JP4829673B2 - 頭部模型 - Google Patents

Description

本発明は、脳神経外科領域における内視鏡を用いた医師の技能取得用トレーニングを行なう頭部模型に関するものである。

内視鏡を用いて診断、手術等の高度な技術が要求される分野における医師の技能取得用トレーニング等に用いる人体模型として特許文献１が開示されている。要するに、特許文献１の人体模型は、人体の表面や内部構造に合わせた形状を有する人体模型であり、人体の硬さや弾性に近い材質からなるものである。しかし、切除・開放等のトレーニングを行なう際に、切除・開放の対象となる消耗部品を取り替えることができない。

そこで、膜型の本体部分は繰り返し利用可能であるトレーニング用の人体模型として特許文献２が開示されている。要するに特許文献２の人体模型は、人体の内部構造に合わせた形状を有し、人体の硬さから弾性と近い材質からなるものであり、内視鏡下鼻内手術操作により切除・開放の副鼻腔を対象とした部品は消耗部品として取り替え可能な設計となっている。しかし、副鼻腔を対象とした内視鏡下鼻内手術操作を行なうものであり、脳神経外科領域の内視鏡を用いた手術（頭部に１０ｍｍ以下の小孔を形成する）においてトレーニングを行なえない。

特開２００１−００５３７７号公報（図５、図６参照） 特開２００４−３４７６２３号公報（図１、図６参照）

本発明者が解決しようとする問題点は、特許文献１と特許文献２では、脳外科範囲の内視鏡を用いた手術（頭部に１０ｍｍ以下の小孔を形成する）においてトレーニングを行なうには大変不便な点であり、また特許文献１では、切除・開放等のトレーニングを行なう際に、切除・開放の対象となる消耗部品を取り替えることができない点である。

そこで本発明者は以上の課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果次の発明に到達した。
［１］本発明は、内腔を有する略半球状の上頭部（２）と略円柱の下頭部（３）からなり、前記上頭部（２）は内腔に内部部材（２１）と湾曲部材（４１）を収容し、
前記内部部材（２１）は、人体頭部内の脳弓に相当する部位の形態を模したものであり、
前記湾曲部材（４１）は、人体頭部内の脳梁に相当する部位の形態を模したものであり、
前記下頭部（３）は底板（５１）を収容し、
前記湾曲部材（４１）は、内部に取替え可能な第一の膜（６１）を収容する空間（４４）を有し、
前記底板（５１）は、内部に取替え可能な第二の膜（６１ａ）を収容する空間（５４）を有する、頭部模型（１）を提供する。
［２］本発明は、前記上頭部（２）は外周壁から内腔へ連通する孔（４）を複数形成した［１］に記載の頭部模型（１）を提供する。
［３］本発明は、前記孔（４）に、キャップ（５）を装着した［２］に記載の頭部模型（１）を提供する。
［４］本発明は、前記下頭部（３）は、上部に前記底板（５１）を固定するための底板固定溝（８）を形成し、
当該底板固定溝（８）は、深溝（９）と浅溝（１０）を有し、当該深溝（９）と浅溝（１０）は、それぞれ上部から下部へ連通して形成し、
前記底板（５１）は、深孔（５２）と浅孔（５３）を有し、当該深孔（５２）と浅孔（５３）は、それぞれ上部から下部へ連通して形成し、
前記底板固定溝（８）に、前記底板（５１）を固定し、
当該底板（５１）の深孔（５２）は、当該底板（５１）に収容された第二の膜（６１ａ）を隔てて前記底板固定溝（８）の深溝（９）と連通し、
当該底板（５１）の浅孔（５３）は、当該底板（５１）に収容された第二の膜（６１ａ）を隔てて前記底板固定溝（８）の浅溝（１０）と連通している、［１］から［３］のいずれか１項に記載の頭部模型（１）を提供する。
［５］本発明は、前記内部部材（２１）は、中央部（２２）と両側部（２３）からなり、
前記中央部（２２）は、外周壁の上部から下部へ連通する中央孔（２５）を形成し、中央の外周壁に中央溝（２４）を形成し、
前記両側部（２３）は、外周壁の左右へ連通した孔（２６）を形成した［１］から［４］のいずれか１項に記載の頭部模型（１）を提供する。
［６］本発明は、前記内部部材（２１）の中央溝（２４）に湾曲部材（４１）の突部（４３）を係合した［５］に記載の頭部模型（１）を提供する。
［７］本発明は、前記湾曲部材（４１）は外周壁の左右に連通した孔（４２）を形成した［１］から［６］のいずれか１項に記載の頭部模型（１）を提供する。
［８］本発明は、前記内部部材（２１）と湾曲部材（４１）を一体成形した［１］から［７］のいずれか１項に記載の頭部模型（１）を提供する。

本発明の頭部模型１は、内腔を有する略半球状の上頭部２と略円柱の下頭部３からなり、上頭部２は内腔に内部部材２１と湾曲部材４１を収容し、下頭部３は底板５１を収容し、湾曲部材４１は内部に取替え可能な第一の膜６１を収容する空間４４を形成し、底板５１は内部に取替え可能な第二の膜６１ａを収容する空間５４を形成しているため、脳外科範囲の内視鏡を用いた手術（頭部に１０ｍｍ以下の小孔を形成する）のトレーニングを行なうことができる。また、切除・開放の対象となる消耗部品（膜）を容易に取り替えることができる。

図１は本発明の頭部模型１の（ａ）上頭部２と下頭部３を合わせた状態の正面図、（ｂ）略四半球の上頭部２を下頭部３から取り外した状態の正面図、（ｃ）上頭部２と下頭部３を取り外した状態の正面図、図２は本発明の頭部模型１の上頭部２を取り外した状態の平面図（内部部材２１と湾曲部材４１を収容）、図３は本発明の頭部模型１の（ａ）略四半球を２つ合わせた上頭部２の平面図、（ｂ）略半球の上頭部２の平面図、図４は図１（ａ）の断面図、図５は下頭部３のみの平面図、図６は内部部材２１の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図、図７は湾曲部材４１の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図、図８は底板５１の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図、図９は第一の膜６１と第二の膜６１ａの側面図である。
本発明の頭部模型１は内腔を有する略半球状の上頭部２と略円柱の下頭部３からなり、上頭部２は内腔に内部部材２１と湾曲部材４１を収容し、下頭部３は底板５１を収容している。

［上頭部２、下頭部３］
上頭部２は、図１、図３に例示するように内腔を有する略半球状で例えば図３（ａ）に例示するように単に半球状のものや、または図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図３（ｂ）に例示するように略四半球を２つ合わせたものでもよい。
上頭部２は、外周壁から内腔へ連通する孔４を複数形成している。孔４は、上頭部２に２個以上形成することが好ましい。実際の手術では、頭部に１０ｍｍ以下の小孔を形成し、内視鏡を挿入する。孔４は穿頭術であけた孔に相当する。孔４は、キャップ５を装着して液密にする。キャップ５は、孔４に液密に装着できればどのような形状、材質でもよい。上頭部２の内控は、人体の頭部と擬似させるため孔４から液体が充填される。実際の手術では、患者を寝かせた状態で行なうため、頭部模型１も傾けた状態でトレーニングする。
下頭部３は、図５に例示するように上部に底板固定溝８を形成し、底板固定溝８は、深溝９と浅溝１０を有し、当該深溝９と浅溝１０は、それぞれ上部から下部へ連通して形成している。深溝９は、浅溝１０より前頭部側に形成されている。浅溝１０は、深溝９より溝が浅く形成されている。深溝９の後頭部側壁には、必要に応じて血管を形成してもよい。血管は、側壁に液状ゴムや繊維等を付着して立体感を出すことが好ましい。下頭部３は、上端から下部へ内部部材２１を固定する中央部材溝１１を形成してもよい。
上頭部２と下頭部３の材質は、内視鏡等の材質保護のためシリコンラバー等の軟質部材が好ましい。
頭部模型１は、上頭部２と下頭部３を合わせた接触面がトレーニング中にはずれないように、上頭部２と下頭部３の接触部に係合部材を形成するのが良い。例えば、上頭部２の下端部に環状の凸部６または凹部（図示せず）を形成し、下頭部３の上端部に形成した環状の凹部７または凸部（図示せず）を形成し、これらを凹凸で係合するのが好ましい。
上頭部２または下頭部３の外周壁は、前頭部と後頭部の違いがわかるように目や鼻等の部材や模様等を形成してもよい。
頭部模型１を用いてトレーニンングする際には、上頭部２の内腔に内部部材２１と湾曲部材４１を収容して、下頭部３に底板５１を収容して上頭部２と下頭部３を合わせる。

［内部部材２１］
内部部材２１は、図４に例示するように上頭部２の内腔に収容され、図６に例示するように略円柱状の中央部２２と略半楕円球状の両側部２３からなる。内部部材２１は、人体頭部内の脳弓に相当する。中央部２２は、外周壁の上部から下部へ連通する中央孔２５を形成している。当該中央孔２５は、人体頭部内のモンロー孔に相当する。中央部２２は、外周壁の中央に中央溝２４を形成している。中央部２２は、中央孔２５から後頭部側へ血管３０を形成している。血管３０は、内視鏡７１を中央孔２５に挿入する再に目印となるため、側壁に液状ゴムや繊維等を付着して立体感を出すことが好ましい。中央溝２４は、湾曲部材４１の下部に形成された突部４３と係合する。
前記両側部２３は、外周壁の左右へ連通した孔２６を形成している。孔２６内には、図１２に例示するように擬似血腫を用いて除去するトレーニングの際に擬似血腫７４を貯留する内室２７を形成している。
前記孔２６は、両側部２３の外側の外周壁にキャップ２９を装着し、当該両側部２３の内側の外周壁にキャップ２８を液密に装着する。キャップ２８、２９は、孔２６を液密に装着できればどのような形状、材質でもよい。
中央部２２と両側部２３の外周壁は、必要に応じて血管を形成しても良い。血管は、側壁に液状ゴムや繊維等を付着して立体感を出すことが好ましい。
内部部材２１の材質は、内視鏡等の材質保護のためシリコンラバー等の軟質形部材が好ましい。

［湾曲部材４１］
湾曲部材４１は、図４に例示するように上頭部２の内腔に収容されている。湾曲部材４１は、人体頭部内の脳梁に相当する。
湾曲部材４１は、図７に例示するように左右に連通した孔４２を形成している。前記湾曲部材４１は、内部に取替え可能な第一の膜６１を収容する空間４４を形成している。また、湾曲部材４１の左右側面の両側及び／または片側に第一の膜６１を取り替えできるように取付けてもよい。
湾曲部材４１は、内部の空間４４で第一の膜６１を取替え可能に収容できるのであれば内部部材２１と一体成形してもよい。湾曲部材４１の材質は、ポリプロピレン合板やポリウレタン等硬質系素材が好ましい。
第一の膜６１（後述する第二の膜６１ａ）は、図９に例示するように外周にそれぞれ加工部６２、６２ａ（符号６２は、第一の膜６１の加工部、符号６２ａは、第二の膜６１ａの加工部）を形成している。
第一の膜６１（第二の膜６１ａも同じ）の材質は、再生紙等セルロースが好ましい。加工部６２、６２ａは、第一の膜６１（第二の膜６１ａも同じ）のよれを防ぐため第一の膜６１（第二の膜６１ａも同じ）の外周をラミネート加工するのが好ましい。
第一の膜６１と第二の膜６１ａは、それぞれ湾曲部材４１の空間４４と底板５１の空間５４に収容した際に、それぞれ孔４２並びに、深孔５２と浅孔５３を内部から塞いでいればどのような形状でもよい。
尚、湾曲部材４１に装着した第一の膜６１は、人体の透明中隔の左右の膜に相当する。

［底板５１］
底板５１は、図８に例示するように深孔５２と浅孔５３を有し、当該深孔５２と浅孔５３は、それぞれ外周壁の上部から下部へ連通して形成している。深孔５２は、人体頭部内の第三脳室底部に相当する。深孔５２は、第二の膜６１ａを隔てて下頭部３の深溝９と連通している。浅孔５３は、第二の膜６１ａを隔てて下頭部３の浅溝１０と連通している。浅孔５３は、人体頭部内の中脳水道入口部に相当する。
底板５１は、内部に取替え可能な第二の膜６１ａを収容する空間５４を形成している。底板５１の外周壁には、必要に応じて血管等を形成してもよい。血管は、側壁に液状ゴムや繊維等を付着して立体感を出すことが好ましい。
底板５１の材質は、ポリプロピレン合板やポリウレタン等硬質系素材が好ましい。

図１０は本発明の頭部模型１で内視鏡７１操作トレーニングを行なっている使用断面図であり（ａ）内視鏡７１を介して内視鏡用カンシ７２等で底板５１の第二の膜６１ａを貫通した状態、（ｂ）貫通した第二の膜６１ａの部位でバルーン７３を拡張した状態、（ｃ）バルーン７３で拡張した部位に内視鏡７１を挿入した状態、図１１は本発明の頭部模型１で内視鏡７１操作トレーニングを行なっている使用断面図であり、湾曲部材４１の第一の膜６１を貫通して内視鏡７１を挿入した状態、図１２は本発明の頭部模型１で擬似血腫を用いて除去するトレーニングを行なっている断面図、図１３は本発明の頭部模型１で脳内出血を想定した止血トレーニング行なっている使用断面図であり（ａ）内視鏡７１で送血チューブ７８の先端の膜７９を貫通させた状態、（ｂ）送血チューブ７８の貫通した第一の膜６１を止血機材８１で膜７９を塞いでいる状態である。

［内視鏡操作トレーニング］
（１）（第三脳室底開窓術）（図１０）
本発明の頭部模型１を用いた第三脳室底開窓術のトレーニングは、内視鏡７１を介して内視鏡用カンシ７２等で底板５１の深孔５２から当該底板５１の空間５４に収容されている第二の膜６１ａを貫通させるものである。
第三脳室底開窓術のトレーニングは、最初に内視鏡７１を上頭部２の孔４に装着された一つのキャップ５をはずして孔４から内腔に挿入する。内腔に挿入された内視鏡７１は、内部部材２１の中央部２２の上部から下部へ連通した中央孔２５へ挿入し、図１０（ａ）に例示するように内視鏡７１を介して内視鏡用カンシ７２等で底板５１の孔５２から当該底板５１の空間５４に収容されている第二の膜６１ａを貫通する。このとき両側部２３の外周壁の左右へ連通した孔２６は、使用しないためキャップ２８、２９を装着している。
次に、図１０（ｂ）に例示するように第二の膜６１ａの内視鏡用カンシ７２等で貫通した部位は、さらに内視鏡７１を介してバルーンカテーテル等を挿入して、バルーン７３を拡張する。
続いて、図１０（ｃ）に例示するようにバルーン７３で拡張された部位からバルーンカテーテルを抜く。深孔５２は、第二の膜６１ａを隔てて下頭部３の深溝９と連通しているため内視鏡７１は深溝９に挿入される。
（２）（中脳水道形成術）
中脳水道形成術は、図示していないが上記手順と同様に内視鏡７１を介して内視鏡用カンシ７２等７２で底板５１の浅孔５３から当該底板５１の空間５４に収容されている第二の膜６１ａを貫通させるものである。浅孔５３は、第二の膜６１ａを隔てて下頭部３の浅溝１０と連通しているため内視鏡７１は浅溝１０に挿入される。
底板５１の空間５４に収容された第二の膜６１ａを取り替えることにより何度でもトレーニングを行なうことができる。

（３）（透明中隔窓術のトレーニング）（図１１）
本発明の頭部模型１を用いた透明中隔窓術のトレーニングは、内視鏡７１を介して内視鏡用カンシ７２等で湾曲部材４１の孔４２から湾曲部材４１の空間４４に収容されている第一の膜６１を貫通させるものである。
透明中隔窓術のトレーニングは、図１１に例示するように内視鏡７１を上頭部２の孔４に装着された一つのキャップ５をはずして孔４から内腔に挿入して内視鏡７１を介して内視鏡用カンシ７２等（図１１に図示していない）で湾曲部材４１に収容されている第一の膜６１を貫通する。貫通した部位は、内視鏡７１を介してバルーンカテーテルを挿入して、バルーン７３を拡張する。バルーン７３（図１１に図示していない）で拡張された部位からバルーンカテーテルを抜き内視鏡７１を第一の膜６１に貫通するトレーニングを行なうことができる。
また、湾曲部材４１の空間４４に収容されている第一の膜６１を取り替えることにより何度でもトレーニングを行なうことができる。

（４）（擬似血腫を用いて腫瘍を除去するトレーニング）（図１２）
本発明の頭部模型１を用いた主な擬似血腫を用いて腫瘍を除去するトレーニングは、トレーニング手順として最初に、内部部材２１の両側部２３の外側に形成された孔２６から内室２７に赤色液体７５（擬似血液の液体成分）と黒色様固形物７６（擬似血液の固形成分）を混ぜた擬似血腫７４（擬似血腫）を注入する。孔２６は、擬似血腫７４を注入し終わると再びキャップ５を装着し液密にする。
次に、図１２に例示するように上頭部２の孔４に装着された一つのキャップ５をはずして、内視鏡７１を孔４から内腔へ挿入する。内腔に挿入された内視鏡７１は、内部部材２１の内側の孔２６から内室２７へ挿入される。内部部材２１の内室２７は、内視鏡７１により擬似血腫７４が溜まっていることが確認できる。
さらに、内視鏡７１を挿入した孔４から吸引チューブ７７を孔４から内腔へ挿入する。吸引チューブ７７は、内視鏡７１と同じように内部部材２１の内側の孔２６から内部部材２１の内室２７へ挿入される。吸引チューブ７７は、内視鏡７１で擬似血腫７４を確認しながら擬似血腫７４中の黒色様固形物７６を吸引する。

（５）（脳内出血を想定した止血トレーニング）（図１３）
本発明の頭部模型１を用いた主な脳内出血を想定した止血トレーニングは、トレーニング手順として最初に、上頭部２に形成された孔４のうちの一つのキャップ５をはずして、送血チューブ７８を孔４から内腔へ挿入する。送血チューブ７８を挿入した孔４とは別の孔４のもう一つのキャップ５をはずして、内視鏡７１を孔４から内腔へ挿入する。図１３（ａ）に例示するように内視鏡７１を介して内視鏡用カンシ７２等で送血チューブ７８の先端の膜７９を貫通することで、貫通した孔から赤色液体８０(擬似血液)を内腔へ導入する。
さらに、図１３（ｂ）に例示するように内視鏡７１を挿入した孔４から止血機材（高周波の溶着器）４５を内腔へ挿入する。送血チューブ７８の先端の膜７９は、止血機材８１の先端から高周波をあてることで塞がれる。

本発明の頭部模型１の（ａ）上頭部２と下頭部３を合わせた状態の正面図、（ｂ）略四半球の上頭部２を下頭部３から取り外した状態の正面図、（ｃ）上頭部２と下頭部３を取り外した状態の正面図 本発明の頭部模型１の上頭部２を取り外した状態の平面図（内部部材２１と湾曲部材４１を収容） 本発明の頭部模型１の（ａ）略四半球を２つ合わせた上頭部２の平面図、（ｂ）略半球の上頭部２の平面図 図１（ａ）の断面図 下頭部３のみの平面図 内部部材２１の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図 湾曲部材４１の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図 底板５１の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図 第一の膜６１と第二の膜６１ａの側面図 本発明の頭部模型１で内視鏡７１操作トレーニングを行なっている使用断面図であり（ａ）内視鏡７１を介して内視鏡用カンシ７２等で底板５１の膜６１ａを貫通した状態、（ｂ）貫通した膜６１ａの部位でバルーン７３を拡張した状態、（ｃ）バルーン７３で拡張した部位に内視鏡７１を挿入した状態 本発明の頭部模型１で内視鏡７１操作トレーニングを行なっている使用断面図であり湾曲部材４１の第一の膜６１を貫通して内視鏡７１を挿入した状態 本発明の頭部模型１で擬似血腫を用いて除去するトレーニングを行なっている断面図 本発明の頭部模型１で脳内出血を想定した止血トレーニング行なっている使用断面図であり（ａ）内視鏡７１で送血チューブ７８の先端の膜７９を貫通させた状態、（ｂ）送血チューブ７８の貫通した膜３３を止血機材８１で膜７９を塞いでいる状態

符号の説明

１ 頭部模型
２ 上頭部
３ 下頭部
４ 孔
５ キャップ
６ 凸部
７ 凹部
８ 底板溝
９ 深溝
１０ 浅溝
１１ 内部部材溝
１２ 分割部
２１ 内部部材
２２ 中央部
２３ 両側部
２４ 中央溝
２５ 中央孔
２６ 孔
２７ 内室
２８、２９ キャップ
３０、３１ 血管
４１ 湾曲部材
４２ 孔
４３ 突部
４４ 空間
４５ 血管
５１ 底板
５２ 深孔
５３ 浅孔
５４ 空間
６１ 第一の膜
６１ａ 第二の膜
６２、６２ａ 加工部
７１ 内視鏡
７２ 内視鏡用カンシ
７３ バルーン
７４ 擬似血腫
７５ 赤色液体
７６ 黒色様固形物
７７ 吸引チューブ
７８ 送血チューブ
７９ 膜
８０ 赤色液体
８１ 止血機材

Claims (8)

1. 内腔を有する略半球状の上頭部（２）と略円柱の下頭部（３）からなり、前記上頭部（２）は内腔に内部部材（２１）と湾曲部材（４１）を収容し、
   前記内部部材（２１）は、人体頭部内の脳弓に相当する部位の形態を模したものであり、
   前記湾曲部材（４１）は、人体頭部内の脳梁に相当する部位の形態を模したものであり、
   前記下頭部（３）は底板（５１）を収容し、
   前記湾曲部材（４１）は、内部に取替え可能な第一の膜（６１）を収容する空間（４４）を有し、
   前記底板（５１）は、内部に取替え可能な第二の膜（６１ａ）を収容する空間（５４）を有する、
   ことを特徴とする頭部模型（１）。
2. 前記上頭部（２）は外周壁から内腔へ連通する孔（４）を複数形成したことを特徴とする請求項１に記載の頭部模型（１）。
3. 前記孔（４）に、キャップ（５）を装着したことを特徴とする請求項２に記載の頭部模型（１）。
4. 前記下頭部（３）は、上部に前記底板（５１）を固定するための底板固定溝（８）を形成し、 当該底板固定溝（８）は、深溝（９）と浅溝（１０）を有し、当該深溝（９）と浅溝（１０）は、それぞれ上部から下部へ連通して形成し、 前記底板（５１）は、深孔（５２）と浅孔（５３）を有し、当該深孔（５２）と浅孔（５３）は、それぞれ上部から下部へ連通して形成し、 前記底板固定溝（８）に、前記底板（５１）を固定し、 当該底板（５１）の深孔（５２）は、当該底板（５１）に収容された第二の膜（６１ａ）を隔てて前記底板固定溝（８）の深溝（９）と連通し、 当該底板（５１）の浅孔（５３）は、当該底板（５１）に収容された第二の膜（６１ａ）を隔てて前記底板固定溝（８）の浅溝（１０）と連通している、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の頭部模型（１）。
5. 前記内部部材（２１）は、中央部（２２）と両側部（２３）からなり、前記中央部（２２）は、外周壁の上部から下部へ連通する中央孔（２５）を形成し、中央の外周壁に中央溝（２４）を形成し、
   前記両側部（２３）は、外周壁の左右へ連通した孔（２６）を形成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の頭部模型（１）。
6. 前記内部部材（２１）の中央溝（２４）に湾曲部材（４１）の突部（４３）を係合したことを特徴とする請求項５に記載の頭部模型（１）。
7. 前記湾曲部材（４１）は外周壁の左右に連通した孔（４２）を形成したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の頭部模型（１）。
8. 前記内部部材（２１）と湾曲部材（４１）を一体成形したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の頭部模型（１）。
   

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