特許 6385664 カテーテル治療シミュレータ

(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】6385664

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】カテーテル治療シミュレータ

(51)【国際特許分類】

   G09B 23/30 20060101AFI20180827BHJP

【ＦＩ】

   G09B23/30

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-204092(P2013-204092)

(22)【出願日】2013年9月30日

(65)【公開番号】特開2015-69054(P2015-69054A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年9月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】511016028

【氏名又は名称】ファインバイオメディカル有限会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095577

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 富雅

(74)【代理人】

【識別番号】100100424

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 知公

(74)【代理人】

【識別番号】100179202

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 誠司

(72)【発明者】

【氏名】池田 誠一

【審査官】 前地 純一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２４２４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２５０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１７９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４３８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２０７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６３７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６７５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０３０１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｂ２３／００−２９／１４

Ｇ０９Ｂ １／００− ９／５６

Ｇ０９Ｂ１７／００−１９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性材料で形成され、流体を流通させるための疑似血管流路を有する板状の疑似血管流路層と、
前記流体を排出するための排出流路を有する板状の排出流路層と、
を備え、
前記疑似血管流路層と前記排出流路層とが積層され、
前記疑似血管流路層には、前記疑似血管流路から伸び、前記排出流路に接続する連絡流路が形成されるカテーテル治療シミュレータであって、
連通路を有する板状の連通路層を更に備え、
前記疑似血管流路層の前記連絡流路と前記排出流路層の前記排出流路とが前記連通路層の前記連通路を通じて接続されるように、前記疑似血管流路層と、前記連通路層と、前記排出流路層とが積層され、
前記連通路はオリフィスを有する、
ことを特徴とするカテーテル治療シミュレータ。

【請求項2】

弾性材料で形成され、流体を流通させるための疑似血管流路を有する板状の疑似血管流路層と、
前記流体を排出するための排出流路を有する板状の排出流路層と、
を備え、
前記疑似血管流路層と前記排出流路層とが積層され、
前記疑似血管流路層には、前記疑似血管流路から伸び、前記排出流路に接続する連絡流路が形成されるカテーテル治療シミュレータであって、
連通路を有する板状の連通路層を更に備え、
前記疑似血管流路層の前記連絡流路と前記排出流路層の前記排出流路とが前記連通路層の前記連通路を通じて接続されるように、前記疑似血管流路層と、前記連通路層と、前記排出流路層とが積層され、
前記連通路層は、前記疑似血管流路の複数の部分と連絡する空洞部分を有する、ことを特徴とする、カテーテル治療シミュレータ。

【請求項3】

前記疑似血管流路は生体の動脈を模した流路として形成され、
前記排出流路は前記生体の静脈を模した流路として形成される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカテーテル治療シミュレータ。

【請求項4】

前記疑似血管流路層は、シリコーンエラストマーまたはポリビニルアルコールの水性ゲルで形成される、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカテーテル治療シミュレータ。

【請求項5】

前記排出流路層は、アクリル樹脂またはガラスにより形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカテーテル治療シミュレータ。

【請求項6】

前記疑似血管流路は、前記疑似血管流路層の積層面に沿う方向に伸長し、
前記排出流路は、前記排出流路層の積層面に沿う方向に伸長し、
前記連通路は、前記連通路層の積層面と交わる方向に伸長し、該連通路層を貫通する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のカテーテル治療シミュレータ。
。

【請求項7】

前記連通路層には、カテーテル治療シミュレータ内の所定の物理化学的性状を計測するためのセンサが備えられる、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のカテーテル治療シミュレータ。

【請求項8】

前記連通路層は、アクリル樹脂またはガラスにより形成されている、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のカテーテル治療シミュレータ。

【請求項9】

前記疑似血管流路層は、前記流体を前記疑似血管流路へ流入させるための流入口を有し、
前記疑似血管流路は前記流入口から徐々に枝分かれするように伸長し、
前記連通路は、前記疑似血管流路の枝分かれした複数の先端部付近とそれぞれ連絡する複数の流路部分を有する、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のカテーテル治療シミュレータ。

【請求項10】

前記疑似血管流路層は無色透明であり、
前記連通路層は、有色である、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のカテーテル治療シミュレータ。

【請求項11】

発光素子を有し、前記疑似血管流路層および前記排出流路層とともに積層される発光層を更に備える、
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のカテーテル治療シミュレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はカテーテル治療シミュレータに関する。

【背景技術】

【0002】

カテーテル治療シミュレーション用の疑似血管流路を有する立体モデルが提案されている（特許文献１、非特許文献１）。図１３に示す立体モデル（カテーテルの挿入対象）１０００は、例えば、生体組織に近い弾性を有するシリコーンエラストマーや、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の水性ゲルからなる薄板状のモデルとして形成され、その内部に、血管を模した疑似血管流路１００１が形成されている。疑似血管流路１００１は、薄板状モデル１０００の一方の縁に開口１００２を有し、薄板状モデル１０００の上下面に対し略並行に枝分かれしながら伸びる。

【0003】

疑似血管流路１００１に疑似血液としての流体を流通させる場合には、薄板状モデル１０００の開口１００２を流入口として、そこから流体を流入させる。この例では、疑似血管流路１００１の枝分かれした側の端部（開口１００２と反対側の複数の開口）は図１３に示すように略一直線上に並んでいる。そのため、それら全ての端部を、一の平面内において、共通の排出流路（図示せず）と容易に連絡させられる。そうすれば、流入口１００２から流入した流体が枝分かれした各流路を通った後、その流体を共通の排出流路に集めて排出できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１７９２９号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】An In Vitro Blood Vessel Model made of PVA Hydrogel for Vascular Surgery Training, Seiichi Ikeda and Toshio Fukuda, International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS2012)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図１３に示した立体モデル１０００においては、疑似血管流路１００１の枝分かれした側の複数の端部が略一直線上に並んでいたが、実際の生体の血管により近い配置の血管モデルを構築する場合、枝分かれした側の複数の端部が略一直線上に並ばないことが多く、その場合には、上記したように各端部を共通の排出通路に一の平面内で連絡させることが困難となる。また、上記した立体モデル１０００の機能はカテーテルの挿入を可能とし、モデル内部に発生する応力を観察可能とすることであるが、更なる多機能化の余地があった。

【0007】

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、より配置自由度の高い疑似血管流路を有するカテーテル治療シミュレータを提供することにある。また、本発明の別の目的は、カテーテル治療シミュレータの多機能化を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。

【0009】

すなわち、本発明の第１の局面に係るカテーテル治療シミュレータは、
弾性材料で形成され、流体を流通させるための疑似血管流路を有する板状の疑似血管流路層と、
前記流体を排出するための排出流路を有する板状の排出流路層と、
を備えるカテーテル治療シミュレータであって、
前記疑似血管流路層と前記排出流路層とが積層され、
前記疑似血管流路層には、前記疑似血管流路から伸び、前記排出流路に接続する連絡流路が形成されている、
ことを特徴とするカテーテル治療シミュレータである。

【0010】

このように規定される第１の局面のカテーテル治療シミュレータによれば、疑似血管流路の枝分かれした複数の端部が疑似血管流路層内部に分散して配置され直線的に整列しない場合であっても、例えば、各端部から連絡流路を介して、疑似血管流路層に積層された排出流路層の排出流路へと、流体を流通させ排出するように構成することが可能となる。これにより、疑似血管流路層内における疑似血管流路の配置自由度が向上する。

【0011】

本発明の第２の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、前記疑似血管流路は生体の動脈を模した流路として形成され、前記排出流路は前記生体の静脈を模した流路として形成される。
このように、排出流路を静脈モデルとしても用いることができ、排出流路における疑似血液流体の流れにより、静脈の血流を模擬することができる。

【0012】

本発明の第３の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、前記疑似血管流路層は、シリコーンエラストマーまたはポリビニルアルコールの水性ゲルで形成される。
シリコーンエラストマーまたはポリビニルアルコールの水性ゲルは生体組織に近い弾性を有するためカテーテルを挿入するためのモデルとして好適である。特にポリビニルアルコールの水性ゲルは高い光弾性効果を有するため、光弾性効果を用いた疑似血管流路の周壁における応力の観察を行う場合に好適である。

【0013】

本発明の第４の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、前記排出流路層は、アクリル樹脂またはガラスにより形成されている。このようにすれば、排出流路層の機械的強度を増すことができ、積層体全体としての強度確保に貢献できる。

【0014】

本発明の第５の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータは、連通路を有する板状の連通路層を更に備え、
前記疑似血管流路層の前記連絡流路と前記排出流路層の前記排出流路とが前記連通路層の前記連通路を通じて接続するように、前記疑似血管流路層と、前記連通路層と、前記排出流路層とが積層される。
このように規定される第５の局面のカテーテル治療シミュレータによれば、疑似血管流路の枝分かれした複数の端部が疑似血管流路層内部に分散して配置され直線的に整列しない場合であっても、各端部から、疑似血管流路層内の連絡流路および、疑似血管流路層に対して積層された連通路層内の連通路を介して、更に積層された排出流路層中の排出流路へと、流体を流通させ排出することができる。これにより、疑似血管流路層内における疑似血管流路の配置自由度が向上する。

【0015】

本発明の第６の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、
前記疑似血管流路は、前記疑似血管流路層の積層面に沿う方向に伸長し、
前記排出流路は、前記排出流路層の積層面に沿う方向に伸長し、
前記連通路は、前記連通路層の積層面と交わる方向に伸長し、該連通路層を貫通する。
上記構成によれば、疑似血管流路は積層面に沿うため、カテーテル治療シミュレーションを実施する時に、疑似血管流路およびその内部を流通する流体を観察しやすい。連通路は、積層面と交わる方向に伸長するため、形成がしやすい。排出流路は、積層面に沿う方向に伸長するため、最終的な排出口を層の端縁付近に形成することができ、好適である。また、カテーテル治療シミュレーション実施時に、排出流路の内部を流通する流体を観察しやすい。

【0016】

本発明の第７の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、前記連通路はオリフィスを有する。
上記構成によれば、連通路に流量調整機能を備えることができる。そのため、例えば、疑似血管流路の各枝分かれ部分を流れる流体の流量を調整して、生体中の実際の血液の流れをより正確に模した状態で、カテーテルシ手術ミュレーションを行うことが可能となる。

【0017】

本発明の第８の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、前記連通路層には、カテーテル治療シミュレータ内の所定の物理化学的性状を計測するためのセンサが備えられる。このような構成によれば、例えば、前記疑似血管流路層と接する前記連通路層に温度センサを備えることにより、疑似血管流路層の温度や疑似血管流路内部を流れる流体の温度を把握しながら、カテーテル治療シミュレーションを行うことができる。

【0018】

本発明の第９の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、前記連通路層は、前記疑似血管流路の複数の部分と連絡する空洞部分を有する。例えば、上記構成における疑似血管流路の複数の部分と連絡する空洞部分を病変モデル部として、カテーテル治療シミュレーションを行うことができる。
本発明の第１０の局面によれば、前記連通路層は、アクリル樹脂またはガラスにより形成されている。このようにすれば、連通路層の機械的強度を増すことができ、積層体全体としての強度確保に貢献できる。

【0019】

本発明の第１１の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、
前記疑似血管流路層は、前記流体を前記疑似血管流路へ流入させるための流入口を有し、
前記疑似血管流路は前記流入口から徐々に枝分かれするように伸長し、
前記連通路は、前記疑似血管流路の枝分かれした複数の先端部付近とそれぞれ連絡する複数の流路部分を有する。
このような具体的な構成においても、上記第１の局面と同様の効果を奏することができる。

【0020】

本発明の第１２の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータにおいて、前記疑似血管流路層は無色透明であり、前記連通路層は、有色である。
このような構成とすれば、疑似血管流路層を無色透明とし、その下側の連通路層を有色とすることで視覚的に明確に区別できることから、疑似血管流路層内部がより観察しやすくなる。

【0021】

本発明の第１３の局面によれば、上記カテーテル治療シミュレータは、発光素子を有し前記疑似血管流路層および前記排出流路層とともに積層される発光層を更に備える。
発光層の発光素子を積層体の下方部分からの発光に用いれば、疑似血管流路等内における疑似血液の流れの観察が容易になる。また、光弾性効果を用いた応力観察のための外部光源を必要としないため好適である。更に発光層の発光素子により、もしくは、更に液晶層を備えることによって、文字や図形の表示を行うことも可能となる。その場合は、モデル各部の情報や、シミュレーションの条件や状況を随時表示でき、モデルを注視したままシミュレーションを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は本発明の第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータを示す斜視図である。

【図2】図２は第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータの各層を示す分解斜視図である。

【図3A】図３Ａは第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータの上板を示す平面図である。

【図3B】図３Ｂは第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータの上側動脈モデル層を示す平面図である。

【図3C】図３Ｃは第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータの下側動脈モデル層を示す平面図である。

【図3D】図３Ｄは第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータの病変部モデル層を示す平面図である。

【図3E】図３Ｅは第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータの流量調整層を示す平面図である。

【図3F】図３Ｆは第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータの静脈モデル層を示す平面図である。

【図4A】図４Ａは、図３Ｂの上側動脈モデル層および図３Ｃの下側動脈モデル層の一部を表す部分断面図である。

【図4B】図４Ｂは、第１実施形態の変形例による上側動脈モデル層および下側動脈モデル層の一部を表す部分断面図である。

【図5】図５は、図３Ｄの病変部モデル層の一部を表す部分断面図である。

【図6】図６は、図３Ｅの流量調整層の一部を表す部分断面図である。

【図7】図７は、図３Ｆの静脈モデル層の一部を表す部分断面図である。

【図8】図８は、第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータを組み立てる方法の例を説明する概略断面図である。

【図9】図９は、第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータを示す概略断面図である。

【図10】図１０は、第１実施形態の複数の変形例によるカテーテル治療シミュレータを示す概略断面図である。

【図11】図１１は、本発明の第２実施形態に係るカテーテル治療シミュレータを示す概略断面図である。

【図12】図１２は、本発明の第３実施形態に係るカテーテル治療シミュレータを示す概略断面図である。

【図13】図１３は、従来の例による血管モデルを概略的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を同じくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略する。また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは異なっている場合がある。以下の説明で、「上」、「下」、「水平」というように方向をいう場合は、通常の使用状態におけるカテーテル治療シミュレータの設置状態での方向をいうものとするが、説明の便宜のためにそのように指称するものである。
図１は本発明の第１実施形態に係るカテーテル治療シミュレータ１を概略的に示す斜視図であり、図示によるカテーテル治療シミュレータ１は生体の臓器（例えば肝臓）をモデル化したものである。図示するように、本実施形態のカテーテル治療シミュレータ１は多層構造を有する。図２に各層を分解した状態の斜視図を示す。図１および図２に示すように、カテーテル治療シミュレータ１は、上から順に、上板１０、上側動脈モデル層２１、下側動脈モデル層２２、病変部モデル層３０、流量調整層４０、静脈モデル層５０からなり、これらが積層されてなる。

【0024】

図３Ａ〜図３Ｆは、図１および図２に示した上板１０、上側動脈モデル層２１、下側動脈モデル層２２、病変部モデル層３０、流量調整層４０、静脈モデル層５０の各々を上側から見た平面図である。
図３Ａに示す上板１０は、透光性を有するアクリル樹脂やガラス等の材質からなる板であり、その所定位置に複数の固定穴１０１が、上板１０の上下面を貫通する穴として設けられている。
図３Ｂに示す上側動脈モデル層２１はシリコーンエラストマー、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ）の水性ゲル等の透光性を有する弾性材料からなる。上側動脈モデル層２１の下面には、断面が半円形状であって、全体として枝分かれした形状を有する上側溝２１１が凹設されている。更に、上板１０の複数の固定穴１０１のそれぞれに対応する位置に、貫通穴である複数の固定穴２１２を有する。

【0025】

図３Ｃに示す下側動脈モデル層２２はシリコーンエラストマー、ＰＶＡの水性ゲル等の透光性を有する弾性材料からなる。下側動脈モデル層２２の上面には、断面が半円形状であって、全体として枝分かれした形状を有する下側溝２２１が凹設されている。更に、上板１０の複数の固定穴１０１のそれぞれに対応する位置に、貫通穴である複数の固定穴２２２を有する。

【0026】

上側動脈モデル層２１の上側溝２１１と、下側動脈モデル層２２の下側溝２２１とは、上下方向において同一の位置に、上下対称的に形成されている。図４Ａは、上側動脈モデル層２１と、下側動脈モデル層２２とを積層して、上側溝２１１と下側溝２２１とを上下方向に重ねたときの、図３Ｂおよび図３Ｃ中の一点鎖線ＩＶＡにおける断面を表す部分断面図である。上側溝２１１と下側溝２２１の断面形状と位置関係により、図４Ａのように上側動脈モデル層２１と下側動脈モデル層２２とを積層することで、上側溝２１１と下側溝２２１とが、断面が円形の流路、すなわち、疑似血管流路、特に本実施形態では、疑似動脈流路を形成する。このように、上側動脈モデル層２１と下側動脈モデル層２２は一対となって動脈モデル層２０を構成する。疑似血管流路は、動脈モデル層２０の外縁に開口する流入口２０１を有する。疑似血管流路の直径の例として、最も太い部分で約３ｍｍ、最も細い部分で約０．３ｍｍである。動脈モデル層２０の厚さは、疑似血管流路の最大径の約２〜５倍に設定することが好ましい。

【0027】

変形例として、図４Ｂに示すように、上側動脈モデル層２１のみに溝２１１’を設け、下側動脈モデル層２２の上面は平面としても良い。この溝２１１’は、図４Ａの上側溝２１１より深いかまぼこ形（すなわち、半円形部分をより深く掘り込んだ形）の断面を有するように形成し、疑似血管流路としての径を確保する。従って、図４Ｂの例では、上側動脈モデル層２１を下側動脈モデル層２２より厚く形成している。

【0028】

図３Ｄに示す病変部モデル層３０は、透光性を有するアクリル樹脂やガラス等の材質からなり、病変部モデル層３０の上下面を貫通し、流体を流通させるための複数の連通路３０１が形成されている。図５は、図３Ｄ中の一点鎖線Ｖ−Ｖにおける断面を表す部分断面図である。図５に示すように、病変部モデル層３０の下面側に広い開口を有し、当該下面側から厚さ方向の途中までの深さを有する凹部である病変部モデル３０２が形成されている。病変部モデル３０２の上面側から上方へ伸長し、病変部モデル層３０の上面に開口する病変部連通路３０３が、各病変部モデル３０２に対して一本または複数本形成されている（図の例では複数本）。
病変部モデル層３０は更に、上板１０の複数の固定穴１０１のそれぞれに対応する位置に、貫通穴である複数の締結穴３０４を有する。締結穴３０４には、内側にねじ山が形成されている。また、病変部モデル層３０は、排出部３０５を備え、その内部には排出口３０６が形成されている（後に説明する）。

【0029】

図３Ｅに示す流量調整層４０は、透光性を有するアクリル樹脂やガラス等の材質からなる板であり、流量調整層４０の上下面を貫通する穴である複数の連通路４０１が形成されている。また、流量調整層４０の上下面を貫通する複数のオリフィス４０２が形成されている。更に、上板１０の複数の固定穴１０１のそれぞれに対応する位置に、複数の貫通穴４０３を有する。また、病変部モデル層３０の排出口３０６に対応する場所に、貫通孔である排出路４０４が形成されている。
なお、オリフィス４０２の断面形状は図６（Ａ）に示すようにストレート状でもよく、あるいは、図６（Ｂ）に示す変形例によるオリフィス４０２’のように、上側部分が拡径していてもよい。図６（Ａ）のオリフィス４０２の径および図６（Ｂ）のオリフィス４０２’の最小径は例えば約０．３ｍｍである。

【0030】

図３Ｆに示す静脈モデル層５０は、アクリル樹脂やガラス等の材質からなる板であり、上面に溝５０１、特に本実施形態では疑似静脈流路としての溝５０１が、複数の枝分かれ部分から最終的に１つに集合するように形成されている。図７は、図３Ｆ中の一点鎖線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける部分断面図である。

【0031】

次に、図８を参照して、各層を積層してカテーテル治療シミュレータ１を組み立てる方法について説明する。
まず、図８（Ａ）に示すように、病変部モデル層３０、流量調整層４０、静脈モデル層５０を重ね合わせ、透明の接着剤や両面テープ等により互いに貼り合わせ、図８（Ｂ）に示す中間積層体を得る。
次に、図８（Ｃ）に示すように、中間積層体の上に、上板１０、上側動脈モデル層２１、下側動脈モデル層２２を重ねる。そして、先端の周面に雄ねじ部分を有する固定具（雄ねじ）６０を固定穴１０１、２１２、２２２に挿入し、固定具６０の雄ねじ部分を締結穴３０４に対して、ねじ止めにより締結する。
こうして、図８（Ｄ）に示すように各層が積層され一体化される。動脈モデル層２０（上側動脈モデル層２１と下側動脈モデル層２２）は弾性を有するが、機械的強度を有する上板１０と病変部モデル層３０の間に、固定具６０の締め付け力により挟まれることにより、固定的に保持される。

【0032】

図９は、図８（Ｄ）を拡大した図である。図８（Ｄ）および図９に示すように、動脈モデル層２０の疑似血管流路は、動脈モデル層２０の内部を、動脈モデル層２０の広がる方向に沿って枝分かれ状に延びる動脈モデル部分と、動脈モデル部分の複数の部分から下方へ延び、下側動脈モデル層２２の下面側に開口する複数の連絡流路２２３を有する。各連絡流路２２３は、下側動脈モデル層２２の下側に積層された病変部モデル層３０の連通路３０１または病変部連通路３０３に接続する。

【0033】

病変部モデル層３０の連通路３０１は、更に下側に積層された流量調整層４０のオリフィス４０２に接続する。病変部モデル層部３０の病変部モデル部３０２は、流量調整層４０の連通路４０１に接続する。
流量調整層４０のオリフィス４０２と連通路４０１は、それぞれ、静脈モデル層５０の溝５０１に接続する。溝５０１は、すぐ上側に積層された流量調整層４０の下面との間で流路を形成し、当該流路の形状は全体として静脈を模して、細い枝分かれ部分が徐々に集まってより太い流路となるように形成されている。当該流路は最終的に、流量調整層４０の排出路４０４に接続し、排出路４０４は排出口３０６に接続する。
以上により、疑似血管流路の流入口２０１から、途中で複数に枝分かれしながら最終的に排出口３０６にまでつながる、液密な流路が形成される。
（カテーテル治療シミュレーションの例）

【0034】

カテーテル治療シミュレーションは、例えば、血液を模した流体（疑似血液）を電動ポンプ等により疑似血管流路の流入口２０１から流入させ、流路内を流体が流通する状態で、カテーテルを流入口２０１から挿入して行う。流路を流れた流体は、最終的には排出口３０６から排出される。流体に対してインク等により着色をすると、流体の流れの観察が容易となる。
（第１実施形態の作用・効果）

【0035】

［１］上記構成のカテーテル治療シミュレータ１によれば、動脈モデル層２０の広がる方向に沿って枝分かれして伸長する疑似血管流路からの流体を、連絡流路２２３、連通路３０１等を介して動脈モデル層２０の広がる方向と交わる方向（例えば垂直の方向）に排出することができる。そのため、疑似血管流路の全体的な形状を自由に設定することができ、生体の実際の血管の配置をより高い精度で模したモデルを構築することができる。
［２］また、流量調整層４０のオリフィス４０２により、疑似血管流路の各部を流れる流体の流量や圧力を調整することができ、より高い精度で生体の血流の状態を模したモデルとすることができる。

【0036】

［３］本実施形態の病変部モデル３０２は、図１、図３Ｃ、図３Ｄ、図８（Ｄ）、図９から分かるように、疑似血管流路の複数の枝分かれ部分が、１つ病変部モデル３０２に接続している。そのため、病変部モデル３０２を癌のモデルとして、シミュレーションを行うことが可能である。具体的には、例えば、動脈を介した癌への血流を抑制または停止させる薬剤または治療方法のシミュレーションを好適に行うことができる。その場合、癌に接続する動脈の血流を抑制または停止させる一方で、癌に接続しない動脈の血流を維持する治療等のシミュレーションを行うことができる。
［４］動脈を模した疑似血管流路は、連通路３０１等の各種の経路を介して最終的には静脈を模した静脈モデル層５０の流路につながっている。そのため、動脈のみならず、静脈へと血流が流れ込み静脈内を流れる状況までを模したモデルとすることができる。
（第１実施形態の変形例）

【0037】

上記の構成に限らず、本発明は次のように実施しても良い。すなわち、図１０（Ａ）に示すカテーテル治療シミュレータ１’のように、病変部モデル層３０を用いず、下側動脈モデル層２１と流量調整層４０とを直接積層しても良い。
また、図１０（Ｂ）のカテーテル治療シミュレータ１”のように、病変部モデル層３０および流量調整層４０のいずれも用いず、動脈モデル層２０と静脈モデル層５０とを直接積層しても良い。
（第２実施形態）

【0038】

次に、図１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るカテーテル治療シミュレータ２００は、上記の各層に加えて、偏光板７１、液晶層７２、および、発光層７３を備える。発光層７３は、例えば有機ＥＬ（Electro luminescence）や、ＬＥＤ（Light emitting diode）と導光板の組み合わせ等からなる。このような構成によれば、発光層７３から発光させながらカテーテル治療シミュレーションを行うことにより、カテーテル治療シミュレータ１内部の観察が容易となる。また、動脈モデル層２０の有する光弾性効果によって、疑似血管流路の周辺（特に周壁）に発生する応力を視覚情報に変換して観察することができる。その場合、発光層７３は、偏光を発するように構成された光源（例えば、偏光フィルムが積層されたもの）とする。動脈モデル層２０をＰＶＡの水性ゲルにより形成すれば、高い光弾性効果が得られるため好適である。このような光弾性効果を用いた疑似血管周辺の応力の観察手法については、本発明者による上記の特許文献１および特願２０１２−２４３１８２の明細書や、上記の非特許文献１に詳述されているため、それらも参照されたい。
また、発光層７３や液晶層７２、あるいはそれらの組み合わせにより、文字や図形を表示させることができる。図１１中の符号７４は、液晶層７２による表示を制御するための駆動装置である。なお、発光層７３に電力を供給したり、表示を制御したりするための構成については図示を省略した。
第１実施形態およびその変形例のカテーテル治療シミュレータ１を、光弾性効果を用いた応力観測の対象として用いても良い。
（第３実施形態）

【0039】

次に、図１２を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態に係るカテーテル治療シミュレータ３００は、第１実施形態のカテーテル治療シミュレータ１の構成に加えてセンサ層８０を有する。センサ層８０の上面側には少なくとも一つの温度センサ８１が備えられている。このような構成により、例えば、生体の臓器の特定の部分（例えば、腎臓の神経の一部）を加熱または焼く方法による治療のシミュレーションを行う場合に、温度センサ８１により各部の温度やその変化を計測することで、その際の加熱の影響を把握することが可能となる。また、センサ層８０には、その上側に積層される下側動脈モデル層２２の連絡流路２２３と、下側に積層される病変モデル層３０の連通路３０１または病変部連通路３０３とを上下方向に接続するための複数の連通路８２が形成されている。図１２中の符号８３は、温度センサ８１の周辺回路を示す。センサ層８０内において周辺回路８３と温度センサ８１とを結ぶ回路をＩＴＯやＺｎＯ等の透明導電膜により構築すれば、下部光源からの光を妨げないため好適である。センサ層８０が備えるセンサは温度センサ８１に限らず、カテーテル治療シミュレータ１内の物理化学的性状を計測するための任意のセンサとすることができる。センサ層８０の積層位置は図１２にものに限らず任意である。

【0040】

本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。
上記した各実施形態や変形例の各構成を、互いに組み合わせて実施しても良い。
動脈モデル層の材質はシリコーンエラストマーやＰＶＡの水性ゲルに限らず、透光性と弾性を有する他の材質を用いることもできる。
動脈モデル層と、その下側に積層される各層のいずれも透光性を有する材質からなるものとしたが、例えば、動脈モデル層を透明とし、その下側に積層される各層を乳白色等の有色のものとすることで、動脈モデル層が明確に区別され、その内部がより観察しやすくなる。
カテーテル治療シミュレータの上記組立て方法は一例に過ぎない。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

【符号の説明】

【0041】

１、１’、１”、２００、３００ カテーテル治療シミュレータ
１０ 上板
２１ 上側動脈モデル層（動脈モデル層、疑似血管流路層）
２２ 下側動脈モデル層（動脈モデル層、疑似血管流路層）
３０ 病変部モデル層（連通路層）
４０ 流量調整層（連通路層）
５０ 静脈モデル層（排出流路層）
６０ 固定具
７１ 偏光板
７２ 液晶層
７３ 発光層
８０ センサ層（連通路層）
８１ 温度センサ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】