JP2013037088A - 血管注射シミュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】注射針の刺入判定を正確に行えることができ、しかも臨場感に優れる血管注射シミュレータを提供する。
【解決手段】血管注射を練習するための血管注射シミュレータ１であって、人の血管を模した模擬血管８，８´と、模擬血管８，８´を覆う模擬表皮１０と、模擬表皮１０と模擬血管８，８´との間に介在され、注射針１１ｂが貫通可能な上側導電体９と、模擬血管８，８´内に注入される通電性を有する模擬血液１４と上側導電体９との通電にて注射針１１ｂが模擬血管８，８´に刺入されたと判定する注射針刺入成功判定回路３８と、注射針刺入成功判定回路３８の作動にて注射針刺入成功の判定結果を報知する緑色ＬＥＤ２３とを備えるものとする。
【選択図】図６

Description

本発明は、採血や静脈注射、点滴などの血管注射を練習するための血管注射シミュレータに関するものである。

近年、看護基礎教育や卒後教育の現場で注射技術に対する教育あるいは再教育の重要性が問われている。教育の現場では、倫理的配慮から学生同士での注射実施は難しく、また臨地実習においても無資格者である学生が患者を対象として実施することはできない状況にある。
新卒者を教育する臨床現場でも、リスクマネジメントの観点から、患者に実施する前に院内で演習を実施しているのが現状である。これらのことから、血管注射シミュレータの需要は教育現場および臨床の双方で拡大している。

従来の血管注射シミュレータとして、例えば特許文献１にて提案されているものがある。

実開平２−５３０６７号公報

特許文献１で提案されているものは、血管注射を練習するための器具であって、血管を模した弾性チューブが埋設されてなる模倣上腕体と、弾性チューブに刺入された注射針を感知する針先感知手段とを有し、注射針の血管への刺入程度を教育することができるようになっている。ここで、針先感知手段は、弾性チューブ内の開口空間に投光素子と受光素子とを対向配置して構成されるものである。

しかしながら、特許文献１に係る血管注射シミュレータでは、血管に見立てた弾性チューブ内に血液を模した模擬血液が注入されていないため、実際に血液の出入りのある人体に対する注射練習とはなり得ず、臨場感に乏しいという問題点がある。
なお、模擬血液を弾性チューブ内に注入した場合、その模擬血液によって光が弱められるため、投光素子と受光素子とによって注射針の刺入を正確に感知することは難しい。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、注射針の刺入判定を正確に行えることができ、しかも臨場感に優れる血管注射シミュレータを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による血管注射シミュレータは、
血管注射を練習するための血管注射シミュレータであって、
人の血管を模した模擬血管と、
前記模擬血管を覆う模擬表皮と、
前記模擬表皮と前記模擬血管との間に介在され、注射針が貫通可能な上側導電体と、
前記模擬血管内に注入される通電液と前記上側導電体との通電にて注射針が前記模擬血管に刺入されたと判定する注射針刺入成功判定回路と、
前記注射針刺入成功判定回路の作動にて注射針刺入成功の判定結果を報知する注射針刺入成功報知手段と、
を備えることを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、
前記模擬血管の下側に下側導電体が配され、
前記上側導電体と下側導電体との通電にて注射針が前記模擬血管に適正に刺入されなかったと判定する注射針刺入失敗判定回路と、この注射針刺入失敗判定回路の作動にて注射針刺入失敗の判定結果を報知する注射針刺入失敗報知手段とが設けられるのが好ましい（第２発明）。

本発明において、
前記上側導電体と模擬血管との間に、絶縁シートが介在されるのが好ましい（第３発明）。

本発明において、模擬表皮から刺し込まれて上側導電体を貫通した注射針が模擬血管に刺入されたとき、模擬血管内の通電液と上側導電体とが注射針を介して通電される。この通電にて注射針刺入成功判定回路が作動することにより、注射針が模擬血管内に刺入されたことを正確に判定することができ、その判定結果が注射針刺入成功報知手段によって報知される。したがって、注射針の血管への刺入程度を正確に教育することができる。また、模擬血管内の通電液は血液に見立てることができるので、臨場感に優れるという効果がある。

また、第２発明の構成を採用することにより、注射針が模擬血管に適正に刺入されなかったことを正確に知ることができる。

また、第３発明の構成を採用することにより、たとえ模擬血管から通電液が漏れ出しても、その漏れ出した通電液が上側導電体に接触して誤作動を起こすのを確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る血管注射シミュレータの全体斜視図 模擬腕体の分解斜視図 模擬腕体の装着使用例の説明図 模擬腕体への注射針の刺入状態説明図 判定報知回路のブロック図 判定報知回路の作動説明図（１） 判定報知回路の作動説明図（２） 判定報知回路の作動説明図（３）

次に、本発明による血管注射シミュレータの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜血管注射シミュレータの概略説明＞
図１に示される血管注射シミュレータ１は、採血や静脈注射、点滴などの血管注射を練習するための練習器であって、模擬腕体２と判定報知装置３とを備えている。

＜模擬腕体の説明＞
模擬腕体２は、人の上腕と下腕との接合部で静脈が皮膚越しに微かに透けて見える側の腕の一部分を模したものである。
模擬腕体２は、図２に示されるように、所要の収容スペース４ａを有して上方に開口された箱形形状のベース４を備えている。

ベース４の底部上には、下側導電体５が敷設されている。この下側導電体５の上側には、絶縁シート６を介して模擬腕体２の肉質感を高めるためのスポンジ７が配されている。このスポンジ７には、切込み７ａが設けられており、この切込み７ａに２本の模擬血管８，８´が通されている。これら模擬血管８，８´は、その上腕側部分がスポンジ７の切込み７ａからそのスポンジ７の上面側に下側導電体５´および絶縁シート６´を介して置かれ、その下腕側部分がスポンジ７の切込み７ａからそのスポンジ７の下面側に敷かれ、それぞれの道筋を若干蛇行させた状態で並設されている。これら模擬血管８，８´を覆うように絶縁シート６´´を介して上側導電体９が敷設されている。この上側導電体９の上側に被せられてベース４の開口を塞ぐ模擬表皮１０がそのベース４の開口縁部に組み込まれている。

＜導電体の説明＞
上側導電体９および下側導電体５，５´は、いずれも導電性の金属繊維を編み込んでシート状に形成された導電性金属繊維シートからなるものである。各導電体５，５´，９においては、注射針１１ｂが貫通可能で、しかも貫通時に注射針１１ｂが導電性金属繊維に常に接触して導通状態となるように、その繊維径や繊維密度等が選択されている。
なお、導電体５，５´，９としては、注射針１１ｂが貫通可能でその貫通時に注射針１１ｂと常に導通状態にあるという条件を満たせればよく、適宜に導電性素材を用いればよく、金属繊維シートに限定されるものではない。

＜模擬血管の説明＞
２本の模擬血管８，８´は、例えばゴムチューブなどを用いて人の静脈血管を模したものである。説明の都合上、図１や図２、図４において、２本の模擬血管８，８´は、同じような太さで描かれているが、一方の模擬血管８を太く、他方の模擬血管８´は細くするといった具合に、太さの異なる模擬血管８，８´を用いるのが、実際的な注射手技の練習上好ましい。
前述したように、２本の模擬血管８，８´は、その上腕側部分がスポンジ７の切込み７ａからそのスポンジ７の上面側に置かれ、その下腕側部分がスポンジ７の切込み７ａからそのスポンジ７の下面側に敷かれている。こうして、各模擬血管８，８´において、その上腕側部分は模擬腕体２の内部の表皮近くに位置される一方、その下腕側部分は模擬腕体２の深部に位置され、異なる深さに敷かれるように模擬腕体２内に埋設されている。

図１に示されるように、各模擬血管８，８´の一端部は、ベース４の一端部に設けられた挿通孔４ｂ，４ｂ´（図２参照）を通して模擬腕体２の外部に取り出され、三又管１２を介して上流側ホース１３の他端部と接続されている。この上流側ホース１３の一端部は、血液を模した模擬血液１４が充填された模擬血液バッグ１５に接続されている。また、この上流側ホース１３の他端部寄りの管内には、模擬血液１４が流通可能な管状電極１６が埋め込まれている。なお、符号１７にて示されるものは、模擬血液バッグ１５を吊り下げ支持するためのスタンドである。

各模擬血管８，８´の他端部は、ベース４の他端部に設けられた挿通孔４ｃ，４ｃ´（図２参照）を通して模擬腕体２の外部に取り出され、三又管１８を介して下流側ホース１９の一端部と接続されている。この下流側ホース１９には、止水アジャスト２０が装着されており、この止水アジャスト２０により、下流側ホース１９の任意の位置で模擬血液１４の流れを止めることができるようになっている。

＜模擬血液の説明＞
模擬血管８，８´に注入される模擬血液１４は、電解質を含んだ水（例えば、水道水）に、血液の色に近い赤色の色素を配合してなるものであり、電気が流れる通電液として機能する。

＜絶縁シートの説明＞
絶縁シート６，６´，６´´は、例えば絶縁ゴム製のものが用いられ、たとえ模擬血管８，８´から模擬血液１４が漏れ出しても、その漏れ出した模擬血液１４が上側導電体９や下側導電体５，５´に接触して誤作動を起こすのを確実に防止する役目をする。

＜模擬表皮の説明＞
模擬表皮１０は、樹脂製シートを用いて人の表皮を模したものであり、皮膚の感触に近づけるように、また注射針１１ｂを容易に刺し込むことができるように、その厚みや硬さ等が選択されている。

＜模擬腕体の装着使用例の説明＞
ベース４の底面部には、面ファスナ２１ａにて結束・開放自在なバンド２１が取り付けられており、図３に示されるように、上腕と下腕との接合部で静脈が皮膚越しに微かに透けて見える側の腕部分の上に模擬腕体２を置き、バンド２１を巻き掛けて固定し、注射器１１による静脈注射の手技の練習を行うことができるようになっている。

＜判定報知装置の説明＞
図１に示されるように、判定報知装置３は、首掛け式で所要の電線２２を介して模擬腕体２と接続されている。
判定報知装置３の表面部には、注射針１１ｂの模擬血管８，８´への刺入の手技の成功を表す緑色発光ダイオード２３（以下、「緑色ＬＥＤ２３」という。）や、同手技の失敗を表す赤色発光ダイオード２４（以下、「赤色ＬＥＤ２４」という。）、電源スイッチ２５等が所定の配置で設けられている。
判定報知装置３の内部には、図５に示されるような判定報知回路３０が組み込まれている。

＜判定報知回路の説明＞
図５に示される判定報知回路３０は、上側導電体９、下側導電体５，５´、管状電極１６、緑色ＬＥＤ２３、赤色ＬＥＤ２４、電源３１、ＰＮＰ型のトランジスタ３２、ブザー３３、フォトモスリレー３４および所要の抵抗器３５，３６，３７，３８がそれぞれ所要の配線によって接続されて構成されている。

すなわち、電源３１のプラス極は、トランジスタ３２のエミッタ端子、赤色ＬＥＤ２４のプラス端子、ブザー３３のプラス端子およびフォトモスリレー３４のＶＤＤ端子にそれぞれ接続されている。
電源３１のプラス極とトランジスタ３２のベース端子との間には抵抗器３５が、電源３１のプラス極と赤色ＬＥＤ２４のプラス端子との間には抵抗器３６が、それぞれ介挿されている。
電源３１のマイナス極は、緑色ＬＥＤ２３のマイナス端子および上側導電体９にそれぞれ接続されている。
トランジスタ３２のベース端子は、抵抗器３７を介して管状電極１６に接続されている。
トランジスタ３２のコレクタ端子は、抵抗器３８を介して緑色ＬＥＤ２３のプラス端子に接続されている。
赤色ＬＥＤ２４のマイナス端子およびブザー３３のマイナス端子は、それぞれフォトモスリレー３４のＬＥＤ端子に接続されている。
フォトモスリレー３４のＶＳＳ端子は、下側導電体５，５´に接続されている。

＜判定報知回路の作動説明＞
次に、図３に示されるような模擬腕体２に対する注射器１１を用いた静脈血管注射の手技の実施の際の判定報知回路３０の作動について、図４および図６〜図８を用いて説明する。なお、この手技の実施にあって使用される注射器１１は、注射筒１１ａに注射針１１ｂを装着してなるものであり、注射針１１ｂは広く一般的に用いられている導通性を有するステンレス製のものである。

図４において記号Ａ矢印にて示されるように、注射針１１ｂが上側導電体９を貫通し、模擬血管８´内に正しく刺入されたとき、つまり手技が成功したとき、図６に示されるように、模擬血液１４と上側導電体９とが注射針１１ｂを介して通電し、上側導電体９と管状電極１６とが電気的に接続される。これにより、電源３１、トランジスタ３２、抵抗器３７、管状電極１６、模擬血液１４、注射針１１ｂおよび上側導電体９が電気的に閉じて注射針刺入成功判定回路３８が作動する。この注射針刺入成功判定回路３８の作動により、トランジスタ３２のエミッタ端子からベース端子に小電流が流れるに伴い、トランジスタ３２のエミッタ端子からコレクタ端子に大電流が流れる。これにより、緑色ＬＥＤ２３が点灯する。

図４において記号Ｂ矢印にて示されるように、注射針１１ｂが上側導電体９を貫通するものの、模擬血管８，８´に刺さることなく、下側導電体５に接触してしまったとき、つまり手技を失敗してしまったとき、図７に示されるように、上側導電体９と下側導電体５とが注射針１１ｂを介して通電し、上側導電体９と下側導電体５とが電気的に接続される。これにより、電源３１、抵抗器３６、赤色ＬＥＤ２４、ブザー３３、フォトモスリレー３４、下側導電体５、注射針１１ｂおよび上側導電体９が電気的に閉じて注射針刺入失敗判定回路３９が作動する。この注射針刺入失敗判定回路３９の作動により、赤色ＬＥＤ２４が点滅するとともに、ブザー３３からは間欠音が発せられる。
なお、注射針１１ｂが上側導電体９を貫通するものの、模擬血管８，８´に刺さることなく、下側導電体５´に接触してしまったときも、同様の作動がなされる。

図４において記号Ｃ矢印にて示されるように、注射針１１ｂが上側導電体９を貫通し、模擬血管８内に正しく刺入された後、模擬血管８を貫いて下側導電体５に接触してしまったとき、図８に示されるように、注射針刺入成功判定回路３８の作動の後、注射針刺入失敗判定回路３９も作動する。したがって、緑色ＬＥＤ２３が点灯した後、赤色ＬＥＤ２４が点滅するとともに、ブザー３３からは間欠音が発せられることになる。
なお、注射針１１ｂが上側導電体９を貫通し、模擬血管８´内に正しく刺入された後、模擬血管８´を貫いて下側導電体５´に接触してしまったときも、同様の作動がなされる。

＜作用効果の説明＞
本実施形態において、模擬表皮１０から刺し込まれて上導電体９を貫通した注射針１１ｂが模擬血管８，８´に適正に刺入されたとき（例えば、図４中記号Ａ矢印で示される状態）、模擬血管８，８´内の通電性を有する模擬血液１４と上側導電体９とが注射針１１ｂを介して通電される。この通電により、注射針１１ｂが模擬血管８，８´内に刺入されたことを正確に判定することができ、その判定結果が緑色ＬＥＤ２３の点灯により報知される。また、注射針１１ｂが模擬血管８，８´に適正に刺入されなかったとき（例えば、図４中記号ＢまたはＣ矢印で示される状態）、上側導電体９と下側導電体５，５´とが注射針１１ｂを介して通電される。この通電により、注射針１１ｂが模擬血管８，８´に適正に刺入されなかったことを正確に判定することができ、その判定結果が赤色ＬＥＤ２４の点滅とブザー３３とにより報知される。したがって、注射針１１ｂの模擬血管８，８´への刺入程度を正確に教育することができる。また、模擬血管８，８´内に注入される通電液として、血液を模した模擬血液１４が用いられているので、臨場感に優れるという利点がある。

以上、本発明の血管注射シミュレータについて、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、注射針刺入成功・失敗の判定結果を報知するものとして、緑色ＬＥＤ２３や赤色ＬＥＤ２４、ブザー３３等を用いたが、これらに代えて、またはこれらと共に、音声発声器やチャイム音発声器を用いて、注射針刺入成功・失敗の判定結果を音声やチャイム音にて報知するようにしてもよい。

本発明の血管注射シミュレータは、注射針の刺入判定を正確に行うことができ、しかも臨場感に優れるという特性を有していることから、採血や静脈注射、点滴などの血管注射の練習の用途に好適に用いることができる。

１ 血管注射シミュレータ
５，５´ 下側導電体
６，６´，６´´ 絶縁シート
８，８´ 模擬血管
９ 上側導電体
１０ 模擬表皮
１１ｂ 注射針
１４ 模擬血液（通電液）
２３ 緑色発光ダイオード（注射針刺入成功報知手段）
２４ 赤色発光ダイオード（注射針刺入失敗報知手段）
３３ ブザー
３８ 注射針刺入成功判定回路
３９ 注射針刺入失敗判定回路

Claims (3)

1. 血管注射を練習するための血管注射シミュレータであって、
   人の血管を模した模擬血管と、
   前記模擬血管を覆う模擬表皮と、
   前記模擬表皮と前記模擬血管との間に介在され、注射針が貫通可能な上側導電体と、
   前記模擬血管内に注入される通電液と前記上側導電体との通電にて注射針が前記模擬血管に刺入されたと判定する注射針刺入成功判定回路と、
   前記注射針刺入成功判定回路の作動にて注射針刺入成功の判定結果を報知する注射針刺入成功報知手段と、
   を備えることを特徴とする血管注射シミュレータ。
2. 前記模擬血管の下側に下側導電体が配され、
   前記上側導電体と下側導電体との通電にて注射針が前記模擬血管に適正に刺入されなかったと判定する注射針刺入失敗判定回路と、この注射針刺入失敗判定回路の作動にて注射針刺入失敗の判定結果を報知する注射針刺入失敗報知手段とが設けられる請求項１に記載の血管注射シミュレータ。
3. 前記上側導電体と模擬血管との間に、絶縁シートが介在される請求項１または２に記載の血管注射シミュレータ。

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