获得与上述第1变形例相同的效果。
[第4实施方式]
参照图9，说明第4实施方式的模拟人体装置11。第4实施方式的模拟人体装置11在管18的中途设有电磁阀53这一点上与第1实施方式的模拟人体装置不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对与第1实施方式共通的部分省略图示或说明。
电磁阀53具有控制部53A，该控制部53A例如具有计时功能。该控制部53A例如以预定的间隔使电磁阀53内的流路开放或者闭塞。在本实施方式中，控制部53A例如以重复开放流路1秒钟的工序和之后闭塞流路1秒钟的工序的方式使电磁阀53开闭。电磁阀53是能够以预定的间隔切换管18内的血液的流动的切断和释放的血流调节部的一例。
接下来，说明本实施方式的模拟人体装置11的制作方法及使用了该模拟人体装置11的血液的灌流方法。本实施方式的模拟人体装置11的制作方法从一开始直到在血液灌流前对器官12灌流生理盐水的工序，与第1实施方式相同。然后，对器官12灌流血液例如5分钟～15分钟。泵部21的转速为6rpm。电磁阀53以1秒间隔重复开放与闭塞。由此，能够使血流产生脉动。由此，即使在血管17内产生了血栓的情况下，也能够利用脉动去除血栓。由于血流是间歇性的，因此血液的总灌流量比第1实施方式的血液的总灌流量少，例如为50ml～500ml左右。
根据第4实施方式，模拟人体装置11具有设于管18的中途、并且能够以预定的间隔切换管18内的所述血液的流动的切断和释放的血流调节部。根据该结构，能够使血流产生脉动，例如即使在血管内产生了血栓、堵塞的情况下，也能够去除血栓等。由此，难以受到血栓、血液中的蛋白质的沉淀、混入到血液内的杂质的影响，因此能够抑制在设备的评价时血液的流动容易性发生变动。因此，能够再现更稳定的出血现象。另外，即使是比较低的血液的供给压力，也能够再现使血流较好而大量的出血。另外，通过利用血流调整部以预定的间隔对血流积极地施加脉动，从而也能够明显地再现人体的血液搏动。因此，也有能够进行伴随着在实际的人体中产生的搏动的出血现象的再现和接近于更真实的场面的状况下的设备评价的效果。
[第5实施方式]
参照图10，说明第5实施方式的模拟人体装置11。第5实施方式的模拟人体装置11在具有包围载置部13的腔室54和从腔室54内抽出空气的第2泵部55这一点上与第1实施方式的模拟人体装置不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对与第1实施方式共通的部分省略图示或说明。
模拟人体装置11除了第1实施方式的结构以外，还具有包围载置部13和保持在载置部13内的器官12的腔室54、用于抽出腔室54内的空气的第2泵部55以及设于连接腔室54与第2泵部55之间的路径的中途的阀56。
腔室54利用金属材料形成为箱状。腔室54例如具有供管18和第2管18通过的第1端口57以及供处理器具通过的第2端口58。第1端口57和第2端口58分别构成连接腔室54的内部与外界的连络口61。第1端口57和第2端口58分别具有发挥橡胶状的弹性的挠性构件62，利用挠性构件62能够气密地分隔腔室54内部与外界。
第2泵部55由所谓的真空泵构成，对腔室54内的空气进行脱气，能够使腔室54内的气压比外界的气压小。
接下来，说明本实施方式的模拟人体装置11的制作方法及使用了该模拟人体装置11的血液的灌流方法。本实施方式的模拟人体装置11的制作方法与第1实施方式相同。而且，针对器官12在与第1实施方式大致相同的条件下灌流血液。在该血液的灌流中，在本实施方式中，使第2泵部55动作而对器官12进行减压。由此，使血管17扩张，血液易于在血管17内流动。
根据本实施方式，模拟人体装置11具有腔室54，该腔室54包围器官12的周围并对器官12的压力进行减压，该腔室54具有供处理器具通过腔室54内的端口。根据该结构，能够利用腔室54对器官12进行减压，能够使器官12内的血管17扩张而改善血管17内的血流。由此难以受到血栓、血液中的蛋白质的沉淀、混入到血液内的杂质的影响，因此能够在设备的评价时抑制血液的流动容易性发生变动。因此，能够再现更稳定的出血现象。另外，能够提供能够再现大量的出血的模拟人体装置11。
另外，在本实施方式中，利用真空泵构成了第2泵部55，但是也可以利用加压泵来构成第2泵部55。在该变形例的情况下，通过利用第2泵部55对腔室54内进行加压，从而能够施加使器官12的血管收缩的刺激。由此，也能够改善血管17内的血流，能够实现能够再现更稳定的出血现象、或者能够再现大量的出血的模拟人体装置11。
[第6实施方式]
参照图11，说明第6实施方式的模拟人体装置11。第6实施方式的模拟人体装置11在具有从器官12的外部施加物理刺激的刺激供给部件63这一点上与第1实施方式的模拟人体装置不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对与第1实施方式共通的部分省略图示或说明。
刺激供给部件63设置在载置部13的第1托盘27上。在图11中，省略了除刺激供给部件63、器官12、第1管18以外的结构。刺激供给部件63具有抵接于器官12的一个面的第1球囊64、抵接于器官12的与一个面相反侧的另一个面的第2球囊65以及向第1球囊64和第2球囊65输送空气的加压泵66。
接下来，说明本实施方式的模拟人体装置11的制作方法及使用了该模拟人体装置11的血液的灌流方法。本实施方式的模拟人体装置11的制作方法与第1实施方式相同。而且，针对器官12在与第1实施方式大致相同的条件下灌流血液。在该血液的灌流中，在本实施方式中，通过使刺激供给部件63的第1球囊64和第2球囊65膨胀而从器官12的外部施加物理刺激来改善血流。
根据本实施方式，模拟人体装置11具有从外部对器官12施加物理刺激的刺激供给部件63。根据该结构，能够消除血管17中的血栓(堵塞)，能够使血液易于在血管17内流动。
本实施方式的刺激供给部件63能够如图12所示进行变形而实施。在该变形例中，刺激供给部件63具有如图12所示向逆时针方向旋转、隔着挠性的膜状构件67捋器官12的第1辊部68和向顺时针方向旋转、隔着挠性的膜状构件67捋器官12的第2辊部71。根据该变形例，也能够通过从外部对器官12和血管17施加物理刺激来消除血管17中的血栓(堵塞)，能够使血液易于在血管17内流动。
[第7实施方式]
参照图13，说明第7实施方式的模拟人体装置11。第7实施方式的模拟人体装置11在具有对器官12施加振动的振动施加部72这一点上与第1实施方式的模拟人体装置不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对与第1实施方式共通的部分省略图示或说明。
振动施加部72设置在载置部13的第1托盘27上。在图13中，省略了除振动施加部72、器官12、第1管18以外的结构。振动施加部72具有支承器官12的震荡盘73、以能够使震荡盘73倾斜的方式支承震荡盘73的支承台74、连接于震荡盘73的连杆机构75以及对连杆机构75施加扭矩的马达76。
说明本实施方式的模拟人体装置11的制作方法及使用了该模拟人体装置11的血液的灌流方法。本实施方式的模拟人体装置11的制作方法与第1实施方式相同。而且，针对器官12在与第1实施方式大致相同的条件下灌流血液。在该血液的灌流中，在本实施方式中，振动施加部72的马达76和连杆机构75旋转，对器官12施加振动而改善在血管17内流动的血流。
根据本实施方式，模拟人体装置11具有对器官12施加振动的振动施加部72。根据该结构，能够利用施加于器官12的振动来消除血管17中的血栓(堵塞)，能够使血液易于在血管17内流动。
本实施方式的振动施加部72能够如图14所示进行变形并实施。在该变形例中，振动施加部72具有支承器官12的振动盘77、内置有振动器78的支承台74以及介于振动盘77与振动器78之间的弹簧状构件81。在该变形例中，在血液的灌流中，振动器78动作而对器官12施加振动从而改善在血管17内流动的血流。
[第8实施方式]
参照图15，说明第8实施方式的模拟人体装置。第8实施方式的模拟人体装置11在具有使微泡混入血液的微泡产生装置82这一点上与第1实施方式的模拟人体装置不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对与第1实施方式共通的部分省略图示或说明。
模拟人体装置11具有介于管18的中途的位置的微泡产生装置82(微泡混入部)。管18例如利用透明的树脂构成为管状，能够目视确认经由内部的血液的流动。管18在中途具有构成为箱状的混合部83，借助混合部83与微泡产生装置82相连接。
微泡产生装置82包括用于输送空气的装置主体84和设置在混合部83内的喷嘴85。喷嘴85具有用于在混合部83内生成微泡的细微孔，例如由烧结体等形成。另外，在本实施方式中，微泡例如是指直径为0.01mm～0.1mm的气泡。另外，微泡产生装置82的结构是一例，也可以是利用其他方式生成微泡的装置。
说明本实施方式的模拟人体装置11的制作方法及使用了该模拟人体装置11的血液的灌流方法。本实施方式的模拟人体装置11的制作方法与第1实施方式相同。而且，针对器官12在与第1实施方式大致相同的条件下灌流血液。此时，微泡产生装置82动作，在血液中附加微泡而改善在血管内流动的血流。
根据本实施方式，模拟人体装置11具有介于管18的中途并且使微泡混入所述血液内的微泡混入部。根据该结构，利用微泡改善了经由血管17内的血液的流动容易性，即使是较低的灌流压力，也能够改善血流。由此，能够再现自生物体组织26的大量的出血。
[第9实施方式]
参照图16，说明第9实施方式的模拟人体装置11。第9实施方式的模拟人体装置11在具有使生理盐水混入血液中的生理盐水混入部这一点上与第1实施方式的模拟人体装置不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对与第1实施方式共通的部分省略图示或说明。
模拟人体装置11具有介于管18的中途的位置的生理盐水混入部86。管18例如利用透明的树脂构成为管状，能够目视确认经由内部的血液的流动。管18在中途具有混合阀(三通阀)，借助混合阀87与生理盐水混入部86相连接。混合阀87能够使血液与生理盐水以期望的比例混合。血液与生理盐水的混合比能够通过操作设于混合阀87的操作部来适当地进行调节。在本实施方式中，例如使用以10体积％浓度～20体积％浓度混入了生理盐水的血液。
生理盐水混入部86具有在内部积存有生理盐水的生理盐水瓶88和用于连接于混合阀87的第3管20。
说明本实施方式的模拟人体装置11的制作方法及使用了该模拟人体装置11的血液的灌流方法。本实施方式的模拟人体装置11的制作方法与第1实施方式相同。而且，针对器官12在与第1实施方式大致相同的条件下灌流血液。此时，在使用的血液中混入有生理盐水，降低血液的粘度而改善在血管17内流动的血流。
根据本实施方式，模拟人体装置11具有介于管18的中途并且使生理盐水混入所述血液内的生理盐水混入部86。根据该结构，能够根据需要降低血液的粘度，即使是较低的灌流压力，也能够改善血流。由此，能够再现自生物体组织26的大量的出血。
本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够适当地实施变形。而且，当然也能够组合上述各个实施方式的模拟人体装置而构成一个模拟人体装置。
以下，对实现本发明的其他模拟人体装置进行附记。
[1]
一种模拟人体装置，其中，该模拟人体装置包括：
家畜的器官，其具有生物体组织和自所述生物体组织延伸的血管；
血液积存部，其积存有向所述血管输送的血液；
管，其连接所述血管与所述血液积存部；
泵部，其从所述血液积存部向所述血管输送血液；以及
加温加湿部，其向所述器官输送比室温高的温度的蒸气而对所述器官加湿，并且将所述器官设为20℃～50℃的温度。
附图标记说明
11…模拟人体装置；12…器官；14…血液瓶；15…恒温槽；16…加热器；17…血管；18…管；21…泵部；22…压力传感器；23…罩；24…高温蒸气产生装置；26…生物体组织；32A…抗凝固剂；32B…血栓溶解剂；32C…血管扩张剂；34…主体；35…第1分支；36…第2分支；37…切换阀；41…第1插塞；42…第2插塞；43…第1圆筒部；44…第1小径部；45…倾斜部；46…夹紧构件；51…第2圆筒部；52…第2小径部；53…电磁阀；54…腔室；57…第1端口；58…第2端口；63…刺激供给部件；72…振动施加部；82…微泡产生装置；86…生理盐水混入部。

Claims (14)

1.一种模拟人体装置，其中，该模拟人体装置包括：
来自动物的器官，其具有生物体组织和自所述生物体组织延伸的血管；
血液积存部，其积存有向所述血管输送的血液；
管，其连接所述血管与所述血液积存部；
泵部，其设于所述管的中途并从所述血液积存部向所述血管输送血液；以及
收纳部，其收纳所述器官，向所述器官输送比室温高的温度的蒸气而对所述器官加湿，并且将所述器官设为20℃～50℃的温度。
2.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
所述管具有：
与所述血液积存部相连接的部分；
管状的第1分支，其自所述部分延伸并连接于所述血管的动脉侧端部；
管状的第2分支，其自所述部分延伸并连接于所述血管的静脉侧端部；以及
切换阀，其介于所述部分、所述第1分支以及所述第2分支之间，并且能够使所述血液向所述第1分支和所述第2分支中的任一者流动。
3.根据权利要求2所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有感知部，该感知部设于所述管的中途，并且感知所述血液的压力，
所述切换阀在通常状态下使所述血液向所述第1分支流动，在利用所述感知部感知到的所述血液的压力超过比所述通常状态的所述血液的压力高的预定的压力时使所述血液向所述第2分支流动。
4.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有温度调节部，该温度调节部对所述血液积存部施加热量而对所述血液进行加温及保温直至预定的温度。
5.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
在所述血液中混入有抗凝固剂、血栓溶解剂以及血管扩张剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有夹紧构件，该夹紧构件能够使所述血管的静脉侧端部封闭或变窄。
7.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有介于所述血管的动脉侧端部与所述管之间的圆筒形的第1插塞，
所述第1插塞具有：
第1圆筒部，其具有与所述管的内径同等或比所述管的内径小的内径；
第1小径部，其从所述第1圆筒部向内侧突出而构成比所述第1圆筒部的内径小的内径；以及
倾斜部，其以平滑连接所述第1圆筒部与所述第1小径部的方式倾斜。
8.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有安装于所述血管的静脉侧端部的圆筒形的第2插塞，
所述第2插塞具有：
第2圆筒部，其具有与所述管的内径同等或比所述管的内径小的内径；以及
第2小径部，其从所述第2圆筒部向内侧突出而构成比所述第2圆筒部的内径小的内径。
9.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有血流调节部，该血流调节部设于所述管的中途，并且能够以预定的间隔切换所述管内的所述血液的流动的切断和释放。
10.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有腔室，该腔室包围所述器官的周围并对所述器官的压力进行减压，该腔室具有用于将处理器具通入所述腔室内的端口。
11.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有刺激供给部件，该刺激供给部件从外部对所述器官施加物理刺激。
12.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有振动施加部，该振动施加部对所述器官施加振动。
13.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有微泡混入部，该微泡混入部介于所述管的中途并且使微泡混入所述血液内。
14.根据权利要求1所述的模拟人体装置，其中，
该模拟人体装置具有生理盐水混入部，该生理盐水混入部介于所述管的中途并且使生理盐水混入所述血液内。
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