KR20240067288A - 시뮬레이션된 조직 모델들 및 방법들 - Google Patents

Abstract

수술 기술들을 실습하기 위한 시뮬레이션된 조직 구조체들 및 이러한 구조체들을 제조하는 방법이 제공된다. 특히, 그 뒤에 동일한 수술 절차의 부분으로서 나머지 결함부를 봉합하는 것이 이어지는 종양 또는 다른 희망되지 않는 조직의 제거를 실습하기 위한 사실적인 장기 모델 또는 시뮬레이션된 조직 부분이 제공된다. 시뮬레이션된 조직 구조체들은, 결함 층으로부터 분리가 가능하며 봉합이 가능한 메시 층을 갖는 폴립 시뮬레이션을 포함한다. 교환이 가능하고 봉합이 가능한 조직 포드들을 갖는 시뮬레이션된 결장 모델뿐만 아니라 완전히 봉합이 가능한 직장 모델 및 봉합이 가능하고 착탈이 가능한 폴립 존들을 갖는 직장 모델이 또한 제공된다.

Description

시뮬레이션된 조직 모델들 및 방법들{SIMULATED TISSUE MODELS AND METHODS}

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 그 전체가 본원에 참조로서 통합된 "Suturable rectum model"이라는 명칭으로 2014년 12월 10일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/089,919호에 대한 우선권 및 이익을 주장하며; 본 출원은 그 전체가 본원에 참조로서 통합된 "Fully suturable rectum"이라는 명칭으로 2014년 11월 13일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/079,523호에 대한 우선권 및 이익을 주장하고; 본 출원은 그 전체가 본원에 참조로서 통합된 "One piece polyp simulation"이라는 명칭으로 2014년 11월 13일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/079,479호에 대한 우선권 및 이익을 주장하며; 본 출원은 그 전체가 본원에 참조로서 통합된 "Method of making simulated tissue using stencils"라는 명칭으로 2015년 02월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/118,179호에 대한 우선권 및 이익을 주장한다.

기술분야

본 출원은 전반적으로 수술용 트레이닝 툴들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 다양한 수술 기술들 및 절차들을 교습하고 실습하기 위하여 장기들 또는 조직을 시뮬레이션하는 해부학적 모델들에 관한 것이다.

의대생들뿐만 아니라 새로운 수술 기술들을 학습하는 숙련된 의사들은, 이들이 인간 환자들에 대하여 수술을 수행하기 위한 자격을 받기 이전에 반드시 집중적인 트레이닝을 겪어야만 한다. 트레이닝은, 다양한 조직 유형들을 커팅하고, 천공하며, 클램핑(clamp)하고, 그래스핑(grasp)하며, 스테이플링(staple)하고, 봉합하기 위한 다양한 의료 디바이스들을 이용하는 적절한 기술을 교습해야만 한다. 연수생이 마주할 수 있는 가능성의 범위가 매우 크다. 예를 들어, 상이한 장기들 및 환자 해부학적 구조들 및 질병들이 제시된다. 다양한 조직 층들의 두께 및 경도가 또한 신체의 부분마다 그리고 환자마다 변화할 것이다. 따라서, 기술들 및 기구들의 요구되는 스킬들이 또한 변화할 것이다. 추가로, 연수생은 용이하게 액세스가능한 개방 수술 위치들에서 그리고 복강경으로 액세스되는 위치들에서 기술들을 실습해야만 한다.

다수의 교습 보조기구들, 트레이너들, 시뮬레이터들 및 모델 장기들이 수술용 트레이닝의 하나 이상의 측면들에 대하여 이용이 가능하다. 그러나, 종양들 또는 다른 조직 구조체들의 제거를 포함하는 내시경, 복강경, 항문경유, 최소 침습 또는 다른 수술 절차들에서 마주할 가능성이 있는 모델 장기들 또는 시뮬레이션된 조직 엘리먼트들에 대한 필요성이 존재한다. 특히, 그 다음에 동일한 수술 절차의 부분으로서 봉합 또는 스테이플링에 의해 목표 영역의 폐쇄가 이어지는 종양 또는 다른 희망되지 않는 조직을 제거하는 반복가능한 실습을 위한 사실적인 모델 기관들에 대한 필요성이 존재한다. 이상의 관점에서, 수술 동안 마주하게 되는 이러한 특정한 상황들을 사실적으로 시뮬레이션하는 수술용 트레이닝 디바이스를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체가 제공된다. 구조체는, 그 사이에 제 1 두께를 획정(define)하는 실질적으로 평탄한의 제 2 표면에 대향되는 실질적으로 평탄한 제 1 표면을 갖는 실리콘으로 만들어진 제 1 층을 포함한다. 제 1 층은, 외부 주변부 및 외부 주변부 내부의 돌출 위치에서 제 1 표면으로부터 밖으로 연장하는 돌출부를 갖는다. 제 1 두께는 실질적으로 균일하며, 돌출부는 제 1 층의 증가된 제 1 두께에 의해 획정된다. 구조체는, 그 사이에 제 2 두께를 획정하는 실질적으로 평탄한 제 2 표면에 대향되는 실질적으로 평탄한 제 2 표면을 갖는 실리콘으로 만들어진 제 2 층을 포함한다. 제 2 두께는 실질적으로 균일하다. 제 2 층은 외부 주변부를 가지며, 제 1 층의 외부 주변부 및 제 2 층의 외부 주변부가 정렬되고, 제 2 층의 제 1 표면이 제 1 층의 제 2 표면을 향하고 이와 접촉하도록 제 1 층에 연결된다. 제 1 층 및 제 2 층은, 제 1 층 및 제 2 층이 돌출부의 절제를 용이하게 하기 위하여 돌출 위치에서 분리가 가능하도록 돌출부 위치 주변에 위치된 접착제로 함께 접착된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체가 제공된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는, 근위 단부 및 원위 단부 사이에서 연장하며 길이방향 축을 갖는 중심 루멘(lumen)을 획정하는 내부 표면 및 외부 표면을 구비한 측벽을 갖는 실질적으로 원통형의 튜브를 포함한다. 근위 단부 및 원위 단부 중 적어도 하나는 개방상태이다. 원통형 튜브는 내부 표면으로부터 외부 표면으로 측벽을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 개구를 포함한다. 구조체는, 적어도 하나의 개구 내로의 삽입을 위하여 구성되고 크기가 결정되는 적어도 하나의 포드(pod)를 포함한다. 포드는 또한 원통형 튜브와의 착탈가능한 연결을 위하여 구성된다. 포드는 캡(cap) 및 캡에 연결된 시뮬레이션된 조직을 포함한다. 캡은 플랜지(flange)를 가지며 개구부를 획정하는 프레임을 포함한다. 시뮬레이션된 조직은 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 실리콘의 적어도 하나의 평탄한 층을 포함한다. 시뮬레이션된 조직은, 시뮬레이션된 조직의 외부 표면이 플랜지에 연결되고 시뮬레이션 조직이 프레임에 의해 획정된 개구부에 걸쳐질 수 있도록 플랜지에 연결된다. 포드는, 시뮬레이션된 조직이 원통형 튜브에 연결될 때 측벽의 내부 표면과 정렬되도록 원통형 튜브에 착탈가능하게 연결된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 시뮬레이션된 조직 모델을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 모델은, 적어도 하나의 함몰부를 갖는 외부 표면을 갖는 세장형(elongated) 맨드릴(mandrel)을 제공하는 단계, 맨드릴을 회전시키는 단계, 경화되지 않은 실리콘의 제 1 층을 맨드릴 상에 적용(apply)하는 단계, 및 함몰부의 위치의 외부 표면 내에 형성된 깊이를 갖는 웰(well) 및 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 실질적으로 튜브형 구조체를 형성하기 위하여 제 1 층이 경화되게끔 하는 단계를 포함한다. 방법은, 웰의 형상에 실질적으로 대응하는 형상 및 웰의 깊이에 실질적으로 대응하는 두께를 갖는 경화된 실리콘의 제 2 층을 제공하는 단계, 제 2 층을 제 1 층의 웰 내부에 위치시키는 단계, 경화되지 않은 실리콘의 제 3 층을 제 1 층 및 제 2 층의 외부 표면 상에 적용하는 단계, 및 매끈한 외부 표면을 형성하기 위하여 제 3 층이 경화되고 제 1 및 제 2 층에 접착하게끔 하는 단계를 더 포함한다. 방법은, 제 2 층보다 더 작은 크기를 갖는 시뮬레이션된 종양을 제공하는 단계, 시뮬레이션된 종양을 제 2 층에 인접한 함몰부의 위치에서 제 1 층의 내부 표면에 부착하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 시뮬레이션된 조직 모델을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 외부 표면을 갖는 세장형 맨드릴을 제공하는 단계, 경화되지 않은 실리콘의 제 1 층을 맨드릴 상에 적용하는 단계, 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 실질적으로 튜브형의 구조체를 형성하도록 제 1 층이 경화되게끔 하는 단계를 포함한다. 방법은, 제 1 층보다 더 작은 크기를 갖는 시뮬레이션된 종양을 제공하는 단계, 시뮬레이션된 종양을 제 1 층의 내부 표면 상의 위치에 부착하는 단계를 더 포함한다. 방법은, 종양의 크기보다 더 큰 크기를 갖는 경화된 실리콘의 제 2 층을 제공하는 단계, 제 2 층을 종양의 위치와 대향되는 위치의 제 1 층의 외부 표면 상에 위치시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 시뮬레이션된 조직 모델을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 모델은, 적어도 하나의 외향(outward) 디텐트(detent)가 구비된 외부 표면을 갖는 세장형 맨드릴을 제공하는 단계, 맨드릴을 회전시키는 단계, 경화되지 않은 실리콘의 제 1 층을 맨드릴 상에 적용하는 단계, 및 외향 디텐트의 위치의 내부 표면 내에 형성된 깊이를 갖는 웰 및 외부 표면 및 루멘을 형성하는 실질적으로 튜브형 구조체를 형성하도록 제 1 층이 경화되게끔 하는 단계를 포함한다. 방법은, 폴립(polyp) 시뮬레이션을 제공하는 단계, 및 폴립 시뮬레이션을 제 1 층의 웰 내부에 위치시키는 단계를 더 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 모델 장기를 갖는 수술 트레이닝 디바이스의 측면도를 예시한다.
도 2a는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체의 측면 단면도를 예시한다.
도 2b는 본 발명에 따른 절제된 종양과 함께 시뮬레이션된 조직 구조체의 측면 단면도를 예시한다.
도 2c는 본 발명에 따른 봉합사(suture)가 개방된 상태의 시뮬레이션된 조직 구조체의 측면 단면도를 예시한다.
도 2d는 본 발명에 따른 봉합사가 폐쇄된 상태의 시뮬레이션된 조직 구조체의 측면 단면도를 예시한다.
도 3a는 본 발명에 따른 원형 결함부를 갖는 결함 층의 상면도를 예시한다.
도 3b는 본 발명에 따른 세장형 결함부를 갖는 결함 층의 상면도를 예시한다.
도 3c는 본 발명에 따른 비정형 결함부를 갖는 결함 층의 상면도를 예시한다.
도 3d는 본 발명에 따른 2-피스 결함부를 갖는 결함 층의 상면도를 예시한다.
도 3e는 본 발명에 따른 멀티-파트 결함 층의 상면도를 예시한다.
도 3f는 본 발명에 따른 복수의 결함부들을 갖는 결함 층의 상면도를 예시한다.
도 4는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체의 상면도를 예시한다.
도 5는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체의 측면 단면도를 예시한다.
도 6a는 본 발명에 따른 모듈식 조직 구조체 및 지지부의 사시도를 예시한다.
도 6b는 본 발명에 따른 모듈식 조직 구조체 및 지지부의 사시도를 예시한다.
도 7은 본 발명에 따른 인간 자궁을 모방하도록 구성된 시뮬레이션된 조직 구조체의 단면도를 예시한다.
도 8은 본 발명에 따른 모듈식 조직 구조체의 상면도를 예시한다.
도 9는 본 발명에 따른 모듈식 조직 구조체의 상면도를 예시한다.
도 10a는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체의 사시도를 예시한다.
도 10b는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체의 사시도를 예시한다.
도 11a는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체의 사시도를 예시한다.
도 11b는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체의 사시도를 예시한다.
도 12는 본 발명에 따른 봉합 바늘 및 시뮬레이션된 조직 구조체의 사시도를 예시한다.
도 13a는 본 발명에 따른 폴립 시뮬레이션의 투명 측면도를 예시한다.
도 13b는 본 발명에 따른 폴립 시뮬레이션의 결함 층의 측면 정면도를 예시한다.
도 13c는 본 발명에 따른 폴립 시뮬레이션의 메시 층의 측면 정면도를 예시한다.
도 13d는 본 발명에 따른 폴립 시뮬레이션의 근육 층의 측면 정면도를 예시한다.
도 14a는 본 발명에 따른 근육 층에 대한 몰드(mold)의 측면 정면도를 예시한다.
도 14b는 본 발명에 따른 근육 층에 대한 몰드의 상면도를 예시한다.
도 15a는 본 발명에 따른 결함 층에 대한 몰드의 측면 정면도를 예시한다.
도 15b는 본 발명에 따른 결함 층에 대한 몰드의 상면도를 예시한다.
도 16은 본 발명에 따른 결함 몰드, 결함 층, 메시 층, 몰드 릴리즈(release) 층 및 근육 층의 분해도를 예시한다.
도 17a는 본 발명에 따른 부착된 시뮬레이션 조직 부분들을 갖는 포드들을 갖는 조직 시뮬레이션 모델을 예시한다.
도 17b는 본 발명에 따른 포드 어셈블리를 예시한다.
도 17c는 본 발명에 따른 포드 어셈블리의 분해도를 예시한다.
도 18은 본 발명에 따른 조직 부분이 없는 포드 프레임의 하단 사시도이다.
도 19는 본 발명에 따른 조직 시뮬레이션 모듈의 상단 사시 단면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 조직 시뮬레이션 모델을 제조하기 위하여 사용되는 맨드릴의 부분의 상단 사시도이다.
도 21은 본 발명에 따른 조직 시뮬레이션 모델의 단면도이다.
도 22는 본 발명에 따른 조직 시뮬레이션 모델의 상단 사시도이다.
도 23은 본 발명에 따른 조직 시뮬레이션 모델의 단면도이다.
도 24는 본 발명에 따른 조직 시뮬레이션 모델을 제조하기 위한 맨드릴의 단면도이다.
도 25는 본 발명에 따른 조직 시뮬레이션 모델의 단면도이다.
도 26a는 본 발명에 따른 조직 시뮬레이션 모델의 메시 층의 상단 평면도이다.
도 26b는 본 발명에 따른 원통형 슬리브(sleeve)로 형성된 조직 시뮬레이션 모델의 메시 층의 상단 평면도이다.
도 27은 본 발명에 따른 맨드릴 상에 위치되는 메시 슬리브를 예시한다.
도 28은 본 발명에 따른 맨드릴 상에 위치된 메시 슬리브를 예시한다.
도 29는 본 발명에 따른 예시적인 봉합사 경로를 가지고 완전히 봉합가능한 직장의 단부 단면도를 예시한다.

복부 영역과 같은 환자의 몸통을 모방하도록 구성된 수술 트레이닝 디바이스(10)가 도 1에 예시된다. 수술 트레이닝 디바이스(10)는, 시뮬레이션된 또는 진짜(live) 조직(20)을 수용하기 위한 사용자로부터 실질적으로 가려지는 시뮬레이션된 체강(18)을 제공한다. 체강(18)은, 체강(18) 내에 위치되고 발견되는 조직 또는 장기(20)에 대하여 수술 기술들을 실습하기 위하여 사용자가 이용하는 디바이스들에 의해 관통되는 조직 시뮬레이션 영역(19)을 통해 액세스된다. 체강(18)이 조직 시뮬레이션 영역(19)을 통해 액세스가능한 것으로 도시되지만, 본원에 그 전체가 참조로서 포함되며 "Portable Laparoscopic Trainer"라는 명칭으로 2011년 09월29일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제13/248,449호에서 설명되는 바와 같이 손-보조 액세스 디바이스 또는 단일-사이트(single-site) 포트 디바이스가 대안적으로 체강(18)을 액세스하기 위하여 사용될 수 있다. 수술 트레이닝 디바디스(10)는 복강경 또는 다른 최소 침습 수술 절차들을 실습하기 위하여 특히 적합하다.

수술 트레이닝 디바이스(10)는 베이스(12) 및, 상단 커버(14)와 베이스(12) 사이에 내부 공동(18)을 획정하기 위해 베이스(12)로부터 이격되며 이에 연결된 상단 커버(14)를 포함한다. 적어도 하나의 레그(leg)(16)가 상단 커버(14)와 베이스(12)를 분리하고 이들을 상호연결한다. 모델 장기 또는 시뮬레이션된 조직(20)은 체강(18) 내에 배치된다. 도 1에 도시된 모델 장기(20)는, 테더(tether)들(22)에 의해 상단 커버(14)로부터 매달려 있으며 적어도 하나의 레그(24)에 연결되는 것으로 도시되는 부분적인 결장 또는 장이다. 적어도 하나의 레그(24)는 내부 공동(20)을 향하는 개구(미도시)를 갖는다. 모델 결장(20)은 근위 단부 및 원위 단부를 갖는 튜브(26)를 포함한다. 튜브(26)의 근위 단부는 레그(16)의 개구와 상호연결되어, 개구가 튜브(26)의 루멘에 대한 액세스 포트를 제공한다. 액세스 포트 및 개구는 액세스 디바이스(28)를 가지고 폐쇄된 것으로 도 1에 도시되며, 이는 튜브(26)의 밀봉된 원위 단부와 함께 주입 포트(30)를 통해 전달가능한 유체를 이용한 주입을 위하여 적응된 모델 장기(20)를 제공한다. 실리콘과 같은 부드러운 재료로 만들어진 선택적인 삽입부(32)가 액세스 포트에 대한 사실적인 인터페이스를 생성한다. 튜브(26)의 원위 단부는 체강(18) 내로 연장하며 체강(18) 내에 매달린다. 시뮬레이션된 장기(20)의 튜브(26)의 내부는 레그(24)의 액세스 포트를 통해 또는 조직 시뮬레이션 영역(19) 또는 기구 삽입 포트들(34)을 통해 액세스가 가능하다. 액세스 포트를 통해 체강(18) 내로 또는 장기(20) 내로 삽입된 내시경 카메라는 도 1에서 폐쇄된 위치로 도시된 접힘형 비디오 스크린(36) 상에서 디스플레이를 위하여 라이브 이미지를 생성한다. 도 1의 시뮬레이션된 장기(20)가 항문경유 최소 침습 수술과 관련한 절차들을 실습하기에 이상적이지만, 임의의 시뮬레이션된 장기 또는 조직 부분이 이용될 수 있다. 장기(20)의 하나의 특정 측면은 적어도 하나의 종양 또는 결함부(38)가 제공되고 장기에 연결된다는 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종양(38)은 장기 튜브(26)의 벽에 연결된다.

이제 도 2a를 참조하면, 종양(38)을 포함하는 시뮬레이션된 장기(20)의 일 부분의 부분적인 측면 단면도가 도시된다. 시뮬레이션된 장기 또는 조직(20)은 베이스 층 또는 장기 벽(40)을 포함한다. 장기 벽(40)은, 실제 살아있는 조직을 모방하도록 구성된 실리콘 또는 다른 폴리머와 같은 재료로 만들어지며, 적절하게 염색된다. 다양한 두께들 및 천연색(coloration)들의 하나 이상의 베이스 층들(40)이 벽(40) 전체를 포함하기 위하여 이용될 수 있다. 일 변형예에 있어서, 장기 벽(40)은 강성이며 폴리머성 재료로 만들어진다. 베이스 층(40) 위에 제 2 층 또는 결함 층(42)이 존재한다. 결함 층(42)은 베이스 층(40)과 동일하거나 더 작은 크기이며, 이는 종양(38)에 대한 융기된 플랫폼을 형성한다. 결함 층(42)은, 단일 유닛으로서 베이스 층(40)과 일체로 형성되는 것을 포함하여, 접착제 또는 당업자에게 공지된 다른 수단에 의해 베이스 층(40)에 연결된다. 결함 층(42)은 실리콘으로 만들어지고 일 변형예에 있어서 베이스 층(40)과 동일한 컬러이며, 그 결과 결함 층(42)이 베이스 층(40)의 배경 내로 블렌딩(blend)된다. 결함 층(42)은 적어도 하나의 결함부 또는 간극(gap)(44)을 포함한다. 일 변형예에 있어서, 결함부(44)는, 결함부를 폐쇄하기 위하여 봉합, 스테이플링 또는 유사한 것을 이용하는 수술적 주의를 필요로 하는, 찢음, 커팅, 제거 또는 다른 수술 절차로부터 기인하는 실제 조직 내의 절개부, 간극 또는 공극(void)을 모방하는 결함 층(42) 내의 미리-제조된 구멍(breach)이다. 이러한 상황은, 종양의 전체가 조직 내에 나머지 결함부를 남겨두면서 절제된다는 것을 예방적으로 보장하기 위하여, 주변 조직이 또한 종양(38)과 함께 제거되는 경우의 종양(38)의 제거 시에 가장 흔하게 발생한다. 결함부(44)는 그 사이에 간극을 획정하는 2개의 대향되는 측면(side)들 또는 표면들을 포함한다. 인접한 측면들 또는 표면들이 베이스 층(40)에 대하여 수직인 것으로 도시되지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 병치된 표면들 또는 측면들이 임의의 형상을 가질 수 있고, 예를 들어, 만곡될 수 있다. 결함부(44)는 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 논의될 바와 같이 임의의 형상을 가질 수 있다.

이제 도 3a를 참조하면, 원형 결함부(44)를 갖는 결함 층(42)의 상면도가 도시된다. 세장형, 장방형, 또는 타원형 결함부(44)를 갖는 결함 층(42)이 도 3b에 도시된다. 결함부(44)는 도 3c에 도시된 바와 같이 무정형 또는 임의의 형상일 수 있다. 결함 층(42)은 도 3d에 도시된 바와 같이 멀티-파트일 수 있으며, 여기에서 결함 층(42)은 그 사이에 적어도 하나의 결함부(44)를 생성하기 위하여 병치된 2개 이상의 인접한 결함 층 피스들(42a, 42b)을 포함한다. 다른 멀티-파트 결함 층(42)이 도 3e에 도시되며, 복수의 인접한 결함 층 피스들(42a, 42b 및 42c)이 그 사이에 하나 이상의 결함부들(44)을 형성한다. 물론, 결함 층(42)이 도 3f에 도시된 바와 같이 복수의 결함부들(44a, 44b 및 44c)을 포함할 수 있다. 결함부들(44)은 도 3f에 도시된 것과 전부 동일하거나 또는 상이한 형상들을 가질 수 있다. 결함부의 형상, 두께 및 크기는 외과의 연수생이 다양한 난이도로 결함부들을 가로질러 봉합하는 것을 실습하는 것을 가능하게 한다. 일 변형예에 있어서, 결함 층(42)은 동일한 두께가 아니다. 대신에, 결함 층(42)의 두께는 결함부를 폐쇄하는 것 또는 봉합하는 것의 난이도를 증가시키기 위하여 결함 위치(48)에서 변화한다.

다시 도 2a를 참조하면, 종양(38)이 결함 층(42) 위에 위치된다. 종양(38)은 바람직하게는 베이스 층(40) 또는 결함 층(42) 또는 이들 둘 모두와 상이한 컬러이며, 그 결과 이는 연수생에 의해 용이하게 식별이 가능하다. 바람직하게는, 종양(38)은 실리콘 또는 다른 폴리머 재료로 만들어지며, 이는 적색, 흑색, 청색 또는 어두운 갈색이다. 일반적으로, 종양(38)은 베이스 또는 결함 층들(40, 42)보다 더 어두운 컬러이거나, 또는 스코프를 통해 바라볼 때 달리 그 사이에 대비가 된다. 일 변형예에 있어서, 종양(38)은 접착제 또는 당업자에게 공지된 다른 수단에 의해 결함 층(42)에 연결된다. 다른 변형예에 있어서, 종양(38)은 결함 층(42)에 부착되거나, 또는 연결되지는 않지만 그 위에 착탈가능하게 위치된다.

계속해서 도 2a를 참조하면, 시뮬레이션된 구조체(20)는 종양(38) 위에 위치된 커버 층(46)을 포함한다. 일 변형예에 있어서, 커버 층(46)은 종양(38), 결함 층(42) 및 베이스 층(40) 위에 놓인다. 커버 층(46)은 바람직하게는 투명 또는 반투명 컬러이며, 실리콘과 같은 폴리머 재료로 만들어진다. 일 변형예에 있어서, 커버 층(46)은 베이스 층(40) 또는 결함 층(42)과 동일한 컬러이다. 커버 층(46)은 적어도 베이스 층(40) 또는 결함 층(42)만큼 두꺼우며, 일 변형예에 있어서는 이는 결함 층(42)보다 더 얇고, 다른 변형예에 있어서는 이는 베이스 층(40)보다 더 얇다. 커버 층(46)은 전체 종양(38) 및 결함 층(42)을 커버하도록 크기가 결정되며, 일 변형예에 있어서 베이스 층(40)과 접촉하도록 충분히 크다. 다른 변형예에 있어서, 커버 층(46)은 전체 종양(38)을 커버하고 결함 층(40)과 접촉하도록 크기가 결정된다. 커버 층(46)은, 접착제 또는 당업자에게 공지된 다른 수단을 이용하여 베이스 층(40), 결함 층(42), 종양(38) 또는 3개의 층들 중 2개 이상의 층들에 연결된다. 다른 변형예에 있어서, 커버 층(46)이 더 작으며 결함 층(42)에만 연결된다. 또 다른 변형예에 있어서, 커버 층(46)은 접착제 또는 당업자에게 공지된 다른 수단에 의해 결함 층(42) 및 베이스 층(42) 둘 모두에 연결된다. 커버 층(46)은 임의의 형상 또는 크기일 수 있으며, 외과의에게 인공적인 종양 위치에 대한 계층화된 표면 대신에 매끄러운 표면을 제공하도록 구성된다. 일 변형예에 있어서, 커버 층(46), 종양(38), 결함 층(42) 또는 베이스 층(40)은 표면 텍스처링(texturing)을 포함한다. 또한, 커버 층(46)은 종양(38) 및 결함 층(42)을 커버 층(46)과 베이스 층(40) 사이에 끼워진 채로 유지하는데 도움을 주며, 이는 종양(38)이 결함 층(42)에 부착되지 않는 경우의 변형예에 있어서 유익하다. 베이스 층(40), 결함 층(42), 커버 층(46) 및 종양(38)의 상단 평면도가 도 4에 도시된다. 일 변형예에 있어서, 베이스 층(40), 결함 층(42) 및 커버 층(46) 중 임의의 하나 이상은, 실리콘 층이 통합된 메시 구조적 지지부 또는 다른 유형의 보강재를 가질 수 있도록 우븐(woven), 직물 또는 메시 재료 예컨대 나일론 또는 무명천 위에 몰딩된 실리콘으로 형성된다. 층들(38, 40, 42, 46) 중 임의의 하나 이상의 층이 실리콘과 같은 탄성 폴리머와 결합된 직물 또는 메시 보강재를 포함할 수 있다. 메시 지지부는, 봉합사, 스테이플, 또는 봉합 바늘이 층들 중 적어도 하나를 관통해 찢는 것을 방지하는데 도움을 주며, 특히 봉합사가 간극(44)에 가깝게 풀링(pull)될 때 결함 층(42)을 관통해 찢는 것을 방지하는데 도움을 준다.

도 2b에서, 종양(38) 및 커버 층(46)의 일 부분이 베이스 층(40)으로부터 절제되는 것으로 도시된다. 절제는, 종양(38)을 제거하기 위하여 스캘펄(scalpel) 또는 다른 의료 기구와 같은 수술용 기구를 사용하여 연수생에 의해 수행된다. 연수생은, 도 2b에 도시된 바와 같은 기저 결함부(44)를 노출시키기 위하여 종양(38) 둘레의 커버 층(46)을 커팅하고, 종양(38)을 분리하며, 종양(38)을 그 지점으로부터 들어 올려서 멀어지도록 제거할 것이다. 그런 다음, 도 2c에 도시된 바와 같이, 연수생은 도 2d에 도시된 바와 같이 수술용 봉합사(48)를 사용하여 결함 층(42)의 립(lip)들 또는 에지(edge)들을 함께 묶어서 결함부(44)를 봉합하며, 그럼으로써 종양(38)의 수술적 제거에 의해 생성된 간극 또는 상처의 폐쇄를 실습한다. 개구부를 생성하기 위하여 적어도 하나의 층을 커팅하는 것, 인공적인 종양을 제거하는 것, 및 간극을 봉합하는 것은, 시뮬레이션된 조직 구조체가 사용자에 의한 관찰로부터 적어도 부분적으로 가려지도록 시뮬레이션된 조직 구조체가 수술 트레이닝 디바이스의 시뮬레이션된 체강(18) 내부에 배치되어 있는 동안에 수행된다.

이제 도 5를 참조하면, 제 2 또는 결함 층(42) 내에 미리-형성된 간극 또는 결함부가 존재하지 않는 다른 변형예가 도시된다. 대신에, 종양(38)의 절제 시에, 사용자에 의해 커버 층(46), 결함 층(42), 베이스 층(40) 중 하나 이상의 층 내에 결함부가 생성되며, 임의의 나머지 종양 부분은 사용자에 의해 제거되지 않는다. 그러면, 사용자는 이러한 층들(38, 40, 42, 46) 중 임의의 층 내에 생성된 결함부를 봉합하는 것을 실습할 것이다. 이러한 일 변형예에 있어서, 결함 층(42) 또는 베이스 층(40) 중 하나가 구성물로부터 생략된다. 다른 변형예에 있어서, 종양(38)이 베이스 층(40) 상에 위치되고, 결함 층(42)은, 결함 층(42)이 종양(38) 위에 존재하도록 종양(38) 위에 위치된다. 이러한 변형예에 있어서, 커버 층(46)이 포함되거나 또는 포함되지 않을 수 있다. 커버 층(46)이 포함되는 경우, 이는 별개의 단일 층으로서 결함 층과 함께 일체로 형성될 수 있다. 도 2 내지 도 5와 관련하여 이상에서 설명된 구성물들 중 임의의 구성물에 있어서, 실제 조직의 시뮬레이션된 효과들을 제공하기 위해 필요한 경우 그에 따라서 구성물들이 거꾸로 뒤집힐 수 있거나 또는 달리 층들이 반대로 위치되거나 또는 달리 구성물이 상단 또는 하단 방향 중 하나로부터 사용자에 의해 접근이 가능할 수 있으며, 동시에 층들의 두께들 및 컬러들이 조정될 수 있다.

이제 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 이러한 설명의 변형예들 중 임의의 것에 있어서, 시뮬레이션된 조직 구성물은, 전체 시뮬레이션된 장기(20)와 일체로 형성되는 대신에 착탈가능하고 교체가능한 모듈(50)로서 구성되도록 모듈식일 수 있다. 하나 이상의 모듈들(50)은 모듈 지지부(52) 내에 포함되거나 또는 그 내부에서 지지된다. 모듈 지지부(52)는, 제 1 표면(51), 제 2 표면(53) 및 지지부(52) 내에 형성된 하나 이상의 종양 모듈 수용 부분들(54, 56, 58)을 포함한다. 종양 지지부(52)는 강성이거나 또는 유연할 수 있으며, 폴리머성 재료로 만들어질 수 있다. 종양 지지부(52)는 또한 탄성중합체 재료의 시트를 포함할 수 있다. 모듈 수용 부분들(54, 56, 58)은 각기 대응하는 크기 및 구성의 모듈(50)을 수용하도록 크기가 결정되고 구성된다. 도 6의 모듈들(50) 및 모듈 수용 부분들(54, 56, 48)이 원형으로 도시되지만; 그러나, 종양 모듈(50)은 모듈 지지부(52) 내에 형성된 상보적인 형상의 수용 부분들에 따라 임의의 형상일 수 있다. 지지부(52)의 두께는 변화할 수 있으며, 이는 종양 모듈(50) 배치의 다양한 깊이들을 갖는 구성물을 제공한다. 모듈 수용 부분들(54, 56, 58)은, 그 위에 종양 모듈들(50)이 위치할 수 있는 하단 벽들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 종양 수용 부분들(54, 56, 58)은, 종양(38)을 갖는 모듈들(50)이 그 사이에 연결되거나 또는 하나의 표면(51, 53)에서의 개구부들 중 하나에 연결되거나 또는 종양 수용 부분 내에 매달린 상태로 제 1 표면(51)과 제 2 표면(53)의 개구부들 사이에서 연장한다. 일 변형예에 있어서, 단일 종양 모듈(50)은 하나 이상의 종양들(38)을 포함한다. 모듈 지지부(52)는 하나 이상의 종양 모듈들(50)로 채워지며, 시뮬레이션된 조직 구성물(20)은 수술 트레이닝 디바이스(10), 프레임워크 또는 다른 몸통 모델의 체강(18) 내로 삽입된다. 이는 트레이닝 디바이스(10)의 베이스(12) 상에 위치되거나 또는 트레이닝 디바이스(10)의 체강(18) 내에 매달릴 수 있다. 시뮬레이션된 조직 구성물(20) 및/또는 트레이닝 디바이스는, 트레이닝 디바이스(10)에 대한 시뮬레이션된 조직 구성물(20)의 배치, 매달음 또는 연결을 위한 부착 메커니즘들, 예컨대 클립들, 체결구들, 와이어들, 훅-앤-루프(hook-and-loop) 유형의 체결구들 및 유사한 것을 가지고 만들어진다.

특히 도 6b를 참조하면, 하나가 넘는 층을 포함하는 모듈 지지부(52)가 도시된다. 도 6b의 모듈 지지부(52)는 제 2 층(55)에 연결된 제 1 층(57)을 포함한다. 일 변형예에 있어서, 제 1 층(57)은 탄성중합체 재료의 시트로 만들어지며, 제 2 층(55)은 임의의 적절한 폴리머성 재료 예컨대 저-밀도 탄성중합체 폼(foam)으로 만들어진다. 제 2 층(55)은 제 1 층(57)에 대한 지지부로서 역할한다. 제 2 층(55)은 또한 유익하게는, 모듈들(50) 내의 종양들(38)이 제 1 표면(51)에 대하여 모듈 지지부(52) 내로 깊숙이 배치되는 것을 허용하는 모듈 지지부(52)에 대한 깊이를 제공한다. 모듈 수용 부분들(54, 56, 58)은 제 1 층(57) 및 제 2 층(55) 중 하나 내에 또는 하나 이상 내에 형성된다. 제 2 층(55) 내에 형성된 모듈 수용 부분들(54, 56, 58)은, 동일한 모듈 수용 부분(54, 56, 58)이 제 1 층(57) 내에 가지는 형상과는 상이한 형상을 가질 수 있다. 일 변형예에 있어서, 종양 모듈(50)은 적어도 오로지 제 2 층(55) 내부에 내장되거나 또는 매립된 시뮬레이션된 종양(38)만을 포함하며, 동시에 제 1 층(57) 또는 제 2 층(55) 중 적어도 하나가 사용자가 폐쇄를 실습할 수 있는 결함 층을 구성한다. 대안예로서, 제 1 층(57)이 모듈 수용 부분을 포함하는 대신에, 제 1 층(57)이 제 2 층(55) 내에 형성된 종양 수용 부분 내에 위치된 종양(38)을 액세스하기 위하여 사용자가 커팅을 실습하는 커버 층으로서 역할한다. 이러한 변형예에 있어서, 제 1 층(57)은 실리콘과 같은 탄성중합체 재료의 시트일 수 있으며, 제 2 층(55)은 저-밀도 탄성중합체 폼의 층이다. 모듈 지지부(52)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 평탄하거나, 또는, 대안적으로, 인간 해부학적 구조, 조직 또는 장기의 일 부분을 모방하도록 성형된다.

예를 들어, 도 7은 인간의 자궁을 모방하도록 성형된 지지부(52)를 예시한다. 지지부(52)는 제 2 층(55)에 연결된 제 1 층(57)을 포함한다. 일 변형예에 있어서, 제 1 층(57)은 탄성중합체 재료의 시트와 같은 임의의 적절한 폴리머성 재료로 만들어지며, 제 2 층(55)은 임의의 적절한 폴리머성 재료 예컨대 저-밀도 탄성중합체 폼으로 만들어진다. 제 2 층(55)은 제 1 층(57)에 대한 지지부로서 역할하고, 유익하게는 모듈들(50) 내의 종양들(38) 또는 종양들(38)이 자체적으로 지지부(52)에 연결되며, 도 7에 도시된 바와 같은 제 1 층(57) 내에 내장되는 것을 포함하여, 다양한 위치들 및 배향들로 지지부(52) 전체에 걸쳐 분산되고 지지부(52) 내로 깊이 사실적으로 연장하는 것을 허용한다. 종양 또는 모듈 수용 부분들(61)은 제 1 층(57) 및 제 2 층(55) 중 적어도 하나의 층 내에 형성된다. 종양 수용 부분들(61)은 제 2 층(55) 내에 미리-형성된 포켓들일 수 있거나, 또는 사용자가 제 1 층(55) 내로 슬릿(slit)들을 커팅함으로써 형성될 수 있다. 일 변형예에 있어서, 종양들(38)은 인간 자궁들에서 공통적으로 발견되는 유섬유종 종양들을 모방하도록 구성된다. 지지부 내에 배치된 종양들(38)에 의해 시뮬레이션되는 유섬유종 종양들의 예들은 비제한적으로 다음의 유형의 유섬유종들을 포함한다: 유경성 점막하 유섬유종들, 장막하 유섬유종들, 점막하 유섬유종들, 유경성 장막하 유섬유종들 및 벽내 유섬유종들. 사용자는, 액세스 채널 또는 개구부(63)를 통해 제 1 표면(51) 또는 제 2 표면(53)으로부터 시뮬레이션된 종양들(38)을 절제하기 위하여 지지부(52)에 접근할 수 있다. 일 변형예에 있어서, 개구부(63)는 오로지 중공 부분(59)에 대한 개구부로서만 역할하거나 또는, 대안적으로, 지지부(52)가 평면 C-형 구조체 위 또는 아래로부터 사용자에게 이용가능한 액세스를 갖는 실질적으로 C-형 평면 구성을 가질 수 있다.

일 변형예에 있어서, 변형예들 중 임의의 변형예의 모듈 지지부(52)는 평탄한 것이 아니라, 커브들 및 다른 구조체들, 마운틴들 및 밸리들 및 다양한 텍스처들을 포함하는 랜드스케이프(landscape)가 구비된다. 변화하는 랜드스케이프는 각각의 종양 위치에 접근함에 있어서 다양한 레벨들의 난이도를 사용자에게 제공하며, 이는 사용자가 종양 위치들을 가릴 수 있는 아티팩트(artifact)들 및 특징부들 둘레를 네비게이션(navigate)할 것을 요구한다. 종양 지지부(52) 내의 이러한 구조적 아티팩트들은 종양 지지부(52)와 일체로 형성될 수 있거나, 또는, 종양 모듈들(50)과 유사한 구조의 모듈식일 수 있으며 이는 해부학적 랜드스케이프 모듈들을 착탈가능하게 그리고 교환가능하게 만든다. 종양 모듈들(50)은, 예를 들어, 모듈 지지부(52)의 상부 및 하부 표면들(51, 53) 중 하나 이상으로부터 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 연장하는 실리콘 또는 다른 재료로 만들어진 특징부들 및 아티팩트들 또는 텍스처들을 포함하는 비-종양 모듈들과 교환이 가능하다. 이러한 비-종양 모듈들 내의 특징부들은, 인접한 장기 구조체들 또는 조직들을 포함하는 해부학적 구조를 모방하기 위하여 다양한 형상들을 가질 수 있다. 예를 들어, 비-종양 모듈은 장을 모방하기 위한 실리콘의 튜브형 형태를 포함할 수 있다. 비-종양 및 종양 모듈들(50)은 당업자에게 공지된 임의의 수단에 의해 모듈 지지부(52)에 착탈가능하게 연결되며, 이는 사용자가 사용 이후에 모듈을 폐기하고, 그런 다음 폐기된 모듈을 대체하거나 또는 모듈 지지부(52) 내의 인접한 모듈(50)로 이동하거나 또는 상이한 특징부 또는 난이도 레벨을 갖는 다른 종양 모듈(50)에 대하여 종양 모듈(50)을 변경함으로써 실습을 계속하는 것을 가능하게 한다.

종양 모듈(50)의 변형예가 도 8 및 도 9에 도시된다. 종양 모듈(50)은 지지부(62)에 연결된 시뮬레이션된 조직 부분(60)을 포함한다. 도시된 변형예에 있어서, 지지부(62)는 하단 프레임(66)에 연결된 상단 프레임(64)을 포함한다. 상단 프레임(64) 및 하단 프레임(66) 중 적어도 하나는 윈도우(window)를 포함한다. 윈도우(68)를 갖는 상단 프레임(64)이 도 8에 도시된다. 하단 프레임(66)은 윈도우를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다. 윈도우들이 상단 프레임(64) 및 하단 프레임(66) 둘 모두에 제공되는 경우, 윈도우들은 적어도 부분적으로 정렬된다. 지지부(62)는 상단 프레임(64)과 하단 프레임(66) 사이에 시뮬레이션된 조직 부분(60)을 수용하도록 크기가 결정되고 구성된다. 상단 프레임(64)은 단일 시뮬레이션된 조직 부분(60) 또는 복수의 층들로부터 형성된 시뮬레이션된 조직 부분(60)을 캡처하도록 하단 프레임(66)에 연결이 가능하며, 일 변형예에 있어서, 분리가 가능하다. 일 변형예에 있어서, 프레임들(64, 66)은 스페이서(spacer)들(70)을 사용하여 서로 이격된다. 추가로, 상단 및 하단 프레임들(64, 66) 중 적어도 하나는 종양 모듈(50)을 종양 지지부(52)(미도시)에 고정하도록 구성된 하나 이상의 연결 특징부들(72)을 포함한다. 도 9에서, 연결 특징부들(72)은 스냅-핏(snap-fit) 맞물림을 제공하기 위하여 종양 지지부(52) 내에 형성된 대응하는 홀들 내로 삽입을 위한 연장하는 페그(peg)들로서 도시된다. 마찰 결합 또는 다른 체결구들 또는 연결 수단들 예컨대 훅-앤-루프 유형의 재료들이 모듈(50)을 착탈가능한 방식으로 지지부(52)에 연결하기 위하여 모듈(50) 및 모듈 지지부(52) 상에 이용될 수 있다.

계속해서 도 8 및 도 9를 참조하면, 시뮬레이션된 조직 부분(60)은 도 2 내지 도 5를 참조하여 이상에서 설명된 구성물들 중 임의의 구성물일 수 있다. 윈도우들이 제 1 및 제 2 프레임들(64, 66) 둘 모두 내에 형성되면, 시뮬레이션된 조직 부분(60)은 모듈(50)의 각 측면으로부터 접근이 가능할 수 있다. 커버 층으로서 이상에서 설명된 임의의 층은 시뮬레이션된 조직 부분(60)이 접근되는 측면 또는 방향에 따라서 상단 층으로서 또는 하단 층으로서 역할할 수 있다. 예를 들어, 베이스 층이 또한 시뮬레이션된 조직 부분(60)이 접근되는 측면 또는 방향에 따라서 상단 층으로서 또는 하단 층으로서 역할할 수 있다. 이와 같이, 층들의 양-방향 구성들, 두께들 및 컬러들이 희망되는 시뮬레이션된 효과를 제공하기 위하여 그에 따라서 조정될 수 있다.

도 9의 시뮬레이션된 조직 부분(60)은 제 1 층(74) 및 제 2 층(76)을 포함한다. 제 1 및 제 2 층들(74, 76)은 실제 살아있는 조직을 모방하도록 구성된 폴리머성 재료 예컨대 실리콘 또는 다른 폴리머로 만들어지며, 임의의 하나 이상의 적절한 컬러들의 염료, 또는 메시, 직물 또는 다른 보강재를 포함할 수 있다. 층들(74, 76)의 각각은 각기 종양 수용 부분(78, 80)을 포함한다. 각각의 종양 수용 부분(78, 80)은 층들(74, 76) 내에 형성된 감소된 층 두께의 요면, 만입부, 하프-포켓(half-pocket) 또는 위치이다. 종양 수용 부분들(78, 80)은 종양(38)에 대한 포켓을 형성하기 위하여 실질적으로 정렬된다. 도 9에서 각각의 층(74, 76)이 종양 수용 부분(78, 80)을 갖는 것으로 도시되지만, 일 변형예에 있어서 단일 종양 수용 부분이 제 1 및 제 2 층들(74, 76) 중 적어도 하나에 형성된다. 종양(38)은 하나 이상의 층들(74, 76) 내에 형성된 하나 이상의 종양 수용 부분들(78, 80)에 의해 형성된 포켓 내에 배치된다. 종양(38)은 각 층(74, 76)에 부착될 수 있거나 또는 포켓 내부에서 자유롭게 부유할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 층 내에 형성된 종양 수용 부분은 일 유형의 결함부로서 고려될 수 있으며, 도 9의 변형예는 그 사이에 종양을 갖는 2개의 결함 층들을 포함하는 시뮬레이션된 조직 구성물을 설명한다. 사용자가 시뮬레이션된 조직 부분(60)에 접근할 때, 사용자는 목표 종양 위치를 볼 것이다. 목표 종양(38)의 시각화는, 요면 또는 포켓에 의해 제공되는 층의 박화(thinning)를 이용하여 층의 나머지에 비하여 두께가 더 얇은 종양 수용 부분에 의해 강화된다. 그런 다음, 사용자는 종양(38)을 제거하기 위하여 층들(74, 76) 중 적어도 하나 내로의 종양 커팅의 일반적인 위치를 커팅할 것이다. 하나 이상의 층들을 커팅하는 것은 간극 또는 완전한 결함부의 생성을 완료하며, 그런 다음 사용자는 이를 봉합하거나 또는 달리 함께 폐쇄하는 것을 실습할 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 어떠한 종양 수용 부분도 층들(74, 76) 내에 형성되지 않는다. 이러한 변형예에 있어서, 적어도 하나의 종양은 2개의 층들(74, 76) 사이에 배치되고, 여기에서 층들(74, 76)은 종양(38)과 실질적으로 균일한 두께를 가지며, 이는 층들 내에 작은 돌출부를 생성한다.

이제 도 10a, 도 10b, 도 11a, 도 11b 및 도 12를 참조하면, 시뮬레이션된 조직 부분(86)의 다른 변형예가 도시된다. 조직 부분(86)은 이상에서 설명된 바와 같이 일체형이거나 또는 모듈식일 수 있다. 조직 부분(86)은, 봉합사들을 이동시키는 동안 또는 봉합되는 동안 찢어짐에 저항할 보강 재료 예컨대 직물, 메시, 나일론 또는 다른 보강 재료 또는 충전제를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있는 임의의 적절한 폴리머성 재료 예컨대 실리콘 또는 다른 탄성중합체 폴리머로 형성된 베이스 층(88)을 포함한다. 베이스 층(88)은 베이스 층(88) 상에 오버레이(overlay)되는 결함 층(90)에 연결된다. 결함 층(90)은 베이스 층(88)으로부터 위쪽으로 연장하는 복수의 돌출부들을 포함한다. 결함 층(90)은 베이스 층(88)과 일체로 형성될 수 있거나 또는 베이스 층(88)에 부착되는 별개의 층일 수 있다. 도 10a, 도 11a 및 도 12에서 보여질 수 있는 바와 같이, 결함 층(90)은, 격자가 베이스 층(88) 위로 융기되거나 또는 베이스 층(88)으로부터 위쪽으로 돌출하도록 격자형 패턴으로 구성된다. 격자 패턴은 예시적이며, 복수의 인접한 돌출부들을 포함하도록 임의의 형상이 결함 층(90)에 의해 형성될 수 있다. 베이스 층(90)의 이러한 돌출부들은, 용이한 절제를 위하여 베이스 층(88) 위로 종양(38a, 38b)를 융기시키기 위한 플랫폼을 제공하며 사용자에게 봉합 바늘을 그 안으로 훅(hook)하기 위한 위치들을 제공한다. 종양들(38a, 38b)은 결함 층(90)에 부착될 수 있으며, 일 변형에 있어서 커버 층(92)이 포함될 수 있다. 도 10a 및 도 11a는 베이스 층(88), 결함 층(90), 종양들(38a, 38b) 및 커버 층(92)을 시뮬레이션된 조직 부분(86)의 반-분해도로 도시하며, 여기에서 커버 층(92)이 다른 층들 위로 융기된다. 도 10a의 종양(38a)은 실질적으로 평탄하며, 도 10b에서 커버 층(92)에 의해 커버되는 것으로 도시된다. 도 11a의 종양(38b)은 더 큰 높이를 가지며 실질적으로 구형이고, 도 11b는 구성물 내에 융기된 부분 또는 돌출부를 남기면서 커버 층(92)으로 커버되는 구형 종양(38b)을 도시한다. 도 12는 베이스 층(88) 내에 나머지 결함부(94)를 남기면서 제거되는 종양(38) 및, 커버 층(92)을 통해 또는 그 아래에서 액세스되는 결함부를 갖는 결함부(94) 내의 간극을 가로지르는 봉합 바늘을 도시한다.

이제 도 13a를 참조하면, 본 발명에 따른 폴립 시뮬레이션(100)이 도시된다. 폴립 시뮬레이션(100)은 결함 층(102), 메시 층(104), 근육 층(106) 및 몰드 릴리즈(108)를 포함한다.

이제 도 13b를 참조하면, 결함 층(102)은 제 2 표면(112)에 대향되는 제 1 표면(110)을 포함한다. 결함 층(102)은 실질적으로 평탄하며, x-y 평면 내의 실리콘 재료의 얇은 층이다. 결함 층(102)은 x-y 평면에 수직인 방향에서 z-축을 따라 제 1 표면(110)으로부터 바깥쪽으로 연장하는 결함부(114)를 포함한다. 결함부(114)는 임의의 형상일 수 있다. 일 변형예에 있어서, 결함부(114)는 폴립과 같은 비정상 조직 성장을 모방한다. 일 변형예에 있어서, 결함부(114)는 좁은 세장형 줄기 및 구근형 원위 단부를 포함한다. 일 변형예에 있어서, 결함부의 원위 단부는 만곡된다. 다른 변형예에 있어서, 결함부(114)는 직장 폴립 또는 결장 폴립을 모방한다. 일 변형예에 있어서, 결함부(114)는 약 2-5 밀리미터 길이 및 1-5 밀리미터 폭이다. 일 변형예에 있어서, 결함 층(102)의 실리콘은 적색 또는 핑크색으로 염색된다. 일 변형예에 있어서, 결함 층은 대비되는 컬러의 실리콘의 함유물을 포함한다.

이제 도 13c를 참조하면, 메시 층(104)은 제 2 표면(118)에 대향되는 제 1 표면(116)을 포함한다. 메시 층(104)은 실질적으로 평탄하며, x-y 평면 내의 나일론 또는 다른 폴리머로 만들어진 섬유들의 가닥들(120)을 포함하는 얇은 층이다. 일 변형예에 있어서, 메시 층(104)은 LYCRA로 만들어진다. 일 변형예에 있어서, 메시 층(104)은 임의의 방향으로 스트레칭될 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 메시 층은 양-방향 스트레칭 속성들을 갖는다. 폴리머 섬유의 가닥들은 웹(web) 또는 네트(net)를 형성한다. 메시 층(104)이 직조되고 균일한 패턴을 가질 수 있다. 메시 층(104)은 핑크색, 투명한 색 또는 백색이다.

이제 도 13d를 참조하면, 근육 층(106)은 제 2 표면(124)에 대향되는 제 1 표면(122)을 포함한다. 근육 층(106)은 실질적으로 평탄하며, x-y 평면 내의 실리콘 재료의 얇은 층이다. 일 변형예에 있어서, 근육 층은 황색이다.

몰드 릴리즈(108)는, 전형적으로 액체 형태이며 몰드 릴리즈 영역 또는 층을 형성하기 위하여 스프레이되는 몰드 릴리즈 제제이다. 몰드 릴리즈 제제는 실리콘 상에서 사용하기에 적절한 것이다. 일 변형예에 있어서, 몰드 릴리즈 층(108)은 몰드 릴리즈 제제 대안체 또는 치환체이다. 몰드 릴리즈 층(108)은 실리콘 층 표면의 적어도 일 부분이 인접한 실리콘 표면에 결합하는 것을 방지한다. 일 변형예에 있어서, 몰드 릴리즈(108)는 결함 층(102)의 일 부분이 인접한 근육 층(106)에 결합하는 것을 방지한다. 다른 변형예에 있어서, 몰드 릴리즈(108)는 결함 층(102) 및 메시 층(104) 조합의 적어도 일 부분이 인접한 근육 층(106)에 결합하는 것을 방지한다.

이제 도 14a 내지 도 14b를 참조하면, 근육 층(106)을 몰딩하기 위한 근육 몰드(126)가 도시된다. 근육 몰드(126)는 제 1 웰(128)을 포함한다. 웰(128)은 원형 근육 층(106)을 생성하기 위하여 원형이다. 제 1 웰(128)은 임의의 형상일 수 있다. 경화되지 않은 실리콘이 근육 층을 형성하기 위하여 몰드 내로 부어지고 경화된다. 몰드 릴리즈는 경화된 층을 제거하는데 도움을 주기 위하여 이용될 수 있다. 제거된 층은 임의의 몰드 릴리즈를 제거하기 위하여 알코올로 세척될 수 있다.

이제 도 15a 내지 도 15b를 참조하면, 결함 층(102)을 몰딩하기 위한 결함 몰드(130)가 도시된다. 결함 몰드(130)는 제 1 깊이를 갖는 제 1 웰(132) 및 제 2 깊이를 갖는 제 2 웰(134)을 포함한다. 제 2 깊이는 제 1 깊이보다 더 크다. 제 2 웰(134)은 제 1 웰(132) 내에 위치된다. 제 2 웰(134)은 폴립 또는 다른 결함부(114)의 형상을 형성하기 위한 것이다. 제 2 웰(134)의 형상은 결함부(114)의 형상에 대응한다. 제 1 웰(132)의 형상은 원형 결함 층을 형성하기 위하여 원형이지만, 이것이 임의의 형상을 가질 수도 있다. 일 변형예에 있어서, 제 1 웰(132)의 크기 및 형상은 근육 층들(106)을 생성하기 위한 근육 몰드(126)의 제 1 웰(128)과 동일한 크기 및 형상이며, 동일한 크기 및 형상을 갖는 결함 층들(102)은 훌륭한 패치-형(patch-like) 시뮬레이션(100)을 형성하기 위하여 용이하게 정렬되고 연결될 수 있다. 제 2 웰(134)은, 제 2 웰이 제 1 웰(132)의 주변부 내에 존재하도록 형성된다. 제 2 웰(134)은, 결함 층(102)의 나머지에 의해 둘러싸이는 결함부(114)를 생성한다. 경화되지 않은 실리콘이 결함 몰드(130) 내로 부어지고, 제거되기 이전에 경화된다. 몰드 릴리즈는 결함 몰드(130)로부터 결함 층(102)의 제거를 용이하게 하기 위하여 이용될 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 대비되는 컬러의 경화된 실리콘 피스(piece)들이 폴립 또는 다른 결함부의 형상을 형성하는 제 2 웰(134) 내에 위치된다. 예를 들어, 제 2 웰(134) 내부에 들어 맞도록 크기가 결정된 하나 이상의 적색의 원통형의 경화된 실리콘 피스들이, 경화되지 않은 실리콘을 결함 몰드 내로 붓기 이전에 또는 결함 층(102)을 형성하기 위하여 경화되지 않은 실리콘이 결함 몰드(130) 내로 부어진 이후에 제 2 웰(134) 내로 배치된다. 결과는, 대비되는 컬러의 실리콘 피스들이 시뮬레이션되는 특정한 결함부의 맞춤형의 그리고 더 사실적인 구성을 제공하기 위하여 결함부의 위치에서 결함 층(102) 내부에 내장될 것이라는 것이다.

일 변형예에 있어서, 결함 층(102)은, 결함 층(102)의 제 2 표면(112)이 메시 층(104)의 제 1 표면(116)을 향하도록 메시 층(104)에 연결된다. 일 변형예에 있어서, 접착제가 결함 층(102)과 메시 층(104) 사이에서 이용될 수 있거나, 또는, 다른 변형예에 있어서, 결함 층(102)의 실리콘이 경화되지 않는 동안 메시 층(104)이 결함 층(102) 내로 위치된다. 결과적으로, 메시 층(104)이 결함 층(102) 내에 내장된다. 메시 층(104)이 결함 층(102) 내에 내장되는 경우, 결과적인 조합은 결함 층(102)의 제 1 표면(110)인 근위 표면 및 메시 층(104)에 가까운 표면인 원위 표면을 갖는다. 몰드 릴리즈(108)는 선택적인 영역에서 결함/메시 층 조합의 원위 표면에 적용된다. 일 변형예에 있어서, 몰드 릴리즈(108)는, 몰드 릴리즈(108)가 없는 환형 영역이 몰드 릴리즈가 적용되는 영역을 둘러싸도록 주변부의 중심에 적용된다. 다른 변형예에 있어서, 몰드 릴리즈(108)는, 몰드 릴리즈를 갖지 않는 원위 표면의 영역이 그 위에 몰드 릴리즈(108)를 갖는 영역을 둘러싸도록 결함부(114) 아래에 적용된다. 몰드 릴리즈 영역을 둘러싸는 영역은, 근육 층(106)과 결함 층(102) 사이에 환형 형상의 결합을 생성하기 위하여 그 위에 몰드 릴리즈(108)를 갖지 않는다. 그 위에 몰드 릴리즈(108)를 갖는 영역은 근육 층(106)을 결함 층(102)에 결합시키지 않을 것이며, 이는 이들을 결함부(114)의 위치에서 분리가 가능하게 만든다. 다음으로, 근육 층(106)이 결함/메시 층 조합의 원위 표면에 연결된다. 일 변형예에 있어서, 근육 층(106)은 접착제를 가지고 연결된다. 다른 변형예에 있어서, 근육 층(106)이 결함/메시 층 조합의 원위 표면에 적용되며, 동시에 결함 층(102)의 실리콘은 근육 층(106)을 결함/메시 조합 내로 내장시키기 위하여 계속해서 경화되지 않는다.

폴립 시뮬레이션(100)을 형성하는 다른 방법에 있어서, 형성 프로세스는 2개의 몰드들, 즉, 근육 몰드(126) 및 결함 몰드(130)를 수반한다. 실리콘이 근육 층(106)을 형성하기 위하여 근육 몰드(126) 내로 캐스팅(cast)된다. 근육 층(106)의 실리콘이 경화되도록 허용된다. 그런 다음, 근육 층(106)이 근육 몰드(126)로부터 제거된다. 근육 층(106)은 이소프로필 알코올을 사용하여 세정된다. 몰드 릴리즈(108)는 오로지 근육 층(106)의 중심 또는 결함부(114) 하부에만 적용된다. 몰드 릴리즈(108)는 스텐실을 사용하여 제 1 표면(122)에 적용된다. 몰드 릴리즈(108)를 갖는 근육 층(106)이 남겨진다. 도 16을 참조하면, 결함 층(102)을 형성하기 위하여 실리콘이 결함 몰드(130) 내에 캐스팅된다. 결함 몰드(130) 내의 실리콘이 경화되지 않는 동안, 제 1 웰(132)의 형상에 맞는 형상을 갖는 메시 층(104)이 결함 몰드(130) 내의 경화되지 않은 실리콘 상에 위치되어, 그 결과 이것이 거기에 연결된다. 몰드 릴리즈(108)를 갖는 근육 층(106)은, 그것에 적용되는 몰드 릴리즈(108)를 갖는 제 1 표면(122)이 메시 층(104) 및 결함 층(102)을 향하도록 메시 층(104) 위에 위치된다. 몰드 릴리즈(108)를 갖는 근육 층(106)은 결함 층(102)의 경화되지 않은 실리콘 및 메시 층(104) 상으로 그리고 이를 향해 엎드려(face down) 위치된다. 그것이 경화되지 않는 동안 근육 층(106)이, 예를 들어, 임의의 공기 거품들을 제거하기 위하여 글러브를 낀 손가락들을 이용하여 결함 층(102) 내로 눌려진다. 결함 층(102)의 실리콘이 경화되도록 허용되며, 결과적인 폴립 시뮬레이션(100)이 결함 몰드(130)로부터 제거된다. 층들의 전부가 단일 피스 폴립 시뮬레이션(100)을 형성하기 위하여 동일한 형상을 가지며 서로 정렬된 방식으로 오버레이된다. 몰드 릴리즈(108)의 결과로서, 근육 층(106)의 부분이 결함 및 메시 층들(102, 104)에 부착되지 않으며, 그 위에 몰드 릴리즈(108)가 없는 근육 층(106)이 결함 및 메시 층들(102, 104)에 부착된다. 선택적인 부착은 유익하게는 폴립 제거를 실습하기에 적절한 폴립 시뮬레이션(100)을 생성하며, 메시 층은 폴립이 제거된 이후에 봉합을 실습하기에 적절한 폴립 시뮬레이션을 생성한다.

다른 방법에 있어서, 결함 층(102)은 메시 층(104)과 함께 또는 메시 층 없이 경화되도록 허용된다. 제 2 층(106)이 경화되도록 허용된다. 스텐실은 결함 층(102) 및 제 2 층(106) 중 하나의 상단 상에 놓인다. 스텐실은 하나 이상의 개구들을 갖는다. 하나 이상의 개구들은 부착을 위해 구성된 패턴으로 스텐실 상에 배열된다. 하나의 패턴은 복수의 랜덤하게 이격된 도트(dot)들 또는 원들을 포함한다. 경화되지 않은 실리콘 또는 접착제는, 경화되지 않은 실리콘 또는 접착제가 하나 이상의 개구를 통과하여 그 위에 스텐실이 놓인 층과 접촉하도록 개구들의 위치에서 스텐실 상에 적용된다. 스텐실은 경화되지 않은 실리콘 또는 접착제의 패턴을 남겨두면서 초과 접착제 또는 경화되지 않은 실리콘과 함께 제거된다. 그런 다음, 결함 층 및 제 2 층(106) 중 다른 하나가 다른 층의 상단에 놓이고 이에 부착된다. 스텐실 상의 접착제에 대한 패턴은 결함부의 위치에서의 둘레 패턴 또는 원형 패턴이거나 또는 임의의 다른 패턴일 수 있다. 스텐실 개구는, 예를 들어, 2개의 층들이 적용된 접착제 또는 적용된 경화되지 않은 실리콘 외부에서 부착되지 않도록 하는 층들의 주변부를 따라 및/또는 결함부 둘레에 더 큰 원을 형성하는 단일의 연속적인 패턴이거나 또는 복수의 원들의 다중-개구 패턴일 수 있다. 몰드 릴리즈는 2개의 부착된 층들 사이에 이용되거나 또는 이용되지 않을 수 있다.

그런 다음, 하나 이상의 결과적인 폴립 시뮬레이션(100)이 시뮬레이션된 조직 구조체의 다른 부분에 부착된다. 예를 들어, 패치-형 폴립 시뮬레이션(100)이, 일 변형예에서 실리콘으로 만들어진 튜브형의 시뮬레이션된 결장의 내부 표면에 접착제를 가지고 부착된다. 폴리 시뮬레이션(100)은, 결함부(114)가 결장의 루멘 내로 연장하도록 시뮬레이션된 결장 모델에 연결된다.

다른 변형예에 있어서, 근육 층(106) 및 결함 층(102)이 제조의 용이함을 위하여 추가적인 메시 층(104) 없이 함께 결합된다. 다른 변형예에 있어서, 근육 층(106) 및 결함 층(102)은 별개로 완전히 경화되고, 임의의 몰드 릴리즈(108) 없이 함께 부착된다. 다른 변형예에 있어서, 결함부(114)는 결함 층(102)의 제 1 표면(110)으로부터 연장하는 일체형 돌출부로서 형성되지 않는다. 대신에, 결함부(114)는 근육 층(106)과 결함 층(102) 사이에 위치된 별개의 피스이다. 다른 변형예에 있어서, 결함부(114)는 결함 층(102)의 제 1 표면(110)으로부터 연장하는 일체형 돌출부로서 형성되지 않는다. 대신에, 결함부(114)는, 결함부(114)가 2개의 층들(102, 106) 사이에서 부유하도록 근육 층(106)과 결함 층(102) 사이에 위치된 별개의 피스이다.

폴립 시뮬레이션(100)은 시뮬레이션된 직장과 함께 사용된다. 시뮬레이션(100)은 유익하게는 그 내부에 내장되는 메시 층(104)을 포함하며, 이는 사용자가 결함부(114)의 제거를 실습한 이후에 봉합 기술들을 실습하는 것을 가능하게 한다. 본 시뮬레이션(100)은, 층들(106, 102)이 몰드 릴리즈(108)를 갖지 않는 환형 영역에 기인하여 용이하게 분리되지 않기 때문에 결함부를 제거하는 난이도를 증가시킨다. 메시 층(104)은 폴립 시뮬레이션(100)이 봉합되는 것을 가능하게 한다. 봉합 기술들은 주변의 실리콘을 손상시키지 않고 사용자에 의해 실습된다. 결함 층(102)이 계속해서 경화되지 않는 동안 2개의 근육 층(106)을 연결하는 것은, 2개의 층들을 분리하는 난이도를 증가시키며 시뮬레이션의 정확도를 증가시키는 구성물을 야기한다. 내장된 메시 층(104)은 봉합이 실리콘을 관통해 찢는 것, 째는 것 또는 커팅하는 것을 막는다. 또한, 약한 진공이 몰드 릴리즈(108)를 갖는 위치에서 2개의 층들(102, 106) 사이에 생성됨에 따라 결함 층(102)으로부터 근육 층(106)을 분리하는 것이 더 많은 도전이 된다. 진공은 근육 층(106) 및 결함/메시 층을 서로를 매우 근접하게 남기며, 이는 거의 부착을 모방한다. 이러한 진공은 2개의 층들(102, 106) 사이에 공간을 생성하면서 수술용 기구들로 층들을 떨어지도록 풀링함으로써 릴리즈될 수 있으며, 이는 사용자가 이러한 기술을 실습하는 것을 가능하게 한다. 이는, 그들의 인터페이싱 표면들의 전체에 따라 결합되는 근육 및 결함 층들을 야기하는 2개의 층들 사이에 어떠한 몰드 릴리즈도 가지지 않을 변형예에 대한 애플리케이션 및/또는 해부학적 구조의 의존하여 분리를 더 용이하게 만든다.

이제 도 17a 내지 도 17c를 참조하면, 수술 절차를 실습하기 위한 시뮬레이션된 조직 모델(200)이 도시된다. 도 17에 도시된 모델(200)은 결장 또는 장 섹션의 일 부분을 모방하도록 구성되지만; 그러나, 본 발명이 결장 또는 장에 한정되지 않는다. 전체 모델(200)은, 거기에 대하여 특정 수술 절차들의 실습이 희망되는 임의의 장기 또는 조직 섹션의 적어도 일 부분을 모방하도록 구성될 수 있다. 시뮬레이션된 조직 모델(200)은 함께 소정의 두께를 갖는 측벽을 획정하는 내부 표면(202) 및 외부 표면(204)을 포함한다. 도 17a의 시뮬레이션된 조직 모델(200)은 결장, 직장 또는 장 섹션을 근사화하기 위하여 근위 단부에서의 개구부와 원위 단부에서의 개구부 사이에서 길이 방향 축을 따라 연장하는 중심 루멘(206)을 갖는 원통형 형상을 갖는다. 단부들에서의 개구부들 중 하나는 생략될 수 있다. 내부 표면(202) 및 외부 표면(204) 중 어느 하나 이상이 실제 조직을 모방하는 표면 특징부들 또는 텍스처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가로 주름(transverse fold)들 및/또는 직장간막 층이 포함될 수 있다. 시뮬레이션된 가로 주름들은 외과의의 기구의 움직임에 대한 장애물일 수 있거나 및/또는 병변의 직접적인 시각화를 어렵게 할 수 있다. 따라서, 가로 주름들의 존재는 외과의가 항문경유 절차들을 수행할 때 접할 수 있는 도전들을 모사한다. 간략화된 모델(200)은 가로 주름들을 생략할 것이다. 모델(200)과 함께 포함되는 시뮬레이션된 직장간막 층은 유익하게는, 제한된 기구 움직임 및 급격한 접근 각도에 기인하여 움직이기가 훨씬 더 어려운 항문 피부선에 더 가깝게 위치되는 목표 조직 병변들에 접근하기 위한 기준 평면을 제공한다.

측벽은 시뮬레이션된 조직 모델(200)의 중심 루멘(206)에 의해 획정된 내부 공간을 모델(200)의 외부 공간으로부터 분리한다. 모듈(200)은 측벽을 관통해 내부 표면(202)으로부터 외부 표면(204)으로 연장하는 하나 이상의 개구들(208)을 포함한다. 각각의 개구(208)는 모듈 또는 포드(210)를 수용하도록 성형되고 구성된다. 측벽은 포드-수용 개구들(208)을 둘러싸는 영역에서 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 복수의 개구들(208)은 근위 단부로부터 원위 단부까지 모델(200)의 길이를 따라서 그리고 다양한 위치들에서 전체 측벽 둘레에 형성된다. 모델(200)의 측벽은 강성 또는 반-강성 재료 예컨대 플라스틱으로 만들어진다. 다른 변형예에 있어서, 모델(200)의 측벽은 부드럽거나 및/또는 부드러운 부분 및 반-강성 또는 강성 부분과 조합된다. 모델(200)의 측벽은, 포드들(210)이 모델(200)에 부착되는 것을 가능하게 하도록 구성된다.

각각의 포드(210)는, 캡(cap)으로도 지칭되는 조직 캐리어(carrier)(214)에 연결된 시뮬레이션된 조직 부분(212)을 포함한다. 조직 캐리어(214)가 도 18에 도시된다. 캐리어(214)는 프레임(218)에 연결된 플랜지(216)를 포함한다. 일 변형예에 있어서, 프레임(218)은 실질적으로 원통형 형상이며, 근위 단부에서 개구부(220)를 가지고 폐쇄된 원위 단부를 갖는다. 플랜지(216)는 근위 단부에 위치되며 적어도 부분적으로 개구부(220)를 둘러싼다. 플랜지(218)는 실질적으로 원형의 근위 개구부(220)를 획정하며, 플랜지(216)는 적어도 개구부(220)의 주변부의 부분을 따라 연장한다. 플랜지(216)는 프레임(218)의 원통형 측벽에 실질적으로 수직이며, 근위 단부에서 바깥쪽으로 방사상으로 연장한다. 플랜지(216)는 조직 부분(212)에 연결되고 이를 매달도록 구성된 표면(222)을 포함한다. 포드(210)는 개구들(208)을 충전하는 조직 삽입부로서 역할하도록 구성되며, 플랜지 표면(222)은 이것이 수용되는 내부 표면(202)의 부분과 매칭되도록 구성된다. 예를 들어, 모델(200)의 내부 표면(202)이 오목한 경우, 플랜지(216)의 표면(222)이 또한 대응하여 오목한 형상일 것이다. 프레임(218)은 포드(210)를 모델(200)에 연결하고 이로부터 분리하기 위하여 안쪽으로 구부러지고 그 다음 다시 바깥쪽으로 튀어 오르도록 구성된 대향되어 배치되는 디텐트들(224)을 포함한다. 사용자의 손가락들이, 포드(210)를 모델(200)의 개구(208) 내로 삽입하는 동안 디텐트들(224)을 안쪽으로 누르기 위하여 이용된다. 포드(210)는 모델(200)의 측벽이 디텐트들(224) 위로 경사지도록 모델의 내부 공간으로부터 삽입될 수 있으며, 이는 모델(200)의 측벽을 디텐트(224)와 플랜지(214) 사이에 캡처하고 그럼으로써 포드(214)를 모델(200)에 연결하기 위하여 디텐트들을 안쪽으로 구부리고 디텐트들(224)이 측벽을 통과한 이후에 다시 바깥쪽으로 튀어 돌아오는 것을 가능하게 한다. 모델(200)의 내부 표면(202)은, 도 19에 도시된 바와 같이 각각의 개구(208)를 둘러싸는 리세스(recess)(226)를 포함한다. 각각의 리세스(226)는 개구들(208) 둘레로 연장하며, 연결된 조직 부분(212) 또는 플랜지(216)가 실질적으로 평평하거나 또는 모델(200)의 내부 표면(202)과 동일 평면에 있도록 포드(210)의 플랜지(216)를 수용하도록 크기가 결정되고 구성된다. 그 것에 연결된 조직 부분(212)을 갖는 포드(210)는 도 17a 및 도 19에서 모델(200)의 개구(208) 내로 삽입된 것으로 도시된다. 조직 부분(212)은 포드(210)의 플랜지(216)에 연결된다. 특히, 조직 부분(212)은, 조직 부분(212)의 적어도 일 부분이 근위 개구부(220)에 걸쳐 이어지거나 또는 매달리도록 접착제 또는 결합에 의해 플랜지(216)의 표면(222)에 연결된다. 매달린 조직 부분(212)은 포드(210) 내에서 자유롭게 굽어지고 펴지며, 시뮬레이션 절차에서 자유롭게 절개될 수 있다. 절차 다음에, 포드(210)는, 수술 절차들에 대한 후속 트레이닝 및 실습을 위하여 모델(200)로부터 제거되고, 폐기되며, 모델(200)의 원통형 측벽 내로 새로운 포드(210)에 의해 대체될 수 있다. 조직 부분(212)을 갖는 각각의 포드(210)는 튜브형 형상을 갖는 시뮬레이션된 모델(200)에 대한 부착을 위해 구성된다. 튜브형 형상은 포드들을(210) 삽입하고 제거하기 위하여 조개(clam)와 같이 개방되도록 구성될 수 있다.

각각의 포드(210)의 조직 부분(212)은 가요성이며, 적어도 평탄한 제 1 층(228)을 포함한다. 제 1 층(228)은 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함한다. 제 1 층(228)은, 제 1 측면이 모델(200)의 내부를 향하도록 플랜지 표면(222)에 연결된다. 제 1 층(228)은 개구부(220)를 오버레이하고 플랜지(216)에 부착되도록 크기가 결정되고 구성된다. 이와 같이, 연결된 제 1 층(228)이 개구부(220)를 커버한다. 제 1 층(228)의 중심 부분은 수술용 기구들에 의한 충돌에 응답하여 자유롭게 구부러진다. 제 1 층(228)은 또한, 수술 절차를 실습하는 외과의에 의해 요구되는 바 대로 블레이드(blade) 예컨대 스캘펄 또는 다른 기구를 가지고 분리되거나, 수술용 기구에 의해 그래스핑되거나 또는 달리 조작되도록 구성된다. 제 1 층(228)의 중심 부분은 트램펄린-형 방식으로 매달린다. 제 1 층(228)은 실리콘으로 만들어지며, 제 1 층(228)이 찢어지지 않고 봉합사들을 홀딩하는 것을 가능하게 하는 봉합가능한 품질들을 제 1 층(228)에 부여하는 메시 층, 섬유, 직물 또는 다른 보강 재료를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 제 1 층(228)은 KRATON®로 만들어진다.

다른 변형예에 있어서, 조직 부분(212)은 실질적으로 평탄한 제 1 층(228) 및 제 1 층(228)에 연결된 시뮬레이션된 목표 또는 종양(232)을 포함한다. 제 1 층(228)은, 제 1 측면이 모델(200)의 내부를 향하도록 플랜지(218)에 연결된다. 시뮬레이션된 종양(232)은, 시뮬레이션된 종양(232)이 모델(200)의 내부를 향하며 일 변형예에서 길이 방향 축을 향해 돌출하도록 제 1 층(228)의 제 1 측면에 연결된다. 이러한 변형예에 있어서, 제 1 층(228) 및 시뮬레이션된 종양(232) 둘 모두가 실리콘으로 만들어진다. 제 1 층(228)은 일반적으로, 이것을 주변 내부 표면(202)과 구별할 수 없도록 모델(200)의 내부 표면(202)의 주변 컬러와 동일한 컬러를 갖도록 염색된다. 제 1 층(228)은 일반적으로 핑크색, 또는 적색이다. 시뮬레이션된 종양(232)은, 제 1 층(228)보다 더 어둡거나 또는 이와 대비되는 어두운 적색, 갈색 또는 흑색과 같은 컬러로 염색될 수 있다. 시뮬레이션된 종양(232)은 제 1 층(228)의 제 1 표면으로부터 바깥쪽으로 연장한다. 일 변형예에 있어서, 도 13 내지 도 16의 폴립 시뮬레이션(100)이 포드(210)에 부착된다.

다른 변형예에 있어서, 조직 부분(212)은 제 1 측면 및 제 2 측면을 갖는 실질적으로 평탄한 제 1 층(228), 제 1 측면 및 제 2 측면을 갖는 평탄한 제 2 층(230) 및 시뮬레이션된 목표 또는 종양(232)을 포함한다. 제 1 층(228)은 실질적으로 평탄하며, 제 1 측면이 모델(200)의 내부를 향하도록 플랜지(218)에 연결된다. 제 1 층(228)은 실리콘으로 만들어지며 핑크색 또는 적색으로 염색된다. 제 2 층(230)은 실질적으로 평탄하며 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함한다. 제 2 층(230)은, 제 2 층(230)의 제 1 측면이 제 1 층(228)의 제 2 측면을 향하도록 제 1 층(228)에 연결된다. 일 변형예에 있어서, 2개의 층들을 함께 연결하기 위하여 제 1 또는 제 2 층의 적어도 일 부분 상에 접착제가 사용된다. 다른 변형예에 있어서, 층들(228, 230) 중 하나는 경화되지 않은 상태인 동안에 다른 층에 적용되며, 경화되고 다른 층에 부착되도록 허용되며, 이는 접착제를 사용하는 것에 비하여 더 용이하게 분리되는 층들을 야기한다. 제 2 층(230)은 실리콘으로 만들어지며 황색으로 염색된다. 시뮬레이션된 종양(232)은, 시뮬레이션된 종양(232)이 제 1 층(228)의 제 1 측면에 연결되거나 또는 제 1 층(228)의 제 1 측면으로부터 바깥쪽으로 연장하도록 제 1 층(228)에 부착되거나 또는 이와 일체로 형성된다. 제 2 층(230)은 황색이며, 점막하조직 층을 시뮬레이션한다. 제 1 층(228)은 핑크색이며, 직장 벽을 시뮬레이션한다. 시뮬레이션된 종양(232)은 종양, 병변 또는 다른 수술적으로 바람직한 목표를 시뮬레이션한다. 일 변형예에 있어서, 제 2 층(230)은 외부 표면 및 내부 표면을 갖는 평탄한 구성을 가지며, 제 1 층(228)과 동일한 크기 및 형상으로 크기가 결정되고; 종양(232)은 제 1 및 제 2 층들(228, 230)보다 더 작게 크기가 결정된다. 항문경유 접근을 실습하는 외과의는 모델(200)의 근위 단부 또는 원위 단부 중 하나 이상에서의 개구부 내로 수술용 기구들을 삽입할 것이다. 외과의는 제 1 층(228) 내로 절개부를 만들고, 제 1 층(228)을 관통해 그리고 시뮬레이션된 종양(232) 둘레로 절개부를 확장하기 위하여 스캘펄을 사용하여 실습할 것이다. 제 2 층(230)은 커팅을 중단하기 위한 그리고 제 2 층(230) 내로 커팅하지 않기 위한 표시 또는 경고를 외과의에게 제공한다. 따라서, 외과의는 신중하게 실습할 수 있으며, 시뮬레이션된 종양(232)을 정밀하게 절제할 수 있다. 따라서, 시각화 시에, 황색 제 2 층(230)이 외과의에 대한 기준 평면으로서 역할한다. 일 변형예에 있어서, 제 1 층(228)의 적어도 일 부분 및 종양(232)의 절제를 용이하게 하기 위하여, 시뮬레이션된 종양(232)에 인접하거나 또는 그 아래의 제 1 층(228)의 영역은 접착제로 제 2 층(230)에 부착되지 않는다. 일 변형예에 있어서, 제 1 층(228)은 오로지 시뮬레이션된 종양(232) 둘레에 주변으로만 제 2 층(230)에 부착되며, 이는 커팅이 부착부의 주변 내에서 이루어지는 경우 제 1 층(228)을 제 2 층(230)으로부터 용이하게 분리될 수 있게 만든다. 이러한 유형의 접착제의 배치는 유익하게는 외과의가 더 정밀하게 절제하도록 가이드하는 것을 돕는다. 다른 변형예에 있어서, 시뮬레이션된 종양(232) 아래의 제 1 층(228)의 영역은 접착제 없이 유사한 재료들의 표면 부착 속성들을 이용하여 또는 조직 부분(212)의 제조 시에 다른 층 상에 하나의 층을 경화시킴으로써 제 2 층(230)에 부착된다. 종양 층(232)이 제거된 이후에, 외과의는 봉합사들을 가지고 결과적인 결함부 또는 간극을 봉합하여 폐쇄하는 것을 실습할 수 있다. 제 1 및/또는 제 2 층들(228, 230)은 봉합이 가능한 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 봉합이 가능한 재료는, 섬유들, 메시 또는 직물 상으로 오버 몰딩(over mold)된 열경화성 폴리머, 열가소성 탄성중합체, 또는 섬유들, 메시 또는 직물 상으로 오버 몰딩된 열가소성 탄성중합체를 포함할 수 있다. 직물 메시 재료는 또한 양-방향적으로 늘어날 수 있는 특성을 가질 수 있다.

적어도 조직 부분(212)의 일 부분은, 시뮬레이션된 종양(232) 및/또는 조직 부분(212)의 조작을 가능하게 하는 공간이 시뮬레이션된 조직 부분(212) 뒤에 존재하도록 프레임(218)에 의해 매달릴 수 있다. 매달린 부분은 조직 부분(212)의 중간 부분이며, 이의 주변부가 프레임(218)에 부착된다. 결과적으로, 부착된 조직 부분(212)이 탄성 또는 탄력성을 가지고, 이는 직장 벽의 탄성을 시뮬레이션하며, 일 변형예에 있어서, 이는 주변 재료의 탄성과 상이하다.

이제 도 20을 참조하면, 조직 모델의 다른 변형예가 이제 설명될 것이다. 도 20은 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 모델을 형성하기 위한 맨드릴(234)을 예시한다. 맨드릴(234)에는 적어도 하나의 함몰부(236)가 구비된다. 맨드릴(234)은 또한, 결과적인 조직 모델 내에 가로 주름들을 형성하기 위한 길이 방향 축에 대하여 실질적으로 수직인 하나 이상의 틈들(238)을 포함할 수 있다. 결과적인 조직 모델의 섹션이 도 21에 도시된다. 장 섹션 또는 결장을 모방하는 실질적으로 원통형 형상을 갖는 모델(200)을 형성하기 위하여 경화되지 않은 실리콘의 제 1 층(240)이 도 20의 맨드릴(234) 둘레에 균일하게 적용되며, 맨드릴(234) 상에서 경화되도록 허용된다. 제 1 층(240)은 실리콘을 붓거나 또는 전달하는 브러시 또는 다른 기구의 문지름을 이용하여 적용되는 경화되지 않은 실리콘의 복수의 적용들을 포함할 수 있다. 실리콘이 경화되도록 허용되며, 이는 내부 표면(244)과 외부 표면(246), 및 적어도 하나의 맨드릴 함몰부(236)의 위치에서 외부 표면 내에 형성된 적어도 하나의 리세스(242)를 갖는 제 1 층(240)을 야기한다. 리세스(242) 내부에 맞도록 크기가 결정되고 성형된 제 2 층(246)이 제공되며 리세스(242) 내부에 위치된다. 제 2 층(248)은 실질적으로 평탄하며 내부 표면 및 외부 표면을 갖는다. 제 2 층(248)은, 내부 표면이 제 1 층(240)의 외부 표면(246)을 향하도록 리세스(242) 내에 위치된다. 제 2 층(248)은 제 1 층(240)에 맞추기 위하여 굽혀지는 황색으로 염색된 실리콘으로 만들어진다. 제 2 층(248)을 제 1 층(240)에 결합하기 위하여 접착제가 사용될 수 있다. 그런 다음, 제 1 층(240)과 제 3 층(250) 사이에 제 2 층(248)을 캡처하기 위하여 제 3 층(250)이 제 1 층(240) 및 제 2 층(248) 상에 적용된다. 제 3 층(250)은 투명하거나 또는 핑크색인 실리콘으로 만들어진다. 제 3 층(250)은 전형적으로 실질적으로 균일한 두께를 갖는 층을 형성하기 위하여 실리콘이 경화되지 않는 동안 균일하게 적용된다. 실리콘이 경화함에 따라 제 3 층(250)은 자연적으로 제 1 층(240)에 부착된다. 시뮬레이션된 종양(252), 병변 또는 조직 목표가 제 2 층(248)으로부터 안쪽으로 인접한 위치에서 제 1 층(240)의 내부 표면(244)에 부착된다. 일 변형예에 있어서, 제 2 층(248)은 외부 표면 및 내부 표면을 갖는 평탄한 구성을 갖는 패치-형이며, 제 1 층(240)보다 더 작게 크기가 결정되고; 종양(252)은 제 2 층(248)보다 더 작게 크기가 결정된다. 시뮬레이션된 종양(252)은 제 1 층(240)의 내부 표면(244)으로부터 내부 내로 돌출한다. 복수의 시뮬레이션된 종양들(252)이 조직 모델(200) 전체에 걸쳐 복수의 리세스들(242) 및 제 2 층들(248)을 연결하면서 위치된다. 시뮬레이션된 종양(252)은 또한, 외부 표면이 제 1 층(240)의 내부 표면에 연결되는 상태로 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 층으로서 형성될 수 있다. 제 1 층(240)은, 안쪽으로 돌출하는 하나 이상의 시뮬레이션된 종양들(252)을 갖는 내부를 향하는 실질적으로 매끈한 내부 표면을 제공한다. 제 3 층(250)의 외부 표면이 실질적으로 매끈하며, 이는 제 2 층(240) 및, 그것의 제 1 층(240) 및 제 3 층(250)과의 계면이 제 3 층(250)의 젖은 실리콘으로 충전되기 때문이다. 그럼으로써, 시뮬레이션된 종양(252) 뒤에 위치되는 제 2 층(248)에 의해 제공되는 표시 층을 갖는 시뮬레이션된 종양-함유 장 섹션이 제공된다. 다른 변형예에 있어서, 접착제가 없는 제 2 층(248)의 중심 부분이 제 1 층(240)으로부터 용이하게 분리가능하도록, 접착제는 시뮬레이션된 종양(252)의 위치 둘레의 위치에서 제 1 층(240)과 제 2 층(248) 사이에 적용된다. 제 1 층(240) 및 부착된 종양(252)이 제거될 때 제 2 층(248)을 제 위치에 유지하기 위하여 추가적인 접착제가 제 2 층(248)과 제 3 층(250) 사이에 적용될 수 있다. 또 다른 변형예에 있어서, 2개의 인접한 층들이 용이하게 분리될 수 있도록 어떠한 접착제도 제 1 층(240)과 제 2 층(248) 사이에 적용되지 않는다. 미리 선택된 영역들에서 제 1 층(240)이 제 2 층(248)으로부터 분리되는 것을 허용하는 것이 바람직하며, 이는 적절한 절개 위치에 관하여 외과의에게 피드백을 제공한다. 예를 들어, 연수생이 종양(252)의 위치로부터 멀리 떨어져 절개부를 만드는 경우, 연수생은 제 1 및 제 2 층들(240, 248) 사이의 접착된 영역들은 분리하는 어려운 시간을 가질 것이며; 반면, 종양(252)에 가깝게 만들어진 절개부는 외과의가 종양(252)에 인접한 접착되지 않은 영역을 마주하게 되는 것을 야기할 것이고, 외과의는 2개의 층들(240, 248)을 더 용이하게 분리할 것이다. 다른 변형예에 있어서, 어떠한 접착제도 제 1 층(240)과 제 2 층(248) 사이에 이용되지 않지만, 이는 2개의 층들 모두가 실리콘으로 만들어지고, 하나가 다른 하나의 상단 상에서 경화되어 접착제를 이용한 결합 없이 자연적인 접착이 층들을 함께 달라붙게 만들기 때문에, 여전히 용이하게 분리가 가능하다. 연수생이 원위 개구부 또는 근위 개구부 중 하나를 통해 모델의 중심 루멘 내로부터 시뮬레이션된 종양(252)에 수술적으로 접근하고, 제 1 층(240)을 커팅하기 시작할 때, 제 2 층(248)은 제 2 층(248)을 관통하여 또는 그 안으로 너무 깊이 커팅하는 것을 저지하기 위한 표시 또는 시각적인 기준 층을 제공한다. 제 1 층(240) 내로 종양(252) 둘레를 커팅함으로써 종양(252)을 제거한 이후, 실습생은 절개부를 통해 제 2 층(248)이 시각화되고 접근될 때 컬러의 변화를 볼 수 있으며, 이는 연수생이 절개에 있어서 더 정밀해지도록 트레이닝시킨다. 제 1 층(240)은, 외과의가 제 1 층(240) 내에 생성된 간극에 가깝게 봉합사들을 위치시키는 것을 실습할 수 있도록 봉합사들을 홀딩하도록 구성된 섬유들, 메시 또는 직물을 포함할 수 있다. 보강된 제 1 층(240)은 봉합사들이 실리콘을 관통해 이를 찢지 않도록 봉합사들을 유지하는데 도움을 주며, 늘어날 수 있는 메시 재료를 포함할 수 있다.

도 22에 예시된 시뮬레이션된 조직 모델(200)의 다른 변형예에 있어서, 경화되지 않은 실리콘이 맨드릴 상으로 부어지거나 브러시로 칠해지며, 제 1 층(240)을 형성하기 위하여 그것이 경화된 이후에 제거된다. 원통형 맨드릴 둘레에 몰딩된 결과적인 제 1 층(240)은 개방된 근위 단부 및/또는 개방된 원위 단부, 및 내부 표면(244) 및 외부 표면(246)을 갖는 실질적으로 원통형의 형상을 형성한다. 제 1 층(240)은 길이 방향 축에 대하여 적어도 부분적으로 수직이며 둘레로 연장하는 주름들을 포함할 수 있다. 제 1 층(240)은 핑크색으로 염색된다. 하나 이상의 시뮬레이션된 종양(252)(도 22에 미도시)이 내부 표면(244)에 부착된다. 시뮬레이션된 종양(252)은 어두운 컬러를 갖는 실리콘으로 만들어진다. 복수의 제 2 층들(248)이 시뮬레이션된 종양들(252)에 대향되는 위치들에서 제 1 층(240)의 외부 표면에 부착된다. 제 2 층(248)은 황색으로 염색된 실리콘이며 접착제로 부착된다. 제 2 층(248)은 제 1 층(240)보다 더 작게 크기가 결정된 외부 표면 및 내부 표면을 갖는 평탄한 구성을 갖는 패치-형이다. 종양(252)은 제 2 층(248)보다 더 작게 크기가 결정된다. 제 2 층(248)의 내부 표면은 제 1 층(240)의 외부 표면(246)을 향한다. 이러한 실시예에 있어서, 제 1 층(240)의 내부 표면(244)은 실질적으로 매끄럽다. 특히, 제 1 층(240)의 내부 표면(244)은 시뮬레이션된 종양(252)을 둘러싸는 영역에서 매끄럽다. 시뮬레이션된 종양(252)은 내부 표면(244)으로부터 안쪽으로 돌출한다. 황색의 제 2 층(248)이 제 1 층(240)을 통해 약간 보일 수 있다. 제 1 층(240)의 외부 표면(246)은 제 2 층(248)의 밖으로 돌출하는 패치들을 가지고 중단된다. 따라서, 모델(200)은, 적용된 어떠한 오버코트(overcoat) 평탄화 층이 존재하지 않음에 따라 외부로부터 매끈하게 보이지 않지만; 그러나, 모델(200)은 내부로부터 매끈하게 보인다. 제 1 층(240)은 이상에서 설명된 바와 같이 봉합을 용이하게 하기 위하여 메시, 직물 또는 섬유를 포함할 수 있다. 황색의 제 2 층(248)은 연수생에게 시뮬레이션된 지방 층에 구멍을 뚫지 않도록 하는 표시 층을 제공한다. 제 1 층(240)을 통과한 이후에, 연수생은 아래의 제 2 층(248)에 대한 더 큰 컬러 대비 또는 더 밝은 컬러를 시각화할 것이다. 트레이너는 연수생에게 피드백을 제공하기 위하여 제 2 층(248)에 구멍이 뚫렸는지 여부를 조사하기 위하여 시뮬레이션 다음에 모델(200)을 조사할 수 있다.

변형예들 중 임의의 변형예에 있어서, 제 2 층(246)은, 연수생이 모델(200)의 나머지로부터, 특히 제 2 층(246)으로부터 제 1 층(240) 및 부착된 종양(252)을 분리하는 것을 보조하기 위하여 전반적으로 제 2 층(248)의 중심 영역이 제 1 층(240)의 외부 표면(246)으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 제 1 층(240)의 외부 표면(246)에 그것의 주변부를 따라 부착될 수 있다. 대안적으로, 제 2 층(248)은, 제 2 층(248)의 내부 표면의 전체가 제 1 층(240)의 외부 표면(246)에 부착되지는 않도록 선택적으로 부착될 수 있다.

이제 도 23을 참조하면, 모델(200)의 다른 변형예에 있어서, 경화되지 않은 실리콘의 제 1 층(240)이 원통형 맨드릴에 적용된다. 제 1 층(240)은 핑크색으로 착색되며, 경화되도록 허용된다. 그런 다음, 실리콘의 제 2 층(248)이 제 1 층(240)의 외부 표면(246) 상에 적용되며, 제 2 층(248)이 제 1 층(240)에 부착되도록 경화되게끔 허용된다. 그런 다음, 모델(200)은, 중심 루멘(206) 내로 안쪽으로 연장하는 선택적인 가로 주름들(254)을 갖는 결장 또는 장 섹션을 닮도록 크기가 결정되고 성형된 맨드릴 튜브-형 슬리브로부터 제거된다. 그런 다음, 실리콘으로 만들어진 시뮬레이션된 종양(252)이 제 1 층(240)의 내부 표면(244)에만 임의의 장소에 부착된다. 제 1 층(240)은 핑크색이며, 직장 벽을 시뮬레이션한다. 일 변형예에 있어서, 제 1 층(240)은, 사용자에 의해 인가되는 힘들 하에서 늘어나도록 구성된 봉합가능 벽을 생성하기 위해서뿐만 아니라 실리콘 층을 관통해 찢어지지 않고 봉합사들을 홀딩하기 위하여 메시, 직물 또는 섬유를 포함한다. 제 2 층(248)은 황색이며, 점막하조직 층을 시뮬레이션한다. 제 2 층(248)의 외부 표면은 모듈(200)의 길이를 따라 전반적으로 매끄러울 것이며, 주름들(254)이 길이 방향 축을 향해 안쪽으로 돌출할 것이다. 내부 표면(244)이 또한 모델(200)의 길이를 따라 전반적으로 매끄럽고, 주름들(254)은 중심 루멘(206) 내로 돌출한다. 매끄러운 내부 표면(244)은, 내부 표면(244)에 부착된 안쪽으로 돌출하는 시뮬레이션된 종양들(252)에 의해 중단된다. 시뮬레이션된 종양들(252)은 제 1 층(240)의 컬러와 대비되는 흑색 또는 어두운 적색과 같은 컬러를 갖는다. 모델(200)의 매끄러운 내부 및 외부 표면들은 실습생들에게 사실적인 접근을 제공한다. 또한, 중심 루멘(206)으로부터 절제될 병변에 접근하는 사용자가 제 1 층(240) 내로 절개부를 만들 수 있을 것이며; 따라서 제 1 층(240)이 절개가능하다. 제 1 층(240)이 관통된 이후에, 사용자는 황색의 제 2 층(248)을 직접적으로 시각화할 것이며, 이는 사용자에게 제 1 층(248)이 관통되었다는 것 및 절개가 제 2 층(248) 내로 추가로 진행되어서는 안된다는 것을 나타내기 위한 기준 층으로서 역할할 것이다. 제 2 층(248)이 제 1 층(240)에 접착되지 않고 제 1 층(240) 상에서 경화되도록 허용되었기 때문에, 시뮬레이션된 종양(252)과 함께 제 1 층(240)이 제 2 층(248)으로부터 용이하게 분리된다. 종양(252)이 제거된 이후에, 사용자는, 제 1 층(240) 내로 봉합사들을 통과시킴으로써 시뮬레이션된 종양(252)이 부착된 제 1 층(240) 내의 결과적인 간극을 봉합하고 간극을 폐쇄하는 것을 실습할 수 있다. 모델(200)의 이러한 변형예의 이점은, 사용자가 도달하기 어려운 영역들에 위치된 종양(252)의 제거를 실습할 수 있도록 종양(252)이 모델의 길이를 따라 임의의 장소에 위치되는 것을 허용한다.

이제 도 24 및 도 25를 참조하여, 모델(200)의 다른 변형예가 설명될 것이다. 도 24는, 맨드릴(234)의 외부 표면으로부터 밖으로 돌출하는 외향 디텐트들(256)을 갖는 맨드릴(234)을 예시한다. 실리콘 또는 다른 재료의 제 1 층(240)이 맨드릴(234) 위에 몰딩된 이후에, 튜브-형 모델(200)이 제 1 층(240) 내에 형성된 복수의 리세스들(242)을 갖는 모델(200)을 남기면서 맨드릴(234)로부터 제거된다. 리세스들(242)은 리세스들(242) 내부에 시뮬레이션된 종양들(252)을 수용하기 위한 웰들을 형성하기 위하여 내부 표면(244)으로부터 밖으로 연장한다. 시뮬레이션된 종양(252)은 포드의 부분으로서 형성될 수 있다. 도 13a 내지 도 16과 관련하여 이상에서 설명된 폴립 시뮬레이션(100)이 리세스들(242) 내에 위치되고 웰의 베이스에 대한 제 1 층(240)의 내부 표면에 부착될 수 있다. 도 25에 도시된 일 변형예에 있어서, 종양 포드(258)는 내부 표면(262) 및 외부 표면(264)을 갖는 제 1 층(260)을 포함한다. 제 1 층(260)은 실질적으로 평탄하며, 그것이 삽입되는 리세스(242)의 형상에 대응하는 형상이다. 제 1 층(260)은 실리콘으로 만들어지고 핑크색이며, 제 1 층(240)의 컬러와 매칭된다. 시뮬레이션된 종양(252)은 제 1 층(260)의 내부 표면(262)에 부착된다. 종양(252)이 또한 실리콘으로 만들어지며, 종양을 나타내는 대비되는 컬러를 제공하기 위하여 제 1 층(260)보다 더 어두운 컬러이다. 종양(252)은 제 1 층(260)의 내부 표면(262)으로부터 밖으로 연장하며, 이는 돌출부를 형성한다. 종양(252)은 제 1 층(260)보다 더 작은 영역을 갖는다. 종양 포드(258)는 내부 표면(268) 및 외부 표면(270)을 갖는 제 2 층(266)을 포함한다. 제 2 층(266)은 직장간막을 시뮬레이션하기 위하여 황색의 실리콘으로 만들어진다. 제 2 층(266)은, 층들(260, 266) 중 하나가 여전히 경화되지 않는 동안에 서로를 연결하고 경화되지 않은 층이 다른 층 상에서 경화되도록 허용함으로써 제 1 층(260)에 부착된다. 그럼으로써, 제 1 층(260)이 접착제를 가지고 부착되는 것에 비하여 제 2 층(266)으로부터 더 용이하게 분리된다. 다른 변형예에 있어서, 제 1 층(260)은, 층들(260, 266) 중 하나의 표면을 접착제로 캘린더링(calendaring)하고 2개의 층들을 함께 부착함으로써 제 2 층(266)에 접착된다. 제 2 층(266)의 내부 표면(268)은 부착될 때 제 1 층(260)의 외부 표면(264)을 향한다. 또 다른 변형예에 있어서, 접착제는, 함께 부착되지 않는 제 1 층(260)과 제 2 층(266) 사이의 영역을 생성하기 위하여 제 1 층(260)의 외부 표면(264) 또는 제 2 층(266)의 내부 표면(268) 상의 종양(252)의 위치 둘레에 선택적으로 적용되며, 이는 서로로부터 더 용이하게 분리될 수 있는 영역을 만든다. 결합된 제 1 층(260) 및 제 2 층(266)의 두께는 이것이 위치되는 리세스(242)의 깊이와 거의 동일한 두께이며, 이는 제 1 층(260)의 내부 표면(262)을 제 1 층(240)의 내부 표면과 실질적으로 접하게 만들거나 또는 같은 높이로 만든다. 다른 변형예에 있어서, 결합된 제 1 층(260) 및 제 2 층(266)의 두께는, 종양(262)이 약간 리세스되도록 제 1 층(240)의 전체 두께보다 약간 더 작다. 사용자는 종양(252)을 가시화하고, 모델(200)의 단부들에서의 하나 이상의 개구부로부터 중심 루멘(246)을 통해 기구들을 이용하여 접근할 것이다. 사용자는 종양(252)의 위치에서 종양 포드(258)의 제 1 층(260)을 절개하고, 종양을 절제하기 위하여 종양(252) 둘레로 블레이드를 가이드할 것이다. 사용자는, 제 2 층(266) 내로 절제하지 않도록 주의를 기울이면서 황색 제 2 층(266)이 도달될 때 시각화함으로써 깊이 절개를 실습할 것이다. 제 1 층(260) 및 부착된 종양(252)이 제 2 층(266)으로부터 분리되고, 모델(200)로부터 제거된다. 사용자는 모델(200)의 깊이를 따른 다른 위치들에서 이러한 제거를 반복적으로 실습할 수 있다. 리세스들(242)은, 모델(200)의 실질적으로 매끄러운 외부 표면 및 매끄러운 내부 표면을 유지하면서 동시에 절개가 이루어지는 깊이 인식을 실습하기 위한 기준 층을 제공하면서 모듈식 포드들(258)이 삽입되는 것을 가능하게 한다. 기준 층으로서 역할하는 제 2 층(266)은 제 1 층(260)의 내부 표면(262)으로부터 제 1 층(260)을 관통해 제 1 층(260)의 외부 표면(264)까지의 절개 경로를 획정하고, 그런 다음 제 1 층(260)과 제 2 층(266) 사이의 계면을 따른 분리를 획정하는데 도움을 준다. 제 1 층(260) 및 부착된 종양(252)은 제 2 층(266)으로부터 풀링된다. 제 1 층(260)은 또한, 종양(252)이 제거된 이후에 층이 봉합사들을 홀딩할 수 있게 만드는 메시 재료를 포함할 수 있다. 사용자는 또한 봉합사들을 가지고 나머지 간극을 폐쇄하는 것을 실습할 수 있다. 봉합가능한 층들은 이상에서 설명된 메시 재료를 갖는 실리콘을 포함할 수 있거나, 또는, 대안적으로, 메시, 직물 또는 섬유 보강재 없이 VERSAFLEX®와 같은 KRATON®로 만들어질 수 있다.

완전히 봉합이 가능한 직장 모델(300)이 개시된다. 직장 모델(300)은 내장된 메시 재료를 갖는 실리콘으로 만들어진다. 직장 모델(300)이 완전히 봉합이 가능하다는 것은, 튜브형 직장 모델(300)의 전체 길이가 메시를 포함하며 봉합이 가능하고, 이는 외과의들 및 사용자들이 시뮬레이션된 장에 대하여 봉합 기술들을 실습하는 것을 가능하게 한다는 것을 의미한다. 실리콘 그 자체가 용이하고 사실적으로 봉합이 가능하도록 그 자체에 도움이 되는 것은 아니며, 이는 봉합사들이 실리콘 재료를 홀딩하지 않고 이를 용이하게 커팅하기 때문이다. SPANDEX와 같은 메시의 부가가 봉합사가 실리콘을 커팅하는 것을 저지한다. 결과적으로, 실리콘 직장 모델들이 너무 두꺼우며, 따라서, 봉합사가 완전한 두께를 통과하는 것에 대하여 너무 많은 저항을 제공한다. 실습생들은, 퍼스-스트링(purse string)들 또는 단순히 결함을 폐쇄하는 것과 같은 특정한 봉합 기술들을 실습해야 할 필요가 있다. 본 발명은 이러한 봉합이 가능한 직장 모델을 제공한다.

이제 도 26a를 참조하면, 메시 층(302)이 도시된다. 메시 층(302)은 제 2 표면(306)에 대향되는 제 1 표면(304)을 포함한다. 메시 층(302)은 실질적으로 평탄하며, x-y 평면에서 나일론 또는 다른 폴리머로 만들어진 섬유 가닥들을 포함하는 얇은 층이다. 일 변형예에 있어서, 메시 층(302)은 LYCRA로 만들어진다. 일 변형예에 있어서, 메시 층(302)은 SPANDEX이다. 일 변형예에 있어서, 메시 층(302)은 임의의 방향으로 늘어날 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 메시 층은 양-방향 스트레칭 속성들을 갖는다. 폴리머 섬유의 가닥들이 웹 또는 네트를 형성한다. 메시 층(302)이 직조될 수 있으며 균일한 패턴을 가질 수 있다. 메시 층(302)은 적색, 핑크색 또는 백색이다.

계속해서 도 26a를 참조하고 도 26b를 추가로 참조하면, 메시 층(302)의 적절한 길이 및 폭이 제공된다. 도 26b에 도시된 바와 같이, 메시 층(302)은 원통형으로 형성되며, 바-밀봉재(bar-sealer)를 사용하여 길이 방향 이음매(308)가 형성된다. 바-밀봉부는 이음매(308)를 형성하기 위하여 메시 층(302)을 함께 열-밀봉한다. 원통형 메시 층(302)은, 도 27에 도시된 바와 같은 중심 루멘(310)을 갖는 슬리브(312)를 형성한다.

이제 도 27 내지 도 28을 참조하면, 맨드릴(314)이 제공된다. 몰드 릴리즈 제제가, 예컨대 몰드 릴리즈를 가지고 맨드릴(314)을 스프레이하거나 또는 이를 브러싱함으로써 맨드릴(314)에 적용된다. 몰드 릴리즈 치환체 또는 대안체가 또한 이용될 수 있다. 몰드 릴리즈가 맨드릴(314)에 적용된 이후에, 맨드릴(314)이 슬리브(312)의 중심 루멘(310) 내로 삽입된다. 슬리브(312)는, 실제 직장을 모방하는 크기 및 형상을 갖는 맨드릴(314) 위에 들어 맞도록 구성되고 크기가 결정된다. 슬리브(312)의 내부 직경은 맨드릴(314)의 외부 직경과 동일한 직경 또는 이보다 약간 더 큰 직경을 갖는다. 맨드릴(314)은, 그것의 길이 방향 축에 대하여 맨드릴(314)을 회전시키도록 구성된 모터에 연결된 회전 핀(316)을 포함한다. 맨드릴(314)이 회전할 때, 경화되지 않은 실리콘이 메시의 슬리브(312)에 적용된다. 경화되지 않은 실리콘은 예컨대 슬리브(312)의 근위 및 원위 단부들에서 회전하는 맨드릴(314)에 또는 슬리브(312) 내로 맨드릴(314)을 삽입하기 이전에 적용될 수 있다. 경화되지 않은 실리콘은 브러시 또는 다른 디스펜싱(dispensing) 메커니즘을 가지고 균일하게 적용된다. 경화되지 않은 실리콘은 슬리브(312)의 실리콘의 이전의 적용들 위에 그리고 반복적으로 적용된다. 일 변형예에 있어서, 경화되지 않은 실리콘은 맨드릴(314)이 슬리브(312) 내로 삽입되기 이전에 적용된다.

실리콘의 적용이 완료되고 메시가 완전히 커버된 이후에 또는 생성물의 희망되는 두께가 달성될 때까지, 실리콘이 완전히 경화되도록 허용된다. 그런 다음, 경화된 실리콘 및 메시 생성물이 맨드릴(314)로부터 제거된다. 그 결과는 실리콘 내에 내장된 메시 층(302)이며, 이는 그 전체를 따라 봉합이 가능한 튜브형 직장 모델(300)을 형성한다. 메시의 슬리브(312)를 실리콘 내에 내장하는 것이 직장 모델(300)의 봉합의 실습 동안 실리콘의 커팅 및 찢어짐을 억제한다. 결과적으로, 직장 모델(300)이 완전히 봉합이 가능하며, 이는 도 29에 도시된 바와 같은 동전 지갑(coin purse) 또는 퍼스 스트링 배치와 같은 복잡한 봉합 기술들을 가능하게 한다. 도 29에서, 완전히 봉합이 가능한 직장 모델(300)이 그것의 길이 방향 축(318)을 따라 보여진다. 봉합사(320)는, 내장된 메시 구성물의 결과로서 직장 모델 벽이 찢어지지 않고 데이지-형(daisy-like) 패턴으로 직장 모델(300) 안팎으로 통과된다. 그런 다음, 봉합사(320)의 단부들이 직장 모델(300)의 중심 루멘을 수축시키기 위하여 동전 지갑과 같이 조여질 수 있다.

일 변형예에 있어서, 메시 재료의 원통형 슬리브(312) 대신에, 메시 재료의 하나 이상의 스트립들이 맨드릴 바로 위에 위치되고 제 위치에 홀딩될 수 있거나, 또는 맨드릴(314) 상에 브러시된 경화되지 않은 실리콘 상에 위치되고 그 이후 메시 재료의 하나 이상의 스트립들을 내장시키기 위하여 맨드릴(314) 둘레에 평평한 방식으로 경화되지 않은 실리콘의 연속적인 적용들이 이어진다.

"Simulated tissue structure for surgical training"이라는 명칭으로 2011년 10월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제61/549,838호에 대한 우선권을 주장하는 "Simulated tissue structure for surgical training"이라는 명칭으로 2012년 10월 19일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제13/656,467호는 그 전체가 본원에 참조로서 통합된다.

본원에 개시된 시스템의 실시예들에 대하여 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 이상의 설명은 제한적으로 해석되지 않아야 하며, 단지 선호되는 실시예들의 예시들로서 해석되어야만 한다. 당업자들은 본 개시의 사상 및 범위 내에서 다른 수정예들을 구상할 것이다.

Claims (20)

1. 시뮬레이션된 조직 모델로서,
   길이방향 축을 갖는 중심 루멘을 획정하며 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 실질적으로 원통형 튜브를 포함하며, 상기 원통형 튜브는,
   내부 표면 및 외부 표면을 갖는 제 1 튜브형 측벽, 및 상기 제 1 튜브형 측벽의 상기 외부 표면에 형성된 깊이를 갖는 적어도 하나의 리세스를 갖는 실리콘으로 만들어진 제 1 층;
   그 사이에 두께를 획정하는 실질적으로 평탄한 외부 표면에 대향되는 실질적으로 평탄한 내부 표면을 갖는 실리콘으로 만들어진 제 2 층으로서, 상기 제 2 층은 상기 리세스 내부에 들어 맞도록 크기가 결정되고 구성되는, 상기 제 2 층;
   내부 표면 및 외부 표면을 갖는 제 2 튜브형 측벽을 갖는 실리콘으로 만들어진 제 3 층으로서, 상기 제 2 튜브형 측벽은 실질적으로 균일하며, 상기 제 3 층 및 상기 제 1 층은, 상기 제2 튜브형 측벽의 상기 내부 표면이 상기 제 1 튜브형 측벽의 상기 외부 표면을 향하고 접촉하도록 그리고 상기 리세스 내부의 상기 제 2 층이 상기 제 1 층과 상기 제 3 층 사이에 캡처되도록 함께 부착되는, 상기 제 3 층을 포함하는, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 원통형 튜브의 상기 내부 표면 및 외부 표면은 각각 상기 제 1 튜브형 측벽의 상기 내부 표면 및 상기 제 2 튜브형 측벽의 상기 외부 표면에 대응하는, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 층은, 상기 제 2 층의 상기 실질적으로 평탄한 내부 표면이 상기 제 1 층의 상기 외부 표면을 향하도록 상기 리세스 내부에 위치되는, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 시뮬레이션된 조직 모델은, 상기 제 2 층으로부터 안쪽으로 인접한 위치에서 상기 제 1 튜브형 측벽의 상기 내부 표면에 부착된 시뮬레이션된 종양을 더 포함하는, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 시뮬레이션된 종양은 상기 제 1 층의 상기 내부 표면으로부터 상기 원통형 튜브의 내부 내로 돌출하는, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제 1 층 및 제 2 층은 상기 리세스의 적어도 하나 이상의 영역들에 선택적으로 부착되는, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 리세스의 상기 하나 이상의 영역들은, 상기 제 1 층의 상기 내부 표면 상의 상기 시뮬레이션된 종양의 위치 주위의 영역에 대응하는, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 제 1 층 및 제 2 층은, 상기 제 1 층의 상기 내부 표면 상의 상기 시뮬레이션된 종양의 위치로부터 바깥쪽으로 인접하게 위치된 상기 리세스의 영역 내에서 분리가능한, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
9. 청구항 4에 있어서,
   상기 제 2 층은 상기 제 1 층보다 크기가 더 작고, 상기 시뮬레이션된 종양은 상기 제 2 층보다 크기가 더 작은, 시뮬레이션된 조직 모델.
   
10. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2 층은 상기 시뮬레이션된 종양의 절제를 용이하게 하기 위해 시각적 피드백을 제공하도록 구성되는, 시뮬레이션된 조직 모델.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 2 층은 황색이며 반면 상기 제 3 층은 투명한 색 또는 핑크색인, 시뮬레이션된 조직 모델.
    
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 시뮬레이션된 조직 모델은 상기 제 1 층 내에 내장된 메시 층을 더 포함하는, 시뮬레이션된 조직 모델.
    
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 실질적으로 원통형 튜브는 상기 중심 루멘 내로 안쪽으로 연장하는 하나 이상의 가로 주름(transverse fold)들을 더 포함하는, 시뮬레이션된 조직 모델.
    
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통형 튜브는 상기 원통형 튜브 전체에 걸쳐 복수의 리세스들 및 복수의 제 2 층들을 연결하는 복수의 시뮬레이션된 종양을 갖는 장 섹션 또는 결장을 나타내는, 시뮬레이션된 조직 모델.
    
15. 시뮬레이션된 조직 구조체를 제조하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 함몰부(depression)를 갖는 외부 표면을 갖는 세장형 맨드릴(mandrel)을 제공하는 단계;
    상기 맨드릴을 회전시키는 단계;
    경화되지 않은 실리콘의 제 1 층을 상기 맨드릴 상에 적용(apply)하는 단계;
    내부 표면과 외부 표면, 및 상기 함몰부의 위치에서 상기 외부 표면에 형성된 깊이를 갖는 웰(well)을 갖는 실질적으로 튜브형 구조체를 형성하기 위하여 상기 제 1 층이 경화되는 것을 허용하는 단계;
    상기 웰의 상기 깊이에 실질적으로 대응하는 두께 및 상기 웰의 형상에 실질적으로 대응하는 형상을 갖는 경화된 실리콘의 제 2 층을 제공하는 단계;
    상기 제 2 층을 상기 제 1 층의 상기 웰 내부에 위치시키는 단계;
    상기 제 1 층 및 제 2 층의 상기 외부 표면 상에 경화되지 않은 실리콘의 제 3 층을 적용하는 단계; 및
    매끄러운 외부 표면을 형성하기 위해 상기 제 3 층이 경화되고 상기 제 1 층 및 제 2 층에 부착되는 것을 허용하는 단계를 포함하는, 방법.
    
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 제 2 층보다 더 작은 크기를 갖는 시뮬레이션된 종양을 제공하는 단계; 및
    상기 제 2 층에 인접한 상기 함몰부의 위치에서 상기 시뮬레이션된 종양을 상기 제 1 층의 상기 내부 표면에 부착하는 단계를 더 포함하는, 방법.
    
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 방법은, 상기 제 2 층이 상기 종양의 위치 주위에 부착되고 상기 종양의 위치에 부착되지 않도록 상기 제 2 층을 상기 제 1 층의 상기 외부 표면에 부착하는 단계를 더 포함하는, 방법.
    
18. 청구항 15에 있어서,
    상기 방법은, 메시의 층을 상기 제 1 층 내에 내장하는 단계를 더 포함하는, 방법.
    
19. 청구항 15에 있어서,
    상기 세장형 맨드릴을 제공하는 단계는, 적어도 하나의 함몰부 및 적어도 하나의 틈(crevice)을 갖는 외부 표면을 갖는 세장형 맨드릴을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
    
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 적어도 하나의 틈은 결과로서 생성된 시뮬레이션된 조직 모델에 가로 주름들을 형성하기 위해 상기 세장형 맨드릴의 길이방향 축에 실질적으로 수직인, 방법.