JP2013109030A - 前立腺肥大モデルおよび前立腺手術シミュレーター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前立腺における肥大した内腺を模した内腺部品12a,12bと、その内腺部品の外周面を被覆し外腺膜を模した外腺膜部12fと、上記内腺部品内に形成された尿管狭窄部Uとを有する前立腺肥大モデルであって、上記内腺部品と上記外腺膜部とが粘着層12e,12e′によって接続されており、その粘着層が、グルテンとグリセリンとの混合物から構成されていることを特徴とする。
【選択図】図7
Description
最もスタンダードな手術方法は、経尿道的前立腺切除術(TUR−P)と呼ばれる方法であり、内視鏡で患部を見ながら切除が行われる。
具体的には、まず、内視鏡を尿道出口から挿入し、膀胱へ向けて移動させ、膀胱手前の前立腺をモニターに映し出す。映し出された肥大前立腺は、尿道の内側に向けて膨出しているため、その部分の尿道が細くなって見える。
上記したTUR−Pは、内視鏡を用いて行われるため腹部に傷がつかないという利点がある反面、電気メスで前立腺の肥大部分を細切しながら手術を行うため、前立腺の肥大が進んでいる場合には出血が多いという欠点がある。
また、一般的には還流液として電解質を含まない液体を用いるため、還流液が静脈から循環系に入り、低ナトリウム血症をきたすこともある。特に、近年ではα1遮断薬が第一選択とされ、内科的治療を行う期間が長期化しているため、非常に大きな前立腺肥大症が手術対象になることが多く、これらTUR−Pにおける合併症は大きな問題となっている。
HoLEPは内視鏡下で外科的被膜と腺腫との間を剥離し、前立腺内腺を核出するという方法であり、前立腺肥大症に対し非常に優れた手術方法であるが、その手技の習得は、熟練医師の指導のもとに実際の手術を行いながら技術を高めているのが実情である。
そこで、本願出願人は、HoLEP手術を忠実に再現することができる前立腺手術用シミュレーションモデルを開発している(特許文献1参照)。
しかしながら現状では、ホルミウムレーザーの操作方法の習得にとどまらず、前立腺の内腺を模した内腺部品と外腺膜を模した外腺膜部との間の境界層を剥離する際のレーザー操作感覚や、モニターに映し出される境界部分の切除映像を実際さながらに近づけたいといった、さらに高度な要望がシミュレーションモデルに求められている。
また、前立腺核出手術では前立腺の手前側に圧力を加えながら境界層を剥離するという操作も行われるため、内腺部品はある程度の抵抗を持って変位できることが望ましい。
上記外腺膜部は上記内腺部品の外周面を被覆しており、
上記内腺部品内に尿管狭窄部が形成されており、
上記内腺部品と上記外腺膜部とが粘着層によって接続され、その粘着層が、グルテンとグリセリンとの混合物から構成されている前立腺肥大モデルである。
上記前立腺肥大モデルにおいて、上記内腺部品は、右葉を模した右葉部品と、左葉を模した左葉部品と、中葉を模した中葉部品とを組み合わせたものからなり、上記中葉部品はさらに粘着層を介して上記右葉部品と上記左葉部品とに跨がって接続されているものである。
また、上記粘着層における上記グルテンと上記グリセリンの混合割合はそれぞれ50質量部であることが好ましい。
また、上記粘着層における上記グルテンと上記グリセリンの合計量に対し、グリセリンの存在量は0.7〜1.4倍とすることが好ましい。
また、上記内腺部品および上記外腺膜部は、グルテン、澱粉、グリセリン、水との混合物を加熱したものから構成することができる。
上記前立腺肥大モデルを着脱し得る凹部と、上記尿管狭窄部と連通する貯液部とを有し膀胱を模した膀胱部品とから構成されている前立腺手術シミュレーターである。
上記前立腺手術シミュレーターにおいて、上記凹部に装着された上記前立腺肥大モデルの尿管狭窄部は、尿道を模した尿道部品と連通するように構成することができる。
また、上記貯液部には水、または生理食塩水等の電解液を充填することができる。
また、上記貯液部内の貯液を濾過し上記貯液部に還流させる還流装置を備えることが好ましい。
1.前立腺手術シミュレーター
図1は本発明の前立腺手術シミュレーター(以下、シミュレーターと略称する)の全体構成を示す斜視図である。
同図において、シミュレーター1は、箱形のケース2と、そのケース2上に設置されているシミュレーター本体3とから構成されている。
シミュレーター本体3は、下腹部を輪切りにしたような形状をなしており、例えばポリエステル樹脂をグラスファイバーで繊維補強したもので成形されている。
シミュレーター本体3の前部には、尿道およびその周辺組織を模したシリコンゴム製の尿道部品4が嵌め込まれている。この尿道部品4には内視鏡挿入口4aを有する筒状の尿道部4b(図2参照)が設けられている。
なお、図1においてX−X′は前後方向、Y−Y′は左右方向、Z−Z′は上下方向を示しており、前側は尿道側に、後側は膀胱側に対応している。
なお、ケース2の底面にはシミュレーター1の移動を容易にするためのキャスター6が設けられている。
膀胱部品5は貯液部として機能するように容器状をなしており、この膀胱部品5には前立腺カートリッジを装着した状態で、還流水Wを貯液として蓄えるようになっている。
膀胱部品5の外側にはその膀胱部品5を受け入れる容器5aが設けられており、容器5aの後部に設けられた排水口5bは、取水パイプ7を介して還流装置9の取水口9aと接続されている。上記還流水Wは、水または生理食塩水等の電解液が含まれる。
還流装置9はシミュレーションに使用した還流水Wを濾過するフィルターと濾過した還流水Wを吐出口9bから膀胱部品5へ送るポンプとを備えている。
詳しくは、膀胱部品5をオーバーフローした還流水Wは、排水口5bから取水パイプ7を通じて還流装置9に取り込まれ、フィルターによって濾過され、濾過された還流水Wは2本に分岐された送水パイプ8a、8bにそれぞれ送られる。
他方の送水パイプ8bは、上記吐出口9bと内視鏡30を収納している外筒器具14とを接続しており、送水パイプ8bから吐出された還流水Wは、外筒器具14内壁と内視鏡30との隙間を流れるようになっている。
なお、外筒器具14に送られ内視鏡30のまわりから筒状に吐出される還流水Wは、内視鏡30の視野を拡げるためのものである。
上記膀胱部品5の前部には前立腺カートリッジ10を嵌合することができる空洞部(凹部)5cが形成されており、その空洞部5cに前立腺カートリッジ10を装着すると、上記した尿道部品4の尿道部4bが、前立腺カートリッジ10の前側貫通孔10bに挿通されるようになっている。
なお、図中5dは前立腺カートリッジ10を空洞部5cに保持するためのストッパーであり、矢印B方向に持ち上げると、前立腺カートリッジ10を取り外すことができるようになっている。
次に前立腺カートリッジ10の構成について説明するが、その前に前立腺肥大について説明する。
前立腺20は膀胱21の出口付近に尿道22を取り巻くようにして存在しており、クルミの実程度の大きさからなり2層構造になっている。その内側部分を内腺20a、外側部分を外腺膜20bと呼び、正常な状態では内腺と外腺膜の厚さはほぼ同じである。なお、図中、23は精嚢、24は尿道括約筋である。
前立腺が肥大すると、図6に示すように、内腺20aが膨張して腺腫となる一方で外腺膜20bは拡張され、あたかもミカンの中身(内腺20a)と皮(外腺膜20b)のような形状になる。
前立腺肥大症になると、内腺20aが肥大して尿道22を圧迫し排尿困難や頻尿を引き起こすため、手術による治療においてその内腺20a部分を除去することになる。
図7は前立腺カートリッジの構成を示したものであり、同図(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は図7(a)のA−A矢視断面図である。
前立腺カートリッジ10は、カートリッジ外枠11と、そのカートリッジ外枠11内に収容され、肥大前立腺を模した前立腺部品12とから構成されており、前立腺カートリッジ10は、シミュレーションを実施する毎に、取り替えるようになっている。
カートリッジ外枠11は、ゼラチン、シリコンゴム、ウレンタン樹脂などの材料を有底筒状に成形した弾性体からなり、その前部には尿道部品4の尿道部4bが挿入される前側貫通孔10bが設けられている。
前立腺部品12は内腺部品と外腺膜部とからなり、内腺部品は肥大した右葉を模した右葉部品12a、肥大した左葉を模した左葉部品12b、中葉を模した中葉部品12cの三つの部分から構成されている。また、右葉部品12aと左葉部品12bの間には狭窄通路(尿管狭窄部)Uが意図的に形成されている。
右葉部品12aの右側壁12dは、粘膜を模した粘着層12eを介して外腺膜部12fと接続されている。
左葉部品12bの左側壁12gは、上記粘着層12eを介して外腺膜部12hと接続されている。
右葉部品12aおよび左葉部品12bの下方(図7(a)では右側)に配置されている中葉部品12cは、粘着層12e′を介して外腺膜部12f、12hと接続されるとともに、右葉部品12aおよび左葉部品12bとも接続されている。
上記右葉部品12a、左葉部品12b、中葉部品12cは、小麦を主原料にした粉末状の真空乾燥グルテン40〜70質量部、澱粉0〜20質量部、グリセリン30〜50質量部および水5質量部を混ぜ合わせたものを、100〜120℃で60〜90分間加熱することによって塊状に成形している。なお、グリセリンは、内腺部品の硬さを柔らかくするための調整剤として使用している。
上記外腺膜部12f,12hは、粉状の真空乾燥グルテン35〜65質量部、澱粉0〜35質量部、グリセリン40〜60質量部および水5〜10質量部を混ぜ合わせたものを、110℃で75分間加熱することにより袋状に成形している。
また、上記粘着層12eは、粉末状の真空乾燥グルテンとグリセリンとを混ぜ合わせることにより得ることができる。グルテンのみでは固化してしまい弾性が失われるため、グリセリンを加えることにより弾性(粘り)が維持されるようにしている。
グリセリンの存在量が1.0倍を超えて1.4倍以下である場合には出力の弱いレーザーでも簡単に切除できる。したがって、この配合比は、対象部位とレーザー照射部との距離感覚に慣れていない施術者向けとすることができる。
さらにまた、グリセリンの存在量が0.7倍未満と少なすぎる場合には、レーザーで切除するのに要する時間が長くなり実際の人体における手術感覚と異なってしまうという不都合があり、1.4倍を超えて多すぎる場合には、レーザーを照射した瞬間に崩れてしまうために採用することができない。
また、グルテン、グリセリン以外に例えば澱粉を使用すると、レーザー照射時に濁りが発生して視界が悪くなるため、粘着層12eについてはグルテンとグリセリンのみを使用した。
また、粘着層12eを形成するにあたっては、上記配合によって得られた粘着材料を膜状に塗布することにより形成することができ、また、筋状に塗布することによって形成することもでき、さらにまた、予めシート状または網状に形成したものを貼り付けることによって形成することもできる。
材料aとして、ゼラチン粉末と水と樹脂繊維を混合し固めたものは、レーザーを照射した際に、樹脂繊維が溶ける前に周りのゼラチンが溶けてしまい、樹脂繊維が飛び出てしまうというという結果となった。
材料bとして、上記材質aにさらにグリセリン、粒状ゴムを加えても溶けすぎるという点は改善できなかった。
材料cとして、ゼラチン粉末と水とグリセリンを混合し固めたものは、熱によって周囲まで溶かし過ぎるという結果になった。
材料dとして、ささみを使用したものは、ほぼリアルな感触が得られたものの形状が若干、盛り上がり、凝固してしまうという結果になった。動物系の材料は白濁しやすいため、植物由来の材料の方が好ましいと分かった。
材料eとして、シリコン樹脂系のものはレーザー照射時に焦げるという問題があり、シリコン樹脂の燃焼温度が高いことによりレーザー照射部分のみが赤く発光することから除外となった。
上記した以外にも各種材料について試験を行ったが、グルテンとグリセリンを基本とし、水を加えたものが最もリアルな感触の得られることが確認された。
HoLEP手術のトレーニングを行う術者は、ホルミウムヤグレーザーを用いて粘着層12eを特定の方向に焼き切ることにより、例えば右葉部品12aを外腺膜部12fから徐々に剥がしていく感覚を体験することができる。
そこで、内腺部品と外腺膜部12fにそれぞれ異なる色で着色を施しておけば、それぞれの部位を判別しやすくなる。
また、内腺部品、外腺膜部12f,12hについて硬さの異なる部品を複数種類用意することにより、初心者から熟練者まで幅広く核出手術をシミュレーションすることが可能になる。
同図に示す前立腺部品13は、右葉部品13aと外腺膜部13bとの間に隙間Sを設けており、その隙間Sに、右葉部品13aと外腺膜部13bとを部分的に接続する粘着シート13cを厚さ2〜6mm積層している。
粘着シート13cは、すべて同じ材料(グルテン+グリセリン)から構成されており、柔らかいゴムのような弾性と粘着性を有している。したがって、矢印F方向に押せば厚み方向に変形することができるようになっている。これは、実際の施術の際と同様に、内視鏡に押されて前後方向(尿道部品4−膀胱部品5方向)に動かせることができるようにとの要望に答えたものである。
なお、左葉部品13dについても同様に隙間Sを設け、同様に粘着シート13cを介して左葉部品13dと外腺膜部13bとを接続する。
また、本発明において、外腺膜部と前立腺部品とを接続している部分、あるいはその接続部分の周辺に、血管組織の代わりとして細いチューブを這わせ、赤い液体をそのチューブに流せば、ホルミウムヤグレーザーを用いた止血も体験することが可能になる。
図9(a)において、尿道部品4の内視鏡挿入口4a(図2参照)からHoLEP用の内視鏡30を挿入し、さらに狭窄通路Uを通じてその内視鏡30を膀胱部品5内に挿入する。
挿入した内視鏡30によって右葉部品13a、左葉部品13b、中葉部品12c(図7(a)参照)、膀胱部品5を観察する。
前立腺の内腺は、右葉と左葉と中葉とから構成されており、核出トレーニングを行うにあたり、まず、中葉を模した中葉部品の核出を行う。
ホルミウムヤグレーザーは水、または生理食塩水等の電解液への吸収率が高く、2.0mm以下の距離では組織の切除が可能になり同時に組織を焼くことで止血が行われ、また、レーザーファイバーの先端を組織から5.0mm離すと組織に影響を与えない。
グルテンとグリセリンから構成された粘着層12eに対し、ホルミウムヤグレーザーを至近距離から照射すると、粘着層12eの網構造が切断されて綿くず状に変化していく。この様子は実際に内腺と外腺膜との間の粘膜をレーザーによって切断した状態と酷似しており、内腺を剥離するときの感覚を体験することができる。
次いで、膀胱部品5における膀胱頸部に相当する部分から中葉部品12cの両側について粘着層12e′を切開する。
このとき、中葉部品12cは膀胱頸部に相当する部分のみで付着している状態になるため、この付着部分を切離し、中葉部品12cを膀胱部品5内に遊離させる。それにより、中葉部品12cの核出トレーニングが完了する。
図9(b)において、右葉部品12aと外腺膜部12fとの境界層、すなわち粘着層12eにホルミウムヤグレーザー31を照射することにより、右葉部品12aを外腺膜部12fから剥離していく。このとき、括約筋がある尿道側から膀胱部品5側、および腹側に向かって剥離を行う。なお、膀胱部品5は図示を省略している。
尿道側で、腹側から背側へ、あるいは背側から腹側に向かって、右葉部品12aの輪郭に沿って、粘着層12eを剥離していき剥離部分を連続させる。
次いで、腹側から背側につながった、外腺膜12fと右葉部品12aとの間の粘着層12eを、尿道側から膀胱部品5に向かって腹側背側均等に剥離していく。この剥離が進むと、右葉部品12aはほとんど膀胱頸部のみで付着している状態となる(図9(c)参照)。
左葉部品12bの核出トレーニングも上記右葉部品12aの核出トレーニングと同様の方法で行い、それにより、内腺の核出トレーニングが完了する。
前側貫通孔10bから腎盂鏡(ストルツ)を挿入し、モルセレーターを用いて、膀胱部品5内に核出された腺の細切と回収を行う。
次いで、前側貫通孔10bから20Fr程度の尿道カテーテルを留置してトレーニングが終了する。
2 ケース
3 シミュレーター本体
3a 開口部
4 尿道部品
4a 内視鏡挿入口
5 膀胱部品
6 キャスター
7 取水パイプ
8a,8b 送水パイプ
9 還流装置
10 前立腺カートリッジ
11 カートリッジ外枠
12 前立腺部品
12a 右葉部品
12b 左葉部品
12c 中葉部品
12d 右側壁
12e 粘着層
12e′ 粘着層
12f 外腺膜部
12g 左側壁
12h 外腺膜部
14 外筒器具
30 内視鏡
31 ホルミウムヤグレーザー
U 狭窄通路(尿管狭窄部)
W 還流水
Claims (8)
- 前立腺における肥大した内腺を模した内腺部品と、外腺膜を模した外腺膜部とを有し、
上記外腺膜部は上記内腺部品の外周面を被覆しており、
上記内腺部品内に尿管狭窄部が形成されており、
上記内腺部品と上記外腺膜部とが粘着層によって接続され、その粘着層が、グルテンとグリセリンとの混合物から構成されていることを特徴とする前立腺肥大モデル。 - 上記内腺部品が、右葉を模した右葉部品と、左葉を模した左葉部品と、中葉を模した中葉部品とを組み合わせたものからなり、上記中葉部品がさらに粘着層を介して上記右葉部品と上記左葉部品とに跨がって接続されている請求項1に記載の前立腺肥大モデル。
- 上記粘着層における上記グルテンと上記グリセリンの合計量に対し、グリセリンの存在量が0.7〜1.4倍である請求項1または2に記載の前立腺肥大モデル。
- 上記内腺部品および上記外腺膜部が、グルテン、澱粉、グリセリン、水との混合物を加熱したものから構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の前立腺肥大モデル。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の前立腺肥大モデルと、
上記前立腺肥大モデルを着脱し得る凹部と、上記尿管狭窄部と連通する貯液部とを有し膀胱を模した膀胱部品とから構成されていることを特徴とする前立腺手術シミュレーター。 - 上記凹部に装着された上記前立腺肥大モデルの尿管狭窄部が、尿道を模した尿道部品と連通するように構成されている請求項6に記載の前立腺手術シミュレーター。
- 上記貯液部に水、または生理食塩水等の電解液が充填されている請求項5または6に記載の前立腺手術シミュレーター。
- 上記貯液部内の貯液を濾過し上記貯液部に還流させる還流装置が備えられている請求項5〜7のいずれか1項に記載の前立腺手術シミュレーター。
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