特許 5749909 模擬人体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5749909

(24)【登録日】2015年5月22日

(45)【発行日】2015年7月15日

(54)【発明の名称】模擬人体

(51)【国際特許分類】

   G09B 23/28 20060101AFI20150625BHJP

   A61B 6/00 20060101ALI20150625BHJP

【ＦＩ】

   G09B23/28

   A61B6/00 390A

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2010-214138(P2010-214138)

(22)【出願日】2010年9月24日

(65)【公開番号】特開2012-68505(P2012-68505A)

(43)【公開日】2012年4月5日

【審査請求日】2013年8月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000109543

【氏名又は名称】テルモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082740

【弁理士】

【氏名又は名称】田辺 恵基

(72)【発明者】

【氏名】小崎 浩司

(72)【発明者】

【氏名】久地浦 隆

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 昭宏

【審査官】 坪内 優佳

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０６２３４８０４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 実開平０５−０５０４７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０６０６２８６６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８７８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３７３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８７２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２２１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５６３４７９７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｂ ９／００− ９／５６

Ｇ０９Ｂ １９／００−１９／２６

Ｇ０９Ｂ ２３／００−２５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

心臓を模した外形を有し、血液を模した液体でなる模擬血液を貯蔵し得る貯蔵空間を内部に有する模擬心臓と、
上記模擬心臓の上記貯蔵空間に上記模擬血液を供給する心臓供給路と、
上記模擬心臓の上記貯蔵空間から上記模擬血液を排出する心臓排出路と、
大動脈を模して内部に上記模擬血液の流路が形成された模擬大動脈と、
上記模擬血液を上記模擬大動脈へ供給する大動脈供給路と、
上記模擬大動脈に連通し、カテーテルを当該模擬大動脈内に挿入するための挿入口と、
上記模擬心臓の外周に設けられ、冠動脈を模して内部に上記模擬血液の流路が形成され、一端が上記模擬大動脈に接続されると共に他端が上記模擬心臓の上記貯蔵空間内に貫通するよう接続された模擬冠動脈と、
上記心臓供給路を介して上記模擬血液を上記貯蔵空間内へ供給し、上記大動脈供給路を介して上記模擬血液を上記貯蔵空間内及び上記模擬大動脈内へ供給するポンプと
を有する模擬人体。

【請求項2】

上記模擬心臓は、
上記心臓供給路及び上記心臓排出路の少なくとも一方における上記模擬血液の圧力により、上記貯蔵空間内の上記模擬血液が環流される
請求項１に記載の模擬人体。

【請求項3】

上記ポンプは、
上記心臓排出路及び上記模擬大動脈から排出された上記模擬血液を回収して上記心臓供給路及び上記模擬大動脈へ供給する
請求項１に記載の模擬人体。

【請求項4】

上記模擬冠動脈には、上記一端及び上記他端の間で上記模擬血液の流路を狭め、又は閉塞した模擬病変部が形成されている
請求項１に記載の模擬人体。

【請求項5】

心臓を模した外形を有し、血液を模した液体でなる模擬血液を貯蔵し得る貯蔵空間を内部に有する模擬心臓と、
上記模擬心臓の上記貯蔵空間に上記模擬血液を供給する心臓供給路と、
上記模擬心臓の上記貯蔵空間から上記模擬血液を排出する心臓排出路と、
大動脈を模して内部に上記模擬血液の流路が形成された模擬大動脈と、
上記模擬大動脈に連通し、カテーテルを当該模擬大動脈内に挿入するための挿入口と、
上記模擬心臓の外周に設けられ、冠動脈を模して内部に上記模擬血液の流路が形成され、一端が上記模擬大動脈に接続されると共に他端が上記模擬心臓の上記貯蔵空間内に貫通するよう接続された模擬冠動脈と、
上記心臓供給路を介して上記模擬血液を上記貯蔵空間内へ供給するポンプと
を有し、
上記模擬心臓の上記貯蔵空間は、所定の隔壁により供給貯蔵空間及び排出貯蔵空間に隔離され、
上記模擬心臓は、上記供給貯蔵空間と上記模擬大動脈との間を貫通する排出孔及び上記排出貯蔵空間と上記模擬大動脈との間を貫通する供給孔が設けられ、
上記心臓供給路は、上記供給貯蔵空間に上記模擬血液を供給し、
上記模擬冠動脈の上記他端は、上記排出貯蔵空間内に貫通するよう接続され、
上記心臓排出路は、上記排出貯蔵空間から上記模擬血液を排出し、
上記ポンプは、上記心臓供給路、上記供給貯蔵空間及び上記排出孔を介して上記模擬血液を当該模擬大動脈へ供給する
ことを特徴とする模擬人体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は模擬人体に関し、例えばカテーテル手技の訓練に用いる模擬人体に適用して好適なものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、血管等の生体器官内にカテーテルを導入して該生体器官内の病変部（例えば、狭窄部）を処置することが広汎に行われている。

【0003】

このカテーテル手技に関しては、医師が予めその手技を習得しておく必要があるため、その訓練のための器具として、種々のものが用いられている。

【0004】

具体的には、例えばシリコン樹脂等により頸動脈を立体的に再現したシミュレーションモデルや、心臓模型の表面に冠動脈を模した血管模型を固定した心臓血管模型等が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

【0005】

これらの心臓血管模型等では、血管や患部に関する形状や弾力等を再現することにより、カテーテルを実際の人体に挿入する際の感覚等を擬似的に体験することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４３２０４５０号公報（第１図）

【0007】

【特許文献2】実開平５−５０４７７号公報（第１図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで臨床でのカテーテルを用いた検査や手術では、造影剤を適宜用いながら、随時患部をＸ線撮影することにより、当該カテーテルの到達箇所や血液の流れ、或いは血管の閉塞状態等についてＸ線画像を介して目視確認することになる。

【0009】

臨床現場では、造影剤を血液中に流した場合、その直近の場所では造影剤の影響によりＸ線画像に像が現れる。一方、その後の造影剤は、毛細血管に到達し他の血液と共に静脈内を流れるため、Ｘ線画像にはほとんど像が現れない。このため臨床現場では、造影剤を流した箇所、すなわち所望の箇所のみについて当該造影剤による像が現れたＸ線画像を得ることができる。

【0010】

しかしながら従来の心臓血管モデル等では、着目している血管（例えば頸動脈や冠動脈）については十分に再現されているものの、その他の部分については、例えば模擬血液を循環させる等の目的で、実際の人体とは異なる管路が形成されている場合がある。一例として、特許文献２では排液用ドレインが冠状動脈模擬チューブの端部に接続されている。

【0011】

このような場合、Ｘ線画像には、これらの管路を流れる造影剤が現れてしまうため、本来の人体には存在しない管が映った像など、本来の人体と明らかに異なる像が現れてしまう。

【0012】

このため従来の心臓血管モデル等では、臨床現場と異なるＸ線画像が映し出されてしまい、目視判断を含めたカテーテル手技の訓練を行うには不十分であった。

【0013】

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、臨床現場に近い感覚でカテーテル手技の訓練を行い得る模擬人体を提案しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

かかる課題を解決するため本発明の模擬人体においては、心臓を模した外形を有し、血液を模した液体でなる模擬血液を貯蔵し得る貯蔵空間を内部に有する模擬心臓と、模擬心臓の貯蔵空間に模擬血液を供給する心臓供給路と、模擬心臓の貯蔵空間から模擬血液を排出する心臓排出路と、大動脈を模して内部に模擬血液の流路が形成された模擬大動脈と、模擬血液を模擬大動脈へ供給する大動脈供給路と、模擬大動脈に連通し、カテーテルを当該模擬大動脈内に挿入するための挿入口と、模擬心臓の外周に設けられ、冠動脈を模して内部に模擬血液の流路が形成され、一端が模擬大動脈に接続されると共に他端が模擬心臓の貯蔵空間内に貫通するよう接続された模擬冠動脈と、心臓供給路を介して模擬血液を貯蔵空間内へ供給し、大動脈供給路を介して模擬血液を貯蔵空間内及び模擬大動脈内へ供給するポンプとを設けるようにした。

【0015】

本発明の模擬人体システムでは、カテーテル手技の練習時に、ポンプにより模擬血液を環流しながら、挿入口から挿入したカテーテルの先端を模擬冠動脈内まで到達させて造影剤が注入される。このとき模擬人体システムは、大動脈供給路から供給される模擬血液を模擬冠動脈へ供給することにより、模擬冠動脈内から造影剤を模擬心臓内へ排出でき、さらに心臓供給路から模擬心臓の貯蔵空間に供給され心臓排出路から排出される模擬血液により、当該造影剤の排出液を直ちに希釈することができる。

【0016】

このため模擬人体システムでは、模擬心臓及び模擬冠動脈を含む範囲をＸ線により撮像した際に、造影剤により模擬冠動脈内を流れる模擬血液の流れを映し出す一方、その排出液を映らないようにすることができる。また、この模擬人体システムでは、模擬冠動脈の端部が模擬心臓に連結されており、模擬冠動脈に排液ポートが装着されていないため、多方向からのＸ線撮像においても、極めて臨床に近いＸ線画像を得ることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、カテーテル手技の練習時に、ポンプにより模擬血液を環流しながら、挿入口から挿入したカテーテルの先端を模擬冠動脈内まで到達させて造影剤が注入された際、大動脈供給路から供給される模擬血液を模擬冠動脈へ供給することにより、模擬冠動脈内から造影剤を模擬心臓内へ排出でき、さらに心臓供給路から模擬心臓内へ供給され心臓排出路から排出される模擬血液により、当該造影剤の排出液を直ちに希釈できる。これにより本発明は、模擬心臓及び模擬冠動脈を含む範囲をＸ線により撮像した際に、造影剤により模擬冠動脈内を流れる模擬血液の流れを映し出す一方、その排出液を映らないようにすることができる。かくして本発明は、臨床現場に近い感覚でカテーテル手技の訓練を行い得る模擬人体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１の実施の形態による模擬人体システムの全体構成（１）を示す略線的上面図である。

【図2】第１の実施の形態による模擬人体システムの全体構成（２）を示す略線的右側面図である。

【図3】心臓血管モデルの構成（１）を示す略線的斜視図である。

【図4】心臓血管モデルの構成（２）を示す略線的上面図である。

【図5】心臓血管モデルの構成（３）を示す略線的左側面図である。

【図6】心臓血管モデルの構成（４）を示す略線的右側面図である。

【図7】心臓血管モデルの構成（５）を示す略線的上側面図である。

【図8】第１の実施の形態による模擬心臓の構成を示す略線図である。

【図9】第１の実施の形態による模擬心臓における模擬血液の流れを示す略線図である。

【図10】心臓血管モデルの作成（１）の説明に供する略線図である。

【図11】心臓血管モデルの作成（２）の説明に供する略線図である。

【図12】心臓血管モデルの作成（３）の説明に供する略線図である。

【図13】心臓血管モデルの作成（４）の説明に供する略線図である。

【図14】模擬人体システムにおける模擬血液の遷移の様子を示す略線図である。

【図15】造影剤を注入したときのＸ線画像を示す略線図である。

【図16】第２の実施の形態による模擬人体システムの全体構成（１）を示す略線的上面図である。

【図17】第２の実施の形態による模擬人体システムの全体構成（２）を示す略線的右側面図である。

【図18】第２の実施の形態による模擬心臓の構成を示す略線図である。

【図19】第２の実施の形態による模擬心臓における模擬血液の流れを示す略線図である。

【図20】他の実施の形態による模擬心臓の構成を示す略線図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。

【0023】

［１．第１の実施の形態］
［１−１．模擬人体システムの構成］
図１及び図２に示すように、模擬人体システム１は、人体における心臓及び各種血管を模した心臓血管モデル２及び循環システム４により構成されている。

【0024】

心臓血管モデル２は、図３〜図７に示すように、模擬心臓１１及び模擬大動脈１２（詳しくは後述する）を固定するためのベース３に取り付けられている。ベース３は、図３に示すように、アルミニウム製でなる大きな長方形板状の基板３Ａを中心に構成されている。

【0025】

基板３Ａは、その下面側における四隅に柱状の脚部３Ｂが下方へ向けて取り付けられることにより、当該基板３Ａを接地面から所定高さ（例えば１５〜２０ｃｍ程度）持ち上げるようになされている。

【0026】

因みに基板３Ａは、心臓血管モデル２を中心としたＸ線画像の撮像範囲（詳しくは後述する）よりも十分に広い範囲にわたって一様な板状とおり、Ｘ線画像に辺による影等の影響を及ぼさないようになされている。

【0027】

基板３Ａの上面には、当該基板３Ａを手術台と見なしたときに仰向けに横たわる患者の各器官に相当する位置に、心臓血管モデル２の模擬心臓１１及び模擬大動脈１２等が固定されている。

【0028】

また基板３Ａの上面側には、当該基板３Ａの長手方向に関し約半分の長さでなる長方形板状の上基板３Ｃが支持柱３Ｄを介して取り付けられている。因みに上基板３Ｃは、模擬心臓１１を覆わないような位置、すなわち人体における腹から大腿部に相当する位置に設けられている。

【0029】

［１−２．心臓血管モデルの構成］
心臓血管モデル２（図３〜図７）は、心臓を模した模擬心臓１１を中心に構成されており、大動脈を模した模擬大動脈１２が当該模擬心臓１１に取り付けられている。

【0030】

模擬心臓１１は、図８（Ａ）に示すように、心臓を模した外形を有しているものの、その構造は実際の心臓とは異なっている。すなわち模擬心臓１１は、図８（Ｂ）にその断面図を示すように、外殻１１Ａの内部に空間（以下これを貯蔵空間１１Ｂと呼ぶ）を形成する殻状に構成されており、当該貯蔵空間１１Ｂ内にある程度の容積の模擬血液９を貯蔵し得るようになされている。

【0031】

また模擬心臓１１には、模擬血液９を貯蔵空間１１Ｂ内へ供給する心臓供給管１１Ｃ及び貯蔵空間１１Ｂ内に貯蔵された当該模擬血液９を外部へ排出する心臓排出管１１Ｄが設けられている。この心臓供給管１１Ｃ及び心臓排出管１１Ｄは、模擬心臓１１の背中側から人体における後ろ方向へ、すなわち基板３Ａ（図３〜図７）を貫通してその下方へ伸びるように設けられている。

【0032】

模擬心臓１１は、心臓供給管１１Ｃから模擬血液９が供給されると、当該模擬血液９を貯蔵空間１１Ｂ内に貯蔵すると共に、供給されたときの圧力により当該模擬血液９を当該貯蔵空間１１Ｂ内で環流させる。また模擬心臓１１は、貯蔵空間１１Ｂに新たに供給された模擬血液９とほぼ同容量の模擬血液９を心臓排出管１１Ｄから排出するようになされている。

【0033】

因みに模擬心臓１１は、比較的堅い樹脂により構成されており、自らその形状を保持し得るようになされている。

【0034】

模擬大動脈１２（図３〜図７）は、シリコン樹脂等の比較的柔らかい材料でなり、人体の大動脈のうちおおむね上行大動脈から大腿動脈及び左外腸骨動脈の範囲を模した形状に形成されている。ただし模擬大動脈１２の模擬心臓１１との接続部分は実際の人体と異なり閉塞されており、模擬血液９が互いに流れないようになされている。

【0035】

また模擬大動脈１２には、図９に示すように、左冠動脈及び右冠動脈をそれぞれ模した模擬左冠動脈１３Ａ及び模擬右冠動脈１３Ｂ（以下これらをまとめて模擬冠動脈１３と呼ぶ）が上行大動脈に相当する部分に接続され、さらに３本の鎖骨下動脈を模した模擬鎖骨下動脈（図示せず）が接続されている。

【0036】

さらに模擬大動脈１２（図１及び図２）には模擬大腿動脈１４が接続されている。模擬大腿動脈１４には、カテーテルを挿入するためのカテーテル挿入口としてのカテーテルシース１５が接続されている。すなわちこのカテーテル挿入口は、模擬大腿動脈１４を介して模擬大動脈１２へと連通している。

【0037】

模擬左冠動脈１３Ａ及び模擬右冠動脈１３Ｂは、模擬大動脈１２と同様にシリコン樹脂等の比較的柔らかい材料でなり、実際の人体における左冠動脈及び右冠動脈と同様、それぞれ模擬心臓１１の周囲を取り囲むように、当該模擬心臓１１の外周に固定されている。

【0038】

因みに模擬大動脈１２及び模擬冠動脈１３は、その内部に模擬血液９が所定の圧力で環流されている状態において、カテーテルの訓練をする者の手に得られる感触が臨床状態に極めて近くなるよう、その柔らかさや表面の滑らかさ等が調整されている。

【0039】

また模擬冠動脈１３は、いずれかの箇所を意図的に狭め、或いは閉塞させることができ、これにより動脈硬化等による冠動脈の病変状態を擬似的に再現するようになされている。

【0040】

さらに模擬左冠動脈１３Ａ及び模擬右冠動脈１３Ｂの先端側、すなわち模擬大動脈１２に接続する側と反対側の端部分は、模擬心臓１１の外殻１１Ａに穿設された貫通孔１１Ｅを介して、当該模擬心臓１１内の貯蔵空間１１Ｂと接続されている。

【0041】

以下では、説明の都合上、模擬冠動脈１３における模擬大動脈側の端部を一端と呼び、模擬心臓側の端部を他端と呼ぶ。また図８（Ｂ）では、説明の都合上、同一の断面上に貫通孔１１Ｅを現しているが、実際には模擬冠動脈１３の形状に応じた箇所に各貫通孔１１Ｅが穿設される。

【0042】

また模擬大動脈１２のうち上行大動脈に相当する部分には、人体における背面側に、大動脈供給口としての大動脈供給管１２Ａが設けられている。この大動脈供給管１２Ａは、後述する循環システム４から模擬血液９が供給されるようになされている。

【0043】

模擬大動脈１２は、大動脈供給管１２Ａから模擬血液９が供給されると、当該模擬血液９を上行大動脈から下行大動脈等を介して左外腸骨動脈側（図１、図２）へ順次流すようになされている。因みに各図中の矢印は模擬血液９の流れる方向を示している。

【0044】

このとき模擬血液９は、模擬大動脈１２（図９）から分岐する模擬冠動脈１３へも流れ、当該模擬冠動脈１３を経た後に模擬心臓１１内の貯蔵空間１１Ｂへ排出される。

【0045】

このとき模擬冠動脈１３から排出された模擬血液９は、貯蔵空間１１Ｂ内に貯えられている大量の模擬血液９と混合され、やがて心臓排出管１１Ｄから排出される。

【0046】

このように心臓血管モデル２は、心臓供給管１１Ｃから供給される模擬血液９を貯蔵空間１１Ｂ内に貯蔵し、模擬冠動脈１３から排出される模擬血液９と合流させた後、心臓排出管１１Ｄから排出するようになされている。

【0047】

［１−３．心臓血管モデルの作製］
心臓血管モデル２は、作製される際、図１０に示すように、まず中空の模擬心臓１１が例えば光造形により作製される。この模擬心臓１１は、上述したように硬質な樹脂により構成されている。また図１０には現れていないものの、模擬心臓１１には心臓供給管１１Ｃ及び心臓排出管１１Ｄも併せて造形されている。その一方で、貫通孔１１Ｅは未だ穿設されていない。

【0048】

また図１１に示すように、例えば光造形により中空の模擬大動脈１２が作製される。この模擬大動脈１２は、上述したようにシリコン樹脂等により構成されており、比較的柔らかくなっている。また図示しないが、模擬左冠動脈１３Ａ及び模擬右冠動脈１３Ｂについても、模擬大動脈１２と同様、例えば光造形によりシリコン樹脂等により作製される。

【0049】

続いて図１２に示すように、模擬心臓１１に対し、所定の接着剤を用いたはめ込み接着により模擬大動脈１２が接着される。

【0050】

さらに図１３に示すように、模擬冠動脈１３の走行形状等に合わせて、精密ドリル等により模擬心臓１１に貫通孔１１Ｅが穿設される。その後模擬冠動脈１３は、先端部分が当該貫通孔１１Ｅに挿入され、さらに心臓供給管１１Ｃ又は心臓排出管１１Ｄから鉗子により当該先端部分が引っ張られた状態で、その接続部分に接着剤が盛られることにより固定される。

【0051】

かくして心臓血管モデル２は、硬質な模擬心臓１１に対し、軟質な模擬大動脈１２及び模擬冠動脈１３がそれぞれ所定の箇所に固定されるようになされている。

【0052】

［１−４．循環システムの構成］
循環システム４（図１、図２）は、配管２１等の配管部品及び人工心肺ポンプ５等の機器により構成されており、心臓血管モデル２に対し複数箇所で接続されている。

【0053】

人工心肺ポンプ５は、血液に相当する液体である模擬血液９を、所定の速度で吸入すると共に排出するようになされている。また遠心ポンプコントローラ６は、人工心肺ポンプ５を制御することにより、模擬血液９の流出速度を調整するようになされている。

【0054】

配管２１は、人工心肺ポンプ５における排出口に接続されており、当該人工心肺ポンプ５から排出された模擬血液９をＹ字管２２及び分岐管２３へ供給する。Ｙ字管２２は、配管２１から供給される模擬血液９を配管２４及び２５へ供給する。

【0055】

配管２４は、模擬心臓１１の心臓供給管１１Ｃに接続されており、当該心臓供給管１１Ｃを介して模擬血液９を模擬心臓１１の貯蔵空間１１Ｂ内へ供給する。このとき貯蔵空間１１Ｂ内では、心臓供給管１１Ｃにおける模擬血液９の圧力により、貯えられている模擬血液９が環流される。

【0056】

配管２５は、模擬大動脈１２の大動脈供給管１２Ａに接続されており、当該大動脈供給管１２Ａを介して模擬大動脈１２内へ模擬血液９を供給する。

【0057】

一方、配管２６は、模擬心臓１１の心臓排出管１１Ｄに接続されており、貯蔵空間１１Ｂ内から排出されてきた模擬血液９をＹ字管２８へ供給する。

【0058】

また配管２７は、模擬大動脈１２における左外腸骨動脈に相当する部分に接続されており、当該模擬大動脈１２内を流れてきた模擬血液９をＹ字管２８へ供給する。

【0059】

Ｙ字管２８は、配管２６及び２７から流れてきた模擬血液９を合流させて配管２９へ供給する。

【0060】

配管２９は、人工心肺ポンプ５の吸入口に接続されており、Ｙ字管２８から供給される模擬血液９及び分岐管２３から供給される模擬血液９を合流させた上で、人工心肺ポンプ５に吸入させる。因みにこのとき吸入された模擬血液９は、上述したように配管２１から再び排出されることになる。

【0061】

ここで、循環システム４における模擬血液９の流れを模式的に表すと、図１４のような遷移図として表すことができる。因みに図１４では、「モデル心臓」が模擬心臓１１を表しており、また「モデル血管」が模擬大動脈１２、模擬冠動脈１３及び模擬鎖骨下動脈における各部分をそれぞれ表している。

【0062】

また圧力モニタ７は、３本の模擬鎖骨下動脈のうち１本に接続されている。これにより圧力モニタ７は、模擬大動脈１２内を流れる模擬血液９の圧力を検出して表示する。

【0063】

実際上循環システム４では、作業者等が圧力モニタ７による検出結果を参照しながら遠心ポンプコントローラ６を調整することにより、当該圧力モニタ７により検出する圧力を所定の圧力（例えば５０〜１００ｍｍＨｇ）に設定するようになされている。

【0064】

因みに他の模擬鎖骨下動脈は、栓８により閉塞されており、模擬血液９を他へ流出させないようになされている。

【0065】

このように循環システム４では、人工心肺ポンプ５から送り出した模擬血液９を、各種配管を介して模擬心臓１１及び模擬大動脈１２へ供給し、また当該模擬心臓１１及び模擬大動脈１２から排出された模擬血液９を回収することにより、当該模擬血液９を循環させるようになされている。

【0066】

［１−５．カテーテル手技の訓練］
次に、模擬人体システム１を利用したカテーテル手技の訓練の様子について説明する。模擬人体システム１は、循環システム４を作動させることにより、模擬血液９を模擬心臓１１及び模擬大動脈１２等において循環させる。

【0067】

また模擬人体システム１は、実際のカテーテル手術と同様に布で覆われ、少なくとも模擬心臓１１及びその周辺を直接目視できないようになされた状態で、図示しないＸ線撮像装置により撮像され、その表示画面にＸ線画像が表示される。

【0068】

そしてカテーテル手技の訓練をする者（以下訓練者と呼ぶ）は、カテーテルシース１５からカテーテルを順次挿入し、Ｘ線画像を目視確認しながら、当該カテーテルを介して伝わる触覚を頼りに、その先端を模擬冠動脈１３にまで到達させる。

【0069】

訓練者がカテーテルの先端を模擬冠動脈１３内に到達させた状態で、その先端から造影剤を注入すると、造影剤が模擬冠動脈１３内を流れることにより当該模擬冠動脈１３の形状がＸ線画像に映し出される。ここで閉塞部分等が設けてあれば、血流の状態（すなわち模擬血液９が流れる状態）からその箇所や状態が造影剤による像としてＸ線画像に現れることになる。

【0070】

模擬冠動脈１３内を流れた造影剤は、模擬心臓１１の貫通孔１１Ｅを介して貯蔵空間１１Ｂ内に排出される。貯蔵空間１１Ｂ内には、模擬血液９が満たされており、且つ心臓供給管１１Ｃ及び心臓排出管１１Ｄによる模擬血液９の流動作用により当該模擬血液９が環流している。

【0071】

このため貯蔵空間１１Ｂ内に排出された造影剤は、当該貯蔵空間１１Ｂ内に貯蔵された模擬血液９により直ちに希釈化され、Ｘ線画像にはほとんど映らなくなる。この結果、模擬冠動脈１３内で造影剤を注入した際に当該造影剤がＸ線画像に像として現れるのは、ほぼ模擬冠動脈１３内を流れる部分のみとなる。

【0072】

ここで、冠動脈又は模擬冠動脈内で造影剤を注入した際に実際に得られたＸ線画像を図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１５（Ａ）は、実際の人体を撮像したものであり、臨床現場ではこのような画像を見ながらカテーテルを操作することになる。

【0073】

図１５（Ｂ）は、従来の模擬人体を用いた場合のＸ線画像であり、造影剤を注入した際、排液ポート等の余分な配管等が映っていることがわかる。

【0074】

一方、図１５（Ｃ）は本発明による模擬人体システム１を用いた場合のＸ線画像であり、模擬冠動脈１３以外の余分な配管等がほとんど映っておらず、図１５（Ａ）に極めて近い雰囲気の画像となっていることがわかる。

【0075】

訓練者は、このようなＸ線画像を視認しながら、引き続きステントやバルーン等のようなカテーテル手技に関する種々の訓練を行う。

【0076】

かくして模擬人体システム１は、模擬冠動脈１３に造影剤を注入したときに、臨床現場に極めて近い状態のＸ線画像を視認させながら、訓練者にカテーテル手技の訓練をさせることができる。

【0077】

［１−６．動作及び効果］
以上の構成において、第１の実施の形態による模擬人体システム１では、心臓血管モデル２の模擬心臓１１内に貯蔵空間１１Ｂを設け、心臓供給管１１Ｃ及び心臓排出管１１Ｄを介して当該貯蔵空間１１Ｂ内に模擬血液９を貯えると共に循環させる。

【0078】

また心臓血管モデル２では、模擬心臓１１の外殻１１Ａに貫通孔１１Ｅを穿設し、模擬冠動脈１３の先端側を当該貫通孔１１Ｅから貯蔵空間１１Ｂ内へ挿入した状態で固定した。

【0079】

このため模擬人体システム１を用いたカテーテル手技の訓練では、カテーテルの先端を模擬冠動脈１３内にまで到達させた状態で造影剤を流した際、当該模擬冠動脈１３から排出された造影剤が模擬心臓１１の貯蔵空間１１Ｂ内で直ちに希釈化される。

【0080】

これにより模擬人体システム１は、余分な排液ポートや配管等を映し出すことなく、模擬冠動脈１３が映し出され、臨床現場と同様のＸ線画像を訓練者に目視させることができる。

【0081】

臨床現場では、造影剤は冠動脈から毛細血管内を流れ、やがて他の血液により希釈化されて静脈内を流れる。このため、Ｘ線画像に関しては、造影剤を流した箇所から冠動脈内を流れる間の部分については像を得られるものの、その後徐々に血管が細くなり毛細血管に至った後までは像を得られないことになる。

【0082】

これを別の観点から見れば、造影剤については、冠動脈内を流れる部分のみＸ線画像に像が映り、且つそれ以外の部分については像が映るべきではないといえる。この点に関し本願発明では、模擬冠動脈１３から排出された造影剤を、模擬心臓１１内に蓄えた模擬血液９を用いて直ちに希釈化することにより、結果的に、臨床状態と同様にＸ線画像に像を映さないようにしているのである。

【0083】

また模擬心臓１１では、本来の人体には存在しない心臓供給管１１Ｃ及び心臓排出管１１Ｄを、人体における背面側に設けるようにした。一方、カテーテル手技の訓練では、人体における前面を中心に左前面ないし右前面からＸ線画像を撮像する。このため模擬人体システム１は、Ｘ線画像が撮像された際に、心臓供給管１１Ｃ及び心臓排出管１１Ｄの「影」を極力映し出さないようにすることができる。

【0084】

以上の構成によれば、模擬人体システム１は、模擬心臓１１の貯蔵空間１１Ｂ内に模擬血液９を貯えると共に循環させ、模擬冠動脈１３の先端側を外殻１１Ａに穿設した貫通孔１１Ｅから貯蔵空間１１Ｂ内へ挿入した状態で固定した。この模擬人体システム１を用いたカテーテル手技の訓練では、カテーテルの先端を模擬冠動脈１３内にまで到達させた状態で造影剤を流した際、当該模擬冠動脈１３から排出された造影剤が模擬心臓１１の貯蔵空間１１Ｂ内で直ちに希釈化されるため、余分な配管等を映し出すことなく、臨床現場に極めて近いＸ線画像を訓練者に目視させることができる。

【0085】

［２．第２の実施の形態］
［２−１．模擬人体システムの構成］
第２の実施の形態による模擬人体システム５０は、図１及び図２とそれぞれ対応する図１６及び図１７に示すように、第１の実施の形態による模擬人体システム１と比較して、心臓血管モデル２及び循環システム４に代わる心臓血管モデル５２及び循環システム５４を有している点が異なるものの、他は同様に構成されている。

【0086】

心臓血管モデル５２は、模擬心臓１１及び模擬大動脈１２とそれぞれ対応する模擬心臓６１及び模擬大動脈６２により構成されている。

【0087】

模擬心臓６１は、図８（Ａ）及び（Ｂ）と対応する図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、外殻１１Ａ、心臓供給管１１Ｃ及び心臓排出管１１Ｄとそれぞれ対応する外殻６１Ａ、心臓供給管６１Ｃ及び心臓排出管６１Ｄを有している。

【0088】

さらに模擬心臓６１は、内部に隔壁６１Ｆが設けられることにより、貯蔵空間１１Ｂに相当する空間が、排出貯蔵空間６１Ｂ及び供給貯蔵空間６１Ｇに２分割されている。また模擬心臓６１は、外殻６１Ａにおける模擬大動脈１２との接続部分に、模擬血液９を模擬大動脈６２内へ排出するための排出孔６１Ｈと、模擬大動脈６２内から模擬血液９を排出貯蔵空間６１Ｂ内に供給するための供給孔６１Ｊとが穿設されている。

【0089】

さらに貫通孔１１Ｅと対応する貫通孔６１Ｅは、隔壁６１Ｆよりも排出貯蔵空間６１Ｂ側にのみ穿設されている。これに応じて模擬冠動脈１３は、図９と対応する図１９に示すように、先端側が当該貫通孔６１Ｅを介して、全て排出貯蔵空間６１Ｂと接続されている。

【0090】

また模擬大動脈６２は、模擬大動脈１２（図９）における大動脈供給管１２Ａが省略されている。

【0091】

かかる構成により、第２の実施の形態による心臓血管モデル５２では、図１９に示したように、心臓供給管６１Ｃから供給された模擬血液９が供給貯蔵空間６１Ｇを経由し排出孔６１Ｈを介して模擬大動脈６２内へ供給される。

【0092】

また模擬大動脈６２に供給された模擬血液９は、第１の実施の形態と同様に上行大動脈から下行大動脈等を介して左外腸骨動脈側へ流れると共に、その一部が模擬冠動脈１３へ流れる。これに加えて模擬大動脈６２は、模擬血液９の一部を供給孔６１Ｊから排出貯蔵空間６１Ｂ内に供給する。すなわち排出貯蔵空間６１Ｂに着目した場合、供給孔６１Ｊは、第１の実施の形態における心臓供給管１１Ｃと同様の役割を果たしている。

【0093】

模擬心臓６１は、供給孔６１Ｊから供給された模擬血液を排出貯蔵空間６１Ｂ内に大量に貯えておき、模擬冠動脈１３から排出された模擬血液９と当該排出貯蔵空間６１Ｂ内の模擬血液９と混合して直ちに希釈化し、やがて心臓排出管６１Ｄから排出するようになされている。

【0094】

このように心臓血管モデル５２は、心臓供給管１１Ｃに代わる供給孔６１Ｊから供給される模擬血液９を排出貯蔵空間６１Ｂ内に貯蔵し、模擬冠動脈１３から排出される模擬血液９と合流させた後、心臓排出管６１Ｄから排出するようになされている。

【0095】

一方、循環システム５４（図１６及び図１７）は、第１の実施の形態による循環システム４と比較して、Ｙ字管２２、配管２４及び２５が省略されると共に、配管２１が模擬心臓６１の心臓供給管６１Ｃに直結されている点が相違するものの、他は同様に構成されている。

【0096】

［２−２．動作及び効果］
以上の構成において、第２の実施の形態による模擬人体システム５０では、心臓血管モデル５２の模擬心臓６１内に排出貯蔵空間６１Ｂを設け、供給孔６１J及び心臓排出管６１Ｄを介して当該排出貯蔵空間６１Ｂ内に模擬血液９を貯えると共に循環させる。

【0097】

また心臓血管モデル５２では、模擬心臓６１の外殻６１Ａにおける排出貯蔵空間６１Ｂ側のみに貫通孔６１Ｅを穿設し、模擬冠動脈１３の先端側を当該貫通孔６１Ｅから排出貯蔵空間６１Ｂ内へ挿入した状態で固定した。

【0098】

このため模擬人体システム５０を用いたカテーテル手技の訓練では、カテーテルの先端を模擬冠動脈１３内にまで到達させた状態で造影剤を流した際、第１の実施の形態と同様、当該模擬冠動脈１３を流れた造影剤が模擬心臓６１の排出貯蔵空間６１Ｂ内で直ちに希釈化される。

【0099】

これにより模擬人体システム５０は、余分な配管等を映し出すことなく、模擬冠動脈１３が映し出され、臨床現場と同様のＸ線画像を訓練者に目視させることができる。

【0100】

特に模擬人体システム５０では、模擬心臓６１内を隔壁６１Ｆにより２つの空間に分割し、排出孔６１Ｈにより模擬大動脈６２と接続しているため、第１の実施の形態で必要であった大動脈供給管１２Ａを省略することができる。

【0101】

このため模擬人体システム５０は、第１の実施の形態の場合と比較して、Ｘ線画像に当該大動脈供給管１２Ａの「影」が完全に映らなくなるため、より臨床状態に近づけることができる。

【0102】

その他の点についても、第２の実施の形態による模擬人体システム５０では、第１の実施の形態による模擬人体システム１の場合と同様の作用効果を奏し得る。

【0103】

以上の構成によれば、第２の実施の形態による模擬人体システム５０は、模擬心臓６１の排出貯蔵空間６１Ｂ内に模擬血液９を貯えると共に循環させ、模擬冠動脈１３の先端側を外殻６１Ａの排出貯蔵空間６１Ｂ側に穿設した貫通孔６１Ｅから当該排出貯蔵空間６１Ｂ内へ挿入した状態で固定した。この模擬人体システム５０を用いたカテーテル手技の訓練では、カテーテルの先端を模擬冠動脈１３内にまで到達させた状態で造影剤を流した際、当該模擬冠動脈１３から排出された造影剤が模擬心臓６１の排出貯蔵空間６１Ｂ内で直ちに希釈化されるため、余分な配管等を映し出すことなく、臨床現場に極めて近いＸ線画像を訓練者に目視させることができる。

【0104】

［３．他の実施の形態］
なお上述した第１の実施の形態においては模擬心臓１１の内部を単一の貯蔵空間１１Ｂとし、また第２の実施の形態においては模擬心臓６１の内部のうち隔壁６１Ｆで隔てた一方の空間を排出貯蔵空間６１Ｂとする場合について述べた。

【0105】

本発明はこれに限らず、模擬心臓の内部における任意の範囲を占める空間を貯蔵空間とするようにしても良い。例えば、図８（Ｂ）及び図１８（Ｂ）と対応する図２０に示すように、模擬心臓７１は、外殻７１Ａの内側に内殻７１Ｋが設けられており、当該外殻７１Ａ及び内殻７１Ｋの間に貯蔵空間７１Ｂが形成されている。また外殻７１Ａには貫通孔７１Ｅが穿設されている。

【0106】

この模擬心臓７１を用いた場合にも、第１及び第２の実施の形態と同様、模擬冠動脈１３からの模擬血液９及び造影剤が貫通孔７１Ｅを介して貯蔵空間７１Ｂ内へ流され、当該貯蔵空間７１Ｂに貯えられている模擬血液９により直ちに希釈化される。このため、模擬冠動脈１３から排出された造影剤がＸ線画像に不必要に映ってしまうことがない。

【0107】

このように本願発明の模擬心臓としては、少なくとも内部に多量の模擬血液９を貯え得る貯蔵空間を有すると共に当該貯蔵空間へ模擬血液を供給する心臓供給路及びに排出する心臓排出路を有し、且つ模擬冠動脈１３の先端が貫通孔を介して貯蔵空間に接続されていれば良い。

【0108】

また心臓供給路としては、第１の実施の形態のように外部からの専用の管路であっても良く、或いは第２の実施の形態のように模擬大動脈からの供給孔であっても良い。要は、Ｘ線画像として本来の臨床状態とできるだけ近い映像を得られれば良い。

【0109】

さらに上述した第１の実施の形態においては、模擬心臓１１を硬質な樹脂により構成するようにした場合について述べた。

【0110】

本発明はこれに限らず、例えばある程度可撓性を有する樹脂等、他の種々の材料により模擬心臓１１を構成するようにしても良い。この場合、模擬冠動脈１３が冠動脈本来の形状から大きく逸脱しない範囲に止まっていれば良い。第２の実施の形態についても同様である。

【0111】

また上述した第１の実施の形態においては、模擬心臓１１の造形時に心臓供給管１１Ｃ及び心臓排出管１１Ｄを同時成形するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、それぞれを別個に成形した後に組み合わせるようにしても良い。さらに模擬心臓１１及び各模擬血管等については、光造形に限らず他の造形方法により作成するようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。

【0112】

さらに上述した第１の実施の形態においては、循環システム４において、配管２９を介して排出されてきた模擬血液９を、人工心肺ポンプ５により再度配管２１へ供給して当該模擬血液９を再度循環させるようにした場合について述べた。

【0113】

本発明はこれに限らず、例えばカテーテル手技の訓練を行う間は模擬血液９を再利用せず、予め大量に用意した模擬血液９を人工心肺ポンプ５により順次供給するようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。

【0114】

さらに上述した第１の実施の形態においては、模擬冠動脈１３に病変状態を模して閉塞させた部分を設けるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばカテーテルを冠動脈に到達させるまでの訓練を行うような場合に、閉塞させた部分を設けないようにしても良い。

【0115】

さらに上述した第１の実施の形態においては、大腿動脈からカテーテルを挿入する手技を想定し、模擬大動脈１２をおおむね上行大動脈から大腿動脈及び左外腸骨動脈の範囲を模した形状とし、模擬大腿動脈１４にカテーテル挿入口としてのカテーテルシース１５を設けるようにした場合について述べた。

【0116】

本発明はこれに限らず、例えば上行大動脈から上腕動脈や橈骨動脈及び尺骨動脈の範囲を模した形状等、実際のカテーテル検査及び手術においてカテーテルを挿入する箇所から冠動脈に至るまでの範囲を模した形状とするようにしても良い。この場合、当該箇所にカテーテル挿入口としてのカテーテルシース１５を接続するようにすれば良い。

【0117】

さらに上述した実施の形態においては、循環システム４において、圧力モニタ７を目視した作業者等の手作業により遠心ポンプコントローラ６を調整するようにした場合について述べた。

【0118】

本発明はこれに限らず、例えば圧力モニタ７の検出値に応じて遠心ポンプコントローラ６の設定値を自動的に調整するようにしても良い。

【0119】

さらに上述した実施の形態においては、模擬心臓としての模擬心臓１１と、心臓供給路としての心臓供給管１１Ｃと、心臓排出路としての心臓排出管１１Ｄと、模擬大動脈としての模擬大動脈１２と、大動脈供給口としての大動脈供給管１２Ａと、挿入口としてのカテーテルシース１５と、模擬冠動脈としての模擬冠動脈１３と、ポンプとしての人工心肺ポンプ５及び遠心ポンプコントローラ６とによって模擬人体としての模擬人体システム１を構成する場合について述べた。

【0120】

しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる模擬心臓と、心臓供給路と、心臓排出路と、模擬大動脈と、大動脈供給口と、挿入口と、模擬冠動脈と、ポンプとによって模擬人体を構成するようにしても良い。

【産業上の利用可能性】

【0121】

本発明は、Ｘ線画像を目視しながら冠動脈のカテーテル手技を訓練する場合に利用できる。

【符号の説明】

【0122】

１、５０……模擬人体システム、２、５２……心臓血管モデル、３……ベース、４、５４……循環システム、５……人工心肺ポンプ、６……遠心ポンプコントローラ、７……圧力モニタ、９……模擬血液、１１、６１……模擬心臓、１１Ｂ……貯蔵空間、１１Ｃ、６１Ｃ……心臓供給管、１１Ｄ、６１Ｄ……心臓排出管、１１Ｅ、６１Ｅ……貫通孔、１２……模擬大動脈、１２Ａ……大動脈供給管、１３……模擬冠動脈、１４……模擬大腿動脈、１５……カテーテルシース、６１Ｂ……供給貯蔵空間、６１Ｆ……隔壁、６１Ｇ……排出貯蔵空間、６１Ｈ……排出孔、６１Ｊ……供給孔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図15】