WO2020116277A1 - 血管モデル及び臓器シミュレータ - Google Patents

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WO2020116277A1
WO2020116277A1 PCT/JP2019/046358 JP2019046358W WO2020116277A1 WO 2020116277 A1 WO2020116277 A1 WO 2020116277A1 JP 2019046358 W JP2019046358 W JP 2019046358W WO 2020116277 A1 WO2020116277 A1 WO 2020116277A1
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WO
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model
blood vessel
organ
vessel model
heart
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PCT/JP2019/046358
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French (fr)
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梨奈 米山
信圭 山中
聡志 浪間
中田　昌和
Original Assignee
朝日インテック株式会社
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Publication date
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    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models
    • G09B23/303—Anatomical models specially adapted to simulate circulation of bodily fluids
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/285—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine for injections, endoscopy, bronchoscopy, sigmoidscopy, insertion of contraceptive devices or enemas

Definitions

  • the present invention relates to a blood vessel model and an organ simulator.
  • Patent Documents 1 to 4 disclose simulators (simulated human body and simulated blood vessels) that allow an operator such as a doctor to simulate a procedure using these medical devices.
  • Patent Document 5 uses a blood vessel model that allows an operator such as a doctor to simulate a procedure using a medical device
  • Patent Document 6 uses it as a substitute blood vessel in place of a pathologically deteriorated blood vessel. Artificial blood vessels are disclosed respectively.
  • angiography may be used in order to understand circulatory dynamics such as blood flow velocity and blood viscosity, or occluded state of blood vessels.
  • a contrast agent having a low X-ray transparency is injected from a catheter inserted into a blood vessel, and X-ray imaging is performed.
  • the operator grasps the circulatory dynamics and the blood vessel state by observing the state of the flow of the contrast agent from the change in the contrast in the obtained X-ray image (still image or moving image, also called “cine image”). be able to.
  • the contrast agent is guided to the flow path formed in a shape imitating a vein.
  • the technique described in Patent Document 2 has a problem that an image far from the actual image can be obtained depending on the angle of observation because the contrast agent is not diluted and flows into the channel with a high concentration.
  • no consideration is given to the use of contrast agents.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a blood vessel model and an organ simulator in which an X-ray image obtained when a contrast agent is used resembles an actual living body. To do.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following modes.
  • a blood vessel model is provided.
  • This blood vessel model is provided with a flow passage forming portion that forms a fluid flow passage extending in the extending direction of the blood vessel model, and is provided to face the fluid flow passage, is formed of a porous body, and has pores of the porous body. And a diffusion part for diffusing the fluid flowing through the fluid flow path and discharging the fluid to the outside.
  • the blood vessel model is provided facing the fluid flow path extending in the extending direction of the blood vessel model, is formed of the porous body, and diffuses the fluid flowing through the fluid flow path from the pores of the porous body.
  • a diffusing section is provided for discharging the gas to the outside while allowing it.
  • the diffusion section formed of the porous body functions as a diffusion channel (buffer channel) that disperses the pressure and flow velocity of the contrast agent that has flowed into the fluid channel. Therefore, in the blood vessel model of this configuration, in the X-ray image obtained when the contrast agent is used, the state of deep staining confirmed in the X-ray image of the actual human body (specifically, the contrast agent is distributed along the arteriole). It is possible to simulate how it spreads and then diffuses into venules and disappears. Therefore, it is possible to provide a blood vessel model in which an X-ray image obtained when a contrast agent is used resembles an actual living body.
  • the pores of the porous body may be filled with an elastic body. According to this configuration, since the pores of the porous body are filled with the elastic body in the diffusion portion, each pore of the porous body is sealed while the pressure in the fluid channel is low, and the contrast is enhanced. When the pressure in the fluid channel increases due to the inflow of the agent, each pore of the porous body can be opened. Therefore, the contrast agent can be more finely diffused and discharged, and the state of deep staining (diffusion and disappearance image) in the X-ray image obtained when the contrast agent is used can be brought closer to the actual living body.
  • the fluid filling the periphery of the blood vessel model flows backward from each pore of the porous body into the fluid flow path. Can be suppressed.
  • the flow channel forming portion may be a tubular body extending in the extending direction of the blood vessel model, and the diffusing portion may be provided at the tip of the tubular body.
  • the flow path forming portion may be a tubular body extending in the extending direction of the blood vessel model, and the diffusion portion may be provided at a branch portion where the tubular body branches. .. According to this configuration, since the diffusion part is provided at the branch part where the flow path forming part (tubular body) branches, the dense part in the X-ray image obtained when the contrast agent is used is the branch part of the fluid flow path. Can be simulated.
  • the flow path forming portion is a groove body that extends in a stretching direction of the blood vessel model and has an opening formed in at least a part of a circumferential direction
  • the diffusion portion is the groove body. May be provided so as to face the opening.
  • the flow path forming portion is formed of a porous body and serves as a diffusion portion that diffuses the fluid flowing through the fluid flow path from the pores of the porous body and discharges the fluid to the outside. May function. According to this configuration, by forming the flow passage forming portion with the porous body, it can function as a diffusion portion that diffuses the fluid flowing through the fluid flow passage from the pores of the porous body and discharges the fluid to the outside.
  • At least a part of the fluid flow passage may be coated in the flow passage forming portion.
  • at least a part of the fluid flow path extending in the extending direction of the blood vessel model is coated in the flow path forming portion. Therefore, the sliding resistance in the fluid channel can be brought closer to the actual living body (blood vessel), and the medical device can be smoothly advanced in the fluid channel.
  • an organ simulator includes an organ model that imitates an organ, and a blood vessel model of the above-described form that is arranged on the surface of the organ model. According to this configuration, it is possible to obtain an organ simulator in which the above-described blood vessel model of each form is configured as a blood vessel that goes around the surface of the organ model.
  • the blood vessel model of each of the above-mentioned forms is arranged on the surface of the organ model, for example, the lumen of the organ model is used for other purposes other than the diffusion of the contrast agent, and the organ model has a solid configuration. The degree of freedom in designing organ models such as, can be improved.
  • the organ model may include a surface layer formed of a porous body, and the diffusion part of the blood vessel model may be arranged adjacent to the surface layer of the organ model. Good.
  • the diffusion part of the blood vessel model is arranged adjacent to the surface layer of the organ model, the contrast agent discharged to the outside by the diffusion part can be guided to the surface layer of the organ model.
  • the surface layer of the organ model is formed of a porous body, it functions as a diffusion channel (buffer channel) that further disperses the pressure and flow velocity of the contrast agent that has flowed into the surface layer.
  • the contrast agent is diffused and discharged in both the diffusion part of the blood vessel model and the surface layer of the organ model, the contrast agent can be diffused and discharged more finely. It is possible to make the appearance of deep staining in an X-ray image obtained when the agent is used more like an actual living body.
  • the organ simulator of the above aspect may further include a fixing member that fixes the blood vessel model to the surface of the organ model. According to this configuration, since the blood vessel model can be fixed to the surface of the organ model by the fixing member, the positional relationship between the organ model and the blood vessel model can be maintained at a desired position.
  • the organ model is a heart model that has a lumen and imitates a heart, and further, by sending and drawing out a dilation medium to and from the lumen of the heart model, the heart It may be provided with a pulsating part that pulsates the model.
  • the organ model can be configured as a heart model
  • the blood vessel model can be configured as a coronary artery model that goes around the surface of the heart model.
  • the heart model can be pulsated in the same manner as an actual human body by the pulsation unit that sends and sucks the expansion medium to and from the lumen of the heart model, and thus is obtained when a contrast agent is used. It is possible to more closely resemble the state of deep staining (diffusion and disappearance image) in the X-ray image, and to improve the immersive feeling of the user of the organ simulator.
  • a membranous pericardial portion covering the surface of the heart model is further provided, and the blood vessel model has a space between the inner surface of the pericardial portion and the surface of the heart model. May be housed in.
  • the membranous pericardium that covers the surface of the heart model simulates the sidewall pericardium and the fibrous pericardium in an actual living body, and the space between the inner surface of the pericardium and the surface of the heart model. This space can simulate an actual pericardial space in a living body.
  • the present invention can be realized in various aspects, for example, a blood vessel model imitating a heart blood vessel, a liver blood vessel, a cerebral blood vessel, an organ model imitating an organ such as heart, liver, brain, a blood vessel. It can be realized in the form of an organ simulator including a model and an organ model, a human body simulation apparatus including at least a part of these, a control method of the human body simulation apparatus, and the like.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line A1-A1 of FIG. 7.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 7.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along line BB of FIG. 13. It is explanatory drawing which shows schematic structure of the organ simulator of 4th Embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 15. It is explanatory drawing which shows schematic structure of the organ simulator of 5th Embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 17. It is explanatory drawing which shows schematic structure of the organ simulator of 6th Embodiment. It is sectional drawing in the EE line of FIG.
  • the human body simulation apparatus 1 is used for simulating a procedure of treatment or inspection using a medical device in a living body lumen such as the circulatory system, digestive system, and respiratory system of the human body. It is a device.
  • a medical device means a device for minimally invasive treatment or examination such as a catheter or a guide wire.
  • the human body simulation device 1 includes a model 10, a housing unit 20, a control unit 40, an input unit 45, a pulsation unit 50, a pulsation unit 60, and a breathing motion unit 70.
  • the model 10 includes a heart model 110 simulating a human heart, a lung model 120 simulating a lung, a diaphragm model 170 simulating a diaphragm, a brain model 130 simulating a brain, and a liver.
  • the heart model 110, the lung model 120, the diaphragm model 170, the brain model 130, the liver model 140, and the lower limb model 150 are collectively referred to as a “biological model”.
  • the heart model 110, the brain model 130, the liver model 140, and the lower limb model 150 are also collectively referred to as “organ model”.
  • the lung model 120 and the diaphragm model 170 are collectively referred to as a “respiratory model”.
  • Each biological model (that is, each organ model) except the lung model 120 and the diaphragm model 170 is connected to the aortic model 160. Details of the model 10 will be described later.
  • the accommodation unit 20 includes a water tank 21 and a covering unit 22.
  • the water tank 21 is a substantially rectangular parallelepiped water tank having an open top. As shown in FIG. 1, the model 10 is placed in the bottom of the water tank 21 while the water tank 21 is filled with the fluid, so that the model 10 is submerged in the fluid. Since water (liquid) is used as the fluid in the present embodiment, the model 10 can be kept in a wet state like an actual human body. Other liquids (for example, physiological saline, aqueous solutions of arbitrary compounds, etc.) may be used as the fluid.
  • the fluid filled in the water tank 21 is taken into the aorta model 160 or the like of the model 10 and functions as “simulated blood” that simulates blood.
  • the cover 22 is a plate-shaped member that covers the opening of the water tank 21.
  • the covering portion 22 functions as a wave canceling plate by placing the covering portion 22 with one surface of the covering portion 22 in contact with the fluid and the other surface in contact with the outside air.
  • the water tank 21 and the covering portion 22 of the present embodiment are formed of a synthetic resin (for example, acrylic resin) having X-ray transparency and high transparency, the visibility of the model 10 from the outside can be improved.
  • the water tank 21 and the covering portion 22 may be made of another synthetic resin, or the water tank 21 and the covering portion 22 may be made of different materials.
  • the control unit 40 includes a CPU, a ROM, a RAM, and a storage unit (not shown).
  • the pulsating unit 50, the pulsating unit 60, and the breathing operation are performed by expanding the computer program stored in the ROM into the RAM and executing the computer program.
  • the operation of the unit 70 is controlled.
  • the input unit 45 is various interfaces used by the user to input information to the human body simulation device 1.
  • a touch panel, a keyboard, operation buttons, an operation dial, a microphone or the like can be adopted.
  • a touch panel will be exemplified as the input unit 45.
  • the pulsation unit 50 is a “fluid supply unit” that sends pulsated fluid to the aortic model 160. Specifically, the pulsation unit 50 circulates the fluid in the water tank 21 and supplies the fluid to the aortic model 160 of the model 10, as indicated by the white arrow in FIG. 1.
  • the pulsation unit 50 of the present embodiment includes a filter 55, a circulation pump 56, and a pulsation pump 57.
  • the filter 55 is connected to the opening 210 of the water tank 21 via the tubular body 31.
  • the filter 55 removes impurities (for example, a contrast agent used in the procedure) in the fluid by filtering the fluid passing through the filter 55.
  • the circulation pump 56 is, for example, a non-volumetric centrifugal pump, and circulates the fluid supplied from the water tank 21 via the tubular body 31 at a constant flow rate.
  • the pulsation pump 57 is, for example, a positive-displacement reciprocating pump, and adds pulsation to the fluid sent from the circulation pump 56.
  • the pulsation pump 57 is connected to the aortic model 160 of the model 10 via the tubular body 51 (FIG. 2). Therefore, the fluid delivered from the pulsation pump 57 is supplied to the inner cavity of the aortic model 160.
  • a rotary pump operated at low speed may be used instead of the reciprocating pump.
  • the filter 55 and the circulation pump 56 may be omitted.
  • the tubular body 31 and the tubular body 51 are flexible tubes formed of a synthetic resin (for example, silicon) made of a soft material having X-ray transparency.
  • the pulsation unit 60 pulsates the heart model 110. Specifically, the pulsation unit 60 expands the heart model 110 by delivering the fluid to the lumen of the heart model 110, as indicated by the hatched arrow in FIG. The heart model 110 is contracted by sucking out the fluid in the lumen. The pulsation unit 60 realizes the pulsation operation (expansion and contraction operation) of the heart model 110 by repeating these sending and sucking operations.
  • the fluid used in the pulsation unit 60 hereinafter, also referred to as “expansion medium”
  • a liquid may be used as in the simulated blood, and a gas such as air may be used, for example.
  • the expansion medium is preferably an organic solvent such as benzene or ethanol, or a radiation transparent liquid such as water.
  • the pulsation unit 60 can be realized by using, for example, a positive displacement reciprocating pump.
  • the pulsation unit 60 is connected to the heart model 110 of the model 10 via the tubular body 61 (FIG. 2).
  • the tubular body 61 is a flexible tube formed of a synthetic resin (for example, silicon) made of a soft material having X-ray transparency.
  • the respiratory motion unit 70 causes the lung model 120 and the diaphragm model 170 to perform a motion simulating a respiratory motion. Specifically, the breathing motion unit 70 expands the lung model 120 by delivering fluid to the lumen of the lung model 120 and the diaphragm model 170, as shown by the arrow with dot hatching in FIG. 1. At the same time, the diaphragm model 170 is contracted. In addition, the respiratory motion unit 70 contracts the lung model 120 and relaxes the diaphragm model 170 by sucking fluid from the lumen of the lung model 120 and the diaphragm model 170. The breathing motion unit 70 realizes the breathing motion of the lung model 120 and the diaphragm model 170 by repeating these sending and sucking motions.
  • a liquid may be used as in the case of simulated blood, and a gas such as air may be used, for example.
  • the breathing operation unit 70 can be realized by using, for example, a positive displacement reciprocating pump.
  • the breathing motion unit 70 is connected to the lung model 120 of the model 10 via the tubular body 71, and is connected to the diaphragm model 170 via the tubular body 72 (FIG. 2).
  • the tubular bodies 71, 72 are flexible tubes made of a synthetic resin (for example, silicon) made of a soft material having X-ray transparency.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the aortic model 160.
  • the aortic model 160 includes parts that imitate the aorta of the human body, that is, an ascending aorta part 161 that imitates the ascending aorta, an aortic arch part 162 that imitates the aortic arch, an abdominal aortic part 163 that imitates the abdominal aorta, and the common intestine. It is composed of a common iliac aortic portion 164 that imitates a bone aorta.
  • the aortic model 160 has a second connecting portion 161J for connecting the heart model 110 at the end of the ascending aortic portion 161.
  • a first connecting portion 162J for connecting the brain model 130 is provided near the aortic arch 162
  • a third connecting portion 163Ja for connecting the liver model 140 is provided near the abdominal aortic portion 163.
  • two fourth connecting portions 164J for connecting the left and right lower limb models 150 are provided.
  • the second connecting portion 161J is sufficient if it is arranged in the ascending aorta 161 or in the vicinity thereof, and the fourth connecting portion 164J is sufficient if it is arranged in the common iliac aorta 164 or its vicinity.
  • these first to fourth connection parts 161J to 164J are also collectively referred to as “biological model connection parts”.
  • the aortic model 160 includes a fluid supply unit connecting portion 163Jb for connecting the pulsating unit 50 in the vicinity of the abdominal aortic portion 163.
  • the fluid supply unit connecting portion 163Jb is not limited to the vicinity of the abdominal aorta 163, but may be arranged at any position such as near the ascending aorta 161 or near the cerebral blood vessel model 131 (for example, the common carotid artery). Good. Further, the aortic model 160 may include a plurality of fluid supply unit connecting portions 163Jb arranged at different positions.
  • the above-mentioned biological model connection portion and fluid supply portion connection portion (first connection portion 162J, second connection portion 161J, third connection portion 163Ja, two fourth connection portions 164J, fluid).
  • An inner cavity 160L is formed in each of the supply portion connecting portions 163Jb).
  • the lumen 160L functions as a flow path for transporting the simulated blood (fluid) supplied from the pulsation unit 50 to the heart model 110, the brain model 130, the liver model 140, and the lower limb model 150.
  • the aortic model 160 of the present embodiment is formed of a synthetic resin (for example, polyvinyl alcohol (PVA), silicone, etc.) which is a soft material having X-ray transparency.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • silicone silicone
  • hydrophilicity of PVA allows the tactile sensation of the aortic model 160 submerged in the liquid to be similar to that of an actual human aorta.
  • the aortic model 160 can be produced, for example, as follows. First, a mold imitating the shape of the human aorta is prepared. The type corresponds to the aorta in the human body model data generated by analyzing the actual computed tomography (CT: Computed Tomography) image and the nuclear magnetic resonance imaging (MRI: Magnetic Resonance Imaging) image, etc. For example, the data of the part can be produced by inputting the data to a 3D printer and printing the data.
  • the mold may be gypsum, metal, or resin.
  • a liquid synthetic resin material is applied to the inside of the prepared mold, and after the synthetic resin material has cooled and solidified, the mold is removed. In this way, the aortic model 160 having the lumen 160L can be easily manufactured.
  • the heart model 110 has a shape imitating a heart, and has a lumen 110L formed therein.
  • the heart model 110 of the present embodiment is formed of a synthetic resin (for example, silicon) made of a soft material having X-ray transparency, and similar to the aortic model 160, a synthetic resin is formed inside a mold made from human body model data. It can be prepared by applying a material and demolding.
  • the heart model 110 includes a tubular body 115 and is connected to the heart blood vessel model 111.
  • the cardiovascular model 111 is a tubular blood vessel model imitating a part of the ascending aorta and the coronary artery, and is formed of a synthetic resin (for example, PVA, silicone, etc.) of a soft material having X-ray transparency.
  • the tubular body 115 is a flexible tube formed of a synthetic resin (for example, silicon) made of a soft material having X-ray transparency.
  • the tubular body 115 is connected such that the distal end 115D communicates with the inner cavity 110L of the heart model 110, and the proximal end 115P communicates with the tubular body 61 that communicates with the pulsation section 60.
  • the lung model 120 has a shape that imitates the right lung and the left lung, respectively, and has one lumen 120L in which the right lung and the left lung communicate with each other.
  • the lung model 120 is arranged to cover the left and right of the heart model 110.
  • the material and manufacturing method that can be used for manufacturing the lung model 120 are the same as those of the heart model 110.
  • the material of the lung model 120 and the material of the heart model 110 may be the same or different.
  • the lung model 120 is connected to a trachea model 121 which is a tubular model imitating a part of the trachea.
  • the trachea model 121 can be made of the same material as the tubular body 115 of the heart model 110.
  • the material of the trachea model 121 and the material of the tubular body 115 may be the same or different.
  • a distal end 121D is connected so as to communicate with the inner lumen 120L of the lung model 120
  • a proximal end 121P is connected so as to communicate with a tubular body 71 that is connected to the respiratory motion unit 70.
  • the diaphragm model 170 has a shape simulating a diaphragm, and has a lumen 170L formed therein.
  • the diaphragm model 170 is arranged below the heart model 110 (in other words, in a direction opposite to the brain model 130 with the heart model 110 sandwiched therebetween).
  • the materials and manufacturing methods that can be used to manufacture the diaphragm model 170 are similar to those of the heart model 110.
  • the material of the diaphragm model 170 and the material of the heart model 110 may be the same or different.
  • the diaphragm model 170 is connected to the tubular body 72 connected to the breathing motion unit 70 in a state where the lumen 170L of the diaphragm model 170 and the lumen of the tubular body 72 are in communication with each other.
  • the brain model 130 has a shape imitating a brain, and has a solid shape without a lumen.
  • the brain model 130 is arranged above the heart model 110 (in other words, in a direction opposite to the diaphragm model 170 with the heart model 110 sandwiched therebetween).
  • the materials and manufacturing methods that can be used to manufacture the brain model 130 are the same as those of the heart model 110.
  • the material of the brain model 130 and the material of the heart model 110 may be the same or different.
  • the brain model 130 is connected to a cerebral blood vessel model 131 which is a tubular blood vessel model imitating at least a part of main arteries including a pair of left and right common carotid arteries and a pair of left and right vertebral arteries.
  • the cerebral blood vessel model 131 can be made of the same material as the cardiovascular model 111 of the heart model 110.
  • the material of the cerebral blood vessel model 131 and the material of the heart blood vessel model 111 may be the same or different. Further, although not shown, the cerebral blood vessel model 131 may simulate not only an artery but also a main vein including the superior cerebral vein and the rectal sinus.
  • the brain model 130 may be a complex that further includes a bone model simulating a human skull and cervical spine.
  • the skull model has a hard resin case simulating the parietal bone, temporal bone, occipital bone, and sphenoid bone, and a lid simulating the frontal bone
  • the cervical spine model allows the blood vessel model to pass inside. You may have several rectangular resin bodies which have a through-hole.
  • the bone model is made of a resin having a hardness different from that of an organ model such as a blood vessel model and a brain model.
  • the skull model can be made of acrylic resin and the cervical spine model can be made of PVA.
  • the distal end 131D is connected to the brain model 130, and the proximal end 131P is connected to the first connecting portion 162J of the aortic model 160 (for example, the brachiocephalic artery, the subclavian artery in human, or the vicinity thereof).
  • the tip 131D of the cerebral blood vessel model 131 imitates the vertebral artery passing through the vertebra and other blood vessels (for example, posterior cerebral artery, middle cerebral artery) arranged on the surface and/or inside of the brain model 130.
  • the posterior communicating artery may be imitated and connected to the peripheral portion of the common carotid artery.
  • the proximal end 131P of the cerebral blood vessel model 131 is connected to the first connecting portion 162J in a state where the inner lumen of the cerebral blood vessel model 131 and the inner lumen 160L of the aortic model 160 are in communication with each other.
  • the liver model 140 has a shape imitating a liver, and has a solid shape without a lumen.
  • the liver model 140 is arranged below the diaphragm model 170.
  • the materials and manufacturing methods that can be used to manufacture the liver model 140 are the same as those of the heart model 110.
  • the material of the liver model 140 and the material of the heart model 110 may be the same or different.
  • the liver model 140 is connected to a liver blood vessel model 141 which is a tubular blood vessel model imitating a part of the hepatic artery.
  • the liver blood vessel model 141 can be made of the same material as the heart blood vessel model 111 of the heart model 110.
  • the material of the liver blood vessel model 141 and the material of the heart blood vessel model 111 may be the same or different.
  • the distal end 141D of the liver blood vessel model 141 is connected to the liver model 140, and the proximal end 141P is connected to the third connecting portion 163Ja of the aortic model 160.
  • the tip 141D of the liver blood vessel model 141 may imitate another blood vessel (for example, a hepatic artery) arranged on the surface and/or inside of the liver model 140.
  • the proximal end 141P of the liver blood vessel model 141 is connected to the third connecting portion 163Ja in a state where the inner lumen of the liver blood vessel model 141 and the inner lumen 160L of the aortic model 160 are in communication with each other.
  • the lower limb model 150 includes a lower limb model 150R corresponding to the right foot and a lower limb model 150L corresponding to the left foot.
  • the lower limb models 150R and 150L have the same configuration except that they are bilaterally symmetrical, and hence the following description is made without distinction as the “lower limb model 150”.
  • the lower limb model 150 has a shape imitating at least a part of main tissues such as the quadriceps femoris in the thigh, the tibialis anterior muscle of the lower leg, the peroneus longus, and the extensor long toe, and has no lumen. It has a solid shape.
  • the materials and manufacturing methods that can be used to manufacture the lower limb model 150 are the same as those of the heart model 110.
  • the material of the lower limb model 150 and the material of the heart model 110 may be the same or different.
  • the lower limb model 150 is connected to a lower limb blood vessel model 151 (lower limb blood vessel models 151R, L) which is a tubular blood vessel model imitating at least a part of the main arteries including the femoral artery and the dorsalis pedis artery.
  • the lower limb blood vessel model 151 can be made of the same material as the heart blood vessel model 111 of the heart model 110.
  • the material of the lower limb blood vessel model 151 and the material of the cardiovascular model 111 may be the same or different.
  • the lower limb blood vessel model 151 may simulate not only an artery but also a major vein including a common saphenous vein from a common iliac vein.
  • the lower limb blood vessel model 151 is arranged so as to extend inside the lower limb model 150 along the extending direction from the thigh to the lower thigh side.
  • the tip 151D is exposed at the lower end of the lower limb model 150 (the position corresponding to the foot root to the back of the foot), and the base end 151P is connected to the fourth connecting portion 164J of the aortic model 160.
  • the proximal end 151P is connected to the fourth connecting portion 164J in a state where the inner cavity of the lower limb blood vessel model 151 and the inner cavity 160L of the aortic model 160 are in communication with each other.
  • the above-described cardiovascular model 111, cerebral blood vessel model 131, liver blood vessel model 141, and lower limb blood vessel model 151 are collectively referred to as a “blood vessel model”.
  • these blood vessel models and the aortic model 160 are collectively referred to as a "whole body blood vessel model”.
  • the posterior cerebral artery of the brain, the left coronary artery and the right coronary artery of the heart can be simulated by the blood vessel model arranged on the surface of each biological model.
  • the middle cerebral artery of the brain, the hepatic artery of the liver, the femoral artery of the lower limb, and the like can be simulated by the blood vessel model arranged inside each biological model.
  • At least one or more biological models are provided for the aortic model 160.
  • the models 10 of various modes can be configured.
  • the combination of biological models (heart model 110, lung model 120, diaphragm model 170, brain model 130, liver model 140, lower limb model 150) attached to the aortic model 160 can be freely changed according to the organs required for the procedure. ..
  • the human body simulation device 1 can be used to simulate the procedure of the PCI general femoral artery approach (TFI: Trans-Femoral Intervention).
  • TFI Trans-Femoral Intervention
  • all biological models except the lower limb model 150 may be attached, the heart model 110 and the lung model 120 may be attached, and the lung model 120 and the diaphragm model 170 may be attached. Only the liver model 140 may be worn, or only the lower limb model 150 may be worn.
  • the biological model connecting portion (the first connecting portion 162J, the second connecting portion 161J, the third connecting portion 163Ja, and the fourth connecting portion 164J) is connected to the inside of the human body.
  • a biological model herein known as a biological model
  • the living body of each organ according to the connected biological model such as the circulatory system and digestive system.
  • Various procedures using a medical device such as a catheter or a guide wire for a lumen can be simulated.
  • the biological model connecting units 161J to 164J can detachably connect the biological model, it is possible to remove the biological model unnecessary for the procedure and store it separately, which improves convenience.
  • the organ simulator 100 uses the above-described blood vessel model (cardiovascular model 111, cerebral blood vessel model 131, liver blood vessel model 141, lower limb blood vessel model 151) as an organ model (heart model 110, brain model 130, liver model 140, lower limb model 150). ) As a blood vessel that surrounds the surface of the blood vessel, and simulate the state of deep staining confirmed in the X-ray image of the actual human body in the X-ray image obtained when a contrast agent is used for the blood vessel model. Is a possible simulator.
  • the organ simulator 100 (heart simulator) will be described in which the cardiovascular model 111 is exemplified as the blood vessel model and the heart model 110 is exemplified as the organ model.
  • the organ simulator 100 of the present embodiment includes a heart model 110, a heart blood vessel model 111, and a fixing member 191. 6 and 7, the XYZ axes that are orthogonal to each other are shown.
  • the X axis corresponds to the left-right direction (width direction) of the heart model 110
  • the Y axis corresponds to the height direction of the heart model 110
  • the Z axis corresponds to the depth direction of the heart model 110.
  • the upper side (+Y axis direction) of FIGS. 6 and 7 corresponds to the “proximal side”
  • the lower side ( ⁇ Y axis direction) corresponds to the “distal side”.
  • proximal side (+Y-axis direction) is also referred to as “proximal end side”, and the proximal end portion is also referred to as “proximal end portion” or simply “proximal end”.
  • distal side ⁇ Y axis direction
  • tip portion the distal end portion
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line A1-A1 of FIG.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 8 and 9, for convenience of illustration, an enlarged cross-section of a part of the substantially spherical heart model 110 is shown, and only one branch (part) of the cardiovascular model 111 arranged on the surface of the heart model 110 is shown.
  • the heart model 110 has an outer shape simulating an actual heart. Further, as shown in FIG. 8, the heart model 110 of this embodiment has a three-layer structure including a balloon 116, a simulated myocardium 117, and a surface layer 118.
  • the balloon 116 is a spherical body arranged on the innermost side of the heart model 110, and has a lumen 110L for delivering and sucking the expansion medium therein.
  • the balloon 116 can be formed of elastic rubber, thermoplastic elastomer (TPE), or the like.
  • the simulated myocardium 117 is arranged between the balloon 116 and the surface layer 118 and covers the surface of the balloon 116.
  • the simulated myocardium 117 is formed of a synthetic resin (for example, PVA, silicon, etc.) which is a soft material having X-ray transparency.
  • the surface layer 118 is arranged on the outermost side of the heart model 110 and covers the surface of the simulated myocardium 117.
  • the surface layer 118 is a layer made of a non-woven fabric such as nylon non-woven fabric, or a porous body having a plurality of pores, which is formed of a foamed body such as polyurethane foam, polyamide foam, polyethylene foam, silicon foam, or rubber sponge. ..
  • the cardiovascular model 111 is arranged on the surface 110S of the heart model 110.
  • the base end 111P has a shape simulating a part of the ascending aorta
  • the tip 111D has a shape simulating the left and right coronary arteries
  • a diffusion portion 186 is provided at the tip.
  • the part simulating the left coronary artery is also referred to as the left coronary artery model 180L
  • the part simulating the right coronary artery is also referred to as the right coronary artery model 180R.
  • the left coronary artery model 180L and the right coronary artery model 180R are also collectively referred to as a coronary artery model 180.
  • the coronary artery model 180 has a main branch portion 181, a side branch portion 182, a connecting portion 183, and a branch portion 184.
  • the main branch portion 181 imitates a main blood vessel in the coronary artery
  • the side branch portion 182 imitates a minute blood vessel extending from the main branch portion 181.
  • the main branch portion 181 and the side branch portion 182 are tubular bodies having inner lumens 181L and 182L, and as described above, a synthetic resin (for example, PVA, silicone, etc.) of a soft material having X-ray transparency. Etc.).
  • a synthetic resin for example, PVA, silicone, etc.
  • the one main branch portion 181 and the other main branch portion 181 are connected in a state in which the lumen 181L is in communication.
  • This connection can be realized by various means, for example, it may be realized by fastening each main branch portion 181 with a retainer such as a clip, or by fixing each main branch portion 181 with an adhesive. Of course, it may be realized by covering each main branch portion 181 with a synthetic resin.
  • branching portion 184 (FIG. 6: broken line)
  • one main branch portion 181 branches into a plurality of main branch portions 181, similar to an actual human body.
  • the fluid (simulated blood or contrast medium) that has flowed in from the lumen 111L of the cardiovascular model 111 branches into the left coronary artery model 180L and the right coronary artery model 180R, and in each coronary artery model 180. , And proceeds through the inner cavity 181L of the main branch portion 181 toward the distal end side.
  • the fluid flows to the tips of the main branch portions 181 and the side branch portions 182 through the branch portions 184 on the way.
  • the main branch portion 181 and the side branch portion 182 function as a “flow passage forming portion” that forms a fluid flow passage extending in the extending direction of the heart blood vessel model 111 (blood vessel model).
  • the diffusion unit 186 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • a diffusion portion 186 is provided at the tip of each main branch portion 181 forming the flow path forming portion.
  • the diffusing portion 186 is a solid, substantially cylindrical shape having a diameter substantially the same as that of the main branch portion 181.
  • the length of the diffusion section 186 in the stretching direction (Y-axis direction in FIG. 7) can be arbitrarily determined according to the required diffusion performance of the contrast agent.
  • the diffusion portion 186 is arranged at the tip of the main branch portion 181 so as to face the inner cavity 181L (fluid flow path) of the main branch portion 181. Further, as shown in FIG.
  • the diffusion unit 186 is arranged adjacent to the surface layer 118 of the heart model 110.
  • the leading end portion of the main branch portion 181 and the base end portion of the diffusion portion 186 are fixed by a fixing member 191 described later.
  • At least a part of the diffusion portion 186 may be fitted in the inner cavity 181L of the main branch portion 181.
  • the diffusion part 186 of the present embodiment includes a porous body 187 and an elastic body 188.
  • the porous body 187 is a porous member having a plurality of pores, which is formed of a non-woven fabric such as nylon non-woven fabric or a foamed product such as polyurethane foam, polyamide foam, polyethylene foam, silicon foam, or rubber sponge.
  • the density of each pore is substantially constant from the base end side (+Y axis direction in FIG. 6) to the tip end side ( ⁇ Y axis direction in FIG. 6).
  • the elastic body 188 is an elastic member filled in each pore of the porous body 187.
  • the elastic body 188 can be filled in the porous body 187 by pouring an elastic body material such as liquid PVA, polyurethane-containing elastomer, or rubber into the porous body 187.
  • an elastic body material such as liquid PVA, polyurethane-containing elastomer, or rubber
  • the elastic material 188 may be filled in the porous material 187 by impregnating the porous material 187 into the liquid elastic material.
  • the fixing member 191 is a member for fixing each part of the heart blood vessel model 111, that is, the main branch part 181, the side branch part 182, and the diffusion part 186 to the surface 110S (surface layer 118) of the heart model 110.
  • the organ simulator 100 of this embodiment is provided with a plurality of fixing members 191.
  • the installation location of the fixing member 191 and the number of installations may be arbitrarily determined. However, an external force and a pressure inside the fluid channel are higher than those of other portions, a branch portion 184, a side branch portion 182 located at the tip of the fluid channel, and a tip portion of the main branch portion 181 provided with the diffusion portion 186. It is preferable that the fixing member 191 is provided in each part of.
  • the fixing member 191 of the present embodiment covers the entire surface of the heart blood vessel model 111 (main branch 181 in the illustrated example) except for a contact portion with the surface layer 118 of the heart model 110. It is provided to cover.
  • the fixing member 191 is formed of a synthetic resin (for example, PVA, silicone, polyurethane, a polysaccharide such as carrageenan, or the like) which is a soft material having X-ray transparency.
  • an angiography is used to grasp the circulatory dynamics such as blood flow velocity and blood viscosity, or the occluded state of blood vessels.
  • a catheter having a low X-ray transmittance is inserted from the common iliac aorta portion 164 (FIG. 5) into the blood vessel and is advanced through the lumen 160L of the aortic model 160 to the cardiovascular model 111.
  • X-ray is taken by injecting a contrast agent.
  • the operator grasps the circulatory dynamics and the blood vessel state by observing the state of the flow of the contrast agent from the change in the contrast in the obtained X-ray image (still image or moving image, also called “cine image”). be able to.
  • the cardiovascular model 111 (vascular model) is provided so as to face the fluid flow path (the inner cavity 181L of the main branch portion 181) extending in the extending direction of the cardiovascular model 111.
  • a diffusion part 186 which is formed by the porous body 187 and diffuses the fluid (simulated blood or contrast agent) flowing through the fluid flow path from the pores of the porous body 187 to the outside is provided.
  • the diffusion section 186 formed by the porous body 187 functions as a diffusion channel (buffer channel) that disperses the pressure and flow velocity of the contrast agent that has flowed into the fluid channel.
  • the cardiovascular model 111 of the present embodiment in the X-ray image obtained when the contrast agent is used, the state of deep staining confirmed in the X-ray image of the actual human body (specifically, the contrast agent is the arteriole). It can be simulated that it spreads along and then disappears by diffusing into venules).
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing how the contrast agent CA diffuses.
  • FIGS. 10A and 10C show a state of the diffusion part 186 when the pressure in the fluid flow channel is low
  • FIG. 10B shows a state of the diffusion part 186 when the pressure in the fluid flow channel is high. Show the situation.
  • the pores of the porous body 187 are filled with the elastic body 188. Therefore, for example, only simulated blood is circulated in the aortic model 160, and while the pressure in the cardiovascular model 111 (the lumen 181L of the main branch 181) is low, as shown in FIG.
  • the elastic body 188 seals each of the pores of the porous body 187.
  • the contrast agent CA when the contrast agent CA is injected into the cardiovascular model 111 to increase the pressure in the cardiovascular model 111 (the lumen 181L of the main branch 181), as shown in FIG.
  • the elastic body 188 is compressed in the direction indicated by the arrow in the figure, and the porous body 187 is deformed, so that fine voids are generated between the respective pores of the porous body 187, and Each of the pores of the body 187 can be opened. Therefore, as shown in FIG. 10(B), the contrast agent CA can be more finely diffused and discharged from each open pore.
  • the state of deep staining (diffusion and disappearance image) in the X-ray image obtained when the contrast agent is used can be brought closer to the actual living body.
  • the pressure inside the cardiovascular model 111 decreases again, so that the elastic body 188 is porous as shown in FIG. 10C.
  • Each pore of the body 187 is brought into a sealed state. Therefore, as described with reference to FIG. 1, when the organ simulator 100 and the cardiovascular model 111 (vascular model) are used in a wet state immersed in a fluid (water, physiological saline, etc.), the surroundings of the vascular model are filled. It is possible to prevent the fluid and the contrast agent CA from flowing back from the respective pores of the porous body 187 into the fluid flow path (the inner cavity 181L of the main branch portion 181).
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing how the contrast agent CA is diffused.
  • the diffusion unit 186 of the present embodiment is arranged adjacent to the surface layer 118 of the heart model 110 (organ model). Therefore, the contrast agent CA discharged to the outside by the diffusion unit 186 can be guided to the surface layer 118 of the heart model 110 as shown in FIG. 11.
  • the surface layer 118 of the heart model 110 is formed of a porous body, the surface layer 118 functions as a diffusion channel (buffer channel) that further disperses the pressure and flow velocity of the contrast agent CA that has flowed in.
  • the contrast agent CA is diffused and discharged by both the diffusion part 186 of the cardiovascular model 111 (vascular model) and the surface layer 118 of the heart model 110, the contrast agent CA CA can be diffused and discharged more finely, and the appearance of deep staining in an X-ray image obtained when a contrast agent is used can more closely resemble an actual living body.
  • the diffusion part 186 is provided at the tip of the flow path forming part (main branch part 181 made of a tubular body), so that the fluid flow path (main branch part 181) At the tip of the cavity 181L), it is possible to simulate the state of deep staining in an X-ray image obtained when a contrast agent is used.
  • the fixing member 191 can fix the cardiovascular model 111 (vascular model) to the surface 110S of the cardiac model 110 (organ model). The positional relationship of can be maintained at a desired position.
  • the organ simulator 100 of the present embodiment it is possible to obtain an organ simulator in which the cardiovascular model 111 (vascular model) is configured as a blood vessel that goes around the surface of the heart model 110 (organ model). Since the cardiovascular model 111 is arranged on the surface 110S of the heart model 110, for example, the lumen 110L of the heart model 110 is used for purposes other than the diffusion of the contrast agent (for example, for the pulsation described in FIG. 1). It is used for this purpose), and the degree of freedom in designing the heart model 110, such as the heart model 110 having a solid configuration, can be improved.
  • the heart model 110 can be pulsated in the same manner as an actual human body by the pulsation unit 60 that sends and draws the expansion medium to and from the lumen 110L of the heart model 110. Therefore, the state of deep staining in the X-ray image obtained when the contrast agent is used can be made more similar to that of an actual living body, and the user of the organ simulator 100 can be more immersive.
  • FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the diffusion unit 186a of the second embodiment.
  • the diffusing section 186 is assumed to have a solid and substantially cylindrical shape.
  • a part of the base end side (+Y axis direction) that is in contact with the main branch portion 181 is hollow in the stretching direction (Y axis direction), and the tip end side ( ⁇ Y axis direction).
  • Y axis direction stretching direction
  • ⁇ Y axis direction the tip end side
  • the shape of the diffusion portion 186a can be arbitrarily changed, and any shape such as a substantially polygonal column shape may be adopted in addition to the substantially columnar shape or the substantially cylindrical shape.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the organ simulator 100b of the third embodiment.
  • the fixing member 191 is not shown for convenience of description.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along line BB of FIG.
  • the main branch portion 181 is a tubular body, and the diffusion portion 186 faces the inner cavity 181L (fluid flow path) of the main branch portion 181 at the tip of the main branch portion 181. It has been arranged.
  • the main branch portion 181b of the third embodiment is a substantially semi-cylindrical groove body that extends in the extending direction of the cardiovascular model 111 (FIG.
  • the diffusion part 186b extends in the extension direction of the cardiovascular model 111 (FIG. 13) and has a substantially semi-cylindrical groove body having an opening formed in approximately half the circumferential direction, like the main branch part 181b. (FIG. 14).
  • the diffusion unit 186b is arranged adjacent to the surface layer 118 of the heart model 110.
  • the main branch portion 181b covers the diffusion portion 186b, and is arranged in a state in which end faces of the main branch portion 181b, which is a groove, and the diffusion portion 186b are abutted against each other to form a cylinder.
  • the fixing member 191 fixes the main branch portion 181b and the diffusion portion 186b.
  • the lumen formed by the main branch portion 181b and the diffusion portion 186b functions as a fluid flow path. That is, in the third embodiment, in addition to the main branch portion 181b, the diffusion portion 186b also functions as a flow path forming portion.
  • the diffusion portion 186b is provided so as to face the opening of the main branch portion 181b (groove) that serves as the flow path forming portion, and therefore, as shown in FIG. It is possible to simulate the state of deep staining in an X-ray image obtained when a contrast agent is used in the entire area of the flow path.
  • the organ simulator 100b of the third embodiment further includes a coat layer 189.
  • the coat layer 189 is a coating applied to the bottom surface of the diffusion part 186b as the flow path forming part.
  • the coat layer 189 it is preferable to use a synthetic resin (for example, PVA, silicon, urethane, etc.) having X-ray transparency and high lubricity (sliding property).
  • the coating layer 189 may be provided in at least a part of the fluid flow path, and for example, a part other than the bottom surface of the diffusion part 186b or an inner cavity (fluid) formed by the diffusion part 186b and the main branch part 181b. It may be provided all around the flow path).
  • the coat layer 189 may be provided with a through hole (that is, a non-coated portion) for improving the diffusion and discharge performance of the contrast agent from the diffusion part 186b to the surface layer 118.
  • the shape of the through hole can be any shape such as a substantially circular shape, a substantially polygonal shape, and a slit shape.
  • the sliding resistance in the fluid channel can be brought closer to the actual living body (blood vessel), and the medical device can be smoothly advanced in the fluid channel.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the organ simulator 100c of the fourth embodiment.
  • the fixing member 191 is not shown for convenience of description.
  • 16 is a sectional view taken along the line CC of FIG.
  • the substantially semi-cylindrical main branch portion 181b and the diffusion portion 186b are illustrated.
  • the main branch portion 181c of the fourth embodiment has a substantially C-shaped cross section that extends in the extending direction of the cardiovascular model 111 (FIG. 15) and has an opening SP formed in a part in the circumferential direction. It is a groove body (FIG. 16).
  • the diffusion portion 186c is a groove body that extends in the extending direction of the cardiovascular model 111 (FIG. 15: broken line) and has a cross-sectional shape that engages with the outer edge of the main branch portion 181c near the opening SP (FIG. 15). 16). As shown in FIG. 16, the diffusion unit 186c is arranged adjacent to the surface layer 118 of the heart model 110. The main branch portion 181c is placed on the diffusion portion 186c with the opening SP facing the diffusion portion 186c. The fixing member 191 fixes the main branch portion 181c and the diffusion portion 186c. Also in the fourth embodiment, as in the third embodiment, the lumen formed by the main branch portion 181c and the diffusion portion 186c functions as a fluid flow path. That is, in the fourth embodiment, in addition to the main branch portion 181c, the diffusion portion 186c also functions as a flow path forming portion.
  • the organ simulator 100c of the fourth embodiment further includes a coat layer 189c.
  • the coat layer 189c is a coating applied so as to cover the diffusion portion 186c exposed from the opening SP of the main branch portion 181c toward the fluid flow path.
  • the structure and material of the coat layer 189c may be the same as or different from the coat layer 189 of the third embodiment.
  • the shape of the main branch portion 181c, the shape of the diffusion portion 186c, and the aspect of the coat layer 189c can be arbitrarily changed. Also in the organ simulator 100c of the fourth embodiment as described above, the same effects as those of the first and third embodiments can be obtained.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the organ simulator 100d of the fifth embodiment.
  • the fixing member 191 is not shown for convenience of description.
  • FIG. 18 is a sectional view taken along the line DD of FIG.
  • the third embodiment described with reference to FIGS. 13 and 14 exemplifies a configuration in which the substantially semicylindrical main branch portion 181b and the diffusion portion 186b are combined to form a fluid flow path.
  • the organ simulator 100d of the fifth embodiment does not include the diffusing section 186b, and the surface layer 118 (porous body) of the heart model 110 realizes the function of diffusing and discharging the contrast agent realized by the diffusing section 186b. ..
  • the main branch portion 181b is placed on the surface layer 118 with the opening SP facing the surface layer 118 of the heart model 110.
  • the fixing member 191 fixes the main branch portion 181b.
  • the lumen formed by the main branch portion 181b and the surface layer 118 of the heart model 110 functions as a fluid flow path. That is, in the fifth embodiment, in addition to the main branch portion 181b, the surface layer 118 of the heart model 110 also functions as a flow path forming portion.
  • the organ simulator 100d of the fifth embodiment further includes a coat layer 189d.
  • the coat layer 189d is a coating applied so as to cover the surface layer 118 of the heart model 110 exposed from the opening SP of the main branch portion 181b toward the fluid flow path.
  • the structure and material of the coat layer 189d may be the same as or different from those of the coat layer 189 of the third embodiment.
  • the diffusion section 186b may be omitted, and the surface layer 118 of the heart model 110 may realize the diffusion and discharge functions of the contrast agent.
  • the same effects as those of the first and third embodiments can be obtained.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the organ simulator 100e of the sixth embodiment.
  • the fixing member 191 is not shown for convenience of description.
  • 20 is a sectional view taken along the line EE of FIG.
  • the diffusion portion 186 is arranged at the tip of the main branch portion 181.
  • the organ simulator 100e of the sixth embodiment further includes a diffusion section 186e in addition to the diffusion section 186 arranged at the tip of the main branch section 181.
  • the diffusion unit 186e will be described with reference to FIGS. 19 and 20.
  • the diffusion part 186e is arranged at a branch part 184 (FIG.
  • the diffusion portion 186e has a hollow substantially cylindrical shape having a diameter substantially the same as that of the main branch portion 181, and the inner cavity 186L of the diffusion portion 186e is similar to the inner cavity 181L of the main branch portion 181. Function as a fluid flow path. That is, in the sixth embodiment, in addition to the main branch portion 181, the diffusion portion 186e also functions as a flow path forming portion.
  • the diffusing unit 186e like the diffusing unit 186, includes a porous body 187 and an elastic body 188 filled in the pores of the porous body 187.
  • the length of the diffusion part 186e in the stretching direction can be arbitrarily determined according to the required diffusion performance of the contrast agent, as in the case of the main branch part 181. Further, the coat layer 189 described in the third embodiment is provided on the bottom surface of the porous body 187e.
  • the organ simulator 100e may further include the diffusion section 186e provided in the branch section 184 of the main branch section 181 in addition to the diffusion section 186 provided in the tip section of the main branch section 181. Further, the organ simulator 100e may include a diffusion part 186e1 provided in a portion which is neither the tip portion of the main branch portion 181 nor the branch portion (extended portion without branch). The configuration of the diffusion unit 186e1 is similar to that of the diffusion unit 186e. Furthermore, the organ simulator 100e may not include at least one of the diffusion unit 186, the diffusion unit 186e, and the diffusion unit 186e1. Also in the organ simulator 100e of the sixth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the diffusion part 186e is provided in the branch part 184 where the flow path forming part (the main branch part 181 made of a tubular body) branches, so that the branch part of the fluid flow path.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an organ simulator 100f of the seventh embodiment. 21, the illustration of the fixing member 191 is omitted for convenience of description.
  • the main branch portion 181 and the side branch portion 182 are tubular bodies formed of a synthetic resin of a flexible material.
  • the main branch portion 181f and the side branch portion 182f are made of a porous body.
  • the material of the main branch portion 181f and the side branch portion 182f may be the same as or different from that of the porous body 187 of the diffusion portion 186.
  • each of the pores of the main branch portion 181f and the side branch portion 182f formed of a porous body may be filled with resin. This resin may be the same as or different from the elastic body 188 of the diffusion section 186.
  • the sectional view taken along the line F1-F1 is the same as that of the first embodiment described in FIG.
  • the sectional view taken along the line F2-F2 is the same as that of the sixth embodiment described with reference to FIG.
  • the diffusion part 186e corresponds to the main branch part 181f
  • the lumen 186L corresponds to the lumen 181L.
  • the materials of the main branch portion 181f and the side branch portion 182f can be arbitrarily changed, and may be made of a porous material like the diffusion portion 186 described in the first embodiment. Also in the organ simulator 100f of the seventh embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the organ simulator 100f of the seventh embodiment by forming the flow path forming portion (main branch portion 181f) with a porous body, the fluid flowing from the pores of the porous body into the fluid flow path (inner cavity 181L). It can also function as a diffusing unit for diffusing water and discharging it to the outside.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the organ simulator 100g of the eighth embodiment.
  • different fixing members 191 are used to fix the tip portion of the main branch portion 181, the side branch portion 182, and the branch portion 184, respectively.
  • the main branch portion 181, the side branch portion 182, and the branch portion 184 are fixed using the same fixing member 191g.
  • the fixing member 191 g fixes a part of the ascending aorta, which is connected to the coronary artery model 180, of the cardiovascular model 111, and the coronary artery model 180 including the main branch portion 181, the side branch portion 182, the branch portion 184, and the diffusion portion 186. It is a member for.
  • the organ simulator 100g is provided with a fixing member 191g for fixing the left coronary artery model 180L and a fixing member 191g for fixing the right coronary artery model 180R.
  • the fixing member 191g does not fix a part on the tip side of the diffusion part 186, and a part of the tip part of the diffusion part 186 is exposed.
  • the material of the fixing member 191g may be the same as or different from the fixing member 191 of the first embodiment.
  • the shape and fixing range of the fixing member 191g can be arbitrarily changed.
  • the left coronary artery model 180L and the right coronary artery model 180R may be fixed by one fixing member 191g.
  • the fixing member 191g may fix the entire diffusion part 186 or may expose the entire diffusion part 186 without fixing it.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an organ simulator 100h of the ninth embodiment.
  • the balloon in the lower part of FIG. 23 shows a partially enlarged view of the diffusion unit 186h included in the organ simulator 100h.
  • the pores of the porous body 187 are filled with the elastic body 188.
  • the diffusion part 186h of the ninth embodiment does not include the elastic body 188 filled in the pores of the porous body 187.
  • the structure of the diffusion part 186h can be arbitrarily changed and may be composed only of the porous body 187. Also in the organ simulator 100h according to the ninth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 24 is a sectional view taken along the line A1-A1 (FIG. 7) of the organ simulator 100j of the tenth embodiment.
  • the heart model 110 has a three-layer structure of the balloon 116, the simulated myocardium 117, and the surface layer 118 is illustrated.
  • the heart model 110j of the tenth embodiment has a two-layer structure including the balloon 116 and the simulated myocardium 117, and does not include the surface layer 118 made of a porous body.
  • the configuration of the heart model 110j (organ model) can be arbitrarily changed, at least a part of each layer may be omitted, and other components not described may be provided.
  • the heart model 110 may have a one-layer structure including the simulated myocardium 117.
  • the lumen 110L may be omitted, and the lumen 110L may be formed inside the simulated myocardium 117.
  • the heart model 110 may have a two-layer structure including the simulated myocardium 117 and the surface layer 118.
  • the lumen 110L may be omitted, and the lumen 110L may be formed inside the simulated myocardium 117.
  • the organ simulator 100j of the tenth embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 25 is explanatory drawing which shows schematic structure of the organ simulator 100k of 11th Embodiment.
  • the cardiovascular model 111 specifically, the main branch portion 181, the side branch portion 182, the diffusion portion 186) is fixed by the fixing member 191 is illustrated.
  • the organ simulator 100k according to the eleventh embodiment does not include the fixing member 191, and the cardiovascular model 111 is not fixed to the heart model 110. In this way, the fixing member 191 can be omitted. Also in the organ simulator 100k of the eleventh embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 26 is explanatory drawing which shows schematic structure of the organ simulator 100m of 12th Embodiment.
  • the organ simulator 100m of the twelfth embodiment further includes a pericardial section 119 in addition to the components of the first embodiment described in FIG.
  • the pericardium 119 is a film-shaped member that covers the surface 110S of the heart model 110.
  • the pericardium 119 is a bag-shaped member formed of a synthetic resin (for example, silicon) made of a soft material having X-ray transparency.
  • the above-described cardiovascular model 111 (vascular model) is housed in the space between the inner surface of the pericardial portion 119 and the surface 110S of the heart model 110.
  • the pericardial part 119 may be formed with an outlet for discharging the contrast agent and the simulated blood discharged from the diffusion part 186.
  • the outlet is preferably provided in the pericardial portion 119, in the vicinity of the tip side (apical portion) of the heart model 110 or on the side where the heart model 110 faces the aortic model 160.
  • the organ simulator 100m may further include various other configurations not described above. Also in the organ simulator 100m of such a twelfth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the organ simulator 100m of the twelfth embodiment, the membranous pericardium 119 covering the surface 110S of the heart model 110 simulates the side wall pericardium and the fibrous pericardium in the actual living body, and the pericardium 119. The space between the inner surface of the heart model and the surface 110S of the heart model 110 can simulate the pericardial cavity in an actual living body.
  • part of the configuration realized by hardware may be replaced with software, and conversely, part of the configuration realized by software may be replaced with hardware.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be carried out in various modes without departing from the scope of the invention, and for example, the following modifications are possible.
  • the human body simulation device 1 may not include at least one of the water tank and the covering unit that covers the water tank.
  • the human body simulation device may include an input unit using means other than the touch panel (for example, voice, operation dial, button, etc.).
  • the model configuration can be modified in various ways.
  • the aortic model does not have to include at least a part of the above-mentioned first to fourth connecting portions.
  • the arrangement of the above-mentioned first to fourth connecting portions in the aortic model may be arbitrarily changed, and the first connecting portion may not be arranged at or near the aortic arch.
  • the second connection may not be located at or near the ascending aorta
  • the third connection may not be located at or near the abdominal aorta
  • the fourth connection may be It does not have to be arranged at or near the iliac aorta.
  • the number of biological model connecting portions of the aortic model can be arbitrarily changed, and a new biological model connection for connecting a biological model (for example, a stomach model, a pancreas model, a kidney model, etc.) not described above is connected. You may provide a part.
  • the model does not have to include at least a part of a heart model, a lung model, a brain model, a liver model, a lower limb model, and a diaphragm model.
  • the respiratory motion unit can also be omitted.
  • the model may be configured as a complex that further comprises a bone model that mimics at least a portion of a human skeleton, such as ribs, sternum, thoracic vertebra, lumbar spine, femur, tibia and the like.
  • the configurations of the above-described heart model, lung model, brain model, liver model, lower limb model, and diaphragm model may be arbitrarily changed.
  • the lumen of the heart model and the pulsatile part that delivers fluid to the lumen of the heart model may be omitted (FIG. 4).
  • the left and right lungs may be provided with individual lumens (FIG. 4).
  • the lower limb model may further include a skin model that covers the thigh muscle (FIG. 5).
  • an example of the configuration of the organ simulator 100, 100a to 100m has been shown.
  • various changes can be made to the configuration of the organ simulator.
  • at least one of an organ model (heart model, brain model, liver model, lower limb model) and a blood vessel model (heart blood vessel model, cerebral blood vessel model, liver blood vessel model, lower limb blood vessel model) is a healthy organ or blood vessel. It may be possible to have a model imitating the above and a model imitating an organ or a blood vessel having a lesion, and replace these with each other.
  • the blood vessel model (cardiovascular model, cerebral blood vessel model, liver blood vessel model, lower limb blood vessel model) may include a model simulating a vein in addition to the artery.
  • the blood vessel model includes the main branch portion, the side branch portion, the connection portion, and the branch portion, but the components other than the main branch portion may be omitted.
  • the side branch portion may be omitted and the flow path forming portion may be configured by only the main branch portion.
  • the connecting portion may be omitted, the main branch portion may be integrally molded, and the main branch portion may not be replaced.
  • the branch portion may be omitted, and the coronary artery model may be configured by the main branch portion having no branch.
  • the density of each pore in the porous body included in the diffusion part may be changed by making the density higher on the tip side ( ⁇ Y axis direction in FIG. 6) than on the base side (+Y axis direction in FIG. 6). May be.
  • the elastic body filled in the pores on the base end side and the elastic body filled in the pores on the tip side are made of different materials, and have different characteristics. Good.
  • the diffusing section may not be adjacent to the surface layer of the heart model, and a void may be provided between the two.
  • the diffusion unit may not include the coat layer.
  • the organ simulator includes a diffusing portion provided at the tip of the main branch portion described in the first embodiment, a diffusing portion provided facing the opening described in the third, fourth, and fifth embodiments, Both may be provided.
  • the organ simulator includes a diffusing portion provided in the branch portion of the main branch portion described in the second embodiment, a diffusing portion provided facing the opening described in the third, fourth, and fifth embodiments, Both may be provided.

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Abstract

血管モデルは、血管モデルの延伸方向に伸びる流体流路を形成する流路形成部と、流体流路に面して設けられ、多孔質体により形成されて多孔質体の細孔から流体流路を流れる流体を拡散させつつ外部へ排出する拡散部と、を備える。

Description

血管モデル及び臓器シミュレータ
　本発明は、血管モデル及び臓器シミュレータに関する。
　循環器系や消化器系等の生体管腔内への低侵襲な治療または検査のために、カテーテル等の医療用デバイスが使用されている。例えば、特許文献１～４には、医師等の術者が、これらの医療用デバイスを用いた手技を模擬することが可能なシミュレータ（模擬人体や模擬血管）が開示されている。また、特許文献５には、医師等の術者が医療用デバイスを用いた手技を模擬することが可能な血管モデルが、特許文献６には、病的に劣化した血管に代わる代用血管として用いられる人工血管が、それぞれ開示されている。
特開２０１２－６８５０５号公報 特開２０１４－２２８８０３号公報 特開２０１７－４０８１２号公報 特表２００４－５０８５８９号公報 特開２０１１－８２１３号公報 特開２００６－３３４２７８号公報
　ここで、カテーテル等を用いた治療または検査においては、血流速度や血液の粘性といった循環動態、あるいは血管の閉塞状態等を把握するために、血管造影が用いられることがある。血管造影では、血管内に挿入されたカテーテルからＸ線透過度の低い造影剤を注入して、Ｘ線撮影を行う。術者は、得られたＸ線画像（静止画像または動画像、「シネ画像」とも呼ばれる）におけるコントラストの変化から、造影剤の流れの様子を観察することで、循環動態や血管状態を把握することができる。
　このため、シミュレータ（模擬人体や模擬血管）において造影剤を用いる場合、造影剤の流れを実際の生体に近づけることが求められる。この点、特許文献１に記載の模擬人体では、模擬左冠動脈及び模擬右冠動脈を心臓モデル内部の貯留空間へ接続することで、貯留空間において造影剤を希釈している。しかし、特許文献１に記載の技術では、造影剤が心臓モデル内部の貯留空間で希釈されるため、実際の人体のＸ線画像で確認される心筋の濃染の様子を再現することができないという課題があった。また、特許文献１に記載の技術では、高濃度の造影剤が希釈されるまでは時間がかかるという課題があった。さらに、特許文献２に記載のシミュレータでは、静脈を模した形状に形成された流路へと造影剤を誘導している。しかし、特許文献２に記載の技術では、造影剤が希釈されずに高濃度のまま流路へと流れ込むため、観察する角度によっては実際とかけ離れた像が得られるという課題があった。また、特許文献３～６に記載の技術では、造影剤の使用について何ら考慮されていない。
　本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、造影剤使用時に得られるＸ線画像を実際の生体に似せた血管モデル及び臓器シミュレータを提供することを目的とする。
　本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本発明の一形態によれば、血管モデルが提供される。この血管モデルは、前記血管モデルの延伸方向に伸びる流体流路を形成する流路形成部と、前記流体流路に面して設けられ、多孔質体により形成されて前記多孔質体の細孔から前記流体流路を流れる流体を拡散させつつ外部へ排出する拡散部と、を備える。
　この構成によれば、血管モデルは、血管モデルの延伸方向に伸びる流体流路に面して設けられ、多孔質体により形成されて、多孔質体の細孔から流体流路を流れる流体を拡散させつつ外部へ排出する拡散部を備える。換言すれば、多孔質体により形成された拡散部は、流体流路に流れ込んだ造影剤の圧力及び流速を分散させる拡散流路（緩衝流路）として機能する。このため、本構成の血管モデルでは、造影剤使用時に得られるＸ線画像において、実際の人体のＸ線画像で確認される濃染の様子（具体的には、造影剤が細動脈に沿って拡がったのち細静脈に拡散して消える様子）を模擬することができる。このため、造影剤使用時に得られるＸ線画像を実際の生体に似せた血管モデルを提供することができる。
（２）上記形態の血管モデルは、前記拡散部において、前記多孔質体の前記細孔には弾性体が充填されていてもよい。この構成によれば、拡散部において、多孔質体の細孔には弾性体が充填されているため、流体流路内の圧力が低い間は多孔質体の各細孔を封止し、造影剤の流入によって流体流路内の圧力が高まった際には多孔質体の各細孔を開放することができる。このため、造影剤をより細かく拡散及び排出することができ、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子（拡散及び消失像）を、実際の生体により近づけることができる。また、血管モデルを流体（水や生理食塩水等）に浸した湿潤状態で使用する場合において、血管モデルの周囲を満たす流体が、多孔質体の各細孔から流体流路内へと逆流することを抑制できる。
（３）上記形態の血管モデルにおいて、前記流路形成部は、前記血管モデルの延伸方向に伸びる管状体であり、前記拡散部は、前記管状体の先端部に設けられていてもよい。この構成によれば、拡散部は、流路形成部（管状体）の先端部に設けられているため、流体流路の先端部で、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子を模擬できる。
（４）上記形態の血管モデルにおいて、前記流路形成部は、前記血管モデルの延伸方向に伸びる管状体であり、前記拡散部は、前記管状体が分岐する分岐部に設けられていてもよい。この構成によれば、拡散部は、流路形成部（管状体）が分岐する分岐部に設けられているため、流体流路の分岐部で、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子を模擬できる。
（５）上記形態の血管モデルにおいて、前記流路形成部は、前記血管モデルの延伸方向に伸び、周方向の少なくとも一部分に開口が形成された溝体であり、前記拡散部は、前記溝体の前記開口に面して設けられていてもよい。この構成によれば、拡散部は、流路形成部（溝体）の開口に面して設けられているため、流体流路の全域で、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子を模擬できる。
（６）上記形態の血管モデルにおいて、前記流路形成部は、多孔質体により形成され、前記多孔質体の細孔から前記流体流路を流れる流体を拡散させつつ外部へ排出する拡散部として機能してもよい。この構成によれば、流路形成部を多孔質体により形成することによって、多孔質体の細孔から流体流路を流れる流体を拡散させつつ外部へ排出する拡散部として機能させることができる。
（７）上記形態の血管モデルにおいて、前記流路形成部では、前記流体流路の少なくとも一部分がコーティングされていてもよい。この構成によれば、流路形成部では、血管モデルの延伸方向に伸びる流体流路の少なくとも一部分がコーティングされている。このため、流体流路内の摺動抵抗を実際の生体（血管）により近づけることができ、流体流路内において医療用デバイスを滑かに進めることができる。
（８）本発明の一形態によれば、臓器シミュレータが提供される。この臓器シミュレータは、臓器を模した臓器モデルと、前記臓器モデルの表面に配置された、上記形態の血管モデルと、を備える。この構成によれば、上述した各形態の血管モデルを、臓器モデルの表面を巡る血管として構成した臓器シミュレータを得ることができる。また、上述した各形態の血管モデルは、臓器モデルの表面に配置されるため、例えば、臓器モデルの内腔を造影剤の拡散以外の他の用途に用いる、臓器モデルを中実の構成とする、といった臓器モデルの設計自由度を向上できる。
（９）上記形態の臓器シミュレータにおいて、前記臓器モデルは、多孔質体により形成された表層を備え、前記血管モデルの前記拡散部は、前記臓器モデルの前記表層に隣接して配置されていてもよい。この構成によれば、血管モデルの拡散部は臓器モデルの表層に隣接して配置されているため、拡散部によって外部に排出された造影剤を、臓器モデルの表層へと導くことができる。また、臓器モデルの表層は、多孔質体により形成されているため、表層に流れ込んだ造影剤の圧力及び流速をさらに分散させる拡散流路（緩衝流路）として機能する。このように、本構成の臓器シミュレータでは、血管モデルの拡散部と、臓器モデルの表層との両方で造影剤の拡散及び排出を行うため、造影剤をより細かく拡散及び排出することができ、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子を、より実際の生体に似せることができる。
（１０）上記形態の臓器シミュレータでは、さらに、前記臓器モデルの表面に対して前記血管モデルを固定する固定部材を備えていてもよい。この構成によれば、固定部材によって、臓器モデルの表面に対して血管モデルを固定することができるため、臓器モデルと血管モデルとの位置関係を所望の位置に維持できる。
（１１）上記形態の臓器シミュレータにおいて、前記臓器モデルは、内腔を有し、心臓を模した心臓モデルであり、さらに、前記心臓モデルの前記内腔に対する拡張媒体の送出及び吸出により、前記心臓モデルを拍動させる拍動部を備えていてもよい。この構成によれば、臓器モデルを心臓モデルとして構成し、血管モデルを心臓モデルの表面を巡る冠動脈モデルとして構成できる。また、本構成によれば、心臓モデルの内腔に対する拡張媒体の送出及び吸出を行う拍動部によって、心臓モデルを実際の人体と同様に拍動させることができるため、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子（拡散及び消失像）をより一層実際の生体に似せることができると共に、臓器シミュレータの利用者の没入感を向上できる。
（１２）上記形態の臓器シミュレータでは、さらに、前記心臓モデルの表面を覆う膜状の心膜部を備え、前記血管モデルは、前記心膜部の内面と前記心臓モデルの表面との間の空間に収容されていてもよい。この構成によれば、心臓モデルの表面を覆う膜状の心膜部によって、実際の生体における側壁心膜及び線維性心膜を模擬すると共に、心膜部の内面と心臓モデルの表面との間の空間によって、実際の生体における心膜腔を模擬できる。
　なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、心臓血管、肝臓血管、脳血管等を模した血管モデル、心臓、肝臓、脳等の臓器を模した臓器モデル、血管モデルと臓器モデルとを含む臓器シミュレータ、これらの少なくとも一部を含む人体シミュレーション装置、人体シミュレーション装置の制御方法などの形態で実現することができる。
人体シミュレーション装置の概略構成を示す図である。 人体シミュレーション装置の概略構成を示す図である。 大動脈モデルの概略構成を示す図である。 モデルの概略構成を示す図である。 モデルの概略構成を示す図である。 臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 図７のＡ１－Ａ１線における断面図である。 図７のＡ２－Ａ２線における断面図である。 造影剤ＣＡの拡散の様子を示す説明図である。 造影剤ＣＡの拡散の様子を示す説明図である。 第２実施形態の拡散部の概略構成を示す図である。 第３実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 図１３のＢ－Ｂ線における断面図である。 第４実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 図１５のＣ－Ｃ線における断面図である。 第５実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 図１７のＤ－Ｄ線における断面図である。 第６実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 図１９のＥ－Ｅ線における断面図である。 第７実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 第８実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 第９実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 第１０実施形態の臓器シミュレータのＡ１－Ａ１線（図７）における断面図である。 第１１実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。 第１２実施形態の臓器シミュレータの概略構成を示す説明図である。
＜第１実施形態＞
　図１及び図２は、人体シミュレーション装置１の概略構成を示す図である。本実施形態の人体シミュレーション装置１は、人体の循環器系、消化器系、呼吸器系等の生体管腔内に対する、医療用デバイスを用いた治療または検査の手技を模擬するために使用される装置である。医療用デバイスとは、カテーテルやガイドワイヤ等の、低侵襲な治療または検査のためのデバイスを意味する。人体シミュレーション装置１は、モデル１０と、収容部２０と、制御部４０と、入力部４５と、脈動部５０と、拍動部６０と、呼吸動作部７０とを備えている。
　図２に示すように、モデル１０は、人体の心臓を模した心臓モデル１１０と、肺を模した肺モデル１２０と、横隔膜を模した横隔膜モデル１７０と、脳を模した脳モデル１３０と、肝臓を模した肝臓モデル１４０と、下肢を模した下肢モデル１５０と、大動脈を模した大動脈モデル１６０とを備えている。以降、心臓モデル１１０、肺モデル１２０、横隔膜モデル１７０、脳モデル１３０、肝臓モデル１４０、及び下肢モデル１５０を総称して「生体モデル」とも呼ぶ。また、心臓モデル１１０、脳モデル１３０、肝臓モデル１４０、及び下肢モデル１５０を総称して「臓器モデル」とも呼ぶ。肺モデル１２０と横隔膜モデル１７０とを総称して「呼吸器モデル」とも呼ぶ。肺モデル１２０と横隔膜モデル１７０とを除く各生体モデル（すなわち、各臓器モデル）は、大動脈モデル１６０に接続されている。モデル１０の詳細は後述する。
　収容部２０は、水槽２１と、被覆部２２とを備える。水槽２１は、上部が開口した略直方体状の水槽である。図１に示すように、水槽２１の内部に流体を満たした状態で、水槽２１の底面にモデル１０が裁置されることで、モデル１０が流体内に没する。本実施形態では流体として水（液体）を使用するため、モデル１０を実際の人体と同様に湿潤状態に保つことできる。なお、流体としては他の液体（例えば、生理食塩水、任意の化合物の水溶液等）を採用してもよい。水槽２１に充填された流体は、モデル１０の大動脈モデル１６０等の内部に取り込まれ、血液を模擬した「模擬血液」として機能する。
　被覆部２２は、水槽２１の開口を覆う板状の部材である。被覆部２２の一方の面を流体に接触させ、他方の面を外気に接触させた状態で被覆部２２を裁置することにより、被覆部２２は波消し板として機能する。これにより、水槽２１の内部の流体が波打つことによる視認性の低下を抑制できる。本実施形態の水槽２１及び被覆部２２は、Ｘ線透過性を有すると共に透明性の高い合成樹脂（例えばアクリル樹脂）で形成されているため、外部からのモデル１０の視認性を向上できる。なお、水槽２１及び被覆部２２は他の合成樹脂を用いて形成されていてもよく、水槽２１と被覆部２２とが異なる材料で形成されていてもよい。
　制御部４０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び記憶部を備え、ＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、脈動部５０、拍動部６０、及び呼吸動作部７０の動作を制御する。入力部４５は、利用者が人体シミュレーション装置１に対して情報を入力するために使用される種々のインターフェースである。入力部４５としては、例えば、タッチパネル、キーボード、操作ボタン、操作ダイヤル、マイク等を採用できる。以降、入力部４５としてタッチパネルを例示する。
　脈動部５０は、大動脈モデル１６０に対して脈動させた流体を送出する「流体供給部」である。具体的には、脈動部５０は、図１において白抜き矢印で示すように、水槽２１内の流体を循環させて、モデル１０の大動脈モデル１６０へと供給する。本実施形態の脈動部５０は、フィルタ５５と、循環ポンプ５６と、脈動ポンプ５７とを備えている。フィルタ５５は、管状体３１を介して水槽２１の開口２１Ｏと接続されている。フィルタ５５は、フィルタ５５を通過する流体を濾過することで、流体中の不純物（例えば、手技で使用された造影剤等）を除去する。循環ポンプ５６は、例えば、非容積式の遠心ポンプであり、水槽２１から管状体３１を介して供給される流体を、一定の流量で循環させる。
　脈動ポンプ５７は、例えば、容積式の往復ポンプであり、循環ポンプ５６から送出された流体に脈動を加える。脈動ポンプ５７は、管状体５１を介してモデル１０の大動脈モデル１６０と接続されている（図２）。このため、脈動ポンプ５７から送出された流体は、大動脈モデル１６０の内腔へと供給される。なお、脈動ポンプ５７としては、往復ポンプに代えて、低速運転させた回転ポンプを利用してもよい。また、フィルタ５５及び循環ポンプ５６は省略してもよい。管状体３１及び管状体５１は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えばシリコン等）で形成された可撓性を有するチューブである。
　拍動部６０は、心臓モデル１１０を拍動させる。具体的には、拍動部６０は、図１において斜線ハッチングを付した矢印で示すように、心臓モデル１１０の内腔に流体の送出を行うことで心臓モデル１１０を拡張させ、心臓モデル１１０の内腔の流体の吸出を行うことで心臓モデル１１０を収縮させる。拍動部６０は、これら送出及び吸出動作を繰り返すことで、心臓モデル１１０の拍動動作（拡張及び収縮動作）を実現する。拍動部６０において使用される流体（以降、「拡張媒体」とも呼ぶ）としては、模擬血液と同様に、液体が使用されてもよく、例えば空気等の気体が使用されてもよい。拡張媒体は、ベンゼン、エタノール等の有機溶媒や、水等の放射線透過性の液体であることが好ましい。拍動部６０は、例えば、容積式の往復ポンプを用いて実現できる。拍動部６０は、管状体６１を介してモデル１０の心臓モデル１１０と接続されている（図２）。管状体６１は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えばシリコン等）で形成された可撓性を有するチューブである。
　呼吸動作部７０は、肺モデル１２０及び横隔膜モデル１７０に呼吸動作を模擬した動作をさせる。具体的には、呼吸動作部７０は、図１においてドットハッチングを付した矢印で示すように、肺モデル１２０の内腔と横隔膜モデル１７０とに対する流体の送出を行うことで、肺モデル１２０を拡張させると共に横隔膜モデル１７０を収縮させる。また、呼吸動作部７０は、肺モデル１２０の内腔と横隔膜モデル１７０とから流体の吸出を行うことで、肺モデル１２０を収縮させると共に横隔膜モデル１７０を弛緩させる。呼吸動作部７０は、これら送出及び吸出動作を繰り返すことで、肺モデル１２０及び横隔膜モデル１７０の呼吸動作を実現する。呼吸動作部７０において使用される流体としては、模擬血液と同様に、液体が使用されてもよく、例えば空気等の気体が使用されてもよい。呼吸動作部７０は、例えば、容積式の往復ポンプを用いて実現できる。呼吸動作部７０は、管状体７１を介してモデル１０の肺モデル１２０と接続され、管状体７２を介して横隔膜モデル１７０と接続されている（図２）。管状体７１，７２は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えばシリコン等）で形成された可撓性を有するチューブである。
　図３は、大動脈モデル１６０の概略構成を示す図である。大動脈モデル１６０は、人体の大動脈を模した各部、すなわち、上行大動脈を模した上行大動脈部１６１と、大動脈弓を模した大動脈弓部１６２と、腹部大動脈を模した腹部大動脈部１６３と、総腸骨大動脈を模した総腸骨大動脈部１６４とで構成されている。
　大動脈モデル１６０は、上行大動脈部１６１の端部において、心臓モデル１１０を接続するための第２接続部１６１Ｊを備えている。同様に、大動脈弓部１６２の近傍において、脳モデル１３０を接続するための第１接続部１６２Ｊを備え、腹部大動脈部１６３の近傍において、肝臓モデル１４０を接続するための第３接続部１６３Ｊａを備え、総腸骨大動脈部１６４の端部において、左右の下肢モデル１５０を接続するための２つの第４接続部１６４Ｊを備えている。なお、第２接続部１６１Ｊは上行大動脈部１６１またはその近傍に配置されていれば足り、第４接続部１６４Ｊは総腸骨大動脈部１６４またはその近傍に配置されていれば足りる。以降、これらの第１～第４接続部１６１Ｊ～１６４Ｊを総称して「生体モデル接続部」とも呼ぶ。また、大動脈モデル１６０は、腹部大動脈部１６３の近傍において、脈動部５０を接続するための流体供給部接続部１６３Ｊｂを備えている。なお、流体供給部接続部１６３Ｊｂは、腹部大動脈部１６３の近傍に限らず、上行大動脈部１６１の近傍や、脳血管モデル１３１（例えば、総頸動脈）の近傍等の任意の位置に配置されてよい。また、大動脈モデル１６０は、異なる位置に配置された複数の流体供給部接続部１６３Ｊｂを備えてもよい。
　また、大動脈モデル１６０の内部には、上述した生体モデル接続部及び流体供給部接続部（第１接続部１６２Ｊ、第２接続部１６１Ｊ、第３接続部１６３Ｊａ、２つの第４接続部１６４Ｊ、流体供給部接続部１６３Ｊｂ）においてそれぞれ開口した内腔１６０Ｌが形成されている。内腔１６０Ｌは、脈動部５０から供給された模擬血液（流体）を、心臓モデル１１０、脳モデル１３０、肝臓モデル１４０、及び下肢モデル１５０へと輸送するための流路として機能する。
　本実施形態の大動脈モデル１６０は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、シリコン等）により形成されている。特に、ＰＶＡを使用する場合、ＰＶＡの親水性によって、液体内に没した大動脈モデル１６０の触感を、実際の人体の大動脈の触感に似せることができる点で好ましい。
　大動脈モデル１６０は、例えば、次のようにして作製できる。まず、人体の大動脈の形状を模した型を準備する。型は、実際の人体のコンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）画像や、核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）画像等を解析して生成された人体モデルデータのうち、大動脈に相当する部分のデータを、例えば３Ｄプリンタに入力して印刷することによって作製できる。型は、石膏であってもよく、金属であってもよく、樹脂であってもよい。次に、準備した型の内側に、液状にした合成樹脂材料を塗布し、合成樹脂材料が冷え固まったのち脱型する。このようにすれば、内腔１６０Ｌを有する大動脈モデル１６０を、簡単に作製できる。
　図４及び図５は、モデル１０の概略構成を示す図である。図４に示すように、心臓モデル１１０は、心臓を模した形状であり、内部には内腔１１０Ｌが形成されている。本実施形態の心臓モデル１１０は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えば、シリコン等）により形成され、大動脈モデル１６０と同様に、人体モデルデータから作製された型の内側に合成樹脂材料を塗布し脱型することで作製し得る。また、心臓モデル１１０は、管状体１１５を備えると共に、心臓血管モデル１１１に接続されている。心臓血管モデル１１１は、上行大動脈の一部と冠動脈とを模した管状の血管モデルであり、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えば、ＰＶＡ、シリコン等）により形成されている。管状体１１５は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えばシリコン等）で形成された可撓性を有するチューブである。管状体１１５は、先端１１５Ｄが心臓モデル１１０の内腔１１０Ｌに連通するよう接続され、基端１１５Ｐが拍動部６０へと繋がる管状体６１に連通するよう接続されている。
　肺モデル１２０は、右肺及び左肺をそれぞれ模した形状であり、内部には、右肺と左肺とが連通した状態の１つの内腔１２０Ｌが形成されている。肺モデル１２０は、心臓モデル１１０の左右を覆う配置とされている。肺モデル１２０の作製に採用し得る材料及び製法は、心臓モデル１１０と同様である。肺モデル１２０の材料と心臓モデル１１０の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。また、肺モデル１２０は、気管の一部を模した管状のモデルである気管モデル１２１に接続されている。気管モデル１２１は、心臓モデル１１０の管状体１１５と同様の材料で作製できる。気管モデル１２１の材料と管状体１１５の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。気管モデル１２１は、先端１２１Ｄが肺モデル１２０の内腔１２０Ｌに連通するよう接続され、基端１２１Ｐが呼吸動作部７０へと繋がる管状体７１に連通するよう接続されている。
　横隔膜モデル１７０は、横隔膜を模した形状であり、内部には内腔１７０Ｌが形成されている。横隔膜モデル１７０は、心臓モデル１１０の下方（換言すれば、心臓モデル１１０を挟んで脳モデル１３０とは逆方向）に配置されている。横隔膜モデル１７０の作製に採用し得る材料及び製法は、心臓モデル１１０と同様である。横隔膜モデル１７０の材料と心臓モデル１１０の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。また、横隔膜モデル１７０には、横隔膜モデル１７０の内腔１７０Ｌと管状体７２の内腔とを連通させた状態で、呼吸動作部７０へと繋がる管状体７２が接続されている。
　脳モデル１３０は、脳を模した形状であり、内腔を有さない中実形状である。脳モデル１３０は、心臓モデル１１０の上方（換言すれば、心臓モデル１１０を挟んで横隔膜モデル１７０とは逆方向）に配置されている。脳モデル１３０の作製に採用し得る材料及び製法は、心臓モデル１１０と同様である。脳モデル１３０の材料と心臓モデル１１０の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。また、脳モデル１３０は、左右で一対の総頸動脈から左右で一対の椎骨動脈を含む主要動脈のうち少なくとも一部を模した管状の血管モデルである脳血管モデル１３１に接続されている。脳血管モデル１３１は、心臓モデル１１０の心臓血管モデル１１１と同様の材料で作製できる。脳血管モデル１３１の材料と心臓血管モデル１１１の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。また、図示していないが、脳血管モデル１３１は動脈だけでなく、上大脳静脈や直静脈洞を含む主要静脈を模擬していてもよい。
　なお、脳モデル１３０は、ヒトの頭蓋及び頸椎を模した骨モデルをさらに備えた複合体であってもよい。例えば、頭蓋モデルは、頭頂骨、側頭骨、後頭骨、蝶形骨を模擬した硬質樹脂ケースと、前頭骨を模擬した蓋と、を有し、頸椎モデルは、内部に血管モデルが通過可能な貫通孔を有する矩形の樹脂体を複数有していてもよい。骨モデルを備える場合、骨モデルは血管モデル、脳モデル等の臓器モデルとは硬度の異なる樹脂で作製され、例えば、頭蓋モデルをアクリル樹脂、頸椎モデルをＰＶＡで作製することができる。
　脳血管モデル１３１は、先端１３１Ｄが脳モデル１３０に接続され、基端１３１Ｐが大動脈モデル１６０の第１接続部１６２Ｊ（例えば、ヒトにおける腕頭動脈、鎖骨下動脈、またはその近傍）に接続されている。脳血管モデル１３１の先端１３１Ｄは、椎骨を通過する椎骨動脈および脳モデル１３０の表面及び／または内部へと配設された他の血管（例えば、後大脳動脈、中大脳動脈）を模していてもよく、さらに後交通動脈を模して総頸動脈末梢部と接続してもよい。また、脳血管モデル１３１の基端１３１Ｐは、脳血管モデル１３１の内腔と、大動脈モデル１６０の内腔１６０Ｌとを連通させた状態で、第１接続部１６２Ｊに接続されている。
　肝臓モデル１４０は、肝臓を模した形状であり、内腔を有さない中実形状である。肝臓モデル１４０は、横隔膜モデル１７０の下方に配置されている。肝臓モデル１４０の作製に採用し得る材料及び製法は、心臓モデル１１０と同様である。肝臓モデル１４０の材料と心臓モデル１１０の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。また、肝臓モデル１４０は、肝動脈の一部を模した管状の血管モデルである肝臓血管モデル１４１に接続されている。肝臓血管モデル１４１は、心臓モデル１１０の心臓血管モデル１１１と同様の材料で作製できる。肝臓血管モデル１４１の材料と心臓血管モデル１１１の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。
　肝臓血管モデル１４１は、先端１４１Ｄが肝臓モデル１４０に接続され、基端１４１Ｐが大動脈モデル１６０の第３接続部１６３Ｊａに接続されている。肝臓血管モデル１４１の先端１４１Ｄは、肝臓モデル１４０の表面及び／または内部へと配設された他の血管（例えば、肝動脈）を模していてもよい。また、肝臓血管モデル１４１の基端１４１Ｐは、肝臓血管モデル１４１の内腔と、大動脈モデル１６０の内腔１６０Ｌとを連通させた状態で、第３接続部１６３Ｊａに接続されている。
　図５に示すように、下肢モデル１５０は、右足に相当する下肢モデル１５０Ｒと、左足に相当する下肢モデル１５０Ｌと、を備えている。下肢モデル１５０Ｒ，Ｌは、左右対称である点を除いて同じ構成を有するため、以降は区別せず「下肢モデル１５０」として説明する。下肢モデル１５０は、太腿にある大腿四頭筋や下腿の前脛骨筋、長腓骨筋や長趾伸筋等の主要組織のうち少なくとも一部を模した形状であり、内腔を有さない中実形状である。下肢モデル１５０の作製に採用し得る材料及び製法は、心臓モデル１１０と同様である。下肢モデル１５０の材料と心臓モデル１１０の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。また、下肢モデル１５０は、大腿動脈から足背動脈を含む主要動脈のうち少なくとも一部を模した管状の血管モデルである下肢血管モデル１５１（下肢血管モデル１５１Ｒ，Ｌ）に接続されている。下肢血管モデル１５１は、心臓モデル１１０の心臓血管モデル１１１と同様の材料で作製できる。下肢血管モデル１５１の材料と心臓血管モデル１１１の材料は同じであってもよく、相違していてもよい。また、図示していないが、下肢血管モデル１５１は動脈だけでなく、総腸骨静脈から大伏在静脈を含む主要静脈を模擬していてもよい。
　下肢血管モデル１５１は、下肢モデル１５０の内部を、太腿から下腿側に向かって延伸方向に沿って延びる配置とされている。下肢血管モデル１５１は、先端１５１Ｄが下肢モデル１５０の下端（足根部から足背部に相当する位置）に露出し、基端１５１Ｐが大動脈モデル１６０の第４接続部１６４Ｊに接続されている。ここで、基端１５１Ｐは、下肢血管モデル１５１の内腔と、大動脈モデル１６０の内腔１６０Ｌとを連通させた状態で、第４接続部１６４Ｊに接続されている。
　なお、上述した心臓血管モデル１１１、脳血管モデル１３１、肝臓血管モデル１４１及び下肢血管モデル１５１を総称して「血管モデル」とも呼ぶ。また、これら血管モデルと、大動脈モデル１６０とを総称して「全身血管モデル」とも呼ぶ。このような構成とすれば、各生体モデルの表面に配設された血管モデルによって、例えば、脳の後大脳動脈、心臓の左冠動脈及び右冠動脈等を模擬できる。また、各生体モデルの内部に配設された血管モデルによって、例えば、脳の中大脳動脈、肝臓の肝動脈、下肢の大腿動脈等を模擬できる。
　本実施形態の人体シミュレーション装置１では、大動脈モデル１６０に対して、少なくとも１つ以上の生体モデル（心臓モデル１１０、肺モデル１２０、横隔膜モデル１７０、脳モデル１３０、肝臓モデル１４０、下肢モデル１５０）を着脱することで、種々の態様のモデル１０を構成することができる。大動脈モデル１６０に装着される生体モデル（心臓モデル１１０、肺モデル１２０、横隔膜モデル１７０、脳モデル１３０、肝臓モデル１４０、下肢モデル１５０）の組み合わせは、手技に必要な器官に応じて自由に変更できる。例えば、心臓モデル１１０と下肢モデル１５０とを装着したモデル１０を構成すれば、人体シミュレーション装置１を利用して、ＰＣＩの総大腿動脈アプローチ（ＴＦＩ：Trans-Femoral Intervention）の手技を模擬できる。その他、例えば、下肢モデル１５０を除く全ての生体モデルを装着してもよく、心臓モデル１１０と肺モデル１２０とを装着してもよく、肺モデル１２０と横隔膜モデル１７０とを装着してもよく、肝臓モデル１４０のみを装着してもよく、下肢モデル１５０のみを装着してもよい。
　このように、本実施形態の人体シミュレーション装置１によれば、生体モデル接続部（第１接続部１６２Ｊ、第２接続部１６１Ｊ、第３接続部１６３Ｊａ、第４接続部１６４Ｊ）に人体内の一部を模した生体モデル（心臓モデル１１０、脳モデル１３０、肝臓モデル１４０、下肢モデル１５０）を接続することによって、循環器系や消化器系など、接続された生体モデルに応じた各器官の生体管腔に対する、カテーテルやガイドワイヤ等の医療用デバイスを用いた様々な手技を模擬することができる。また、生体モデル接続部１６１Ｊ～１６４Ｊは、生体モデルを着脱可能に接続することができるため、手技に不要な生体モデルを取り外して別途保存することも可能であり、利便性を向上できる。
　図６及び図７は、臓器シミュレータ１００の概略構成を示す説明図である。臓器シミュレータ１００は、上述の血管モデル（心臓血管モデル１１１、脳血管モデル１３１、肝臓血管モデル１４１、下肢血管モデル１５１）を、臓器モデル（心臓モデル１１０、脳モデル１３０、肝臓モデル１４０、下肢モデル１５０）の表面を巡る血管として構成し、かつ、血管モデルに対して造影剤を使用した際に得られるＸ線画像において、実際の人体のＸ線画像で確認される濃染の様子を模擬することが可能なシミュレータである。以降、血管モデルとして心臓血管モデル１１１を例示し、臓器モデルとして心臓モデル１１０を例示した臓器シミュレータ１００（心臓シミュレータ）について説明する。
　本実施形態の臓器シミュレータ１００は、心臓モデル１１０と、心臓血管モデル１１１と、固定部材１９１とを備えている。なお、図６及び図７には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。Ｘ軸は心臓モデル１１０の左右方向（幅方向）に対応し、Ｙ軸は心臓モデル１１０の高さ方向に対応し、Ｚ軸は心臓モデル１１０の奥行き方向に対応する。図６及び図７の上側（＋Ｙ軸方向）は「近位側」に相当し、下側（－Ｙ軸方向）は「遠位側」に相当する。以降の説明では、近位側（＋Ｙ軸方向）を「基端側」とも呼び、近位側の端部を「基端部」または単に「基端」とも呼ぶ。同様に、遠位側（－Ｙ軸方向）を「先端側」とも呼び、遠位側の端部を「先端部」または単に「先端」とも呼ぶ。図６及び図７では、上述した心臓モデル１１０の内腔１１０Ｌ、管状体１１５、及び第１接続部１６２Ｊの図示を省略している。
　図８は、図７のＡ１－Ａ１線における断面図である。図９は、図７のＡ２－Ａ２線における断面図である。なお、図８及び図９では、図示の便宜上、略球状の心臓モデル１１０の一部分の拡大断面を表すと共に、心臓モデル１１０の表面に配置された心臓血管モデル１１１の一枝（一部分）のみを表す。
　図６及び図８を用いて、心臓モデル１１０の構成について説明する。図６に示すように、心臓モデル１１０は、実際の心臓を模擬した外側形状を有している。また、図８に示すように、本実施形態の心臓モデル１１０は、バルーン１１６と、模擬心筋１１７と、表層１１８との３層構造を有している。バルーン１１６は、心臓モデル１１０の最も内側に配置された球状体であり、内部に拡張媒体の送出及び吸出のための内腔１１０Ｌを有している。バルーン１１６は、弾性を有するゴムや、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等により形成できる。模擬心筋１１７は、バルーン１１６と表層１１８との間に配置され、バルーン１１６の表面を覆っている。模擬心筋１１７は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えば、ＰＶＡ、シリコン等）により形成されている。表層１１８は、心臓モデル１１０の最も外側に配置され、模擬心筋１１７の表面を覆っている。表層１１８は、例えばナイロン不織布等の不織布や、例えばポリウレタンフォーム、ポリアミドフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコンフォーム、ゴムスポンジ等の発泡体により形成された、複数の細孔を有する多孔質体からなる層である。
　図６及び図９を用いて、心臓血管モデル１１１の構成について説明する。図６に示すように、心臓血管モデル１１１は、心臓モデル１１０の表面１１０Ｓに配置されている。心臓血管モデル１１１は、基端１１１Ｐが上行大動脈の一部を模擬した形状とされ、先端１１１Ｄが左右の冠動脈を模擬した形状とされ、先端部には拡散部１８６が設けられている。以降、心臓血管モデル１１１のうち、左冠動脈を模擬した部分を左冠動脈モデル１８０Ｌとも呼び、右冠動脈を模擬した部分を右冠動脈モデル１８０Ｒとも呼ぶ。また、左冠動脈モデル１８０Ｌと右冠動脈モデル１８０Ｒとを総称して、冠動脈モデル１８０とも呼ぶ。
　冠動脈モデル１８０は、主枝部１８１と、側枝部１８２と、接続部１８３と、分岐部１８４とを有している。主枝部１８１は、冠動脈における主要な血管を模擬しており、側枝部１８２は、主枝部１８１から伸びる微細な血管を模擬している。図９に示すように、主枝部１８１及び側枝部１８２は、内腔１８１Ｌ及び１８２Ｌを有する管状体であり、上述の通り、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えば、ＰＶＡ、シリコン等）により形成されている。接続部１８３（図６：一点鎖線）では、一の主枝部１８１と、他の主枝部１８１とが、内腔１８１Ｌを連通させた状態で接続されている。この接続は種々の手段で実現でき、例えば、各主枝部１８１をクリップ等の留置具で留めることで実現してもよく、各主枝部１８１を接着剤で固定することで実現してもよく、各主枝部１８１を合成樹脂で覆うことで実現してもよい。分岐部１８４（図６：破線）では、実際の人体と同様に、一の主枝部１８１が、複数の主枝部１８１へと分岐している。
　図６において矢印で示すように、心臓血管モデル１１１の内腔１１１Ｌから流入した流体（模擬血液や造影剤）は、左冠動脈モデル１８０Ｌと右冠動脈モデル１８０Ｒとにそれぞれ分岐し、各冠動脈モデル１８０において、主枝部１８１の内腔１８１Ｌを先端側に向かって進む。流体は、途中、分岐部１８４による分岐を経て、各主枝部１８１及び各側枝部１８２の先端まで流れる。このように、本実施形態では、主枝部１８１及び側枝部１８２が、心臓血管モデル１１１（血管モデル）の延伸方向に伸びる流体流路を形成する「流路形成部」として機能する。
　図７及び図８を用いて、拡散部１８６について説明する。本実施形態の心臓血管モデル１１１において、流路形成部を構成する各主枝部１８１の先端部には、拡散部１８６が設けられている。拡散部１８６は、主枝部１８１と略同一の径を有する、中実の略円柱形状である。拡散部１８６の延伸方向（図７のＹ軸方向）の長さは、求められる造影剤の拡散性能に応じて任意に決定できる。図７に示すように、拡散部１８６は、主枝部１８１の先端部において、主枝部１８１の内腔１８１Ｌ（流体流路）に面して配置されている。また、図８に示すように、拡散部１８６は、心臓モデル１１０の表層１１８に隣接して配置されている。主枝部１８１の先端部と、拡散部１８６の基端部とは、後述する固定部材１９１によって固定されている。なお、拡散部１８６は、主枝部１８１の内腔１８１Ｌに対して、少なくとも一部分が嵌め込まれていてもよい。
　図８に示すように、本実施形態の拡散部１８６は、多孔質体１８７と、弾性体１８８とを備えている。多孔質体１８７は、例えばナイロン不織布等の不織布や、例えばポリウレタンフォーム、ポリアミドフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコンフォーム、ゴムスポンジ等の発泡体により形成された、複数の細孔を有する多孔質の部材である。本実施形態の多孔質体１８７において、各細孔の密度は、基端側（図６の＋Ｙ軸方向）から先端側（図６の－Ｙ軸方向）にかけて略一定である。弾性体１８８は、多孔質体１８７の各細孔に充填された弾性を有する部材である。多孔質体１８７に対する弾性体１８８の充填は、例えば、多孔質体１８７に対して、液状としたＰＶＡ、ポリウレタンを含むエラストマー、ゴム等の弾性体材料を流し込むことで実施できる。また、液状とした弾性体材料に対して、多孔質体１８７を含浸することで、多孔質体１８７に対する弾性体１８８の充填を実施してもよい。
　固定部材１９１は、心臓モデル１１０の表面１１０Ｓ（表層１１８）に対して、心臓血管モデル１１１の各部、すなわち、主枝部１８１、側枝部１８２、及び拡散部１８６を固定するための部材である。図７に示すように、本実施形態の臓器シミュレータ１００には、複数の固定部材１９１が設けられている。固定部材１９１の設置個所、及び、設置個数については任意に決定してよい。しかし、外力及び流体流路内の圧力が他の部位と比べて高い分岐部１８４と、流体流路の先端に位置する側枝部１８２と、拡散部１８６が設けられる主枝部１８１の先端部と、の各部においては、固定部材１９１が設けられることが好ましい。また、図８に示すように、本実施形態の固定部材１９１は、心臓血管モデル１１１（図示の例では主枝部１８１）のうち、心臓モデル１１０の表層１１８との接触部分を除く表面全体を覆うように設けられている。固定部材１９１は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えば、ＰＶＡ、シリコン、ポリウレタン、カラギーナンなどの多糖類等）により形成されている。
　本実施形態の人体シミュレーション装置１において模擬される、カテーテル等を用いた治療または検査では、血流速度や血液の粘性といった循環動態、あるいは血管の閉塞状態等を把握するために、血管造影が用いられることがある。血管造影では、例えば総腸骨大動脈部１６４（図５）から血管内に挿入され、大動脈モデル１６０の内腔１６０Ｌを伝って心臓血管モデル１１１へと進められたカテーテルから、Ｘ線透過度の低い造影剤を注入してＸ線撮影を行う。術者は、得られたＸ線画像（静止画像または動画像、「シネ画像」とも呼ばれる）におけるコントラストの変化から、造影剤の流れの様子を観察することで、循環動態や血管状態を把握することができる。
　ここで、本実施形態の臓器シミュレータ１００において、心臓血管モデル１１１（血管モデル）は、心臓血管モデル１１１の延伸方向に伸びる流体流路（主枝部１８１の内腔１８１Ｌ）に面して設けられ、多孔質体１８７により形成されて、多孔質体１８７の細孔から流体流路を流れる流体（模擬血液や造影剤）を拡散させつつ外部へ排出する拡散部１８６を備える。換言すれば、多孔質体１８７により形成された拡散部１８６は、流体流路に流れ込んだ造影剤の圧力及び流速を分散させる拡散流路（緩衝流路）として機能する。このため、本実施形態の心臓血管モデル１１１では、造影剤使用時に得られるＸ線画像において、実際の人体のＸ線画像で確認される濃染の様子（具体的には、造影剤が細動脈に沿って拡がったのち細静脈に拡散して消える様子）を模擬することができる。
　図１０は、造影剤ＣＡの拡散の様子を示す説明図である。図１０（Ａ）及び（Ｃ）は、流体流路内の圧力が低い場合の拡散部１８６の様子を表し、図１０（Ｂ）は、流体流路内の圧力が高い場合の拡散部１８６の様子を表す。本実施形態の拡散部１８６において、多孔質体１８７の細孔には弾性体１８８が充填されている。このため、例えば、大動脈モデル１６０に模擬血液のみが循環されており、心臓血管モデル１１１内（主枝部１８１の内腔１８１Ｌ）の圧力が低い間は、図１０（Ａ）に示すように、弾性体１８８が多孔質体１８７の各細孔を封止状態としている。
　また、心臓血管モデル１１１内に造影剤ＣＡが注入されることによって、心臓血管モデル１１１内（主枝部１８１の内腔１８１Ｌ）の圧力が高まった際には、図１０（Ｂ）に示すように、弾性体１８８が図中において矢印を付した方向へと圧縮され、また、多孔質体１８７が変形することで、多孔質体１８７の各細孔との間に微細な空隙が生じ、多孔質体１８７の各細孔を開放することができる。このため、図１０（Ｂ）に示すように、開放された各細孔から、造影剤ＣＡをより細かく拡散及び排出することができる。この結果、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子（拡散及び消失像）を、実際の生体により近づけることができる。
　さらに、造影剤ＣＡの注入終了後は、再び心臓血管モデル１１１内（主枝部１８１の内腔１８１Ｌ）の圧力が低くなるため、図１０（Ｃ）に示すように、弾性体１８８が多孔質体１８７の各細孔を封止状態とする。このため、図１で説明したように、臓器シミュレータ１００及び心臓血管モデル１１１（血管モデル）を流体（水や生理食塩水等）に浸した湿潤状態で使用する場合において、血管モデルの周囲を満たす流体や造影剤ＣＡが、多孔質体１８７の各細孔から流体流路内（主枝部１８１の内腔１８１Ｌ）へと逆流することを抑制できる。
　図１１は、造影剤ＣＡの拡散の様子を示す説明図である。本実施形態の拡散部１８６は、心臓モデル１１０（臓器モデル）の表層１１８に隣接して配置されている。このため、拡散部１８６によって外部に排出された造影剤ＣＡを、図１１に示すように、心臓モデル１１０の表層１１８へと導くことができる。ここで、心臓モデル１１０の表層１１８は、多孔質体により形成されているため、表層１１８は、流れ込んだ造影剤ＣＡの圧力及び流速をさらに分散させる拡散流路（緩衝流路）として機能する。このように、本実施形態の臓器シミュレータ１００では、心臓血管モデル１１１（血管モデル）の拡散部１８６と、心臓モデル１１０の表層１１８との両方で造影剤ＣＡの拡散及び排出を行うため、造影剤ＣＡをより細かく拡散及び排出することができ、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子を、より実際の生体に似せることができる。
　さらに、本実施形態の臓器シミュレータ１００では、拡散部１８６は、流路形成部（管状体からなる主枝部１８１）の先端部に設けられているため、流体流路（主枝部１８１の内腔１８１Ｌ）の先端部で、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子を模擬できる。また、臓器シミュレータ１００では、固定部材１９１によって、心臓モデル１１０（臓器モデル）の表面１１０Ｓに対して心臓血管モデル１１１（血管モデル）を固定することができるため、心臓モデル１１０と心臓血管モデル１１１との位置関係を所望の位置に維持できる。
　さらに、本実施形態の臓器シミュレータ１００では、心臓血管モデル１１１（血管モデル）を、心臓モデル１１０（臓器モデル）の表面を巡る血管として構成した臓器シミュレータを得ることができる。心臓血管モデル１１１は、心臓モデル１１０の表面１１０Ｓに配置されるため、例えば、心臓モデル１１０の内腔１１０Ｌを造影剤の拡散以外の他の用途に用いる（例えば、図１で説明した拍動のために用いる）、心臓モデル１１０を中実の構成とする、といった心臓モデル１１０の設計自由度を向上できる。また、本実施形態の臓器シミュレータ１００によれば、心臓モデル１１０の内腔１１０Ｌに対する拡張媒体の送出及び吸出を行う拍動部６０によって、心臓モデル１１０を実際の人体と同様に拍動させることができるため、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子をより一層実際の生体に似せることができると共に、臓器シミュレータ１００の利用者の没入感を向上できる。
＜第２実施形態＞
　図１２は、第２実施形態の拡散部１８６ａの概略構成を示す図である。図７で説明した第１実施形態では、拡散部１８６は、中実の略円柱形状であるとした。しかし、第２実施形態の拡散部１８６ａは、延伸方向（Ｙ軸方向）において、主枝部１８１に接する基端側（＋Ｙ軸方向）の一部分が中空、かつ、先端側（－Ｙ軸方向）の一部分が中実の略有底円筒形状である。このように、拡散部１８６ａの形状は任意に変更することが可能であり、略円柱形状や略円筒形状以外にも、略多角柱形状等の任意の形状を採用してよい。このような第２実施形態の臓器シミュレータ１００ａにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第３実施形態＞
　図１３は、第３実施形態の臓器シミュレータ１００ｂの概略構成を示す説明図である。図１３では、説明の便宜上、固定部材１９１の図示を省略している。図１４は、図１３のＢ－Ｂ線における断面図である。図７で説明した第１実施形態では、主枝部１８１は管状体であり、拡散部１８６は主枝部１８１の先端部において、主枝部１８１の内腔１８１Ｌ（流体流路）に面して配置されているとした。しかし、第３実施形態の主枝部１８１ｂは、心臓血管モデル１１１の延伸方向に伸び（図１３）、かつ、周方向の約半分に開口ＳＰが形成された、略半円筒形状の溝体である（図１４）。また、拡散部１８６ｂは、主枝部１８１ｂと同様に、心臓血管モデル１１１の延伸方向に伸び（図１３）、かつ、周方向の約半分に開口が形成された、略半円筒形状の溝体である（図１４）。
　図１４に示すように、拡散部１８６ｂは、心臓モデル１１０の表層１１８に隣接して配置されている。主枝部１８１ｂは、拡散部１８６ｂを覆い、かつ、溝体である主枝部１８１ｂと拡散部１８６ｂとの各端面が突き合わされて円筒を形成した状態で配置されている。固定部材１９１は、主枝部１８１ｂと拡散部１８６ｂとを固定している。第３実施形態では、主枝部１８１ｂと拡散部１８６ｂとにより形成された内腔が流体流路として機能する。すなわち、第３実施形態では、主枝部１８１ｂに加えてさらに、拡散部１８６ｂが流路形成部としても機能する。このような第３実施形態の臓器シミュレータ１００ｂにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第３実施形態の臓器シミュレータ１００ｂでは、拡散部１８６ｂは、流路形成部としての主枝部１８１ｂ（溝体）の開口に面して設けられているため、図１３に示すように流体流路の全域で、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子を模擬できる。
　また、第３実施形態の臓器シミュレータ１００ｂは、さらにコート層１８９を備えている。図１４に示すように、コート層１８９は、流路形成部としての拡散部１８６ｂの底面に施されたコーティングである。コート層１８９としては、Ｘ線透過性を有し、潤滑性（滑り性）の高い合成樹脂（例えば、ＰＶＡ、シリコン、ウレタン等）を用いることが好ましい。なお、コート層１８９は、流体流路の少なくとも一部分に設けられていればよく、例えば、拡散部１８６ｂの底面以外の一部分や、拡散部１８６ｂと主枝部１８１ｂとにより形成された内腔（流体流路）の全周に設けられていてもよい。また、コート層１８９には、拡散部１８６ｂから表層１１８への造影剤の拡散及び排出性能を向上させるための貫通孔（すなわち、非コーティング部分）が設けられていてもよい。貫通孔の形状は、略円形状、略多角形状、スリット状等任意の形状を採用できる。
　このようにすれば、流路形成部（拡散部１８６ｂ、主枝部１８１ｂ）では、心臓血管モデル１１１（血管モデル）の延伸方向に伸びる流体流路の少なくとも一部分がコート層１８９によってコーティングされている。このため、流体流路内の摺動抵抗を実際の生体（血管）により近づけることができ、流体流路内において医療用デバイスを滑かに進めることができる。
＜第４実施形態＞
　図１５は、第４実施形態の臓器シミュレータ１００ｃの概略構成を示す説明図である。図１５では、説明の便宜上、固定部材１９１の図示を省略している。図１６は、図１５のＣ－Ｃ線における断面図である。図１３及び図１４で説明した第３実施形態では、略半円筒形状の主枝部１８１ｂと拡散部１８６ｂとを例示した。しかし、第４実施形態の主枝部１８１ｃは、心臓血管モデル１１１の延伸方向に伸び（図１５）、かつ、周方向の一部分に開口ＳＰが形成された、略Ｃ字状の横断面を有する溝体である（図１６）。また、拡散部１８６ｃは、心臓血管モデル１１１の延伸方向に伸び（図１５：破線）、かつ、主枝部１８１ｃの開口ＳＰ近傍の外縁に係合する横断面形状を有する溝体である（図１６）。図１６に示すように、拡散部１８６ｃは、心臓モデル１１０の表層１１８に隣接して配置されている。主枝部１８１ｃは、開口ＳＰを拡散部１８６ｃに向けた状態で、拡散部１８６ｃに裁置されている。固定部材１９１は、主枝部１８１ｃと拡散部１８６ｃとを固定している。第４実施形態においても、第３実施形態と同様に、主枝部１８１ｃと拡散部１８６ｃとにより形成された内腔が流体流路として機能する。すなわち、第４実施形態では、主枝部１８１ｃに加えてさらに、拡散部１８６ｃが流路形成部としても機能する。
　また、第４実施形態の臓器シミュレータ１００ｃは、さらにコート層１８９ｃを備えている。図１６に示すように、コート層１８９ｃは、主枝部１８１ｃの開口ＳＰから流体流路に向けて露出した拡散部１８６ｃを覆うように施されたコーティングである。コート層１８９ｃの構成及び材料は、第３実施形態のコート層１８９と同じであってもよく、異なっていてもよい。このように、主枝部１８１ｃの形状、拡散部１８６ｃの形状、及びコート層１８９ｃの態様は任意に変更することができる。このような第４実施形態の臓器シミュレータ１００ｃにおいても、第１，第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第５実施形態＞
　図１７は、第５実施形態の臓器シミュレータ１００ｄの概略構成を示す説明図である。図１７では、説明の便宜上、固定部材１９１の図示を省略している。図１８は、図１７のＤ－Ｄ線における断面図である。図１３及び図１４で説明した第３実施形態では、略半円筒形状の主枝部１８１ｂと拡散部１８６ｂと組み合わせて流体流路を形成する構成を例示した。しかし、第５実施形態の臓器シミュレータ１００ｄでは、拡散部１８６ｂを備えず、心臓モデル１１０の表層１１８（多孔質体）によって、拡散部１８６ｂにより実現していた造影剤の拡散及び排出機能を実現する。図１８に示すように、第５実施形態では、主枝部１８１ｂは、開口ＳＰを心臓モデル１１０の表層１１８に向けた状態で、表層１１８に裁置されている。固定部材１９１は、主枝部１８１ｂを固定している。第５実施形態では、主枝部１８１ｂと、心臓モデル１１０の表層１１８とにより形成された内腔が流体流路として機能する。すなわち、第５実施形態では、主枝部１８１ｂに加えてさらに、心臓モデル１１０の表層１１８が流路形成部としても機能する。
　また、第５実施形態の臓器シミュレータ１００ｄは、さらにコート層１８９ｄを備えている。図１８に示すように、コート層１８９ｄは、主枝部１８１ｂの開口ＳＰから流体流路に向けて露出した心臓モデル１１０の表層１１８を覆うように施されたコーティングである。コート層１８９ｄの構成及び材料は、第３実施形態のコート層１８９と同じであってもよく、異なっていてもよい。このように、拡散部１８６ｂを省略して、心臓モデル１１０の表層１１８によって造影剤の拡散及び排出機能を実現してもよい。このような第５実施形態の臓器シミュレータ１００ｄにおいても、第１，第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第６実施形態＞
　図１９は、第６実施形態の臓器シミュレータ１００ｅの概略構成を示す説明図である。図１９では、説明の便宜上、固定部材１９１の図示を省略している。図２０は、図１９のＥ－Ｅ線における断面図である。図７で説明した第１実施形態では、拡散部１８６は主枝部１８１の先端部に配置されているとした。しかし、第６実施形態の臓器シミュレータ１００ｅは、主枝部１８１の先端部に配置された拡散部１８６に加えてさらに、拡散部１８６ｅを備えている。図１９及び図２０を用いて、拡散部１８６ｅについて説明する。図１９に示すように、拡散部１８６ｅは、一の主枝部１８１が、複数の主枝部１８１へと分岐した分岐部１８４（図６）に配置されている。図２０に示すように、拡散部１８６ｅは、主枝部１８１と略同一の径を有する中空の略円筒形状であり、拡散部１８６ｅの内腔１８６Ｌは、主枝部１８１の内腔１８１Ｌと同様に流体流路として機能する。すなわち、第６実施形態では、主枝部１８１に加えてさらに、拡散部１８６ｅが流路形成部としても機能する。拡散部１８６ｅは、拡散部１８６と同様に、多孔質体１８７と、多孔質体１８７の細孔に充填された弾性体１８８とを備えている。拡散部１８６ｅの延伸方向の長さは、主枝部１８１と同様に、求められる造影剤の拡散性能に応じて任意に決定できる。また、多孔質体１８７ｅの底面には、第３実施形態で説明したコート層１８９が設けられている。
　このように、臓器シミュレータ１００ｅは、主枝部１８１の先端部に設けられた拡散部１８６に加えてさらに、主枝部１８１の分岐部１８４に設けられた拡散部１８６ｅを備えていてもよい。また、臓器シミュレータ１００eは、主枝部１８１の先端部でもなく分岐部でもない部分（分岐のない延伸部分）に設けられた拡散部１８６ｅ１を備えていてもよい。拡散部１８６ｅ１の構成は、拡散部１８６ｅと同様である。さらに、臓器シミュレータ１００ｅは、拡散部１８６、拡散部１８６ｅ、及び拡散部１８６ｅ１のうちの少なくともいずれか１つを備えていなくてもよい。このような第６実施形態の臓器シミュレータ１００ｅにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第６実施形態の臓器シミュレータ１００ｅでは、拡散部１８６ｅが、流路形成部（管状体からなる主枝部１８１）が分岐する分岐部１８４に設けられているため、流体流路の分岐部で、造影剤使用時に得られるＸ線画像における濃染の様子を模擬できる。
＜第７実施形態＞
　図２１は、第７実施形態の臓器シミュレータ１００ｆの概略構成を示す説明図である。図２１では、説明の便宜上、固定部材１９１の図示を省略している。図７で説明した第１実施形態では、主枝部１８１及び側枝部１８２は、軟性素材の合成樹脂により形成された管状体であるとした。しかし、第７実施形態の臓器シミュレータ１００ｆでは、主枝部１８１ｆ及び側枝部１８２ｆは、多孔質体によって構成されている。主枝部１８１ｆ及び側枝部１８２ｆの材料は、拡散部１８６の多孔質体１８７と同じであってもよく、異なっていてもよい。また、多孔質体により形成された主枝部１８１ｆ及び側枝部１８２ｆの、各細孔には樹脂が充填されていてもよい。この樹脂は、拡散部１８６の弾性体１８８と同じであってもよく、異なっていてもよい。
　このような臓器シミュレータ１００ｆでは、Ｆ１－Ｆ１線における断面図は、図８で説明した第１実施形態と同様となる。一方、Ｆ２－Ｆ２線における断面図は、図２０で説明した第６実施形態と同様となる。この際、拡散部１８６ｅ（図２０）が主枝部１８１ｆに対応し、内腔１８６Ｌ（図２０）が内腔１８１Ｌに対応する。このように、主枝部１８１ｆ及び側枝部１８２ｆの材料は任意に変更することができ、第１実施形態で説明した拡散部１８６と同様に、多孔質体で構成してもよい。このような第７実施形態の臓器シミュレータ１００ｆにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第７実施形態の臓器シミュレータ１００ｆでは、流路形成部（主枝部１８１ｆ）を多孔質体により形成することによって、多孔質体の細孔から流体流路（内腔１８１Ｌ）を流れる流体を拡散させつつ外部へ排出する拡散部としても機能させることができる。
＜第８実施形態＞
　図２２は、第８実施形態の臓器シミュレータ１００ｇの概略構成を示す説明図である。図７で説明した第１実施形態では、異なる固定部材１９１を用いて、主枝部１８１の先端部、側枝部１８２、及び分岐部１８４をそれぞれ固定していた。しかし、第８実施形態の臓器シミュレータ１００ｇでは、主枝部１８１、側枝部１８２、及び分岐部１８４のそれぞれを同一の固定部材１９１ｇを用いて固定している。固定部材１９１ｇは、心臓血管モデル１１１のうち、冠動脈モデル１８０へ繋がる上行大動脈の一部分と、主枝部１８１、側枝部１８２、分岐部１８４、及び拡散部１８６を含む冠動脈モデル１８０と、を固定するための部材である。図示の例では、臓器シミュレータ１００ｇには、左冠動脈モデル１８０Ｌを固定するための固定部材１９１ｇと、右冠動脈モデル１８０Ｒを固定するための固定部材１９１ｇとがそれぞれ設けられている。また、固定部材１９１ｇは、拡散部１８６の先端側の一部分について固定しておらず、拡散部１８６の先端側の一部分は露出している。固定部材１９１ｇの材料は、第１実施形態の固定部材１９１と同じであってもよく、異なっていてもよい。
　このように、固定部材１９１ｇの形状や固定範囲は任意に変更することができる。例えば、左冠動脈モデル１８０Ｌと右冠動脈モデル１８０Ｒとは１つの固定部材１９１ｇによって固定されていてもよい。また、固定部材１９１ｇは、拡散部１８６の全体を固定していてもよいし、拡散部１８６の全体を固定せず露出させていてもよい。このような第８実施形態の臓器シミュレータ１００ｇにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第９実施形態＞
　図２３は、第９実施形態の臓器シミュレータ１００ｈの概略構成を示す説明図である。図２３の下段の吹き出しには、臓器シミュレータ１００ｈが備える拡散部１８６ｈの部分拡大図を示す。図７で説明した第１実施形態では、拡散部１８６において、多孔質体１８７の細孔には弾性体１８８が充填されているとした。しかし、第９実施形態の拡散部１８６ｈは、多孔質体１８７の細孔に充填された弾性体１８８を備えていない。このように、拡散部１８６ｈの構成は任意に変更することができ、多孔質体１８７のみから構成されていてもよい。このような第９実施形態の臓器シミュレータ１００ｈにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第１０実施形態＞
　図２４は、第１０実施形態の臓器シミュレータ１００ｊのＡ１－Ａ１線（図７）における断面図である。図７及び図８で説明した第１実施形態では、心臓モデル１１０は、バルーン１１６と、模擬心筋１１７と、表層１１８との３層構造を有している場合を例示した。しかし、第１０実施形態の心臓モデル１１０ｊは、バルーン１１６と模擬心筋１１７とを備える２層構造であり、多孔質体からなる表層１１８を備えていない。
　このように、心臓モデル１１０ｊ（臓器モデル）の構成は任意に変更することができ、各層のうちの少なくとも一部は省略してもよく、説明しない他の構成要素を備えていてもよい。例えば、心臓モデル１１０は、模擬心筋１１７を備える１層構造であってもよい。この場合、内腔１１０Ｌを省略してもよく、模擬心筋１１７の内側に内腔１１０Ｌを形成してもよい。例えば、心臓モデル１１０は、模擬心筋１１７と表層１１８とを備える２層構造であってもよい。この場合についても、内腔１１０Ｌを省略してもよく、模擬心筋１１７の内側に内腔１１０Ｌを形成してもよい。このような第１０実施形態の臓器シミュレータ１００ｊにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第１１実施形態＞
　図２５は、第１１実施形態の臓器シミュレータ１００ｋの概略構成を示す説明図である。図７で説明した第１実施形態では、心臓血管モデル１１１（具体的には、主枝部１８１、側枝部１８２、拡散部１８６）は固定部材１９１によって固定されている場合を例示した。しかし、第１１実施形態の臓器シミュレータ１００ｋでは、固定部材１９１を備えておらず、心臓血管モデル１１１は心臓モデル１１０に対して固定されていない。このように、固定部材１９１は省略可能である。このような第１１実施形態の臓器シミュレータ１００ｋにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第１２実施形態＞
　図２６は、第１２実施形態の臓器シミュレータ１００ｍの概略構成を示す説明図である。第１２実施形態の臓器シミュレータ１００ｍでは、図７で説明した第１実施形態の各構成に加えてさらに、心膜部１１９を備えている。心膜部１１９は、心臓モデル１１０の表面１１０Ｓを覆う膜状の部材である。心膜部１１９は、Ｘ線透過性を有する軟性素材の合成樹脂（例えばシリコン等）により形成された袋状の部材である。心膜部１１９の内面と心臓モデル１１０の表面１１０Ｓとの間の空間には、上述した心臓血管モデル１１１（血管モデル）が収容されている。なお、心膜部１１９には、拡散部１８６から排出された造影剤や模擬血液を排出するための排出口が形成されていてもよい。排出口は、心膜部１１９のうち、心臓モデル１１０の先端側（心尖部）の近傍や、心臓モデル１１０が大動脈モデル１６０に面した側に設けられることが好ましい。
　このように、臓器シミュレータ１００ｍは、上述しない種々の他の構成をさらに備えていてもよい。このような第１２実施形態の臓器シミュレータ１００ｍにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第１２実施形態の臓器シミュレータ１００ｍでは、心臓モデル１１０の表面１１０Ｓを覆う膜状の心膜部１１９によって、実際の生体における側壁心膜及び線維性心膜を模擬すると共に、心膜部１１９の内面と心臓モデル１１０の表面１１０Ｓとの間の空間によって、実際の生体における心膜腔を模擬できる。
＜本実施形態の変形例＞
　上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。また、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
　［変形例１］
　上記第１～１２実施形態では、人体シミュレーション装置１の構成の一例を示した。しかし、人体シミュレーション装置の構成は種々の変更が可能である。例えば、人体シミュレーション装置は、水槽と、水槽を被覆する被覆部とのうちの少なくとも一方を備えていなくてもよい。例えば、人体シミュレーション装置は、タッチパネル以外の手段（例えば、音声、操作ダイヤル、ボタン等）による入力部を備えていてもよい。
　［変形例２］
　上記第１～１２実施形態では、モデル１０の構成の一例を示した。しかし、モデルの構成は種々の変更が可能である。例えば、大動脈モデルは、上述の第１～第４接続部のうちの少なくとも一部を備えていなくてもよい。例えば、大動脈モデルにおける上述の第１～第４接続部の配置は、任意に変更してよく、第１接続部は、大動脈弓またはその近傍に配置されていなくてもよい。同様に、第２接続部は、上行大動脈またはその近傍に配置されていなくてもよく、第３接続部は、腹部大動脈またはその近傍に配置されていなくてもよく、第４接続部は、総腸骨大動脈またはその近傍に配置されていなくてもよい。例えば、大動脈モデルが有する生体モデル接続部の数は任意に変更することが可能であり、上述しない生体モデル（例えば、胃モデル、膵臓モデル、腎臓モデル等）を接続するための新たな生体モデル接続部を備えてもよい。
　例えば、モデルは、心臓モデル、肺モデル、脳モデル、肝臓モデル、下肢モデル、横隔膜モデルのうちの少なくとも一部を備えていなくてもよい。肺モデルと横隔膜モデルとを省略する場合、呼吸動作部についても併せて省略できる。例えば、モデルは、肋骨、胸骨、胸椎、腰椎、大腿骨、頚骨等、ヒトの骨格の少なくとも一部分を模した骨モデルをさらに備えた複合体として構成されてもよい。例えば、上述した心臓モデル、肺モデル、脳モデル、肝臓モデル、下肢モデル、横隔膜モデルの構成は、任意に変更してよい。例えば、心臓モデルの内腔と、心臓モデルの内腔へ流体を送出する拍動部とは省略されてもよい（図４）。肺モデルには、左右の肺にそれぞれ個別の内腔が設けられていてもよい（図４）。下肢モデルにはさらに、大腿筋を覆う皮膚モデルが備えられていてもよい（図５）。
　［変形例３］
　上記第１～１２実施形態では、臓器シミュレータ１００，１００ａ～ｍの構成の一例を示した。しかし、臓器シミュレータの構成は種々の変更が可能である。例えば、臓器モデル（心臓モデル、脳モデル、肝臓モデル、下肢モデル）と、血管モデル（心臓血管モデル、脳血管モデル、肝臓血管モデル、下肢血管モデル）との少なくとも一方は、健康状態の臓器や血管を模したモデルと、病変部を有する臓器や血管を模したモデルとを有し、これらを相互に付け替え可能であってもよい。
　例えば、血管モデル（心臓血管モデル、脳血管モデル、肝臓血管モデル、下肢血管モデル）は、動脈に加えて、静脈を模擬したモデルを含んでいてもよい。例えば、血管モデルは、主枝部と、側枝部と、接続部と、分岐部とを備えるとしたが、主枝部以外の各構成は省略してもよい。例えば、側枝部を省略して流路形成部を主枝部のみから構成してもよい。例えば、接続部を省略して、主枝部を一体成型し、主枝部の付け替えを実現しない構成としてもよい。例えば、分岐部を省略して、分岐のない主枝部によって冠動脈モデルを構成してもよい。
　［変形例４］
　上記第１～１２実施形態では、拡散部１８６，１８６ａ，ｂ，ｃ，ｅ，ｈの構成の一例を示した。しかし、拡散部の構成は種々の変更が可能である。例えば、拡散部が備える多孔質体における各細孔の密度は、基端側（図６の＋Ｙ軸方向）よりも先端側（図６の－Ｙ軸方向）を高密度とする等、変化させてもよい。例えば、拡散部において、基端側の細孔に充填されている弾性体と、先端側の細孔に充填されている弾性体とは、それぞれ異なる材料が用いられ、異なる特性を有していてもよい。例えば、拡散部は、心臓モデルの表層と隣接せず、両者の間には空隙が設けられていてもよい。例えば、拡散部は、コート層を備えていなくてもよい。
　［変形例５］
　第１～１２実施形態の人体シミュレーション装置及び臓器シミュレータの構成、及び上記変形例１～４の人体シミュレーション装置及び臓器シミュレータの構成は、適宜組み合わせてもよい。例えば、臓器シミュレータは、第１実施形態で説明した主枝部の先端部に設けられた拡散部と、第３，４，５実施形態で説明した開口に面して設けられた拡散部と、の両方を備えていてもよい。例えば、臓器シミュレータは、第２実施形態で説明した主枝部の分岐部に設けられた拡散部と、第３，４，５実施形態で説明した開口に面して設けられた拡散部と、の両方を備えていてもよい。
　以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
　　１…人体シミュレーション装置
　　１０…モデル
　　２０…収容部
　　２１…水槽
　　２２…被覆部
　　３１…管状体
　　４０…制御部
　　４５…入力部
　　５０…脈動部
　　５１…管状体
　　５５…フィルタ
　　５６…循環ポンプ
　　５７…脈動ポンプ
　　６０…拍動部
　　６１…管状体
　　７０…呼吸動作部
　　７１，７２…管状体
　　１００，１００ａ～ｍ…臓器シミュレータ
　　１１０，１１０ｊ…心臓モデル
　　１１１…心臓血管モデル
　　１１５…管状体
　　１１６…バルーン
　　１１７…模擬心筋
　　１１８…表層
　　１１９…心膜部
　　１２０…肺モデル
　　１２１…気管モデル
　　１３０…脳モデル
　　１３１…脳血管モデル
　　１４０…肝臓モデル
　　１４１…肝臓血管モデル
　　１５０，１５０Ｌ，Ｒ…下肢モデル
　　１５１，１５１Ｌ，Ｒ…下肢血管モデル
　　１６０…大動脈モデル
　　１６１…上行大動脈部
　　１６１Ｊ…第２接続部
　　１６２…大動脈弓部
　　１６２Ｊ…第１接続部
　　１６３…腹部大動脈部
　　１６３Ｊａ…第３接続部
　　１６３Ｊｂ…流体供給部接続部
　　１６４…総腸骨大動脈部
　　１６４Ｊ…第４接続部
　　１７０…横隔膜モデル
　　１８０…冠動脈モデル
　　１８０Ｌ…左冠動脈モデル
　　１８０Ｒ…右冠動脈モデル
　　１８１，１８１ｂ，ｃ，ｆ…主枝部
　　１８２，１８２ｆ…側枝部
　　１８３…接続部
　　１８４…分岐部
　　１８６，１８６ａ，ｂ，ｃ，ｅ，ｈ…拡散部
　　１８７，１８７ｅ…多孔質体
　　１８８…弾性体
　　１８９，１８９ｃ，ｄ…コート層
　　１９０…流路形成部
　　１９１，１９１ｇ…固定部材

Claims (12)

  1. 　血管モデルであって、
    　前記血管モデルの延伸方向に伸びる流体流路を形成する流路形成部と、
    　前記流体流路に面して設けられ、多孔質体により形成されて前記多孔質体の細孔から前記流体流路を流れる流体を拡散させつつ外部へ排出する拡散部と、
    を備える、血管モデル。
  2. 　請求項１に記載の血管モデルであって、
    　前記拡散部において、前記多孔質体の前記細孔には弾性体が充填されている、血管モデル。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の血管モデルであって、
    　前記流路形成部は、前記血管モデルの延伸方向に伸びる管状体であり、
    　前記拡散部は、前記管状体の先端部に設けられている、血管モデル。
  4. 　請求項１または請求項２に記載の血管モデルであって、
    　前記流路形成部は、前記血管モデルの延伸方向に伸びる管状体であり、
    　前記拡散部は、前記管状体が分岐する分岐部に設けられている、血管モデル。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の血管モデルであって、
    　前記流路形成部は、前記血管モデルの延伸方向に伸び、周方向の少なくとも一部分に開口が形成された溝体であり、
    　前記拡散部は、前記溝体の前記開口に面して設けられている、血管モデル。
  6. 　請求項１または請求項２に記載の血管モデルであって、
    　前記流路形成部は、多孔質体により形成され、前記多孔質体の細孔から前記流体流路を流れる流体を拡散させつつ外部へ排出する拡散部として機能する、血管モデル。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の血管モデルであって、
    　前記流路形成部では、前記流体流路の少なくとも一部分がコーティングされている、血管モデル。
  8. 　臓器シミュレータであって、
    　臓器を模した臓器モデルと、
    　前記臓器モデルの表面に配置された、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の血管モデルと、
    を備える、臓器シミュレータ。
  9. 　請求項８に記載の臓器シミュレータであって、
    　前記臓器モデルは、多孔質体により形成された表層を備え、
    　前記血管モデルの前記拡散部は、前記臓器モデルの前記表層に隣接して配置されている、臓器シミュレータ。
  10. 　請求項８または請求項９に記載の臓器シミュレータであって、さらに、
    　前記臓器モデルの表面に対して前記血管モデルを固定する固定部材を備える、臓器シミュレータ。
  11. 　請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の臓器シミュレータであって、
    　前記臓器モデルは、内腔を有し、心臓を模した心臓モデルであり、
    　さらに、前記心臓モデルの前記内腔に対する拡張媒体の送出及び吸出により、前記心臓モデルを拍動させる拍動部を備える、臓器シミュレータ。
  12. 　請求項１１に記載の臓器シミュレータであって、さらに、
    　前記心臓モデルの表面を覆う膜状の心膜部を備え、
    　前記血管モデルは、前記心膜部の内面と前記心臓モデルの表面との間の空間に収容されている、臓器シミュレータ。
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