JP6327618B2 - 血管系簡易モデル - Google Patents

Description

本発明は、血管系簡易モデルに関し、特に、カテーテル操作の訓練やカテーテルデバイスの開発などを好適にサポートするための技術に関するものである。

血管内に挿入したカテーテル等の治療器具によって行われる血管内治療が普及している。血管内治療は熟練を要するため、施術前にシミュレータによる訓練が行われている。

例えば、動脈系を立体的に再現した頸動脈部シミュレーションモデルが特許文献１に開示されている（特許文献１の図１参照）。特許文献１には、「本発明の頸動脈部シミュレーションモデルによれば、分岐形態が異なる頸動脈についても再現されているため、患者毎に異なる頸動脈の血管構造に対応してカテーテル操作をトレーニングすることができる」と記載されている（特許文献１の段落００２０）。

また例えば、投光板に対して血管モデルを着脱自在に固定することが可能なカテーテル手術シミュレータが特許文献２に開示されている（特許文献２の図１参照）。特許文献２には、「血管モデルの配置状態を容易に変更できる」旨、及び「血管の立体的な配置状態を血管モデルによって再現できる」旨が記載されている（特許文献２の段落０００６、０００８）。

特許第４３２０４５０号公報 特開２０１２−１６３７１０号公報

特許文献１では、分岐形態が異なる頸動脈について、カテーテル操作の訓練やカテーテルデバイスの開発などを行うことができるが、分岐形態以外の血管形状の個人差については考慮されていないため、個々の患者の血管形状に対応してカテーテル操作の訓練やカテーテルデバイスの開発などを行うことができない。

特許文献２では、吸盤から成る固定手段を、投光板上に吸着固定することにより、血管モデル全体を着脱自在に固定するが、血管モデルを投光板に固定するための器具と、血管モデルの配置を変更するための器具とが同一の器具で兼用されているため、血管モデル全体が揺動自在である上、外力に対して弾性変形し、外力がなくなると自動的に元の位置に戻るので、血管モデルを所望する形状になるように調整するのは難しいものと推測される。

例えば、下肢の血管モデルにおいては、腹大動脈の下流側と腸骨動脈（総腸骨動脈、外腸骨動脈及び内腸骨動脈を含む）の上流側では血管形状の個人差が大きいが、腹大動脈の上流側と腸骨動脈の下流側では血管形状の個人差はほとんどない。よって、下肢の血管モデルでは、腹大動脈に相当する擬似血管の上流側及び腸骨動脈に相当する擬似血管の下流側が揺動自在であると、血管モデルの形状を調整する際に、却って作業の容易性、確実性及び緻密性を妨げる。

本発明は以上のような従来の課題を考慮してなされたものであり、擬似血管の形状を比較的容易、確実且つ緻密に調整することができ、個々の患者の血管形状に対応してカテーテル操作の訓練やカテーテルデバイスの開発などを行うことができる血管系簡易モデルを提供するものである。

本発明に係る血管系簡易モデルは、血管系簡易モデルであって、ベースプレートと、血管を模して、柔軟な材料により形成された擬似血管と、前記ベースプレート上に設けられ、前記擬似血管の上流側を固定する第１固定具と、前記ベースプレート上に設けられ、前記擬似血管の下流側を固定する第２固定具と、前記ベースプレート上の前記第１固定具と前記第２固定具との間に設けられ、前記擬似血管の経路を、前記ベースプレートの主面に対して平行な縦横方向に蛇行させる縦横方向蛇行器具と、前記縦横方向蛇行器具上に併設され、前記擬似血管の経路を、前記ベースプレートの主面に対して高さ方向に蛇行させる高さ方向蛇行器具と、前記擬似血管の下流側の末端の１つに連結されたステント留置用チューブとを備える。

また、血管系簡易モデルにおいて、さらに、前記ステント留置用チューブの周囲を浸水させる水槽を備えることが好ましい。

また、血管系簡易モデルにおいて、前記縦横方向蛇行器具は、前記ベースプレート上の前記第１固定具と前記第２固定具との間に縦横方向に複数設けられた差込穴と、該差込穴のいずれかに、垂直に差し込まれる１つ以上の縦棒とを含み、前記高さ方向蛇行器具は、前記縦棒の外周の、異なる高さから側方へ突出した２つ以上の横棒を含むことが好ましい。

また、血管系簡易モデルにおいて、前記ステント留置用チューブは、内側から外周方向へ向かう力を受けたときに、前記擬似血管よりも拡張率が高いことが好ましい。

また、血管系簡易モデルにおいて、前記ステント留置用チューブは、前記擬似血管の下流側の末端の１つに対して着脱自在であることが好ましい。

また、血管系簡易モデルにおいて、前記擬似血管は、腹大動脈を模した擬似腹大動脈と、腸骨動脈を模した擬似腸骨動脈とを含み、前記第１固定具は、前記擬似腹大動脈を固定し、前記第２固定具は、前記擬似腸骨動脈を固定することが好ましい。

本発明に係る血管系簡易モデルは、固定具を用いて擬似血管の上流側及び下流側をそれぞれ固定し、縦横方向蛇行器具と高さ方向蛇行器具とを用いて擬似血管の経路を３次元的に蛇行させ、さらに擬似血管の下流側にステント留置用チューブを連結するので、擬似血管を所望する形状になるように調整することが容易にできる。よって、血管形状の個人差に対応して、カテーテル操作のトレーニングやカテーテルデバイスの開発を効率的に行うことができる。

さらに該血管系簡易モデルは、ステント留置用チューブの周囲を浸水させる水槽を備え、該水槽にステントが拡張する温度以上の湯を張ることにより、ステント留置用チューブ内にステントを実際に留置することができ、ステント留置のトレーニングをより効果的に行うことができる。

特に、該血管系簡易モデルを下肢血管系簡易モデルとして利用する際には、腹大動脈の擬似血管及び腸骨動脈の擬似血管を固定するので、腹大動脈の擬似血管の下流側と腸骨動脈の擬似血管の上流側を、所望する形状になるように調整することが容易にできる。

本発明に係る血管系簡易モデルの全体外観図である。 縦横方向蛇行器具を用いて擬似血管の進行方向を縦横方向に蛇行させ、且つ高さ方向蛇行器具を用いて擬似血管の進行方向を縦横方向に蛇行させた様子を示す部分外観図である。 付け根から先に向かうにつれて高くなる方向に傾いている横棒７ａの外観図である。 擬似血管３の外形に添うように、中央が下方向に凹んでいる横棒７ａの外観図である。

＜構成＞
図１は、本発明に係る血管系簡易モデルの全体外観図である。図１に示すように、本発明に係る血管系簡易モデル１は、ベースプレート２、擬似血管３、第１固定具４、第２固定具５、縦横方向蛇行器具６、高さ方向蛇行器具７、ステント留置用チューブ８及び水槽９を備える。

ベースプレート２は、アクリル板などの硬質樹脂や金属の板に、必要に応じて切り抜きや開口を設けた土台である。ベースプレート２の外形は、縦２２０ｍｍ、横６１０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ程度の矩形であり、安全の為に角にアールが付いている。
擬似血管３は、血管を模して、柔軟な材料により形成されており、カテーテルなどのデバイスを滑らかに内部に通過させることができるようにするとともに、本物の血管内にデバイスを通過させたときと似た感覚を使用者に与えられるように、シリコーン樹脂をベースとした素材を用いて成形されている。擬似血管３は、腹大動脈を模した擬似腹大動脈３ａと、腸骨動脈を模した擬似腸骨動脈３ｂ（図１では総腸骨動脈と外腸骨動脈とを模している）とを含む。

第１固定具４は、ベースプレート２上に設けられ、擬似血管３の上流側に相当する擬似腹大動脈３ａを、容易には動かないように固定する。
第２固定具５は、ベースプレート２上に設けられ、擬似血管３の下流側に相当する擬似腸骨動脈３ｂを、容易には動かないように固定する。

ここで上流側とは血管中の血液が流れる方向における上流をいい、下流側とは血管中の血液が流れる方向における下流をいう。
図２は、縦横方向蛇行器具６を用いて擬似血管の進行方向を縦横方向に蛇行させ、且つ高さ方向蛇行器具７を用いて擬似血管の進行方向を縦横方向に蛇行させた様子を示す部分外観図である。ここで図２は、図１中の矢印Ａの方向から見た様子を示している。

縦横方向蛇行器具６は、ベースプレート２上の第１固定具４と第２固定具５との間に設けられ、擬似血管３の経路を、ベースプレート２の主面に対して平行な縦横方向（図１中のＸ方向及びＹ方向）に蛇行させる。詳細には、縦横方向蛇行器具６は、図２に示すように、複数の差込穴６ａのうちの所望の幾つかに、１つ以上の縦棒６ｂを垂直に差し込み、擬似血管３の進行方向を縦横方向に蛇行させる。ここで差込穴６ａは、ベースプレート２上の第１固定具４と第２固定具５との間に縦横方向に複数設けられたネジ穴である。縦棒６ｂは、金属やアクリルなどの樹脂の円柱形状の棒であり、差込穴６ａに嵌合するネジ山が切ってある。なお、縦棒６ｂの挿し込みが浅くなって不安定にならないように、ベースプレート２に脚を付けて浮かせて、ベースプレート２の裏側から縦棒６ｂの下端を突出させることが好ましい。また、縦棒６ｂが備えるネジ山は、必ずしも必要なものではないが、縦棒６ｂの安定性を高める為にはあった方が好ましい。例えば、ネジ山の代わりに、差込穴６ａを下に向かうにつれて狭くなるようにするとともに、縦棒６ｂを下に向かうにつれて細くすることにより、縦棒６ｂの安定性を高めることもできる。

高さ方向蛇行器具７は、縦横方向蛇行器具６上に併設され、擬似血管３の経路を前記ベースプレートの主面に対して高さ方向に蛇行させる。詳細には、高さ方向蛇行器具７は、図２に示すように、縦棒６ｂの外周から突出した横棒７ａに擬似血管３を載せて、擬似血管３の進行方向を高さ方向（図１中のＺ方向）に蛇行させる。横棒７ａは、金属やアクリルなどの樹脂の円柱形状の棒であり、縦棒６ｂと一体化していてもよいし、縦棒６ｂに嵌合するネジ山が切ってあり着脱自在であってもよい。なお、横棒７ａは２つ以上であり、縦棒６ｂの外周の、異なる高さから側方へ突出していることが好ましい。例えば、図２に示すように、１つの縦棒６ｂにおいて、高さが異なる位置から２つ以上の横棒７ａを突出させてもよいし、２つ以上の縦棒６ｂにおいて、高さが異なる位置からそれぞれ１つ以上の横棒７ａを突出させてもよい。また、擬似血管３の安定性を高めるために、図３に示すように、横棒７ａが付け根から先に向かうにつれて高くなる方向に傾いているか、あるいは、図４に示すように、横棒７ａの形状が、擬似血管３の外形に添うように、中央が下方向に凹んでいることが好ましい。

ステント留置用チューブ８は、擬似血管３の下流側の末端の１つに連結される透明な管であり、例えば内径はおよそ２ｍｍである。なお、ステント留置用チューブ８は、内側から外周方向へ向かう力を受けたときに、擬似血管３よりも拡張率が高いことが好ましい。また、ステント留置用チューブ８は、ステントを留置させると取り外すことが難しいので、基本的に使い捨てである。よって、容易に交換できるように、擬似血管３の下流側の末端の１つに対して着脱自在であることが好ましい。

また、ステント留置用チューブ８は、各種サイズを用いることができ、管内に狭窄パーツ（図示せず）を挿入してもよい。例えば該狭窄パーツは、直径およそ１ｍｍの孔が内部で分岐し、該孔の一方は貫通し、もう一方は貫通しておらず詰まっていることが好ましい。

水槽９は、ステント留置用チューブ８の周囲を浸水させるための透明なアクリル製などの箱であり、ステントが広がる温度以上の湯を張ることにより、ステント留置のトレーニングを擬似的に行うことができる。なお、ステント留置用チューブ８には、塩化ビニル樹脂製の管を使うことができるが、塩化ビニル樹脂は水分と接触すると濁るので、水槽９に湯を張る場合には、透明度が高く柔らかいシリコーン製の管を使うことが好ましい。

血管系簡易モデル１は、第２固定具５の下流側に、擬似血管３内にカテーテルを挿入する際の入り口となる穿刺部（図１中のＢ）を備えることが好ましい。また、血管系簡易モデル１を下肢血管系簡易モデルとして利用する際に、膝より下あたりの擬似血管を再現するために、ステント留置用チューブ８の下流側の末端、又は擬似血管３の下流側の末端の１つに、３つに分岐する延長分岐チューブ（図示せず）を連結してもよい。さらに、該延長分岐チューブの下流側の３つの末端に、それぞれ着脱自在に交換が容易な各種チューブ（図示せず）を連結してもよい。さらに該各種チューブのうちの２つの下流側に折り返しチューブ（図示せず）を連結して、２つの各種チューブの末端同士を接続してもよい。

本発明に係る血管系簡易モデル１によれば、第１固定具４及び第２固定具５を用いて擬似血管３の上流側及び下流側をそれぞれ固定し、縦横方向蛇行器具６と高さ方向蛇行器具７とを用いて擬似血管３の経路を３次元的に蛇行させ、さらに擬似血管３の下流側にステント留置用チューブ８を連結するので、擬似血管３を所望する形状になるように調整することが容易にできる。よって、血管形状の個人差に対応して、カテーテル操作のトレーニングやカテーテルデバイスの開発を効率的に行うことができる。

さらに該血管系簡易モデル１は、水槽９にステントが広がる温度以上の湯を張ることにより、ステント留置用チューブ８内にステントを実際に留置することができ、ステント留置のトレーニングをより効果的に行うことができる。

特に、血管系簡易モデル１を下肢血管系簡易モデルとして利用する際には、第１固定具４が擬似腹大動脈３ａを固定し、第２固定具５が擬似腸骨動脈３ｂを固定するので、擬似腹大動脈３ａの下流側と擬似腸骨動脈３ｂの上流側を、所望する形状になるように調整することが容易にできる。

１ 血管系簡易モデル
２ ベースプレート
３ 擬似血管
３ａ 擬似腹大動脈
３ｂ 擬似腸骨動脈
４ 第１固定具
５ 第２固定具
６ 縦横方向蛇行器具
６ａ 差込穴
６ｂ 縦棒
７ 高さ方向蛇行器具
７ａ 横棒
８ ステント留置用チューブ
９ 水槽

Claims (5)

1. 血管系簡易モデルであって、
   ベースプレートと、
   血管を模して、柔軟な材料により形成された擬似血管と、
   前記ベースプレート上に設けられ、前記擬似血管の上流側を固定する第１固定具と、
   前記ベースプレート上に設けられ、前記擬似血管の下流側を固定する第２固定具と、
   前記ベースプレート上の前記第１固定具と前記第２固定具との間に設けられ、前記擬似血管の経路を、前記ベースプレートの主面に対して平行な縦横方向に蛇行させる縦横方向蛇行器具と、
   前記縦横方向蛇行器具上に併設され、前記擬似血管の経路を、前記ベースプレートの主面に対して高さ方向に蛇行させる高さ方向蛇行器具と、
   前記擬似血管の下流側の末端の１つに連結されたステント留置用チューブとを備え、
   前記縦横方向蛇行器具は、
   前記ベースプレート上の前記第１固定具と前記第２固定具との間に縦横方向に複数設け
   られた差込穴と、
   該差込穴のいずれかに、垂直に差し込まれる１つ以上の縦棒とを含み、
   前記高さ方向蛇行器具は、
   前記縦棒の外周の、異なる高さから側方へ突出した２つ以上の横棒を含むことを特徴とする血管系簡易モデル。
2. さらに、
   前記ステント留置用チューブの周囲を浸水させる水槽を備える請求項１に記載の血管系簡易モデル。
3. 前記ステント留置用チューブは、内側から外周方向へ向かう力を受けたときに、前記擬似血管よりも拡張率が高い請求項１または２に記載の血管系簡易モデル。
4. 前記ステント留置用チューブは、前記擬似血管の下流側の末端の１つに対して着脱自在である請求項１〜３のいずれか１項に記載の血管系簡易モデル。
5. 前記擬似血管は、
   腹大動脈を模した擬似腹大動脈と、
   腸骨動脈を模した擬似腸骨動脈とを含み、
   前記第１固定具は、前記擬似腹大動脈を固定し、
   前記第２固定具は、前記擬似腸骨動脈を固定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の血管系簡易モデル。

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