CN106409100A - 模拟脏器 - Google Patents

Abstract

本发明提供提高模拟实质的视觉辨认性、立体感的模拟脏器。模拟脏器(10)具备模仿实质细胞的模拟实质(12)。模拟实质(12)具有多种颜色。

Description

模拟脏器

技术领域

本发明涉及模拟脏器。

背景技术

现有技术中，作为注射练习器具，公开有具备穿刺部以及模拟血管的结构(例如专利文献1)。穿刺部具备相当于模仿人体的实质(实质细胞)的模拟实质的模拟组织层。模拟血管配置为穿入并通过模拟组织层。模拟组织层由添加了肤色颜料的材料构成。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-203153号公报

在上述现有技术中，模拟实质(模拟组织层)是肤色等单一颜色，所以当将该注射练习器具用作显微镜下进行的切除试验用时，包含在模拟实质中的水分引起光漫反射，从而存在切除时深度方向的视觉辨认性、立体感不足的问题。需要注意的是，这样的问题并不限于用作显微镜下进行的切除试验用时，其是利用模拟脏器的试验当中普遍性的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提高视觉辨认性、立体感，提高使用方便性。

本发明是为了解决上述技术问题的至少一部分而完成的，可作为以下的方式而实现。

(1)本发明的一方面是模拟脏器。该模拟脏器具备模仿实质细胞的模拟实质。所述模拟实质具有多种颜色。根据该方式的模拟脏器，能够通过模拟实质中的颜色差异来提高视觉辨认性、立体感，具有出色的使用方便性。

(2)在上述方式的模拟脏器中，也可以是，所述模拟实质在深度方向上具有不同颜色。根据该构成，能够提高深度方向上的视觉辨认性、立体感，能够进一步提高使用方便性。

(3)在上述方式的模拟脏器中，也可以是，所述多种颜色通过大理石纹来提供。根据该方式的模拟脏器，仅仅依靠以未充分混杂在一起的形式掺入着色为不同颜色的多个材料即可容易地形成大理石纹，因而易于制造。

(4)在上述方式的模拟脏器中，也可以是，所述多种颜色在深度方向上通过不同颜色的层来提供。根据该方式的模拟脏器，在深度方向上层状地呈现出不同颜色，从而能够进一步提高深度方向的视觉辨认性、立体感。

(5)在上述方式的模拟脏器中，也可以是，具备模仿血管的模拟血管，所述多种颜色中的各颜色与所述模拟血管的颜色不同。根据该方式的模拟脏器，能够形成具备模拟实质和模拟血管的模拟脏器，能够提高模拟精度。

(6)在上述方式的模拟脏器中，也可以是，所述模拟实质能通过从液体喷射装置喷射的液体来切除。根据该方式的模拟脏器，能够提高作为液体喷射装置用模拟脏器的使用方便性。

本发明能够以上述方式之外的各种方式实现。例如，还可以作为模拟脏器的制作方法实现。

附图说明

图1是简要示出液体喷射装置的构成的说明图。

图2的(a)和(b)是示出模拟脏器的说明图。

图3是示出模拟脏器的制作方法的工序图。

图4是示出注入第一材料和第二材料的工序的情形的说明图。

图5是示出利用液体喷射装置在模拟脏器上开孔后的说明图。

图6的(a)和(b)是示出根据第二实施方式的模拟脏器的说明图。

图7的(a)和(b)是示出根据第三实施方式的模拟脏器的说明图。

图8是示出在第三实施方式中利用液体喷射装置在模拟脏器上开孔后的说明图。

符号说明

10…模拟脏器；12…模拟实质；12H…孔；20…液体喷射装置；30…控制部；31…致动器用线缆；32…泵用线缆；35…脚踏开关；40…吸引装置；41…吸引管；50…液体供给装置；51…供水袋；52…刺针；53a…第一连接器；53b…第二连接器；53c…第三连接器；53d…第四连接器；53e…第五连接器；54a…第一供水管；54b…第二供水管；54c…第三供水管；54d…第四供水管；55…泵管；56…堵塞检测机构；57…过滤器；60…管泵；100…手持件；200…喷嘴单元；205…喷射管；300…致动器单元；400…吸引管；510…容器；512…开口部；514…底部；520…第一注入喷嘴；530…第二注入喷嘴；610…模拟脏器；612…模拟实质；614…模拟血管；710…模拟脏器；712…模拟实质；712H…孔；M1…第一材料；M2…第二材料

具体实施方式

接着，说明本发明的实施方式。首先说明用于切除根据实施方式的模拟脏器的液体喷射装置。

A、第一实施方式：

A-1、液体喷射装置的构成：

图1是简要示出液体喷射装置20的构成的说明图。液体喷射装置20是在医疗机构中使用的医疗设备，具有对患部喷射液体来切除患部的功能。

液体喷射装置20具备控制部30、致动器用线缆31、泵用线缆32、脚踏开关35、吸引装置40、吸引管41、液体供给装置50及手持件100。

液体供给装置50具备供水袋51、刺针(スパイク針)52、第一连接器～第五连接器53a～53e、第一供水管～第四供水管54a～54d、泵管55、堵塞检测机构56及过滤器57。手持件100具备喷嘴单元200和致动器单元300。喷嘴单元200具备喷射管205和吸引管400。

供水袋51由透明的合成树脂制成，其内部填充有液体(具体为生理盐水)。需要说明的是，在本申请中，即使填充的是水以外的液体，也称之为“供水袋51”。刺针52经由第一连接器53a连接于第一供水管54a。当将刺针52刺入供水袋51时，填充在供水袋51内的液体成为可供应至第一供水管54a的状态。

第一供水管54a经由第二连接器53b连接于泵管55。泵管55经由第三连接器53c连接于第二供水管54b。管泵60夹着泵管55。管泵60将泵管55内的液体从第一供水管54a一侧送出至第二供水管54b一侧。

堵塞检测机构56通过测定第二供水管54b内的压力，来检测第一供水管～第四供水管54a～54d内的堵塞。

第二供水管54b经由第四连接器53d连接于第三供水管54c。过滤器57连接于第三供水管54c。过滤器57收集液体中含有的异物。

第三供水管54c经由第五连接器53e连接于第四供水管54d。第四供水管54d连接于喷嘴单元200。通过第四供水管54d供应的液体在致动器单元300的驱动下，从喷射管205的前端间歇性喷射。通过这样地间歇性喷射液体，以少的流量就能确保切除能力。

喷射管205和吸引管400构成以喷射管205为内管、吸引管400为外管的双重管。吸引管41连接于喷嘴单元200。吸引装置40通过吸引管41对吸引管400内进行吸引。通过该吸引，吸引管400的前端附近的液体、切除片等被吸引。

控制部30控制管泵60和致动器单元300。具体而言，控制部30在踩下脚踏开关35的期间，经由致动器用线缆31和泵用线缆32发送驱动信号。经由致动器用线缆31发送的驱动信号驱动包含于致动器单元300的压电元件(未图示)。经由泵用线缆32发送的驱动信号驱动管泵60。因而，在用户踩下脚踏开关35的期间，液体被间歇性喷射，在用户未踩下脚踏开关35的期间，液体停止喷射。

A-2、模拟脏器的构成：

接着说明根据第一实施方式的模拟脏器。模拟脏器也被称为人体模型(ファントム)，在本实施方式中是指，通过液体喷射装置20局部将被切除的人造物。本实施方式中的模拟脏器用于以液体喷射装置20的性能评价、液体喷射装置20的操作练习等为目的的模拟手术。

图2是示出模拟脏器10的说明图。图2的(a)示出的是平面图，图2的(b)示出的是图2的(a)的A-A线截面图。在本实施方式中，将水平面设为X-Y平面，将垂直方向(深度方向)设为Z方向。

模拟脏器10具备模拟实质12以及支承模拟实质12的支承部件(未图示)。

模拟实质12是模仿生物体器官(例如人的大脑、肝脏等)的实质(实质细胞)的人造物。实质是指直接关系到器官的特征性功能的细胞。模拟实质12具有接近长方体的块状外形，由两种颜色成形。两种颜色例如是白色和橙色，它们处于以未充分混杂的形式混在一起的状态，在本实施方式中，两种颜色形成为大理石纹。图中，涂有黑色的部分(black solidportion)是橙色部分。大理石纹(marble pattern)是指模仿大理石的花纹，是看起来像以多种颜色将流动样的形状多重叠置、或者揉搓在一起的花纹。如图2的(a)所示，模拟实质12在水平面方向X-Y上形成大理石纹，如图2的(b)所示，在深度方向Z上也形成大理石纹。

上述两种颜色并不限于白色和橙色。例如还可以换成白色和肤色、橙色和肤色等各种颜色组合。并且，无需限定于两种颜色，还可以是三色以上的颜色数量。两色或者三色以上等多种颜色是指多种不同的颜色，但在本说明书中，“不同的颜色”是指，两种颜色的距离(两种颜色的差异程度)分离为相邻时能够视觉辨认的程度。

模拟实质12由未图示的支承部件支承。支承部件例如是金属制的容器，通过收容模拟实质12来实现支承。

A-3、模拟脏器的制作方法：

图3是示出模拟脏器10的制作方法的工序图。首先，准备着色为白色的第一材料(工序S1)。在本实施方式中，作为模拟实质12的材料，采用了PVA(聚乙烯醇)。在工序S1中，准备在PVA中混合白色色素(例如颜料)而进行了着色的第一材料。

其次，准备着色为橙色的第二材料(工序S2)。在工序S2中，准备在PVA中混合橙色色素(例如颜料)而进行了着色的第二材料。

接着，将在工序S1中准备的第一材料和在工序S2中准备的第二材料注入作为支承部件的容器(工序S3)。

图4是示出工序S3的情形的说明图。例如，容器510为上方具有开口部512、而下方具有底部514的形状。第一注入喷嘴520和第二注入喷嘴530配置于开口部512的上方。在工序S1中准备的第一材料M1从第一注入喷嘴520注入开口部512。同时，在工序S2中准备的第二材料M2从第二注入喷嘴530注入开口部512。其结果，第一材料及第二材料M1、M2形成为之前说明的大理石纹。

在图3的工序S3之后，通过冷冻注入有第一材料及第二材料M1、M2的容器510，从而第一材料及第二材料M1、M2以混合成大理石纹状的状态变化(固化)成凝胶状(工序S4)。由此，在容器510内形成模拟实质12，完成模拟脏器10。

A-4、实施方式的效果：

图5是示出利用液体喷射装置20在模拟脏器10上开孔12H之后的说明图。以平面图示出了模拟脏器10。通过从液体喷射装置20(图1)的喷射管205间歇性喷射的液体将模拟脏器10的模拟实质12慢慢切除，从而在图中相对于深度方向Z倾斜的方向上开出孔12H。在根据本实施方式的模拟脏器10中，模拟实质12是两种颜色的大理石纹，所以孔12H的壁面上也如图所示地呈现出大理石纹。为此，通过大理石纹所带来的颜色差异，模拟脏器10能够提高深度方向的视觉辨认性、立体感，使用方便性优异。

并且，根据本实施方式的模拟脏器10，如参照图4所说明的，只是注入第一材料及第二材料M1、M2这两种材料即可容易地形成大理石纹，因而易于制造。

B、第二实施方式：

图6是示出根据第二实施方式的模拟脏器610的说明图。图6的(a)示出的是平面图，图6的(b)示出的是图6的(a)的A-A线截面图。即、图6与第一实施方式中的图2对应。

根据第二实施方式的模拟脏器610具备模拟实质612、模拟血管614以及支承部件(未图示)。模拟实质612与根据第一实施方式的模拟脏器10所具备的模拟实质12同样，具有白色和橙色的大理石纹。

模拟血管614是模拟生物体血管(例如人的脑血管)的人造物，在本实施方式中形成为实心部件。作为模拟血管614的材料，采用PVA。模拟血管614通过红色成形。模拟血管614埋设在模拟实质612的内部。模拟血管614是在模拟手术中应避免受损的部件。需要说明的是，模拟血管614也可以采用中空部件，以此代替实心部件。另外，模拟血管614的颜色还可以是红色以外的颜色、例如蓝色，但与模拟实质612所使用的颜色不同。

与第一实施方式的支承部件同样，未图示的支承部件是金属制的容器，通过收容埋设有模拟血管614的模拟实质612来实现支承。

与根据第一实施方式的模拟脏器10同样，如上所述构成的根据第二实施方式的模拟脏器610由于模拟实质612中的颜色差异而能提高深度方向的视觉辨认性、立体感，具有卓越的使用方便性。并且，在模拟脏器610中，模拟实质612中的各颜色(白色、橙色)与模拟血管614的颜色(红色)不同，因而无损模拟血管614的视觉辨认性。并且，可以构成为具备模拟实质612和模拟血管614的模拟脏器610，从而能够提高模拟精度。

需要说明的是，在第二实施方式中，模拟实质612虽然采用了白色和橙色，但可以构成为只要是与模拟血管614的颜色不同的颜色即可，可以采用任意的颜色。并且，所采用的颜色数量并不限定于两色，也可以是三色以上。并且，在第二实施方式中，模拟脏器610所具备的模拟血管614为一根，但也可以代替此而采用两根以上。

C、第三实施方式：

图7是示出根据第三实施方式的模拟脏器710的说明图。图7的(a)示出的是平面图，图7的(b)示出的是图7的(a)的A-A线截面图。即、图7与第一实施方式中的图2对应。

在第一和第二实施方式中，构成为模拟实质12、612的多种颜色通过大理石纹来提供。相对于此，在第三实施方式中，如图7的(a)所示，模拟脏器710所具备的模拟实质712在平面方向X-Y上为单色，但如图7的(b)所示，在深度方向Z上成形为不同颜色的层状。作为不同颜色，例如是白色和橙色。图中，涂有黑色的部分是橙色部分。需要说明的是，不同颜色并不限定于两种颜色，还可以是三色以上。颜色的组合也不限定于白色和橙色，还可以换成白色和肤色、橙色和肤色等各种颜色的组合。

与根据第一实施方式的模拟脏器的制作方法(图3)同样，在模拟脏器710的制作方法中，准备着色为白色的第一材料和着色为橙色的第二材料。接着，交替注入预定量的第一材料和第二材料进行层叠，从而形成层状图案。

图8是示出利用液体喷射装置20在模拟脏器710上开出孔712H之后的说明图。以平面图示出模拟脏器710。通过从液体喷射装置20(图1)的喷射管205间歇性喷射的液体将模拟脏器710的模拟实质712慢慢切除，从而在图中相对于深度方向Z倾斜的方向上开出孔712H。在根据本实施方式的模拟脏器710中，模拟实质712在深度方向Z上成形为不同颜色的层状。为此，如图所示，孔712H的壁面上也呈现出层状图案。由此，与第一实施方式同样，根据第三实施方式的模拟脏器710通过层状图案所带来的颜色差异而能提高深度方向的视觉辨认性、立体感，具有出色的使用方便性。

需要说明的是，作为第三实施方式的变形例，也可以构成为在深度方向Z上为单色，而在平面方向X-Y上成形为不同颜色的层状。

D、变形例：

本发明并不限定于上述各实施方式及其变形例，在不脱离其宗旨的范围内可在各种方式下实施，例如，也可以有下述这样的变形。

·变形例1：

虽然模拟脏器所具备的模拟实质的主要材质设为PVA，但不限定于此。例如，还可以是尿烷(ウレタン)、或尿烷以外的橡胶系材料。

·变形例2：

虽然根据第二实施方式的模拟脏器所具备的模拟血管的材质设为PVA，但不限定于此。例如，既可以是PVA以外的合成树脂(例如尿烷)，也可以是天然树脂。

·变形例3：

也可以使用喷射沉积(基于喷墨方式等的3D打印)来制作模拟实质。并且，也可以使用3D打印来制作模拟血管。进而，还可以使用3D打印来统一制作模拟实质和模拟血管。

·变形例4：

模拟实质的形状设为接近长方体的形状，但不限定于此。例如，还可以是圆柱形、圆锥形、圆锥台形等其它形状。

·变形例5：

也可以通过从液体喷射装置喷射的液体以外的方式来对模拟脏器进行切除。例如，既可以使用连续喷射的液体进行切除，也可以使用被超声波、光脉泽(maser)赋予了切除能力的液体进行切除。或者，还可以使用金属制的手术刀进行切除。

·变形例6：

在实施方式中，采用了使用压电元件作为致动器的构成，但也可以采用使用光脉泽器(maser)来喷射液体的构成、通过加热器使液体中产生气泡来喷射液体的构成、通过泵等对液体加压来喷射液体的构成。使用光脉泽器来喷射液体的构成是指，对液体照射光脉泽而使液体中产生气泡，从而利用由于该气泡的产生所引起的液体压力上升的构成。

本发明并不限于上述的实施方式、实施例、变形例，在不脱离其宗旨的范围内，可用各种构成实现。例如，为了解决上述技术问题的一部分或全部、或者达到上述效果的一部分或全部，可对记载于发明内容部分的各方式中的技术特征所对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征适当进行替换、组合。如果该技术特征在本说明书中不是作为必须特征被说明，则可将其适当删除。

Claims (6)

1.一种模拟脏器，其特征在于，

具备模仿实质细胞的模拟实质，

所述模拟实质具有多种颜色。

2.根据权利要求1所述的模拟脏器，其特征在于，

所述模拟实质在深度方向上具有不同颜色。

3.根据权利要求1或2所述的模拟脏器，其特征在于，

所述多种颜色通过大理石纹来提供。

4.根据权利要求1或2所述的模拟脏器，其特征在于，

所述多种颜色在深度方向上通过不同颜色的层来提供。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的模拟脏器，其特征在于，

所述模拟脏器具备模仿血管的模拟血管，

所述多种颜色中的各颜色与所述模拟血管的颜色不同。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的模拟脏器，其特征在于，

所述模拟实质能通过从液体喷射装置喷射的液体来切除。