KR20180034458A - 수기 시뮬레이터 - Google Patents

Abstract

수기 시뮬레이터(10)는, 동물의 심장(12)과, 심장(12)의 좌심실(12L)에 삽입되는 제1 벌룬(14)과, 심장(12)의 우심실(12R)에 삽입되는 제2 벌룬(16)과, 작동액(L)을 통해서 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)을 확장 및 수축시키도록 구성된 펌프 시스템(18)과, 심장(12)의 3개의 관동맥(13)에 혈액을 직접 공급하는 혈액 공급부(20)를 구비한다.

Description

수기 시뮬레이터

본 발명은 심박동하 관동맥 바이패스 수술의 훈련에 사용되는 수기 시뮬레이터에 관한 것이다.

최근, 심근경색 등의 허혈성 심질환을 갖는 환자에 대해서는, 카테터를 이용한 관동맥 확장술이나 스텐트 유치술로 대표되는 카테터 치료가 행해지고 있다. 카테터 치료는, 환자에 대하여 저침습이기는 하지만, 재협착의 가능성이 있어, 협착의 정도에 따라서는 적용할 수 없는 경우도 있다.

한편, 카테터 치료 이외의 처치 방법으로서는, 관동맥 바이패스 수술(CABG)이 있다. 관동맥 바이패스 수술은, 환자의 흉부를 열어 심장을 노출시켜서, 협착 또는 폐색이 일어난 관동맥에, 다른 혈관으로부터 혈액을 보내기 위한 바이패스용 혈관을 문합한다. 종래의 관동맥 바이패스 수술에서는, 인공 심폐 장치를 사용하여 체외 순환을 행하는 온 펌프 CABG가 행해져 왔다. 그러나, 온 펌프 CABG는, 심정지에 의한 심장에 대한 부담, 장기의 기능 저하, 면역력의 저하 등의 위험성이 있다.

이러한 온 펌프 CABG의 위험성을 피하기 위해서, 최근 심박동하에서 바이패스 수술을 행하는 심박동하 관동맥 바이패스 수술(오프 펌프 CABG)도 행해지게 되었다. 오프 펌프 CABG에서는, 스태빌라이저라고 불리는 의료 기구를 사용하여, 관동맥의 봉합할 부분만 움직임을 멈추고, 심장이 움직이고 있는 상태 그대로 수술을 행한다. 오프 펌프 CABG는, 기술적 난이도가 높은 수술 방식이기 때문에, 외과의에게는 훈련이 필요 불가결하다.

오프 펌프 CABG의 훈련에 사용되는 수기 시뮬레이터로서는, 예를 들어 일본특허공개 제2013-83786호 공보 및 일본특허공개 제2005-202267호 공보가 제안되어 있다. 일본특허공개 제2013-83786호 공보의 혈관 문합 훈련 장치는, 혈관 모델이 적재되는 적재 플레이트와, 공기압을 이용해서 적재 플레이트를 상하 이동시키는 플레이트 구동 장치를 구비하는 것으로, 혈관 모델을 상하 이동시켜서 심장의 박동을 모의하고자 하였다. 일본특허공개 제2005-202267호 공보의 수술 훈련용 시뮬레이터는, 크랭크 기구를 통해서 모터로 구동되는 요동 수단과, 요동 수단에 설치한 연질 수지제의 모의 심장을 구비하여, 요동 수단으로 모의 심장에 움직임을 부여함으로써, 심장의 박동을 모의하고자 하였다.

일본특허공개 제2013-83786호 공보의 혈관 문합 훈련 장치는, 인공물인 혈관 모델이 단순히 상하 이동할 뿐이기 때문에, 실제 수술의 분위기에는 걸맞지 않아, 리얼리티가 부족하다. 일본특허공개 제2005-202267호 공보의 수술 훈련용 시뮬레이터에서 사용되는 모의 심장은 인공물이기 때문에, 실제 인간의 심장과는 질감이 크게 다를 뿐만 아니라, 출혈하는 일도 없다. 또한, 1개의 요동 수단으로 모의 심장을 움직이게 할 뿐이기 때문에, 박동의 리얼리티도 부족하다. 또한, 수기 시뮬레이터를 사용하지 않는 훈련 방법으로서는, 예를 들어 살아 있는 동물(돼지 등)에 마취를 걸어, 심장을 멈추지 않고 수술을 행하는 방법이 생각된다. 그러나, 이 방법은, 살아 있는 동물을 대상으로 하는 점이나, 구입·관리에 따른 비용 등의 면에서 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 과제를 고려해서 이루어진 것으로, 종래보다 리얼리티가 풍부하여, 실제 수술의 분위기에 보다 가까운 상황에서 심장 수술의 수기 훈련을 가능하게 하는 수기 시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 수기 시뮬레이터는, 인간의 모의 심장으로서 사용되는 동물의 심장과, 상기 심장의 좌심실에 삽입되도록 구성된 확장 및 수축 가능한 제1 벌룬과, 상기 심장의 우심실에 삽입되도록 구성된 확장 및 수축 가능한 제2 벌룬과, 상기 제1 벌룬과의 사이 및 상기 제2 벌룬과의 사이에서 작동액을 유동시키고, 상기 작동액을 통해서 상기 제1 벌룬 및 상기 제2 벌룬을 확장 및 수축시키도록 구성된 펌프 시스템과, 상기 심장의 3개의 관동맥에 혈액을 직접 공급하는 혈액 공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 수기 시뮬레이터에 의하면, 펌프 시스템에 의한 작동액의 유동 작용 하에, 좌심실 내에서 제1 벌룬이 확장 및 수축을 반복하고, 우심실 내에서 제2 벌룬이 확장 및 수축을 반복함으로써, 심장의 박동을 모의할 수 있다. 또한, 관동맥에는 혈액이 공급되기 때문에, 관동맥을 자르면 혈액이 흘러 나온다. 따라서, 이 수기 시뮬레이터에 의하면, 살아 있는 동물을 사용하지 않고, 저비용으로, 보다 리얼리티가 있는 상황 하에서 오프 펌프 CABG의 훈련을 행할 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 혈액 공급부는, 상기 3개의 관동맥에 각각 삽입되도록 구성된 3개의 혈액 튜브를 갖고 있어도 된다.

이 구성에 의해, 3개의 관동맥에 확실하게 혈액을 공급할 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 3개의 혈액 튜브가 삽입 관통되는 혈액 튜브 유지 구멍이 형성된 튜브 홀더를 더 구비하고, 상기 튜브 홀더는, 상기 심장에 접속하는 대동맥 내에 배치 및 고정되도록 구성되어 있어도 된다.

이 구성에 의해, 혈액 튜브를 심장에 고정할 수 있기 때문에, 관동맥으로부터 혈액 튜브가 빠져 나오는 것을 억제할 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 제1 벌룬에는 상기 작동액을 흘리는 제1 튜브가 접속되고, 상기 튜브 홀더는, 상기 제1 튜브가 삽입 관통되는 제1 튜브 유지 구멍을 갖고 있어도 된다.

이 구성에 의해, 혈액 튜브와 함께 제1 튜브도 심장에 고정할 수 있기 때문에, 제1 벌룬이 좌심실로부터 빠져 나오는 것을 억제할 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 혈액 튜브의 선단 외주부에는, 확장 및 수축 가능한 확장부가 설치되어 있어도 된다.

이 구성에 의해, 관동맥 내에서 확장부를 확장시킴으로써, 혈액 튜브가 관동맥으로부터 빠져 나오는 것을 억제할 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 펌프 시스템은, 유입 포트 및 유출 포트를 갖는 원심 펌프와, 상기 제1 벌룬과 상기 원심 펌프의 상기 유입 포트 및 상기 유출 포트의 한쪽을 접속하는 제1 라인과, 상기 제2 벌룬과 상기 원심 펌프의 상기 유입 포트 및 상기 유출 포트의 다른 쪽을 접속하는 제2 라인을 구비하고, 상기 원심 펌프가 회전과 정지를 반복함으로써, 상기 제1 벌룬과 상기 제2 벌룬의 확장 및 수축의 동작 타이밍을 어긋나게 해도 된다.

이 구성에 의해, 1개의 원심 펌프로 제1 벌룬과 제2 벌룬의 양쪽을 동작시킬 수 있다. 또한, 심장의 움직임을 실제의 박동에 보다 가깝게 할 수 있어, 리얼리티를 한층 더 향상시킬 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 제1 벌룬은, 상기 제2 벌룬보다 크게 구성되고, 상기 제2 라인에는, 상기 작동액의 일부를 저류하는 리저버가 접속되어 있어도 된다.

이 구성에 의해, 원심 펌프를 통해서 접속된 제1 벌룬 및 제2 벌룬을 적절하게 동작시킬 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 적어도 상기 심장의 하방에 존재하도록 상기 심장의 둘레에 배치되어, 심막을 모의한 비통액성의 막 형상 부재를 더 구비해도 된다.

이 구성에 의해, 관동맥으로부터 출혈한 혈액이 막 형상 부재에 고여서, 심장 하부에 혈액이 존재하는 상태가 되기 때문에, 리얼리티를 한층 더 향상시킬 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 적어도 측벽 및 상벽을 가짐과 함께, 상기 심장을 수용하는 크기를 갖고, 상기 상벽에는 상기 심장을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 더 구비해도 된다.

이 구성에 의해, 개흉된 인간의 가슴의 이미지를 제공하여, 리얼리티를 한층 더 향상시킬 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 개흉을 모의하는 개흉 시뮬레이터를 더 구비하고, 상기 개흉 시뮬레이터는, 상기 심장을 적재하기 위한 적재대와, 상기 적재대의 주위를 덮음과 함께, 상벽을 갖고, 상기 상벽에는 상기 심장을 노출시키기 위한 개구부가 설치된 하우징과, 상기 개구부에 설치되어, 서로 접근 및 이격하는 좌우 방향으로 변위 가능한 한 쌍의 가동 덮개 부재와, 상기 한 쌍의 가동 덮개 부재를 서로 닫히는 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성 부재를 가져도 된다.

상기 구성에 따르면, 하우징의 상벽 개구부에는, 좌우 방향으로 변위 가능하고 탄성 부재에 의해 닫히는 방향으로 가압된 한 쌍의 가동 덮개 부재가 배치되어 있다. 이 때문에, 개흉기를 세트(위치 정렬)하는 부분에서부터, 심장 수술의 수기 훈련이 가능하다. 따라서, 실제 수술에 보다 가까운 분위기를 제공할 수 있다. 또한, 시술자의 기호에 따라서 개흉의 크기를 임의로 바꿀 수 있기 때문에, 시술자가 하기 쉬운 훈련 환경(시야)을 제공할 수 있다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 한 쌍의 가동 덮개 부재가 가동 범위 내에서 서로 가장 가까운 상태에서, 상기 한 쌍의 가동 덮개 부재의 사이에는 간극이 형성되어 있어도 된다.

이 구성에 의해, 초기 상태에서 한 쌍의 가동 덮개 부재간에 간극이 형성되어 있기 때문에, 개흉기를 장착하기 쉽다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 탄성 부재는, 탄성 재료에 의해 링 형상으로 구성되어 있고, 상기 한 쌍의 가동 덮개 부재에 걸려 있어도 된다.

이에 의해, 탄성 부재를 간이 구성으로 실현할 수 있음과 함께, 분해 청소가 간단하다.

상기 수기 시뮬레이터에 있어서, 상기 심장을 적재하기 위한 적재대를 더 구비하고, 상기 심장은, 돼지의 심장이고, 상기 적재대는, 상기 심장의 외형 형상을 모방하여 형성된 적재 오목부를 갖고, 상기 적재 오목부에 모의 심장이 적재된 상태에서, 상기 심장은 인간의 심장과 같은 방향으로 유지되어도 된다.

인간의 심장에 형태나 크기가 가까운 돼지의 심장을 사용함으로써, 리얼리티를 한층 더 향상시킬 수 있다. 또한, 누가 하더라도 간단하게, 인간의 심장과 같은 방향으로 돼지의 심장을 적재대에 얹을 수 있다.

본 발명의 수기 시뮬레이터에 의하면, 종래보다 리얼리티가 풍부하여, 실제 수술의 분위기에 보다 가까운 상황에서 심장 수술의 수기 훈련이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 수기 시뮬레이터의 개략 구성도이다.
도 2는 제1 벌룬 및 제2 벌룬의 단면도이다.
도 3은 튜브 홀더의 사시도이다.
도 4는 튜브 홀더의 대동맥에 대한 고정 상태를 도시하는 모식도이다.
도 5는 막 형상 부재로 덮인 심장이 요동 장치에 적재됨과 함께 하우징 내에 수용된 상태를 도시하는 모식도이다.
도 6은 하우징의 분해 사시도이다.
도 7은 개흉 시뮬레이터의 사시도이다.
도 8은 상기 개흉 시뮬레이터의 분해 사시도이다.
도 9는 적재대의 단면도이다.
도 10은 덮개부, 한 쌍의 가동 덮개 부재 및 탄성 부재의 분해 사시도이다.
도 11은 상기 개흉 시뮬레이터에 심장을 세트한 상태의 단면도이다.
도 12는 상기 개흉 시뮬레이터에 개흉기를 세트한 상태의 평면도이다.
도 13은 상기 개흉 시뮬레이터에 개흉기를 세트한 상태의 단면도이다.

이하, 본 발명에 관한 수기 시뮬레이터에 대해서 적합한 실시 형태를 들어, 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에 개략 구성을 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 수기 시뮬레이터(10)는, 동물의 심장(12)과, 심장(12)의 좌심실(12L)에 삽입되는 제1 벌룬(14)과, 심장(12)의 우심실(12R)에 삽입되는 제2 벌룬(16)과, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)을 확장 및 수축시키는 펌프 시스템(18)과, 심장(12)의 관동맥(13)(좌회선지(13a), 좌전하행지(13b), 우관동맥(13c))에 혈액(B)을 직접 공급하는 혈액 공급부(20)를 구비한다. 이 수기 시뮬레이터(10)는, 외과의가 오프 펌프 CABG의 훈련을 행할 때 사용된다.

심장(12)은 인간의 모의 심장으로서 사용되는 것이며, 예를 들어 포유류의 심장을 들 수 있다. 특히, 돼지의 심장은, 인간의 심장과 구조나 크기가 비교적 가깝다는 점에서, 수기 훈련용 심장(12)으로서 적합하다. 또한, 돼지의 심장은, 비교적 저렴해서 입수도 용이하다. 또한, 심장(12)으로서는 돼지 이외의 포유류의 심장, 예를 들어 소, 염소, 양 등의 심장을 사용해도 된다.

제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)은, 작동액(L)의 급배에 의해 확장 및 수축하도록 구성된 주머니 형상의 부재이다. 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)은, 원활한 확장 및 수축을 행하기 위해서, 탄력적 신축성을 갖는 재료(예를 들어, 실리콘 고무 등의 고무재, 엘라스토머재)에 의해 구성되는 것이 좋다.

제1 벌룬(14)은 대동맥(15)을 통해서 심장(12)의 좌심실(12L)에 삽입 가능하고, 좌심실(12L) 내에서 확장 및 수축함으로써, 심장(12)의 좌심실(12L)의 수축 운동을 모의할 수 있도록 구성되어 있다. 제2 벌룬(16)은, 폐동맥(17)을 통해서 심장(12)의 우심실(12R)에 삽입 가능하고, 우심실(12R) 내에서 확장 및 수축함으로써, 심장(12)의 우심실(12R)의 수축 운동을 모의할 수 있도록 구성되어 있다. 심장(12)에 있어서, 좌심실(12L)은 우심실(12R)보다 크다. 이 때문에, 제1 벌룬(14)은, 자연 상태 및 확장 상태의 크기(굵기 및 길이)에 있어서, 제2 벌룬(16)보다 크게 형성되어 있다.

도 1에 있어서, 제1 벌룬(14)은, 펌프 시스템(18)에 있어서의 통액 라인을 구성하는 제1 튜브(40)에 접속되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 벌룬(14)은, 제1 튜브(40)가 접속된 기단부(14a)와, 기단부(14a)와는 반대측의 단부인 선단부(14b)와, 기단부(14a)와 선단부(14b) 사이를 구성하는 중간부(14c)를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 선단부(14b)의 벽의 두께가, 기단부(14a) 및 중간부(14c)의 벽의 두께보다 두껍게 되어 있다. 이에 의해, 선단부(14b)는, 기단부(14a) 및 중간부(14c)보다 단단하게(변형되기 어렵게) 되어 있다.

도 1에 있어서, 제2 벌룬(16)은, 펌프 시스템(18)에 있어서의 통액 라인을 구성하는 제2 튜브(46)에 접속되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제2 벌룬(16)은, 제2 튜브(46)가 접속된 기단부(16a)와, 기단부(16a)와는 반대측의 단부인 선단부(16b)와, 기단부(16a)와 선단부(16b) 사이를 구성하는 중간부(16c)를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 선단부(16b)의 벽의 두께가, 기단부(16a) 및 중간부(16c)의 벽의 두께보다 두껍게 되어 있다. 이에 의해, 선단부(16b)는, 기단부(16a) 및 중간부(16c)보다 단단하게(변형되기 어렵게) 되어 있다.

제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)에 있어서, 선단부(14b, 16b)의 경도는, 쇼어 A 경도로, 10° 내지 60°이고, 바람직하게는 30° 내지 40°이다. 또한, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)에 있어서, 기단부(14a, 16a) 및 중간부(14c, 16c)의 경도는, 쇼어 A 경도로, 0° 내지 40°이고, 바람직하게는 10° 내지 30°이다.

이와 같이, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)에서는, 선단부(14b, 16b)를 상대적으로 단단하게, 기단부(14a, 16a) 및 중간부(14c, 16c)를 상대적으로 부드럽게 함으로써, 원래 수축하지 않는 심장(12)의 심첨부가 움직이는 것을 억제하는 한편, 심실부의 수축을 강조할 수 있다. 이에 의해, 본래의 심장(12)의 움직임에 가깝게 할 수 있다.

또한, 상대적으로 단단한 재료로 형성한 선단부(14b)와, 상대적으로 부드러운 재료로 형성한 기단부(14a) 및 중간부(14c)를 결합함으로써, 선단부(14b)가 기단부(14a) 및 중간부(14c)보다 단단한 제1 벌룬(14)을 얻어도 된다. 제2 벌룬(16)에 대해서도 제1 벌룬(14)과 마찬가지 구성이다.

제1 튜브(40)는, 제1 벌룬(14)의 내측으로 들어가 있다. 즉, 제1 튜브(40)의 단부는, 제1 벌룬(14) 내에서, 선단부(14b)를 향해서 돌출되어 있다. 마찬가지로, 제2 튜브(46)는, 제2 벌룬(16)의 내측으로 들어가 있다. 즉, 제2 튜브(46)의 단부는, 제2 벌룬(16) 내에서, 선단부(16b)를 향해서 돌출되어 있다. 이와 같이 제1 튜브(40) 및 제2 튜브(46)가 구성되어 있기 때문에, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)을 좌심실(12L) 및 우심실(12R)에 압입할 때, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)의 과도한 절곡이나 변형을 억제하여, 용이한 삽입을 가능하게 한다.

도 1에 있어서, 펌프 시스템(18)은, 원심 펌프(22)와, 원심 펌프(22)를 제어하는 컨트롤러(24)와, 제1 벌룬(14)과 원심 펌프(22)를 접속하는 제1 라인(26)과, 제2 벌룬(16)과 원심 펌프(22)를 접속하는 제2 라인(28)과, 제2 라인(28)에 접속된 리저버(30)를 갖는다. 펌프 시스템(18)은, 회로 내에서 작동액(L)을 유동시킴으로써, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)을 확장 및 수축시킨다. 작동액(L)은 물이다. 작동액(L)이 액체인 경우, 시술자가 심장에 접촉했을 때의 감촉이 보다 실물에 가깝다.

원심 펌프(22)는, 펌프 본체(32)와, 펌프 본체(32)를 구동하는 구동부(34)를 갖는다. 펌프 본체(32)는 유입 포트(36a) 및 유출 포트(36b)가 형성된 하우징(36)과, 하우징(36) 내에 회전 가능하게 배치된 임펠러(38)를 갖는다. 임펠러(38)의 회전 중, 유입 포트(36a)로부터 임펠러(38)의 중심부에 유입한 작동액(L)은, 임펠러(38)의 회전에 수반하여 가속되면서 임펠러(38)의 외주측으로 흐르고, 유출 포트(36b)로부터 토출된다.

컨트롤러(24)는, 원심 펌프(22)와 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16) 사이에서 작동액(L)을 유동시키고, 작동액(L)을 통해서 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)을 확장 및 수축시키도록 원심 펌프(22)를 제어한다. 구체적으로, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)의 동작에 의해 심장(12)의 박동을 모의하기 위해, 컨트롤러(24)는, 임펠러(38)가 회전과 정지를 교대로 반복하도록 원심 펌프(22)의 구동부(34)를 제어한다.

컨트롤러(24)는, 제어용 프로그램을 저장한 전용 컴퓨터여도 되고, 혹은 PC 등의 범용 컴퓨터에 제어용 프로그램을 인스톨한 것이어도 된다.

제1 라인(26)은, 펌프 시스템(18)에 있어서의 유체 회로의 일부를 구성하는 관상체이며, 일단부가 원심 펌프(22)에 접속되고, 타단부가 제1 벌룬(14)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 라인(26)의 일단부는, 원심 펌프(22)의 유출 포트(36b)에 접속되어 있다. 제1 라인(26)은, 제1 벌룬(14)측을 구성하는 제1 튜브(40)와, 원심 펌프(22)측을 구성하는 제1 펌프측 튜브(42)를 갖고, 제1 튜브(40)와 제1 펌프측 튜브(42)는 커넥터(50)를 통해서 접속된다.

제2 라인(28)은, 펌프 시스템(18)에 있어서의 유체의 회로의 일부를 구성하는 관상체이며, 일단부가 원심 펌프(22)에 접속되고, 타단부가 제2 벌룬(16)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제2 라인(28)의 일단부는, 원심 펌프(22)의 유입 포트(36a)에 접속되어 있다. 제2 라인(28)은, 제2 벌룬(16)측을 구성하는 제2 튜브(46)와, 원심 펌프(22)측을 구성하는 제2 펌프측 튜브(48)를 갖고, 제2 튜브(46)와 제2 펌프측 튜브(48)는 커넥터(44)를 통해서 접속된다.

또한, 본 실시 형태의 변형예에서는, 제1 라인(26)의 일단부가 원심 펌프(22)의 유입 포트(36a)에 접속되고, 제2 라인(28)의 일단부가 원심 펌프(22)의 유출 포트(36b)에 접속되어도 된다.

제2 라인(28)의 일단부와 타단부 사이를 구성하는 중간부에는, 회로 내의 작동액(L)의 일부를 저류하는 리저버(30)가 접속되어 있다. 도 1에 있어서, 리저버(30)는, 조(30A)의 형태를 갖는다. 어느 변형예에 있어서, 리저버(30)는, 고무재 등의 탄력적 신축성을 갖는 재료로 형성된 벌룬의 형태를 갖고 있어도 된다.

혈액 공급부(20)는, 심장(12)의 3개의 관동맥(13)(좌회선지(13a), 좌전하행지(13b), 우관동맥(13c))에 혈액(B)을 낙차압에 의해 공급하도록 구성 및 배치된다. 구체적으로, 본 실시 형태에 있어서, 혈액 공급부(20)는, 3개의 관동맥(13)에 각각 삽입되도록 구성된 3개의 혈액 튜브(52)와, 3개의 혈액 튜브(52)에 접속된 혈액백(54)을 갖는다.

본 실시 형태의 경우, 각 혈액 튜브(52)는, 카테터의 형태를 갖는다. 즉, 혈액 튜브(52)는, 가요성을 갖는 긴 튜브 형상 본체(56)와, 튜브 형상 본체(56)의 기단부에 접속된 허브(58)를 갖는다. 튜브 형상 본체(56)는 심장(12)의 관동맥(13)의 내경보다 가늘게 형성되어 있다.

허브(58)는, 3연 활전(60)의 출구 포트(62a 내지 62c)에 각각 접속되어 있다. 3연 활전(60)의 입구 포트(64)는, 튜브(66)를 통해서 혈액백(54)에 접속되어 있다. 3연 활전(60)은, 3개의 콕(61a 내지 61c)을 갖고, 콕(61a 내지 61c)을 개별로 회동 조작함으로써, 혈액백(54)과 혈액 튜브(52) 사이의 연통·차단을 전환하도록 구성되어 있다.

혈액백(54)에 수용되어, 관동맥(13)으로 공급되는 혈액(B)은, 인공물이어도 무방하지만, 동물로부터 채취된 혈액이 보다 바람직하다. 혈액(B)으로서는, 심장(12)과 동일한 동물의 혈액인 것이 좋다. 따라서, 심장(12)으로서 돼지의 심장을 사용하는 경우에는 돼지의 혈액을 사용하는 것이 좋다. 또한, 심장(12)과 혈액(B)은, 별도의 동물의 것이어도 무방하다.

본 실시 형태의 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 혈액 튜브(52)는 또한, 관동맥(13)에 대한 고정용 벌룬으로서, 튜브 형상 본체(56)의 선단 외주부에 설치된 확장 및 수축 가능한 확장부(70)를 갖는다. 확장부(70)는, 예를 들어 탄력적 신축성을 갖는 재료(고무재, 엘라스토머재 등)에 의해 구성되고, 확장용 유체(예를 들어, 공기, 물 등)의 급배에 의해 확장 및 수축한다. 도 4에서는, 확장 상태의 확장부(70)가 도시되어 있다.

관동맥(13) 내에서 확장부(70)가 확장함으로써, 혈액 튜브(52)(튜브 형상 본체56)의 선단부가 관동맥(13)으로부터 빠져 나오는 것이 억제된다. 또한, 혈액 튜브(52)를 통해서 관동맥(13) 내로 도입된 혈액(B)이, 대동맥(15)측으로 누출되는 것이 억제된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 허브(58)에는, 확장부(70)에 대한 확장용 유체의 급배를 행하기 위한 도시하지 않은 디바이스(예를 들어, 시린지)가 접속 가능한 확장용 포트(59)가 설치되어 있다. 확장용 포트(59)는, 튜브 형상 본체(56)에 형성된 도시하지 않은 확장용 루멘을 통해서 확장부(70)의 내강과 연통하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 수기 시뮬레이터(10)는, 또한 제1 튜브(40) 및 3개의 혈액 튜브(52)를 대동맥(15)에 고정하기 위한 튜브 홀더(72)를 구비한다. 튜브 홀더(72)는, 외력을 가했을 때 용이하게 변형 가능한 연질 재료(예를 들어, 실리콘 고무 등의 고무재나 엘라스토머재 등)에 의해 구성되는 것이 좋다.

본 실시 형태의 경우, 튜브 홀더(72)는, 전체로서 원통형이다. 튜브 홀더(72)에는, 제1 튜브(40)가 삽입 관통되는 제1 튜브 유지 구멍(74)과, 3개의 혈액 튜브(52)(튜브 형상 본체(56))가 삽입 관통되는 혈액 튜브 유지 구멍(76)이, 축방향으로 관통해서 형성되어 있다.

제1 튜브 유지 구멍(74)은 대략 원형이며, 그 직경은, 제1 튜브(40)의 외경과 대략 동일하거나, 그보다 약간 크다. 도 3에 있어서, 제1 튜브 유지 구멍(74)은, 튜브 홀더(72)의 대략 중심에 설치되어 있다. 또한, 제1 튜브 유지 구멍(74)은, 튜브 홀더(72)의 중심으로부터 편심된 위치에 설치되어도 된다. 각 혈액 튜브 유지 구멍(76)은 대략 원형이며, 그 직경은, 제1 튜브 유지 구멍(74)의 직경보다 작고, 또한 튜브 형상 본체(56)의 외경과 동일하거나, 그보다 약간 크다.

튜브 홀더(72)에 있어서, 3개의 혈액 튜브 유지 구멍(76)은, 둘레 방향으로 등간격이 아니고, 3개의 관동맥(13)의 배치에 적합하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 2개의 혈액 튜브 유지 구멍(76)은 근접해서 배치되고, 나머지 1개의 혈액 튜브 유지 구멍(76)은, 근접한 2개의 혈액 튜브 유지 구멍(76)으로부터 둘레 방향으로 이격되어(예를 들어, 90° 내지 180°의 각도 간격으로) 배치되어 있다.

수기 시뮬레이터(10)의 사용에 있어서, 튜브 홀더(72)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 튜브 유지 구멍(74)에 제1 튜브(40)가 삽입 관통되고 또한 혈액 튜브 유지 구멍(76)에 혈액 튜브(52)가 삽입 관통된 상태에서, 심장(12)에 가까운 대동맥(15) 내에 배치 및 고정된다. 튜브 홀더(72)를 고정하기 위해서는, 예를 들어 끈 형상 혹은 로프 형상의 조임 부재(77)를, 대동맥(15)을 통해서 튜브 홀더(72)의 외주부에 감아서 묶는다. 복수의 조임 부재(77)를 사용하여 튜브 홀더(72)를 고정해도 된다.

대동맥(15)에 대한 튜브 홀더(72)의 고정력을 높이기 위해서, 도 3과 같이, 튜브 홀더(72)의 외주면에 둘레 방향으로 연장되는 링 형상의 홈(73)이 설치되어도 된다. 복수의 조임 부재(77)를 사용하는 경우에는, 복수의 홈(73)이 축 방향으로 간격을 두고 설치되어도 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 수기 시뮬레이터(10)는, 또한 심장(12)을 흔드는 요동 장치(78)와, 심막을 모의한 막 형상 부재(80)와, 심장(12), 요동 장치(78) 및 막 형상 부재(80)를 수용하는 하우징(82)을 구비한다.

요동 장치(78)는 심장(12)이 적재되는 적재대(84)와, 적재대(84)를 시소 형상으로 흔드는 본체부(86)를 갖는다. 적재대(84)는, 본체부(86)에 의해, 요동축(88)을 중심으로 요동 가능하게 지지되어 있음과 함께, 평탄한 상면(85)을 갖는다.

적재대(84)의 요동에 수반하여 심장(12)을 효과적으로 흔들어, 심장(12)의 움직임(박동)을 강조하기 위해, 도 5와 같이, 적재대(84)의 상면(85)에는 복수의 돌기(90)(90a, 90b)가 설치되어도 된다. 복수의 돌기(90)는, 요동축(88)으부터 수평 방향으로 어긋난 일방측과 타방측에 배치되어 있다. 이에 의해, 적재대(84)의 요동에 수반하여, 일방측의 돌기(90a)와 타방측의 돌기(90b)가 교대로 심장(12)을 밀어 올리기 때문에, 적재대(84)의 요동을 효과적으로 심장(12)에 전할 수 있다.

막 형상 부재(80)는, 유연한 비통액성의 부재로 이루어지고, 바람직하게는 신축성을 갖고, 사용 시에는 적어도 심장(12)의 하방에 존재하도록 심장(12)의 주위에 배치된다. 막 형상 부재(80)는, 어느 정도의 혈액(B)을 저류시키도록, 적어도 하부가 주머니 형상으로 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 막 형상 부재(80)는, 수기 훈련 중에 있어서 관동맥(13)으로부터 누출되는 혈액(B)의 받침 접시로서의 역할을 담당한다.

본 실시 형태에 있어서, 막 형상 부재(80)는, 탄력적 신축성을 갖는 외재(92)와, 외재(92) 내에 매설된 메쉬 형상의 중재(94)로 이루어진다. 외재(92)는, 예를 들어 실리콘 고무 등의 고무재나 엘라스토머재이다. 이러한 구조에 의해, 중재(94)가 보강체의 역할을 담당하기 때문에, 막 형상 부재(80)를 실(96)로 현수하여, 개흉기(98)에 걸어서 고정할 수 있다. 또한, 실(96)을 통과시키는 위치에 따라 심장(12)의 높이 등의 조정이 가능하여, 시술자의 수기를 하기 쉽게 할 수 있다.

또한, 막 형상 부재(80) 중, 실(96)을 통과시키는 테두리부(81)에만 중재(94)가 매설되어 있어도 된다. 막 형상 부재(80)는, 초기 상태에서 전체가 주머니 형상으로 형성되어 있으면, 심막을 자르는 훈련도 행할 수 있기 때문에, 적합하다.

도 5 및 도 6에 있어서, 하우징(82)은, 적어도 측벽(100) 및 상벽(102)을 가짐과 함께, 심장(12)을 수용하는 크기를 갖고, 상벽(102)에는 심장(12)을 노출시키는 개구부(103)가 형성되어 있다. 구체적으로, 본 실시 형태에 있어서 하우징(82)은, 상하가 개구한 직육면체 형상의 동체부(104)와, 동체부(104)로부터 분리 가능하고 또한 동체부(104)의 상부 개구를 부분적으로 닫는 직사각형의 덮개부(106)를 갖는다. 동체부(104)가 상기 측벽(100)을 구성하고, 덮개부(106)가 상기 상벽(102)을 구성하고 있다.

동체부(104)의 상부에는, 튜브류(제1 튜브(40) 등)를 통과시키기 위한 절결부(105)가 설치되어 있다. 그렇지 않고 절결부가 덮개부(106)에 설치되어도 된다. 또한, 동체부(104) 및 덮개부(106)는 상기 이외의 형상이어도 되고, 예를 들어 평면으로 볼 때, 정사각형, 원형, 타원형, 사각형 이외의 다각형이어도 된다.

하우징(82)은, 경질이며 또한 내수성, 내용제성이 우수한 재료로 구성되는 것이 좋다. 또한, 하우징(82)은, 벽 두께를 두껍게 함으로써, 사용 중에 시술자의 팔꿈치 등으로 누르거나 대어도 용이하게 어긋나게 움직이지 않도록 어느 정도의 중량이 있는 것이 좋다. 또한, 하우징(82)은, 셋업 시에 내부의 모습을 확인할 수 있도록, 투명한 재료로 구성되어 있는 것이 좋다. 하우징(82)의 구성 재료로서는, 예를 들어 염화비닐, 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 유리 등을 들 수 있다.

이어서, 수기 시뮬레이터(10)의 셋업 수순의 일례를 설명한다.

심장(12)의 셋업은, 예를 들어 이하와 같이 행한다. 미리 냉동해 둔 심장(12)을 해동하고, 대동맥(15) 및 폐동맥(17)을 적당한 길이로 절단해서 좌심실(12L) 및 우심실(12R)의 입구를 만든다. 혈액(B)의 누설을 방지하기 위해서, 심장(12)에 연결된 폐정맥 및 대정맥은 실(봉합사 등)로 묶어서 닫는다.

튜브 홀더(72)의 셋업은, 예를 들어 이하와 같이 행한다. 튜브 홀더(72)의 제1 튜브 유지 구멍(74)에, 제1 벌룬(14)이 접속된 제1 튜브(40)를 삽입 관통시킴과 함께, 3개의 혈액 튜브 유지 구멍(76)에 3개의 혈액 튜브(52)를 각각 삽입 관통시킨다.

회로의 셋업은 이하와 같이 행한다. 대동맥(15)을 통해서, 좌심실(12L) 내에 제1 벌룬(14)을 삽입함과 함께, 3개의 혈액 튜브(52)를 3개의 관동맥(13)(좌회선지(13a), 좌전하행지(13b), 우관동맥(13c))에 각각 삽입한다. 이 경우, 혈액 튜브(52)의 선단부에 설치된 확장부(70)를 관동맥(13) 내에서 확장시킴으로써, 관동맥(13)으로부터 혈액 튜브(52)가 빠져 나오는 것을 억제할 수 있다.

이어서, 튜브 홀더(72)를 대동맥(15) 내에 삽입하고, 대동맥(15)의 외측으로부터 조임 부재(77)로 묶음으로써, 튜브 홀더(72)를 대동맥(15)에 대하여 고정한다. 이에 의해, 튜브 홀더(72)가 직경 방향 내측으로 체결되어 약간만 변형되기 때문에, 제1 튜브(40) 및 혈액 튜브(52)가 제1 튜브 유지 구멍(74) 및 혈액 튜브 유지 구멍(76)에 각각 고정된다. 따라서, 제1 튜브(40) 및 혈액 튜브(52)는, 튜브 홀더(72)를 통해서 대동맥(15)에 고정되게 된다.

이어서, 폐동맥(17)을 통해서, 우심실(12R) 내에 제2 벌룬(16)을 삽입함과 함께, 폐동맥(17)의 외측을 실 등의 조임 부재로 묶음으로써 제2 튜브(46)를 폐동맥(17)에 고정한다. 또한, 우심실(12R) 내에 대한 제2 벌룬(16)의 삽입·설치는, 좌심실(12L) 내에 대한 제1 벌룬(14)의 삽입·설치 전에 행해도 된다.

이어서, 작동액(L)이 충전된 제1 펌프측 튜브(42)와, 작동액(L)이 충전된 제1 튜브(40)를 접속하여, 제1 라인(26)을 형성함과 함께, 작동액(L)이 충전된 제2 펌프측 튜브(48)와, 작동액(L)이 충전된 제2 튜브(46)를 접속하여, 작동액(L)이 충전된 제2 라인(28)을 형성한다. 이에 의해, 작동액(L)이 충전되고 또한 원심 펌프(22)를 통해서 유체 연통한 좌심실(12L)측의 회로와 우심실(12R)측의 회로가 형성된다. 원심 펌프(22) 및 컨트롤러(24)는, 심장(12)에 있어서 원하는 박동을 모의할 수 있도록(제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)이 원하는 움직임을 하도록) 설정해 둔다.

3연 활전(60)을 통해서 혈액백(54)을 3개의 혈액 튜브(52)에 접속한다. 그리고, 혈액백(54)을 심장(12)보다 높은 위치에 설치(예를 들어, 적당한 행거로 현수)함으로써, 낙차를 이용해서 혈액(B)을 3개의 관동맥(13) 내로 흘린다. 이때, 3개의 혈액 튜브(52)의 선단부에 설치된 확장부(70)가 관동맥(13) 내에서 확장되어 있으므로, 대동맥(15)측으로 혈액(B)이 역류하는 것을 억제할 수 있다.

하우징(82)에 대한 심장(12) 등의 셋업은, 예를 들어 이하와 같이 행한다. 하우징(82)의 동체부(104)의 내측에 요동 장치(78)를 세트하고, 동체부(104)에 덮개부(106)를 얹고, 덮개부(106)에 형성된 개구부(103)를 통해서, 막 형상 부재(80)에 덮인 심장(12)을 요동 장치(78)의 적재대(84)에 얹는다. 이어서, 덮개부(106)의 개구부(103)에 개흉기(98)를 설치함과 함께, 막 형상 부재(80)의 테두리부(81)에 통과시킨 실(96)을 개흉기(98)에 건다. 이에 의해, 막 형상 부재(80)가 매달려서, 받침 접시로서 기능할 수 있는 형상으로 유지된다. 이어서, 도시하지 않은 스태빌라이저를 개흉기(98)에 설치하여, 문합을 행할 관동맥(13)의 주위 부분이 움직이지 않도록 스태빌라이저로 고정한다.

이어서, 요동 장치(78)을 온으로 해서 심장(12)을 요동시킴과 함께, 원심 펌프(22)를 작동시켜서 심장(12)의 좌심실(12L) 및 우심실(12R)에 각각 배치된 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)을 반복해서 확장 및 수축시킨다. 이에 의해, 심장(12)에 모의적인 박동이 부여된다. 이상에 의해, 수기 시뮬레이터(10)를 사용한 훈련을 위한 준비가 완료된다.

이어서, 수기 시뮬레이터(10)의 작용 및 효과를 설명한다.

수기 시뮬레이터(10)에 있어서, 원심 펌프(22)가 컨트롤러(24)의 제어 하에 회전 및 정지를 반복함으로써, 심장(12)의 좌심실(12L) 내에서 제1 벌룬(14)이 확장 및 수축을 반복함과 함께, 심장(12)의 우심실(12R) 내에서 제2 벌룬(16)이 확장 및 수축을 반복한다.

구체적으로는, 원심 펌프(22)의 임펠러(38)의 회전 시에는, 유입 포트(36a)에 접속된 제2 라인(28)으로부터는 작동액(L)이 흡인되는 한편, 유출 포트(36b)에 접속된 제1 라인(26)에는 작동액(L)이 토출된다. 따라서, 우심실(12R) 내의 제2 벌룬(16)은 작동액(L)의 유출에 의해 수축하지만, 좌심실(12L) 내의 제1 벌룬(14)은 작동액(L)의 유입에 의해 확장한다. 또한, 이 경우, 리저버(30) 내의 작동액(L)의 일부가 제2 라인(28)으로 유입한다.

한편, 임펠러(38)가 회전하고 있는 상태로부터 임펠러(38)가 정지하면, 제1 벌룬(14)의 탄성 복원력에 의해, 제1 벌룬(14) 내의 작동액(L)이 제1 라인(26)으로 압출되고, 회로 내의 작동액(L)은, 임펠러(38)의 회전 시와는 반대 방향으로 유동한다. 이에 의해, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)은, 임펠러(38)의 회전 시와는 반대의 움직임을 보인다. 즉, 좌심실(12L) 내의 제1 벌룬(14)은 작동액(L)의 유출에 의해 수축하지만, 우심실(12R) 내의 제2 벌룬(16)은 작동액(L)의 유입에 의해 확장한다. 또한, 이 경우, 제2 라인(28) 내의 작동액(L)의 일부가 리저버(30)로 유입된다.

이와 같이, 원심 펌프(22)가 회전과 정지를 반복함으로써, 제1 벌룬(14)과 제2 벌룬(16)에 있어서는, 서로 반대의 동작 타이밍에 확장 및 수축이 반복된다. 이에 의해, 심장(12)에 있어서, 실제의 심장의 박동에 가까운 움직임이 모의된다. 또한, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)에 의한 모의 박동에 더하여, 심장(12)은 요동 장치(78)에 의해 흔들리고 있기 때문에, 심장(12) 전체에 움직임이 부여되어, 박동의 리얼리티가 한층 더 향상된다.

관동맥(13)에는 혈액 공급부(20)로부터 혈액(B)이 공급되어 있는 점에서, 관동맥(13)을 자르면 혈액(B)이 유출되기 때문에, 시술자는, 실제 수술과 마찬가지로 관동맥(13)으로부터의 출혈을 체험할 수 있다. 유출된 혈액(B)은, 막 형상 부재(80)에 의해 받칠 수 있기 때문에, 심장(12)의 하방에 배치된 요동 장치(78)가 혈액(B)으로 더럽혀지는 일이 없다. 또한, 실제 수술에 있어서는 심장 주위로 출혈한 혈액이 고이기 때문에, 막 형상 부재(80)에 고인 혈액(B)은 한층 더 리얼리티를 가져온다.

이상 설명한 바와 같이, 수기 시뮬레이터(10)에 의하면, 펌프 시스템(18)에 의한 작동액(L)의 유동 작용 하에, 좌심실(12L) 내에서 제1 벌룬(14)이 확장 및 수축을 반복하고, 우심실(12R) 내에서 제2 벌룬(16)이 확장 및 수축을 반복함으로써, 심장(12)의 박동을 모의할 수 있다. 또한, 관동맥(13)에는 혈액(B)이 공급되기 때문에, 관동맥(13)을 자르면 혈액(B)이 흘러 나온다. 따라서, 이 수기 시뮬레이터(10)에 의하면, 살아 있는 동물을 사용하지 않고, 저비용으로, 보다 리얼리티가 있는 상황 하에서 오프 펌프 CABG의 훈련을 행할 수 있다.

또한, 살아 있는 동물을 사용하여 심장 수술의 훈련을 행하는 경우, 수기 훈련 중에 심장이 정지하는 빈도가 높아, 안정되게 훈련을 행하는 것이 곤란하다. 게다가, 3개의 관동맥 모두에 대하여 처치를 행하는 것은, 심장에 대한 부담이 너무 커서 심장이 견딜 수 없기 때문에, 실제상으로는 곤란하다. 이에 반해, 수기 시뮬레이터를 사용하면, 3개의 관동맥(13a 내지 13c) 모두에 대하여 바이패스 수기를 실시하는 것이 가능하게 될 뿐만 아니라, 1개의 관동맥의 복수 개소에 대해서 혈관 문합 훈련이 가능하다.

또한, 본 실시 형태의 경우, 혈액 공급부(20)는, 3개의 관동맥(13a 내지 13c)에 각각 삽입되도록 구성된 3개의 혈액 튜브(52)를 가지므로, 3개의 관동맥(13a 내지 13c)에 확실하게 혈액(B)을 공급할 수 있다. 게다가, 튜브 홀더(72)에 의해, 3개의 혈액 튜브(52)를 심장(12)에 고정할 수 있기 때문에, 이들 혈액 튜브(52)가 관동맥(13)으로부터 각각 빠져 나오는 것을 억제할 수 있다. 또한, 튜브 홀더(72)에 의해, 혈액 튜브(52)와 함께 제1 튜브(40)도 심장(12)에 고정할 수 있기 때문에, 제1 벌룬(14)이 좌심실(12L)로부터 빠져 나오는 것을 억제할 수 있다.

본 실시 형태의 경우, 혈액 튜브(52)의 선단 외주부에는, 확장 및 수축 가능한 확장부(70)가 설치되어 있고, 관동맥(13) 내에서 확장부(70)를 확장시킴으로써, 혈액 튜브(52)가 관동맥(13)으로부터 빠져 나오는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 경우, 펌프 시스템(18)은, 유입 포트(36a) 및 유출 포트(36b)를 갖는 원심 펌프(22)와, 제1 벌룬(14)과 원심 펌프(22)의 유입 포트(36a) 및 유출 포트(36b)의 한쪽을 접속하는 제1 라인(26)과, 제2 벌룬(16)과 원심 펌프(22)의 유입 포트(36a) 및 유출 포트(36b)의 다른 쪽을 접속하는 제2 라인(28)을 구비한다. 그리고, 원심 펌프(22)가 회전과 정지를 반복함으로써, 제1 벌룬(14)과 제2 벌룬(16)의 확장 및 수축의 동작 타이밍을 어긋나게 한다. 이 구성에 의해, 1개의 원심 펌프(22)로 제1 벌룬(14)과 제2 벌룬(16)의 양쪽을 동작시킬 수 있다. 또한, 심장(12)의 움직임을 실제의 박동에 보다 가깝게 할 수 있어, 리얼리티를 한층 더 향상시킬 수 있다.

특히, 제2 라인(28)에는, 작동액(L)의 일부를 저류하는 리저버(30)가 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 원심 펌프(22)를 통해서 접속된 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)을 적절하게 동작시킬 수 있다.

본 실시 형태의 경우, 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)의 동작에 더하여, 요동 장치(78)에 의한 흔들림이 심장(12)에 부여되기 때문에, 심장(12)의 움직임이 보다 강조된다. 따라서, 심장(12)의 움직임을 실제의 박동에 보다 가깝게 할 수 있다.

본 실시 형태의 경우, 관동맥(13)으로부터 출혈한 혈액(B)이 막 형상 부재(80)에 고이고, 심장(12) 하부에 혈액(B)이 존재하는 상태가 되기 때문에, 리얼리티를 한층 더 향상시킬 수 있다. 하우징(82)은, 개흉된 인간의 가슴 이미지를 제공하여, 리얼리티를 한층 더 향상시킬 수 있다.

상술한 수기 시뮬레이터(10)에서는, 도 5 및 도 6에 나타낸 하우징(82) 대신에, 도 7 및 도 8에 나타내는 개흉을 모의하는 개흉 시뮬레이터(110)가 채용되어도 된다. 개흉 시뮬레이터(110)는, 심장(12)을 적재하기 위한 적재대(112)와, 적재대(112)의 주위를 둘러싸는 하우징(114)과, 하우징(114)에 가동으로 설치된 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)와, 가동 덮개 부재(115)를 탄성적으로 가압하는 탄성 부재(118)를 구비한다.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 적재대(112)는, 경질 재료로 구성된 베이스(120)와, 적재 오목부(122a)가 설치된 연질 수지제의 수용 부재(122)를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 베이스(120)는, 중공 원통형으로 형성되어 있다. 또한, 베이스(120)는, 다각 통형으로 형성되어도 된다. 베이스(120)는, 중실 통형으로 형성되어도 된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 베이스(120)는, 상하로 관통한 중공부(120a)를 갖는다. 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 베이스(120)의 상부에 있어서의 둘레 방향의 일부에는, 절결부(120b)가 설치되어 있다. 절결부(120b)는, 베이스(120)의 주위벽을 두께 방향으로 관통함과 함께, 상방으로 개구한 홈형상을 갖는다.

베이스(120)의 구성 재료로서는, 예를 들어 염화비닐, 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 유리 등을 들 수 있다.

수용 부재(122)는, 베이스(120)의 상부에 착탈 가능하게 구성되어 있다. 또한, 수용 부재(122)는, 베이스(120)의 상부에 고정되어도 된다. 수용 부재(122)는, 심장(12)을 소정의 자세로 얹기 위한 적재 오목부(122a)와, 적재 오목부(122a)의 주위에 설치된 주연부(122b)를 갖고, 평면으로 볼 때 대략 원 형상으로 형성되어 있다.

적재 오목부(122a)는, 하방을 향해서 그릇 모양으로 오목해져 있고, 심장(12)의 외형 형상을 모방하여 형성되어 있다. 즉, 인간의 심장 전방측(가슴측)을 상방을 향했을 때와 마찬가지 자세로 심장(12)을 향했을 때의 당해 심장(12)의 하측 형상을 따르도록, 적재 오목부(122a)가 형성되어 있다. 동물의 심장(12)(심장(12)이 돼지의 것인 경우에는, 돼지의 심장)으로부터 형을 뜨고, 당해 형을 사용해서 적재 오목부(122a)를 성형하면 된다. 수용 부재(122)가 베이스(120)에 설치(적재)된 상태에서, 적재 오목부(122a)는, 베이스(120)의 중공부(120a) 내에 배치된다.

주연부(122b)는, 적재 오목부(122a)의 상부 외주연으로부터 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 주연부(122b)가 베이스(120)의 상단부에 얹힘으로써(걸림으로써), 수용 부재(122)가 베이스(120)에 지지된다. 주연부(122b)의 외측 단부에는, 하방으로 돌출된 링 형상 돌기(122c)가 설치되어 있다. 수용 부재(122)가 베이스(120)에 설치된 상태에서, 링 형상 돌기(122c)는, 베이스(120)의 상단부 외주면을 덮는다.

수용 부재(122)의 상부에 있어서의 둘레 방향의 일부에는, 절결부(122d)가 설치되어 있다. 절결부(122d)는, 적재 오목부(122a)의 상부로부터 주연부에 걸쳐서 설치되어 있다. 수용 부재(122)의 구성 재료로서는, 예를 들어 실리콘 고무 등의 고무재나 엘라스토머재 등을 들 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 하우징(114)은, 적어도 측벽(124)(주위벽) 및 상벽(126)을 가짐과 함께, 심장(12)을 엊은 적재대(112)를 수용하는 크기를 갖고, 상벽(126)에는 심장(12)을 노출시키기 위한 개구부(127)가 형성되어 있다. 구체적으로, 본 실시 형태에 있어서 하우징(114)은, 상하가 개구한 직육면체 형상의 동체부(130)와, 동체부(130)로부터 분리 가능하고 또한 동체부(130)의 상부 개구를 부분적으로 닫는 직사각형의 덮개부(132)를 갖는다. 동체부(130)가 상기 측벽(124)을 구성하고, 덮개부(132)가 상기 상벽(126)을 구성하고 있다.

동체부(130)의 상부에는, 튜브류(제1 튜브(40) 등)를 통과시키기 위한 절결부(130a)가 설치되어 있다. 대용물로 절결부가 덮개부(132)에 설치되어도 된다. 동체부(130)에 있어서의 서로 대향하는 벽부에는, 관통 구멍(130b)이 설치되어 있다. 관통 구멍(130b)은, 절결부(130a)보다 하방에 형성되어 있다. 관통 구멍(130b)은, 동체부(130)를 이동시킬 때 작업자가 손가락을 넣는 손가락 걸이 구멍으로서 사용할 수 있다. 또한, 동체부(130) 및 덮개부(132)는 상기 이외의 형상이어도 되고, 예를 들어 평면으로 볼 때, 정사각형, 원형, 타원형, 사각형 이외의 다각형이어도 된다.

하우징(114)(동체부(130) 및 덮개부(132))은, 경질이고 또한 내수성, 내용제성이 우수한 재료로 구성되는 것이 좋다. 또한, 하우징(114)은, 벽 두께를 두껍게 함으로써, 사용 중에 시술자의 팔꿈치 등으로 누르거나 대어도 용이하게 어긋나게 움직이지 않도록 어느 정도의 중량이 있는 것이 좋다. 또한, 하우징(114)은, 셋업 시에 내부의 모습을 확인할 수 있도록, 투명한 재료로 구성되어 있는 것이 좋다. 하우징(114)의 구성 재료로서는, 예를 들어 염화비닐, 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 유리 등을 들 수 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 개구부(127)는 덮개부(132)에 있어서의 대략 중앙에, 덮개부(132)를 두께 방향으로 관통해서 설치되어 있다. 개구부(127)는 평면으로 볼 때, 사각형(도시 예에서는 직사각형)으로 형성되어 있다. 개구부(127)의 좌우 양측에는, 덮개부(132)에 있어서의 다른 부분보다 얇은 두께를 갖는 슬라이드 지지부(134)가 설치되어 있다.

슬라이드 지지부(134)에는, 좌우 방향(화살표 Y 방향)으로 연장되는 긴 구멍 형상의 가이드 구멍(134a)이 설치되어 있다. 가이드 구멍(134a)은 슬라이드 지지부(134)를 두께 방향으로 관통하고 있다. 각 슬라이드 지지부(134)에 있어서, 가이드 구멍(134a)은 좌우 방향으로 직교하는 수평 방향(화살표 X 방향)으로 간격을 두고 복수(도시 예에서는 2개) 설치되어 있다.

덮개부(132)가 동체부(130) 위에 얹혔을 때의 덮개부(132)의 위치 어긋남을 방지하기 위해서, 덮개부(132)의 하면에 있어서의 외주부 근방에는, 하방으로 돌출되는 위치 결정 돌기(132a)가 설치되어 있다. 또한, 위치 결정 돌기(132a)를 설치하는 대신에, 덮개부(132)의 하면에 있어서의 외주부 이외의 부분(외주부보다 내측의 부분)이 하방으로 돌출되어 단차를 둠으로써, 상술한 위치 어긋남 방지 기능을 갖게 해도 된다.

도 8에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는, 덮개부(132)의 개구부(127)에, 서로 접근 및 이격하는 좌우 방향으로 변위 가능하게 설치되어 있다. 구체적으로, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는, 덮개부(132)가 상술한 슬라이드 지지부(134)에 의해 좌우 방향으로 각각 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는, 서로 동일 형상을 가짐과 함께, 좌우 대칭으로 배치되어 있다. 또한, 이하에서는, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)가 서로 접근하는 방향을 「개폐 방향 내측」이라고 하는 경우가 있고, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)가 서로 이격하는 방향을 「개폐 방향 외측」이라고 하는 경우가 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 각 가동 덮개 부재(115)는, 상측 플레이트(136)와, 하측 플레이트(138)와, 상측 플레이트(136)와 하측 플레이트(138)를 연결하는 연결부(140)를 갖는다. 상측 플레이트(136) 및 하측 플레이트(138)는, 평면으로 볼 때 직사각형으로 형성되어 있다. 상측 플레이트(136)에는, 상측 플레이트(136)를 두께 방향으로 관통하는 상측 구멍부(136a)가 설치되어 있다. 상측 플레이트(136)에 있어서, 상측 구멍부(136a)는, 좌우 방향으로 직교하는 수평 방향(화살표 X 방향)으로 간격을 두고 복수(도시예에서는 2개) 설치되어 있다.

하측 플레이트(138)에는, 하측 플레이트(138)를 두께 방향으로 관통하는 하측 구멍부(138a)가 설치되어 있다. 하측 플레이트(138)에 있어서, 하측 구멍부(138a)는, 좌우 방향으로 직교하는 수평 방향(화살표 X 방향)으로 간격을 두고 복수(도시예에서는 2개) 설치되어 있다. 상측 구멍부(136a)와 하측 구멍부(138a)는, 평면으로 볼 때, 동일 위치에 설치되어 있다.

연결부(140)는, 좌우의 가동 덮개 부재(115)의 서로 대향하는 측(개폐 방향 내측)의 단부에 있어서, 상측 플레이트(136)와 하측 플레이트(138)를 연결하고 있다. 상측 플레이트(136)와 하측 플레이트(138) 사이에는, 연결부(140)의 두께만큼, 간극(이하, 「홈부(115a)」라고 한다)이 형성되어 있다. 즉, 상측 플레이트(136)의 하면과 하측 플레이트(138)의 상면은, 홈부(115a)를 통해서 서로 대향하고 있다. 상측 플레이트(136)의 하면과 하측 플레이트(138)의 상면은, 서로 평행하다. 가동 덮개 부재(115)에 있어서, 홈부(115a)는, 연결부(140) 이외의 개소로 외측에 개구되어 있다.

연결부(140)는, 좌우 방향으로 직교하는 수평 방향(화살표 X 방향)으로 연장되어 있다. 연결부(140)의 길이는, 상측 플레이트(136) 및 하측 플레이트(138)의 길이보다 짧다. 이에 의해, 가동 덮개 부재(115)에 있어서, 연결부(140)의 연장 방향의 양측에는, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)의 서로 대향하는 방향(개폐 방향 내측)을 향해서 개구하는 오목 형상 홈(115b)이 형성되어 있다. 또한, 연결부(140)의 연장 방향 양단부에는, 연장 방향 외측을 향함에 따라서 개폐 방향 내측으로 경사지는 경사부(140a)가 설치되어 있다. 경사부(140a) 대신에, 만곡부가 설치되어도 된다.

가동 덮개 부재(115)는, 상측 플레이트(136)와 하측 플레이트(138) 사이(홈부(115a))에 슬라이드 지지부(134)가 배치되도록, 덮개부(132)에 설치된다. 가동 덮개 부재(115)가 덮개부(132)에 설치된 상태에서는, 플랜지부(142a)를 갖는 가이드 핀(142)이, 상측 구멍부(136a), 가이드 구멍(134a) 및 하측 구멍부(138a)에 삽입됨과 함께, 빠짐 방지핀(144)이, 가이드 핀(142)의 핀 구멍(142b)에 삽입되어 있다. 이에 의해, 가동 덮개 부재(115)가 슬라이드 지지부(134)로부터 탈락하는 것이 방지된다. 빠짐 방지핀(144)을 가이드 핀(142)으로부터 뽑아냄과 함께, 가이드 핀(142)를 가동 덮개 부재(115)로부터 뽑아냄으로써, 가동 덮개 부재(115)는 덮개부(132)로부터 제거할 수 있다.

가동 덮개 부재(115)와 가이드 핀(142)은 일체로 되어 좌우 방향(화살표 Y 방향)으로 변위한다. 따라서, 가동 덮개 부재(115)는, 가이드 핀(142)이 가이드 구멍(134a)에 의해 규제된 가동 범위 내에서, 덮개부(132)에 대하여 좌우 방향으로 변위 가능하다.

가이드 구멍(134a)의 개폐 방향 내측(개구부127측)의 단부에 가이드 핀(142)이 위치할 때, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는 가장 닫힌(가까운) 상태로 된다. 가이드 구멍(134a)의 개폐 방향 외측(개구부(127)와 반대측)의 단부에 가이드 핀(142)이 위치할 때, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는 가장 열린(이격) 상태로 된다. 즉, 가이드 구멍(134a)은, 가동 덮개 부재(115)의 가동 범위를 규정하고 있다. 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)가 가장 닫힌 상태에서, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)사이에는, 간극(127a)이 형성된다.

도 8에 있어서, 탄성 부재(118)는, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)를 서로 닫히는 방향으로 탄성적으로 압박한다. 본 실시 형태에서는, 탄성 부재(118)는, 탄력적 신축성을 갖는 재료(고무재, 엘라스토머 재 등의 탄성 재료)에 의해 링 형상으로 구성되어 있다. 탄성 재료에 의해 구성된 끈 형상 또는 로프 형상의 부재 단부끼리를 연결함으로써, 링 형상의 탄성 부재(118)가 구성되어도 된다.

도 8에 있어서, 탄성 부재(118)는, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)에 장착되어 있다. 즉, 탄성 부재(118)의 일부가, 한쪽의 가동 덮개 부재(115)의 홈부(115a)(도 10 참조)에 삽입됨과 함께 연결부(140)에 걸려 있고, 탄성 부재(118)의 다른 일부가, 다른 쪽의 가동 덮개 부재(115)의 홈부(115a)에 삽입됨과 함께 연결부(140)에 걸려 있다. 탄성 부재(118) 중, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115) 사이를 연장하는 부분은, 오목 형상 홈(115b)(도 10 참조)을 통해서 개구부(127)에 노출되어 있다.

이와 같이 구성 및 배치된 탄성 부재(118)에 의해, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는, 서로 닫히는 방향으로 탄성적으로 압박되고 있다. 이 때문에, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)에 대하여 확대 개방력을 작용시키지 않은 상태에서는, 도 8과 같이, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는, 가장 닫힌 상태로 되어 있다.

또한, 탄성 부재(118)는, 상술한 탄성 재료로 이루어지는 링 형상의 구성 대신에, 스프링(코일 스프링 등)의 형태를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)에 대하여 공통의 스프링을 설치하고, 당해 공통의 스프링에 의해 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)를 닫히는 방향으로 가압해도 된다. 혹은, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)에 대하여 개별로 스프링을 설치하고, 당해 개별의 스프링에 의해 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)를 닫히는 방향으로 각각 압박해도 된다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 개흉 시뮬레이터(110)는 내측 트레이(146)를 더 구비한다. 내측 트레이(146)는, 하우징(114) 내(동체부(130)) 내에 수용 가능함과 함께, 적재대(112)를 적재 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로, 내측 트레이(146)는, 저벽(146a)과, 이 저벽(146a)의 외주부로부터 상방으로 돌출된 주위벽(146b)을 갖고, 상방으로 개구되어 있다. 내측 트레이(146)는, 평면으로 볼 때, 동체부(130)의 내주 형상보다 작고, 적재대(112)의 외주 형상보다 크다. 도 4에 있어서, 내측 트레이(146)는, 평면으로 볼 때, 하우징(114)의 동체부(130)와 마찬가지로 사각 형상으로 형성되어 있지만, 다른 형상으로 형성되어도 된다.

도 1에 도시한 수기 시뮬레이터(10)에 있어서 개흉 시뮬레이터(110)가 채용된 경우, 개흉 시뮬레이터(110)의 셋업에 의해, 심장(12)은, 도 11과 같이 개흉 시뮬레이터(110) 내에 배치된다. 이 셋업은, 예를 들어 이하와 같이 행한다.

하우징(114)의 동체부(130)를 수술대 위에 얹고, 동체부(130)의 내측에 내측 트레이(146)를 배치함과 함께, 내측 트레이(146) 위에 적재대(112)를 얹는다.

이 경우, 베이스(120)의 상부에 수용 부재(122)를 엊은 상태의 적재대(112)를 내측 트레이(146)에 얹어도 되고, 혹은 베이스(120)을 먼저 내측 트레이(146)에 얹고 나서, 베이스(120)의 상부에 수용 부재(122)를 얹어도 된다. 내측 트레이(146) 및 적재대(112)를 수술대 위에 엊은 후에, 하우징(114)의 동체부(130)를 수술대에 얹어도 된다. 베이스(120)의 상부에 수용 부재(122)를 얹을 때, 베이스(120)의 절결부(120b)와 수용 부재(122)의 절결부(122d)의 둘레 방향 위치를 일치시켜 둔다.

이어서, 적재대(112)(수용 부재(122))의 적재 오목부(122a)에, 원하는 방향으로 심장(12)을 얹는다. 이때, 인간의 심장의 전방측(흉부측)을 상방을 향해 놓았을 때와 마찬가지 자세가 되도록 심장(12)을 얹는다. 이 경우, 적재 오목부(122a)의 형상에 맞추어, 적재 오목부(122a)에 심장(12)이 자연스럽게 들어가는 방향으로, 심장(12)을 적재 오목부(122a)에 얹으면, 심장(12)의 자세가 안정된다. 이 때문에, 적재 오목부(122a)에는, 심장(12)을 적절한 방향으로 간단하게 얹을 수 있다. 또한, 대동맥(15)은, 베이스(120)의 절결부(120b) 및 수용 부재(122)의 절결부(122d)에 배치된다(도 12 참조).

도 11에 도시한 바와 같이, 개흉 시뮬레이터(110)에서는, 심막을 모의한 막 형상 부재(150)가 사용되면 된다. 막 형상 부재(150)는, 유연한 비통액성의 부재로 이루어지고, 바람직하게는 신축성을 갖는다. 또한, 막 형상 부재(150)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 초기 상태에서, 전체가 주머니 형상으로 형성되어, 심장(12)을 덮고 있으면 된다. 막 형상 부재(150)는, 상술한 막 형상 부재(80)(도 5 참조)와 마찬가지 구조가 채용되어도 된다.

이어서, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)가 설치된 상태의 덮개부(132)를 동체부(130)에 얹는다. 이에 의해, 도 11과 같이, 개흉 시뮬레이터(110) 내에 심장(12)이 배치된 상태로 된다. 또한, 하우징(114) 내에서의 심장(12)의 위치가, 개구부(127)의 하방(닫힌 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)의 하방)에 배치되도록, 적재대(112)의 위치를 조정해 둔다. 도 11에 있어서, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는, 탄성 부재(118)의 탄성 압박력에 의해, 가장 닫힌 상태가 되어 있다. 이상에 의해, 개흉 시뮬레이터(110)의 셋업이 완료된다.

이어서, 도 1에 도시하는 원심 펌프(22)를 작동시켜서 심장(12)의 좌심실(12L) 및 우심실(12R)에 각각 배치된 제1 벌룬(14) 및 제2 벌룬(16)을 반복해서 확장 및 수축시킨다. 이에 의해, 심장(12)에 모의적인 박동이 부여된다. 또한, 개흉 시뮬레이터(110)가 채용된 경우의 수기 시뮬레이터(10)의 셋업은, 개흉 시뮬레이터(110)가 상술한 셋업을 제외하고, 하우징(82)가 채용된 수기 시뮬레이터(10)의 셋업과 동일하다.

이어서, 개흉 시뮬레이터(110)가 채용된 경우의 수기 시뮬레이터(10)를 사용한 심장 수술의 훈련 방법을 설명한다.

도 12와 같이, 시술자(훈련자)는, 개흉기(152)를 개흉 시뮬레이터(110)에 세트한다. 구체적으로는, 먼저, 개흉기(152)에 2개의 아암(154)을 가장 닫힌 상태로 해서, 2개의 아암(154)에 각각 설치된 훅(156)을, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115) 사이의 간극(127a)(도 11 참조)에 삽입한다. 이 간극(127a)은, 실제 수술에 있어서 흉골을 절개했을 때 생기는 약간의 간극을 모방하고 있다. 그리고, 레버(158)를 회전시킴으로써, 2개의 아암(154)의 상호 간격을 넓힌다(2개의 아암(154)을 벌린다).

이에 의해, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)가, 탄성 부재(118)의 탄성 압박력에 대항하여, 좌우 방향으로 확대 개방된다. 이와 같이 개흉기(152)에 의해 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)를 개방함으로써, 흉부외과 수술에 있어서의 개흉이 모의된다. 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)는, 탄성 부재(118)에 의해 압박됨으로써, 실제로, 절개한 흉골을 개방할 때, 시술자가 느끼는 저항력을 재현할 수 있다. 또한, 이 경우, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)의 개방 정도는, 시술자의 기호에 따라 임의로 조정할 수 있다. 실제로는, 시술자의 숙련 정도나 치료 범위에 따라, 심장의 노출 상태, 즉 흉부의 개방 정도는 다르다. 가동 덮개 부재(115)의 개방 정도를 임의로 조정할 수 있는 구성으로 함으로써, 다양한 시술자의 훈련에 대응할 수 있다.

개흉기(152)에 의해 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)를 개방하면, 심장(12)(본 실시 형태의 경우, 모의 심막인 막 형상 부재(150)에 덮인 심장(12))이 개구부(127)를 통해서 노출되어, 개흉된 상태가 모의된다. 이때, 개흉된 인간의 가슴 이미지가 제공됨과 함께, 펌프 시스템(18)(도 1)에 의해, 심장(12)에는 모의적인 박동이 부여되어 있기 때문에, 리얼리티가 풍부하다.

이어서, 시술자는, 개구부(127)를 통해서, 적당한 절단 기구(메스 등)에 의해 주머니 형상의 막 형상 부재(150)를 절개하여, 심장(12)을 노출시킨다. 이에 의해, 심막을 자르는 훈련을 행할 수 있다. 이어서, 시술자는, 도 13과 같이, 절개한 막 형상 부재(150)의 테두리부(150a)에 실(160)을 통과시킴과 함께, 실(160)을 개흉기(152)의 아암(154)에 걸어서 고정한다.

도 13의 상태에 있어서, 막 형상 부재(150)는, 심장(12)의 상방을 제외한 주위를 둘러싸도록 배치되어, 어느 정도의 혈액(B)을 저류시키도록, 적어도 하부가 주머니 형상으로 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 막 형상 부재(150)는, 수기 훈련 중에 있어서 관동맥(13)(도 1 참조)으로부터 누출되는 혈액(B)의 받침 접시로서의 역할을 담당한다.

이어서, 시술자는, 도시하지 않은 스태빌라이저를 개흉기(152)에 설치하여, 문합을 행하는 관동맥(13)의 주위 부분이 움직이지 않도록 당해 스태빌라이저로 고정한다. 그리고, 시술자는, 심장(12)에 대하여 소정의 처치(오프 펌프 CABG)를 행한다. 이에 의해, 당해 처치의 훈련을 행할 수 있다.

이 경우, 개흉 시뮬레이터(110)에 의하면, 하우징(114)의 상벽(126)의 개구부(127)에는, 좌우 방향으로 변위 가능하며 탄성 부재(118)에 의해 서로 닫히는 방향으로 가압된 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)가 배치되어 있다. 이 때문에, 개흉기(152)를 세트(위치 정렬)하는 부분에서부터, 심장 수술의 수기 훈련이 가능하다. 따라서, 실제 수술에 보다 가까운 분위기를 제공할 수 있다. 또한, 시술자의 기호에 따라 개흉의 크기를 임의로 바꿀 수 있기 때문에, 시술자가 하기 쉬운 훈련 환경(시야)을 제공할 수 있다.

이 개흉 시뮬레이터(110)에서는, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)가 가동 범위 내에서 서로 가장 근접한 상태에서, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115) 사이에는 간극(127a)이 형성되어 있다(도 7, 도 8 참조). 이 구성에 의해, 초기 상태에서 한 쌍의 가동 덮개 부재(115) 사이에 간극(127a)이 형성되어 있기 때문에, 개흉기(152)(도 12 참조)를 장착하기 쉽다.

이 개흉 시뮬레이터(110)에서는, 상기 탄성 부재(118)는, 탄성 재료에 의해 링 형상으로 구성되어 있고, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)에 걸려 있다. 이에 의해, 탄성 부재(118)를 간이 구성으로 실현할 수 있음과 함께, 분해 청소가 간단하다.

이 개흉 시뮬레이터(110)에서는, 탄성 부재(118)는, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)의 개폐 방향과 직교하는 수평 방향(화살표 X 방향)의 양단부에 있어서, 한 쌍의 가동 덮개 부재(115) 사이에 연장되어 있다. 이 구성에 의해, 수기 훈련 시에 탄성 부재(118)가 방해되는 일이 없다.

이 개흉 시뮬레이터(110)에서는, 적재대(112)는, 심장(12)의 외형 형상을 모방하여 형성된 적재 오목부(122a)를 갖고, 적재 오목부(122a)에 심장(12)이 적재된 상태에서, 심장(12)은 인간의 심장과 같은 방향으로 유지된다. 이 구성에 의해, 누가 하더라도 간단하게, 인간의 심장과 같은 방향으로 심장(12)을 적재대(112)에 얹을 수 있다.

이 개흉 시뮬레이터(110)에서는, 적재대(112)는, 경질 재료로 구성된 베이스(120)와, 상기 베이스(120)의 상부에 장착 가능하거나 또는 상기 상부에 고정되어 적재 오목부(122a)가 설치된 연질 수지제의 수용 부재(122)를 갖는다(도 8, 도 9 참조). 이 구성에 의해, 연질 수지제의 수용 부재(122)에 의해 심장(12)의 형상개체차를 흡수함으로써 소정의 방향으로 안정되게 유지할 수 있음과 함께, 경질의 베이스(120)에 의해 심장(12)을 안정되게 지지할 수 있다.

이 개흉 시뮬레이터(110)에서는, 하우징(114)은, 적재대(112)의 통과를 허용하는 하부 개구부(114a)(도 8 참조)를 갖는다. 이 구성에 의해, 수술대에 적재대(112)를 세트한 후에, 하우징(114)을 세트할 수 있기 때문에, 개흉 시뮬레이터(110)의 셋업이 용이하게 된다.

이 개흉 시뮬레이터(110)는, 하우징(114) 내에 수용 가능하고, 적재대(112)를 적재 가능한 내측 트레이(146)를 더 구비한다(도 8 참조). 이 구성에 의해, 내측 트레이(146)로 혈액(B)을 받아 낼 수 있어, 사용 후의 청소가 편해진다.

이 개흉 시뮬레이터(110)에서는, 심장(12)으로부터 유출된 혈액(B)은, 막 형상 부재(150)에 의해 받아 낼 수 있기 때문에, 적재대(112)의 혈액(B)에 의한 오염을 억제할 수 있다. 또한, 실제 수술에 있어서는 심장(12)의 주위에 출혈한 혈액이 고이기 때문에, 막 형상 부재(150)에 고인 혈액(B)은 한층 더 리얼리티를 가져온다.

본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 개변이 가능하다.

Claims (13)

1. 인간의 모의 심장으로서 사용되는 동물의 심장(12)과,
   상기 심장(12)의 좌심실(12L)에 삽입되도록 구성된 확장 및 수축 가능한 제1 벌룬(14)과,
   상기 심장(12)의 우심실(12R)에 삽입되도록 구성된 확장 및 수축 가능한 제2 벌룬(16)과,
   상기 제1 벌룬(14)과의 사이 및 상기 제2 벌룬(16)과의 사이에서 작동액(L)을 유동시키고, 상기 작동액(L)을 통해서 상기 제1 벌룬(14) 및 상기 제2 벌룬(16)을 확장 및 수축시키도록 구성된 펌프 시스템(18)과,
   상기 심장(12)의 3개의 관동맥(13)에 혈액을 직접 공급하는 혈액 공급부(20)를 구비하는
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
2. 제1항에 있어서,
   상기 혈액 공급부(20)는, 상기 3개의 관동맥(13)에 각각 삽입되도록 구성된 3개의 혈액 튜브(52)를 갖는
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
3. 제2항에 있어서,
   상기 3개의 혈액 튜브(52)가 삽입 관통되는 혈액 튜브 유지 구멍(76)이 형성된 튜브 홀더(72)를 더 구비하고,
   상기 튜브 홀더(72)는, 상기 심장(12)에 접속하는 대동맥(15) 내에 배치 및 고정되도록 구성되어 있는
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 벌룬(14)에는 상기 작동액(L)을 흘리는 제1 튜브(40)가 접속되고,
   상기 튜브 홀더(72)는, 상기 제1 튜브(40)가 삽입 관통되는 제1 튜브 유지 구멍(74)을 갖는
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혈액 튜브(52)의 선단 외주부에는, 확장 및 수축 가능한 확장부(70)가 설치되어 있는
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
6. 제1항에 있어서,
   상기 펌프 시스템(18)은, 유입 포트(36a) 및 유출 포트(36b)를 갖는 원심 펌프(22)와, 상기 제1 벌룬(14)과 상기 원심 펌프(22)의 상기 유입 포트(36a) 및 상기 유출 포트(36b)의 한쪽을 접속하는 제1 라인(26)과, 상기 제2 벌룬(16)과 상기 원심 펌프(22)의 상기 유입 포트(36a) 및 상기 유출 포트(36b)의 다른 쪽을 접속하는 제2 라인(28)을 구비하고,
   상기 원심 펌프(22)가 회전과 정지를 반복함으로써, 상기 제1 벌룬(14)과 상기 제2 벌룬(16)의 확장 및 수축의 동작 타이밍을 어긋나게 하는
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 벌룬(14)은, 상기 제2 벌룬(16)보다 크게 구성되고,
   상기 제2 라인(28)에는, 상기 작동액(L)의 일부를 저류하는 리저버(30)가 접속되어 있는,
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 상기 심장(12)의 하방에 존재하도록 상기 심장(12)의 둘레에 배치되어, 심막을 모의한 비통액성의 막 형상 부재(80, 150)를 더 구비하는
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 측벽(100) 및 상벽(102)을 가짐과 함께, 상기 심장(12)을 수용하는 크기를 갖고, 상기 상벽(102)에는 상기 심장(12)을 노출시키는 개구부(103)가 형성된 하우징(82)을 더 구비하는
   것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    개흉을 모의하는 개흉 시뮬레이터(110)를 더 구비하고,
    상기 개흉 시뮬레이터(110)는,
    상기 심장(12)을 적재하기 위한 적재대(112)와,
    상기 적재대(112)의 주위를 덮음과 함께, 상벽(126)을 갖고, 상기 상벽(126)에는 상기 심장(12)을 노출시키기 위한 개구부(127)가 설치된 하우징(114)과,
    상기 개구부(127)에 설치되어, 서로 접근 및 이격하는 좌우 방향으로 변위 가능한 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)와,
    상기 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)를 서로 닫히는 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성 부재(118)를 갖는
    것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
11. 제10항에 있어서,
    상기 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)가 가동 범위 내에서 서로 가장 근접한 상태에서, 상기 한 쌍의 가동 덮개 부재(115) 사이에는 간극(127a)이 형성되어 있는
    것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 탄성 부재(118)는, 탄성 재료에 의해 링 형상으로 구성되어 있고, 상기 한 쌍의 가동 덮개 부재(115)에 걸려 있는
    것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 심장(12)을 적재하기 위한 적재대(112)를 더 구비하고,
    상기 심장(12)은, 동물의 심장이고,
    상기 적재대(112)는, 상기 심장(12)의 외형 형상을 모방하여 형성된 적재 오목부(122a)를 갖고, 상기 적재 오목부(122a)에 모의 심장이 적재된 상태에서, 상기 심장(12)은 인간의 심장과 같은 방향으로 유지되는
    것을 특징으로 하는 수기 시뮬레이터(10).
    

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