JP7473891B2 - 3次元モデル - Google Patents
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Description
本実施形態に係る3次元モデル1は、頭蓋骨のうち骨鼻腔を含む領域に対応する主要部10と、頭蓋骨のうち主要部10以外の領域に対応する枠部20と、主要部10を枠部20に着脱自在に固定する固定用部材30(特許請求の範囲における「第2固定部材」に対応)とを備える。また、3次元モデル1は、さらに、顔面のうち鼻を含む領域を模したカバー40と、土台50とを備えている。以下、それぞれについて説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る3次元モデル1は、主要部10として、前面パネル11と、第1開口115から連なる骨鼻腔に対応した筒状部材12とを備える。
前面パネル11は、顔面骨の正中部に対応する構造を有しており、梨状口に対応する第1開口115を有している。すなわち、前面パネル11は梨状口を囲む部分によって構成されており、上顎骨の正面部分及び鼻骨に対応する部分を含む。本実施形態における前面パネル11は、前頭骨の正面において梨状口を正中で左右に仕切る鼻中隔(篩骨垂直板、及び鋤骨)、及び頬骨にそれぞれ対応する部分をさらに有している。前面パネル11がこれらの部分を有していることは、手術の練習機会におけるリアリティーを高くする観点から好ましい。ただし、初歩的な練習を行う際には、鼻中隔に対応する部分は備えていなくてもよい。
筒状部材12は、前面パネル11の第1開口115から後方に続く、筒状の部材である。筒状部材12は、梨状口に対応する第1開口115から連なる骨鼻腔に対応する。本実施形態における筒状部材12は、上壁121、下壁122、内側壁123、一対の外側壁124、膜状部材126、押さえ127、及びねじ128を含む。上壁121、下壁122、内側壁123、及び一対の外側壁124は、それぞれ鼻腔における上壁、下壁、内側壁、及び一対の外側壁に対応する。本実施形態において、筒状部材12の横断面の形状は、略長方形である。ただし、筒状部材12の横断面の形状は、これに限定されるものではなく、適宜定めることができる。
上壁121は、骨鼻腔の上壁を含み得る前頭蓋底、トルコ鞍、及び後頭蓋斜台に対応する。すなわち、上壁121は、前頭蓋底に対応する第1領域R1、トルコ鞍に対応する第2領域R2、及び後頭蓋斜台に対応する第3領域R3により構成されている。図2においては、第1領域R1、第2領域R2、及び第3領域R3の各々を2点鎖線で示している。ただし、本発明の一態様において、上壁121は、第1領域R1、第2領域R2、及び第3領域R3のうち少なくとも2つの領域を含むように構成されていてもよい。例えば、上壁121は、第1領域R1及び第3領域R3により構成されていてもよい。本実施形態において、第1領域R1、第2領域R2、及び第3領域R3の各々は、それぞれ、平面により構成されている。ただし、第1領域R1、第2領域R2、及び第3領域R3の各々は、曲面により構成されていてもよい。
本実施形態において、膜状部材126は、上壁121の上面上に配置されている。上壁121のうちの膜状部材126により構成されている少なくとも一部の領域は、上壁121における第1領域R1、第2領域R2及び第3領域R3のうちの少なくとも2つの領域のうちの少なくとも一部に形成されている。
膜状部材126によって構成されている領域のうち、第1領域R1、第2領域R2及び第3領域R3には、第2開口125として、開口R1’、開口R2’及び開口R3’がそれぞれ形成されている。第2開口125は、(1)複数の領域にかけて繋がって形成される1つの開口であってもよいし、(2)1つの領域のみに形成されている1つあるいは2つ以上の開口であってもよいし、(3)複数の領域に独立して複数形成されている開口であってもよい。
本実施形態に係る3次元モデル1は、膜状部材126が第2開口125の一部又は全部を封止するように、膜状部材126を上壁121に固定するための押さえ127及びねじ128(特許請求の範囲における「第1固定部材」に対応)を備えている。
本実施形態において、下壁122は、鼻腔における上顎骨における硬口蓋の上面、及び口蓋骨水平板に対応する部分を含む。また、内側壁123は、鼻中隔(篩骨垂直板、及び鋤骨)の下端部に対応する部分である。本実施形態において、鼻中隔の主要部は、省略されている。ただし、本発明の一態様においては、筒状部材の内部に、鼻中隔の主要部に対応する内側壁123が形成されていてもよい。
主要部10、枠部20、及びカバー40は、以下のようにして作製することができる。まず、人体の画像データを基に、頭蓋骨及び顔面の3次元データを作成する。作成した頭蓋骨の3次元データを編集し、(1)鼻腔に対応する部分が硬膜の縫合練習を行うために最適な広さとなり、かつ(2)骨削除の削除をすることなく縫合練習を集中的に行うことができるよう、鼻腔に対応する筒状部材12の上壁121の一部を削除する。この頭蓋骨の3次元データから、3Dプリンタを用いて主要部10及び枠部20を作製することができる。また、上述した顔面の3次元データから、3Dプリンタを用いてカバー40を作製することができる。
3次元モデル1が備える枠部20及び固定用部材30(特許請求の範囲における「第2固定部材」に対応)について、図1を用いて以下に説明する。
本実施形態におけるカバー40について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施形態に係る、3次元モデル1における主要部10及び枠部20にカバー40をかけた場合の斜視図である。
本実施形態に係る3次元モデル1は、頭蓋骨に対応する部分を固定するための土台50を備えている。土台50について、図4を用いて説明する。図4は、本発明の実施形態に係る、土台に固定された3次元モデルの断面図である。
本実施形態に係る3次元モデル1を、硬膜の縫合の練習に用いるために組み立てる手順を説明する。なお、以下の(1)と(2)とは、逆の順序であってもよい。
(1)枠部20を、接続部材55を介して土台50に接続する。レバー54を操作して、枠部20を任意の角度で固定する。
(2)膜状部材126で主要部10の上壁121の第2開口125を覆う。膜状部材126の上から押さえ127を被せ、押さえ127の先端を前面パネル11の凹部116に差し込んで、ねじ128を締めることによって、膜状部材126を主要部10にセッティングする。
(3)枠部20に主要部10を嵌め、固定用部材30を用いて主要部10と枠部20とを固定する。
(4)主要部10と枠部20とにカバー40を被せる。
(5)必要に応じて、レバー54を再度操作して、角度を調整する。
10 主要部
11 前面パネル
115 第1開口
116 凹部
12 筒状部材
121 上壁
122 下壁
123 内側壁
124 一対の外側壁
125 第2開口
126 膜状部材
127 押さえ(第1固定部材)
128 ねじ(第1固定部材)
20 枠部
30 固定用部材(第2固定部材)
40 カバー
45 開口
50 土台
51 底部
52 支柱
53 関節
54 レバー
55 接続部材
Claims (5)
- 頭蓋骨のうち骨鼻腔を含む領域の3次元モデルであって、
梨状口に対応する第1開口を有する前面パネルと、
前記第1開口から連なる前記骨鼻腔に対応し、上壁を含む筒状部材と、を備え、
前記上壁のうち少なくとも一部の領域は、膜状部材により構成されており、
前記上壁のうち前記少なくとも一部の領域には第2開口が形成されており、
前記膜状部材が前記第2開口の一部又は全部を封止するように、該膜状部材を前記上壁に固定する第1固定部材を更に備えている、
ことを特徴とする3次元モデル。 - 前記上壁は、前頭蓋底に対応する第1領域、トルコ鞍に対応する第2領域、及び後頭蓋斜台に対応する第3領域のうち少なくとも2つの領域を含み、
前記一部の領域は、前記少なくとも2つの領域の少なくとも一部に形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元モデル。 - 前記膜状部材は、少なくとも樹脂又は布を含む材料により構成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の3次元モデル。 - 顔面のうち鼻を含む領域を模したカバーであって、少なくとも前記前面パネルを覆うカバーを更に備え、
該カバーのうち前記鼻に対応する領域には、外鼻孔を模した一対の開口が形成されている、
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の3次元モデル。 - 平面に載置可能な底部と、一方の端部が前記底部に起立した状態で固定され、且つ、他方の端部が前記前面パネル及び前記筒状部材に直接又は間接的に固定された支柱と、を含む土台を更に備え、
前記支柱の前記一方の端部と前記他方の端部との間には関節が設けられている、
ことを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の3次元モデル。
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