特許 6061318 穿刺練習具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6061318

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】穿刺練習具

(51)【国際特許分類】

   G09B 23/28 20060101AFI20170106BHJP

【ＦＩ】

   G09B23/28

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-46178(P2016-46178)

(22)【出願日】2016年3月9日

【審査請求日】2016年6月17日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】504174180

【氏名又は名称】国立大学法人高知大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000224

【氏名又は名称】特許業務法人田治米国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 隆幸

(72)【発明者】

【氏名】猪野 真吾

(72)【発明者】

【氏名】隅田 哲雄

(72)【発明者】

【氏名】池 龍美

【審査官】 前地 純一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３１７５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５３４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９０５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０３１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５６２６９４３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００４−１７４１７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｂ２３／００−２９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性チューブと該可撓性チューブに満たされた流体を含んでなる模擬血管、
模擬血管を配置する基台、及び
基台に配置した模擬血管に被せられる不透明材料で形成された模擬皮膚を備えた穿刺練習具であって、
近赤外光で模擬血管の血管画像を形成できるように可撓性チューブが近赤外光吸収性を有し、基台及び模擬皮膚が近赤外光透過性を有する穿刺練習具。

【請求項2】

流体が水又は気体である請求項１記載の穿刺練習具。

【請求項3】

流体に脈動を与えるポンプを備え、模擬血管が模擬動脈として設けられている請求項１又は２に記載の穿刺練習具。

【請求項4】

可撓性チューブと該可撓性チューブに満たされた流体を含んでなる模擬静脈が模擬動脈と並置され、模擬静脈を構成する可撓性チューブが近赤外光透過性であり、模擬静脈を構成する流体が近赤外光吸収性である請求項３記載の穿刺練習具。

【請求項5】

基台が、模擬血管を所定の位置に配置する溝を有し、該溝に模擬血管の横ずれを可能とする幅広部が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の穿刺練習具。

【請求項6】

穿刺針を備えている請求項１〜５のいずれかに記載の穿刺練習具。

【請求項7】

模擬血管を構成する流体が気体であり、穿刺針がバルーンと接続している請求項６記載の穿刺練習具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、血管の穿刺手技の練習に用いる穿刺練習具に関する。

【背景技術】

【0002】

カテーテルを用いた検査あるいは治療、例えば、心臓カテーテル検査においては、動脈を穿刺し、ガイドワイヤーの挿入、カテーテルの挿入が行われる。穿刺する部位は、橈骨動脈、上腕動脈、あるいは大腿動脈などである。これら動脈のうち橈骨動脈が、検査後の止血安静が確保しやすく、かつ、患者の行動拘束を必要としないことから、穿刺部位として適している。

【0003】

橈骨動脈の穿刺は、一般的に、触診によって橈骨動脈の走行を推定して行われるが、橈骨動脈の穿刺には高い技術が求められる。そこで、模擬血管に対して穿刺の練習を行えるようにした穿刺練習具が提案されている（特許文献１、２）。この穿刺練習具において模擬血管としては、ゴム製等の軟質チューブに、顔料や染料で赤く着色した模擬血液を脈動させて供給したものが使用されている。

【0004】

一方、橈骨動脈の穿刺を正確かつ容易に行えるようにするため、近赤外光を用いて血管画像を撮り、その画像を見ながら橈骨動脈の穿刺を可能とする血管可視化装置が提案されている（特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−３１７５７０号公報

【特許文献2】特開２０１２−１６８２６２号公報

【特許文献3】特許５６２６９４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述の血管可視化装置における穿刺のように、近赤外光で撮った血管画像を見ながら動脈に穿刺する手技を習得すると、動脈の穿刺を正確かつ迅速に行うことが可能となる。しかしながら、従前の穿刺練習具は、近赤外光で模擬血管の血管画像を撮ることに対応しておらず、血管画像を見ながら穿刺する手技の練習をすることができない。

【0007】

これに対し、本発明は、近赤外光で撮った血管画像を見ながら血管に穿刺する手技の練習に有用な穿刺練習具の提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者は、穿刺練習具の模擬動脈を近赤外光吸収性材料から形成し、模擬血管を配置する基台や模擬血管に被せる模擬皮膚を近赤外光透過性材料から形成すると、近赤外光で穿刺練習具の模擬血管の血管画像を撮ることができ、穿刺練習具で血管画像を見ながら行う穿刺を練習できること、特に、血管壁に対応する模擬血管の可撓性チューブを近赤外光吸収性とすると、血液に対応する流体として水又は空気を使用しても血管画像を撮ることが可能となるので穿刺練習具の利便性が格段に向上し、さらに穿刺練習具のイニシャルコスト及びランニングコストを低減できることを見出し、本発明を想到した。

【0009】

即ち、本発明は、可撓性チューブと該可撓性チューブに満たされた流体を含んでなる模擬血管、模擬血管を配置する基台、及び基台に配置した模擬血管に被せられる不透明材料で形成された模擬皮膚を備えた穿刺練習具であって、
近赤外光で模擬血管の血管画像を形成できるように可撓性チューブ及び流体の少なくとも一方が近赤外光吸収性を有し、基台及び模擬皮膚が近赤外光透過性を有する穿刺練習具を提供する。特に、この穿刺練習具において、可撓性チューブが近赤外光吸収性である態様を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の穿刺練習具によれば、近赤外光を用いた撮像装置で模擬血管の血管画像を撮ることができる。したがって、近赤外光を用いて撮った血管画像を見ながら行う穿刺を練習し、習得することが可能となる。

【0011】

特に、模擬血管を形成する可撓性チューブを近赤外光吸収性とすると、可撓性チューブに満たす流体として水又は空気等を使用しても血管画像を撮ることが可能となるので、穿刺により流体が漏れて周囲を汚すなどの問題や、模擬血液として水又は空気等を使用できることによるランニングコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施例の穿刺練習具と、該穿刺練習具を載置して穿刺の練習を行う血管可視化装置の斜視図である。

【図2A】図２Ａは、手首部分の模擬皮膚が閉じられている実施例の穿刺練習具の手首から指先にかけての部分の斜視図である。

【図2B】図２Ｂは、手首部分の模擬皮膚が開けられている実施例の穿刺練習具の手首から指先にかけての部分の斜視図である。

【図3】図３は、手首部分の模擬皮膚が開けられている実施例の穿刺練習具の手首部分の上面図である。

【図4】図４は、手首部分の模擬皮膚が開けられている実施例の穿刺練習具の手首部分の断面図である。

【図5A】図５Ａは、穿刺練習具を用いた穿刺の練習方法の説明図である。

【図5B】図５Ｂは、穿刺練習具を用いた穿刺の練習方法の説明図である。

【図6A】図６Ａは、穿刺練習具におけるバルーン付穿刺針の使用方法の説明図である。

【図6B】図６Ｂは、穿刺練習具におけるバルーン付穿刺針の使用方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。

【0014】

＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施例の穿刺練習具１の全体構成と、この穿刺練習具１で模擬橈骨動脈の血管画像を見ながら穿刺の練習を行う血管可視化装置３０の斜視図である。

【0015】

血管可視化装置３０は、近赤外光を用いて血管画像を撮り、その画像を見ながら橈骨動脈の穿刺を可能とする装置であり、概略、手首を載せる載置台３１、近赤外光を発する光源を備えた照射部３２、照射部３２が発した近赤外光により載置台３１に載せた手首の血管画像を撮る撮像部３４、血管画像を映すモニター３５を有する。照射部３２は、載置台３１の載置面から突出した凸部３３を有し、光源が発した近赤外光を、この凸部３３から載置台３１の載置面に載せた手首の背側に出射する。ここで、近赤外光としては、例えば、８４０〜９５０ｎｍの光を使用することができ、光源としては、例えば、中心波長８５０ｎｍのＬＥＤを使用することができる。このような血管可視化装置３０としては、例えば、株式会社プラス・メッド製、血管可視化装置（型式 ＰＭ−ＲＡＰＮ−Ｄ)を使用することができる。

【0016】

本実施例の穿刺練習具１は、このような血管可視化装置３０を用いて、モニター３５に映し出された模擬動脈の血管画像を見ながら穿刺する手技の練習を可能とするものである。そこで、この穿刺練習具１は、概略、可撓性チューブと該可撓性チューブに満たされた流体からなる模擬動脈２、模擬動脈２を構成する流体に脈動を与えるポンプ３、模擬動脈２を配置する基台４、基台４に配置した模擬動脈２に被せられる模擬皮膚５を有し、模擬動脈２を構成する可撓性チューブ及び流体の少なくとも一方が近赤外光吸収性であり、基台４及び模擬皮膚５がそれぞれ近赤外光透過性を有するように形成される。ここで近赤外光吸収性とは、例えば、波長８４０〜９５０ｎｍの近赤外光の透過率が５％以下、好ましくは１％以下であることをいい、近赤外光透過性とは、同様の波長の透過率が１０％以上、好ましくは５０％以上であることをいう。近赤外光で撮影した画像において、近赤外光吸収性の部分が近赤外光透過性の部分に対して、十分に区別できる程度に、近赤外光透過性部分と近赤外光吸収性部分は、透過率に差があることが望ましい。なお、従来、食用色素で赤く着色した模擬血液が知られているが（例えば、特表２０１０−５０９６２１号公報等）、従来の模擬血液は近赤外光領域での吸収率が低く、近赤外光吸収像として明瞭な血管画像を形成することはできない。

【0017】

＜模擬動脈＞
実際の橈骨静脈では圧迫により虚脱が起こり、虚脱に応じて、血管可視化装置によって撮像された血管画像から橈骨静脈が消えるのに対し、橈骨動脈では虚脱が起こりにくく、橈骨静脈が血管画像から消えるときでも橈骨動脈の血管画像は維持され、これにより血管画像上で橈骨動脈と橈骨静脈の区別が可能となる。そこで、模擬動脈２を構成する可撓性チューブは、後述する模擬静脈８を構成する可撓性チューブに比して、模擬皮膚５上から模擬動脈２を圧迫してもつぶれにくいチューブ材料から形成されることが好ましい。即ち、模擬静脈８では、圧迫により可撓性チューブがつぶれ、可撓性チューブ内の流体が排除される状態（虚脱に対応する状態）が容易に起こるが、模擬動脈２では虚脱に対応する状態を起こりにくくすることが好ましい。
なお、模擬動脈２を形成する可撓性チューブには、ポンプ３で形成される流体の脈動を、模擬皮膚５上から触診できる程度の柔軟性はもたせることが好ましい。

【0018】

模擬動脈２の血管画像を形成できるようにするため、上述のように、可撓性チューブ及び流体の少なくとも一方を近赤外光吸収性とする。そこで、模擬動脈２を構成する可撓性チューブを近赤外光吸収性とするとき、可撓性チューブとしては、例えば、近赤外光吸収性の色素を分散させたシリコーンチューブ、塩化ビニルチューブ、天然ゴムチューブ、ポリウレタンチューブ、ポリプロピレンチューブ等を使用することができる。これらは、市販されているものを使用することができ、例えば、株式会社ハギテック製カラーシリコンチューブ（型式：Ｓi−２．０×０．２８（Ｓ）、黒色）をあげることができる。一方、流体に近赤外吸収性をもたせ、可撓性チューブには近赤外光吸収性をもたせない場合、近赤外光吸収性の色素を含有しない一般的なシリコーンチューブ、塩化ビニルチューブ、天然ゴムチューブ、ポリウレタンチューブ、ポリプロピレンチューブ等を使用することができる。

【0019】

可撓性チューブの太さに関しては、外径１．０〜４．０ｍｍ、内径０．８〜３．８ｍｍとすることが好ましい。

【0020】

模擬動脈を構成する流体としては、水、油等の液体、又は空気などの気体を使用することができる。ただし、流体を近赤外光吸収性の液体とする場合、例えば、墨汁、近赤外光吸収性の色素の分散液、ヘモグロビンパウダー溶液、動物から採血した血液等を使用する。

【0021】

穿刺により、模擬動脈から流体が漏出して穿刺練習具やその周囲が汚れないようにする点からは、模擬動脈２は、近赤外光吸収性の可撓性チューブと、近赤外光透過性の無色の水、油等の液体又は空気等の気体を使用することが好ましく、特に、気体を使用する場合には、液漏れに伴う汚染の問題が生じないので好ましい。流体として、水や空気を使用する場合には、流体に要するコストが殆どかからないため、穿刺練習具１のイニシャルコストもランニングコストも低減させることができる。

【0022】

なお、穿刺練習具１において、可撓性チューブは取り替え可能に構成することが好ましい。

【0023】

模擬動脈２に脈動を与えるポンプ３としては、模擬動脈を構成する流体が液体の場合には、ローラー式、ダイヤフラム式、ピストン式、ベローズ式などのポンプを使用することができる。模擬動脈を構成する流体が気体の場合には、ダイヤフラム式、ピストン式、ベローズ式などのエアポンプを使用することができる。

【0024】

＜基台＞
図２Ａは、実施例の穿刺練習具１の手首から指先にかけての部分の斜視図であり、図２Ｂは、手首から指先にかけての部分で模擬皮膚５が開けられた状態の斜視図である。このように、この実施例の穿刺練習具１は、基台４が人の手首から指先にかけての外形を有している。なお、本発明において基台４の外形はこれに限られない。例えば、手首部分のみに対応する基台を概略直方体形状に形成してもよい。

【0025】

実際の手首には橈骨動脈の背後に橈骨があり、穿刺者が動脈に穿刺した針が動脈を突き抜け、橈骨に至る場合がある。そこで、穿刺練習者が模擬動脈２に穿刺した針が該模擬動脈２を突き抜けた場合に、実際に針が橈骨に達したときと同様の感覚を得られるように、基台４は、模擬動脈２を構成する可撓性チューブよりも硬質の材料で形成することが好ましい。

【0026】

また、図３の手首部分の上面図、及び図４の断面図に示すように、基台４には模擬動脈２が入る溝６を形成することが好ましく、さらに、該溝６内で模擬動脈２の横ずれを可能とする幅広部７を設けることが好ましい。実際の動脈の穿刺では、動脈が、穿刺した針から逃げるように横ずれする場合があるが、幅広部７があることにより模擬動脈２が横ずれしやすくなるので、そのような横ずれを起こさずに穿刺する手技を練習することができる。

【0027】

＜模擬皮膚＞
模擬皮膚５は、模擬皮膚５の下に位置する模擬動脈２を視認できないように、不透明材料から形成することが好ましい。さらに、穿刺感が人体に近い硬度の可撓性材料から形成することが好ましい。中でも、人体の皮膚を穿刺したかのような感触を再現するという点から低硬度・低粘度のシリコーン材料、ポリウレタン材料等から形成することが好ましい。

【0028】

また、穿刺の練習により繰り返し穴が開けられた模擬皮膚５を容易に交換できるように、模擬皮膚５は着脱自在とすることが好ましい。

【0029】

＜模擬静脈＞
実際の身体の手首では、橈骨動脈と橈骨静脈が並走していることから、穿刺練習具１でも模擬動脈２に模擬静脈８を並走させ、動脈でも静脈でも意図する血管に穿刺できるよう手技を練習することが好ましい。そこで、実際の手首における動脈と静脈の位置関係を模して図３及び図４に示すように模擬静脈８を部分的に分岐させ、模擬動脈２と同じ溝６内に模擬静脈８を入れることが好ましい。

【0030】

模擬静脈８も模擬動脈２と同様に可撓性チューブと流体から形成することができるが、前述のように、可撓性チューブとしては、模擬動脈２よりもつぶれやすい可撓性チューブを使用することが好ましい。

【0031】

模擬静脈８に脈動を持たせることは不要である。そのため、模擬静脈８を構成する可撓性チューブはポンプに接続しておらず、チューブの両端が弾性材料で形成された袋９（図１）に接続されている。

【0032】

また、模擬静脈８に近赤外光吸収性をもたせるにあたり、模擬静脈８を構成する可撓性チューブを近赤外透過性とし、流体を近赤外吸収性とすることが好ましい。例えば、可撓性チューブを一般的なシリコーンチューブ、塩化ビニルチューブ、天然ゴムチューブ、ポリウレタンチューブ、ポリプロピレンチューブ等の軟質チューブから形成し、流体を墨汁、近赤外光吸収性の色素の分散液、ヘモグロビンパウダー溶液、動物から採血した血液等の近赤外光吸収性の液体とする。これにより、模擬静脈８を圧迫すると、血管可視化装置で撮像された血管画像において容易に虚脱状態を形成することができる。したがって、模擬動脈２と模擬静脈２が重なるか、あるいは、隣接していることにより血管画像上これらが区別できない場合にこれらを圧迫することで、模擬静脈８を血管画像から消失させ、模擬動脈２は血管画像に維持させることができるので、模擬静脈８と模擬動脈２を区別することが可能となる。

【0033】

＜穿刺練習具を用いた穿刺手技の練習方法＞
図１に示した血管可視化装置３０で本発明の穿刺練習具１を使用して動脈穿刺を練習する場合、同図に破線で示したように、血管可視化装置３０の載置台３１に穿刺練習具１の基台４を載せる。この場合、照射部３２の凸部３３上に穿刺練習具１の手首を配置し、手首の背側から照射光３６を照射し、モニター３５に血管画像を映す（図４）。

【0034】

この穿刺練習具１によれば、まず、模擬皮膚５上から脈動を感じることができるが、単に脈動を感じた位置に穿刺しても、モニター３５で血管画像を見ることにより、脈動を感じている位置と穿刺の位置とのずれや、穿刺時に模擬動脈２が逃げること等により、脈動から動脈の走行の位置を推定する方法だけでは、容易には穿刺できないことが体得され得る。

【0035】

次に、模擬皮膚５の上から模擬動脈２及び模擬静脈８を圧迫し、模擬静脈８を虚脱させることによりモニター３５に映し出される血管画像において模擬静脈８を消失させ、模擬動脈２を残し、穿刺すべき位置を見定める。なお、圧迫を解除すると、消失した模擬静脈８の画像は速やかに回復する。

【0036】

こうして模擬動脈２の位置を見定め、穿刺する手技においては、模擬動脈２及び模擬静脈８を圧迫するときに、まず、図５Ａに示すように、親指と人差し指で模擬動脈２及び模擬静脈８の上を圧迫し、図５Ｂに示すように、血流の上流から下流に向けて人差し指の圧迫位置をずらす。実際の静脈には血流の逆流を防止する弁があることから、逆方向に圧迫位置をずらすと静脈を虚脱させることができないためである。こうして模擬動脈２の位置をモニター３５に映し出された血管画像によって確認できたら、速やかにその位置を穿刺する。

【0037】

模擬動脈２の穿刺の成否は、穿刺針への流体の流入と、モニター３５に映された血管画像における模擬動脈２と穿刺針の位置から確認することができる。

【0038】

以上のようにして穿刺手技を習得することにより、実際の血管画像を用いた橈骨動脈の穿刺をより正確かつ迅速に行うことが可能となる。

【0039】

＜変形態様＞
図６Ａに示すように、穿刺針１０にバルーン１１を接続し、模擬動脈２の穿刺によりバルーン１１に液体又は気体、より好ましくは気体が流入するようにしてもよい。模擬動脈２を正しく穿刺できた場合には、図６Ｂに示すようにバルーン１１が膨らむことから、穿刺を正しくできたか否かを容易に判断することができる。

【0040】

また、穿刺針１１に圧力センサを接続してもよい。圧力センサで計測される圧力の変化によっても、穿刺を正しくできたか否かを容易に判断することができる。

【0041】

上述した実施例では、橈骨動脈の穿刺手技の練習について述べたが、本発明の穿刺練習具は橈骨静脈の穿刺手技に使用することもできる。また、手首の血管に限らず、例えば、基台４、模擬皮膚５などを人体の前腕や足に似せて造形し、模擬血管を当該部位における血管配置とすることにより、本発明の穿刺練習具を前腕や足背における動脈又は静脈の穿刺手技の練習用に構成することもできる。

【0042】

さらに、穿刺練習の目的に応じて、ポンプで脈動性を持たせた模擬動脈、又は脈動性のない模擬静脈のいずれか一方を基台に配置し、穿刺練習具をコンパクトに構成してもよい。

【0043】

一方、近赤外光で血管画像を撮る装置で本発明の穿刺練習具を使用するにあたり、血管画像を形成する装置は、図１に示した血管可視化装置３０のように透過光画像を形成する装置に限られず、近赤外光の反射光画像を形成する装置であってもよい。

【0044】

また、本発明の穿刺練習具で穿刺練習を使用する装置は、近赤外光の透過光で血管画像を形成する装置でも、反射光で血管画像を形成する装置でも、撮像部３４とモニター３５とを別体とし、例えば、携帯端末に血管画像が映し出されるようにしたものでもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ 穿刺練習具
２ 模擬動脈
３ ポンプ
４ 基台
５ 模擬皮膚
６ 溝
７ 幅広部
８ 模擬静脈
９ 袋
１０ 穿刺針
１１ バルーン
３０ 血管可視化装置
３１ 載置台
３２ 照射部
３３ 凸部
３４ 撮像部
３５ モニター
３６ 照射光

【要約】

【課題】近赤外光で撮った血管画像を見ながら血管に穿刺する手技の練習に有用な穿刺練習具を提供する。
【解決手段】穿刺練習具１が、可撓性チューブと該可撓性チューブに満たされた流体を含んでなる模擬血管（模擬動脈２、模擬静脈８）、模擬血管を配置する基台４、及び基台４に配置した模擬血管に被せられる不透明材料で形成された模擬皮膚５を備える。近赤外光で模擬血管の血管画像を形成できるように可撓性チューブ及び流体の少なくとも一方が近赤外光吸収性を有し、基台４及び模擬皮膚５が近赤外光透過性を有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】