JP2013029820A - Heart model - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、手術又は検査のトレーニングのために用いられる心臓モデルに係り、特に、内部にカテーテル等の管状医療器具を挿入することが可能な心臓モデルに関する。 The present invention relates to a heart model used for surgery or examination training, and more particularly to a heart model in which a tubular medical instrument such as a catheter can be inserted.
カテーテル等の管状医療器具を使用した心臓の手術や検査は、既に周知である。例えば、カテーテルを用いた心臓の検査として、先端に電極を取り付けたカテーテルを心筋組織各部に当接させることにより心臓内の刺激伝達経路を診断し、不整脈の起源部位を特定することが行われている。また、カテーテルを用いた心臓の手術として、カテーテル先端の電極と患者の背中に貼った対極板との間に高周波を流し、不整脈の起源部位として特定した部位に上記電極を当接させて、当該部位の心筋組織を焼灼して不整脈を治療することが行われている。 The operation and examination of the heart using a tubular medical instrument such as a catheter is already well known. For example, as an examination of the heart using a catheter, a catheter with an electrode attached to the tip is contacted with each part of the myocardial tissue to diagnose a stimulus transmission path in the heart and identify an origin of arrhythmia Yes. In addition, as a heart operation using a catheter, a high frequency is passed between the electrode at the tip of the catheter and a counter electrode attached to the patient's back, and the electrode is brought into contact with the site specified as the origin of arrhythmia, Treatment of arrhythmia is performed by cauterizing the myocardial tissue of the site.
ところで、研修医等が上記の手術や検査を実際に人体に対して行うための訓練として、人工の心臓モデルを用いてトレーニングを行うことがある。上記の心臓モデルは、例えば、樹脂材料により成形され、特に、実際の人体の心臓に近付ける目的から、シリコンゴム等の可撓性材料が用いられる場合もある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、心筋を擬態した内部鋳造物と、心外膜に対応する外殻とから構成される心臓モデルが開示されており、この心臓モデルにおける上記2つの部分は、いずれも、シリコンゴム等の可撓性部材からなっている。これにより、実際の人体の心臓と同様に弾力性を有する心臓モデルを提供することが可能になる。
By the way, as a training for a trainee or the like to actually perform the above-described operation or examination on a human body, a training may be performed using an artificial heart model. The above heart model is formed of, for example, a resin material, and in particular, a flexible material such as silicon rubber may be used for the purpose of approaching the actual human heart (for example, see Patent Document 1).
ところで、実際の人体の心臓では、心筋組織の部位間で物理的特性が異なっており、よりリアリティ(再現性)に優れた心臓モデルを実現する上で、上記の物理的特性の違いを再現する必要がある。特に、実際の手術や検査において、カテーテル等の管状医療器具を心臓内部に挿入して内側表面に当接させる場合、当接圧に対する応答性が心臓の各部位間で異なり、当該応答性の差をトレーニングにおいてシミュレーションできるような心臓モデルの開発が求められている。 By the way, in the actual human heart, the physical characteristics are different between the parts of the myocardial tissue, and the above physical characteristics are reproduced in order to realize a heart model with higher reality (reproducibility). There is a need. In particular, when a tubular medical instrument such as a catheter is inserted into the heart and brought into contact with the inner surface in actual surgery or examination, the responsiveness to the contact pressure differs between the various parts of the heart, and the difference in the responsiveness. There is a need for the development of a heart model that can be used for training.
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、手術又は検査のトレーニングとしてカテーテル等の管状医療器具が内部に挿入される心臓モデルについて、実際の手術又は検査をシミュレーションする上で適切な心臓モデルを提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to perform an actual operation or examination on a heart model into which a tubular medical instrument such as a catheter is inserted as an operation or examination training. It is to provide an appropriate heart model for simulation.
前記課題は、本発明の心臓モデルによれば、手術又は検査のトレーニングのために用いられ、内部に管状医療器具を挿入することが可能な心臓モデルであって、実際の心臓の心室中隔及び心房中隔に相当する領域を少なくとも含む心臓モデル本体と、該心臓モデル本体に取り付けられ、前記心室中隔及び前記心房中隔を除く前記実際の心臓の所定部位に相当する第1領域と、該第1領域とは異なる位置で前記心臓モデル本体に取り付けられ、前記実際の心臓のうち、前記管状医療器具が内側表面に当接した際の当接圧に対する応答性が前記実際の心臓の所定部位よりも高い部位、に相当する第2領域と、を有し、該第2領域の、前記当接圧に対する強度が、前記第1領域の前記強度より小さいことにより解決される。
かかる心臓モデルであれば、管状医療器具を内側表面に当接させた際の当接圧に対する挙動が異なる領域として、第1領域と第2領域が存在するため、当接部位に応じた当接圧の調整が必要となる実際の手術又は検査を良好にシミュレーション(再現)することが可能になる。特に、本発明では、実際の心臓のうち、当接圧に対する応答性がより高い部位を第2領域に設定して、当該第2領域の強度を第1領域よりも小さくすることにより、実際の心臓のうち、第2領域が対応する部位の内側表面に管状医療器具を当接させた際の応答を良好にシミュレーションすることが可能である。
つまり、本発明の心臓モデルは、心臓各部位における、カテーテル等の管状医療器具が内側表面に当接した際の当接圧に対する応答性の違いを良好に再現しており、管状医療器具を心臓内部に挿入して行う実際の手術又は検査をシミュレーションするために用いるトレーニング用モデルとして好適なものである。
According to the heart model of the present invention, the subject is a heart model that is used for training of surgery or examination, and in which a tubular medical device can be inserted, and the actual ventricular septum and A heart model body including at least a region corresponding to the atrial septum; a first region attached to the heart model body and corresponding to a predetermined portion of the actual heart excluding the ventricular septum and the atrial septum; It is attached to the heart model body at a position different from the first region, and the responsiveness to the contact pressure when the tubular medical device contacts the inner surface of the actual heart is a predetermined part of the actual heart And a second region corresponding to a higher part, and the strength of the second region with respect to the contact pressure is smaller than the strength of the first region.
In such a heart model, since the first region and the second region exist as regions having different behaviors against the contact pressure when the tubular medical device is contacted to the inner surface, contact according to the contact part It is possible to simulate (reproduce) an actual operation or examination that requires adjustment of the pressure well. In particular, in the present invention, by setting a portion of the actual heart that is more responsive to the contact pressure in the second region and making the strength of the second region smaller than the first region, It is possible to satisfactorily simulate the response when the tubular medical device is brought into contact with the inner surface of the portion of the heart corresponding to the second region.
That is, the heart model of the present invention reproduces well the difference in response to contact pressure when a tubular medical device such as a catheter contacts the inner surface in each part of the heart. It is suitable as a training model used for simulating an actual operation or examination performed by being inserted inside.
また、上記の心臓モデルにおいて、前記第1領域は、前記心臓モデル本体と一体化しており、前記第2領域は、一体化した前記心臓モデル本体及び前記第1領域に対して着脱自在に取り付けられており、新たな第2領域に交換可能であり、前記第2領域の硬さは、前記第1領域の硬さよりも小さいと、より好適である。
かかる構成であれば、第1領域と第2領域との硬さの差により、管状医療器具を当接させた際の当接圧に対する応答性の差を的確に表現することが可能になる。また、劣化した第2領域を交換することにより再利用可能な心臓モデルが実現される。
In the above heart model, the first region is integrated with the heart model body, and the second region is detachably attached to the integrated heart model body and the first region. It is more preferable that the second region can be replaced with a new one, and the hardness of the second region is smaller than the hardness of the first region.
With such a configuration, it is possible to accurately represent the difference in responsiveness to the contact pressure when the tubular medical device is brought into contact with the difference in hardness between the first region and the second region. Moreover, a reusable heart model is realized by exchanging the deteriorated second region.
また、上記の心臓モデルにおいて、前記第1領域及び前記第2領域は、それぞれ、前記心臓モデル本体に対して着脱自在に取り付けられており、前記第1領域は、前記心臓モデル本体に形成された第1被係合部に係合する第1係合部を備え、該第1係合部が前記第1被係合部に係合することにより、前記心臓モデル本体に取り付けられ、前記第1係合部と前記第1被係合部との係合状態が解除される大きさの前記当接圧が内側表面に作用することにより、前記心臓モデル本体から外れ、前記第2領域は、前記心臓モデル本体に形成された第2被係合部と係合する第2係合部を備え、該第2係合部が前記第2被係合部に係合することにより、前記心臓モデル本体に取り付けられ、前記第2係合部と前記第2被係合部との係合状態が解除される大きさの前記当接圧が内側表面に作用することにより、前記心臓モデル本体から外れ、前記第2係合部と前記第2被係合部との係合状態を解除させる前記当接圧の大きさは、前記第1係合部と前記第1被係合部との係合状態を解除させる前記当接圧の大きさよりも小さいと、より一層好適である。
かかる構成であれば、各係合部と被係合部との係合力(すなわち、係合部と被係合部との係合状態を解除させる当接圧の大きさ)を第1領域及び第2領域間で異ならせることにより、管状医療器具を当接させた際の当接圧に対する応答性の差を的確に表現することが可能になる。
In the above heart model, each of the first region and the second region is detachably attached to the heart model body, and the first region is formed in the heart model body. A first engaging portion that engages with the first engaged portion, and the first engaging portion is attached to the heart model body by engaging with the first engaged portion; The contact pressure of a magnitude that releases the engagement state between the engagement portion and the first engaged portion acts on the inner surface, so that the heart model main body is removed, and the second region is A second engaging portion that engages with a second engaged portion formed in the heart model main body, and the second engaging portion engages with the second engaged portion; And the engagement state between the second engagement portion and the second engaged portion is released. When the contact pressure acts on the inner surface, the contact pressure is released from the heart model body, and the contact pressure is released to release the engagement state between the second engagement portion and the second engaged portion. It is even more preferable that the height is smaller than the magnitude of the contact pressure that releases the engaged state between the first engaging portion and the first engaged portion.
With such a configuration, the engagement force between each engagement portion and the engaged portion (that is, the magnitude of the contact pressure for releasing the engagement state between the engagement portion and the engaged portion) is set in the first region and By making it differ between 2nd area | regions, it becomes possible to express correctly the difference of the response with respect to the contact pressure at the time of making a tubular medical device contact.
また、上記の心臓モデルにおいて、前記実際の心臓のうち、前記当接圧に対する応答性が前記実際の心臓の所定部位より高く、かつ、前記第2領域の対応部位よりも低い部位に相当する第3領域を更に有し、該第3領域の前記強度は、前記第1領域の前記強度よりも小さく、かつ、前記第2領域の前記強度よりも大きいこととしてもよい。
かかる構成であれば、管状医療器具を内側表面に当接させた際の当接圧に対する応答性の違いを反映して、前述の第1領域及び第2領域に加え、第3領域が追加される結果、当接部位に応じた当接圧の調整をより細やかに行う必要があり、実際の手術又は検査をより良好にシミュレーションすることが可能になる。
Further, in the above heart model, among the actual hearts, the first response corresponding to a part having a higher responsiveness to the contact pressure than a predetermined part of the actual heart and lower than a corresponding part of the second region. It is good also as having 3 area | regions, and the said intensity | strength of this 3rd area | region is smaller than the said intensity | strength of the said 1st area | region, and larger than the said intensity | strength of the said 2nd area | region.
In such a configuration, a third region is added in addition to the first region and the second region described above, reflecting the difference in responsiveness to the contact pressure when the tubular medical device is brought into contact with the inner surface. As a result, it is necessary to finely adjust the contact pressure according to the contact site, and it is possible to better simulate an actual operation or examination.
なお、上記の心臓モデルにおいて、前記第1領域は、前記実際の心臓のうち、左心室及び右心室に相当する領域であり、前記第2領域は、前記実際の心臓のうち、右心房に相当する領域であり、前記第3領域は、前記実際の心臓のうち、左心房に相当する領域であることとしてもよい。
あるいは、上記の心臓モデルにおいて、前記心臓モデル本体は、前記実際の心臓のうち、心室中隔と心房中隔と左心室と右心室とに相当する領域であり、前記第2領域は、前記実際の心臓のうち、左心房における肺静脈との接合部位及び後側の心筋壁に相当する領域であり、前記第1領域は、前記実際の心臓のうち、左心房中、前記肺静脈との接合部位及び前記後側の心筋壁以外の部位に相当する領域であることとしてもよい。
あるいは、上記の心臓モデルにおいて、前記心臓モデル本体は、前記実際の心臓のうち、心室中隔と左心室と右心室とに相当する領域であり、前記第2領域は、前記実際の心臓のうち、心房中隔における卵円窩に相当する領域であり、前記第1領域は、前記実際の心臓のうち、心房中隔中、前記卵円窩以外の部位に相当する領域であることとしてもよい。
以上のように、心臓のうち、手術や検査において特に重要視される部位、特に、内側表面に管状医療器具を当接させる際に細心の注意を要する部位を第2領域として設定することにより、手術又は検査のトレーニング用の心臓モデルとして、より好適なものが実現されることになる。
In the above heart model, the first region is a region corresponding to the left ventricle and the right ventricle in the actual heart, and the second region is equivalent to the right atrium in the actual heart. The third region may be a region corresponding to the left atrium of the actual heart.
Alternatively, in the above heart model, the heart model body is a region corresponding to a ventricular septum, an atrial septum, a left ventricle, and a right ventricle in the actual heart, and the second region is the actual heart The first region is a region corresponding to the junction with the pulmonary vein in the left atrium and the posterior myocardial wall, and the first region is a junction with the pulmonary vein in the left atrium of the actual heart. The region may correspond to a region other than the region and the rear myocardial wall.
Alternatively, in the above heart model, the heart model body is a region corresponding to a ventricular septum, a left ventricle, and a right ventricle of the actual heart, and the second region is a portion of the actual heart. The region corresponding to the foveal fossa in the atrial septum, and the first region may be a region corresponding to a portion other than the foveal fossa in the atrial septum of the actual heart. .
As described above, by setting, as the second region, a part of the heart that is particularly important in surgery or examination, particularly a part that requires careful attention when the tubular medical device is brought into contact with the inner surface, A more suitable heart model for training of surgery or examination will be realized.
また、上記の心臓モデルにおいて、前記心臓モデルは、該心臓モデルに接続された、大腿静脈に相当する管状部材を有する人体モデル本体内に据え付けられて、該人体モデル本体と共に人体モデルをなし、前記管状医療器具は、不整脈の起源部位を特定又は焼灼するための電極を有するカテーテルであり、該カテーテルが前記管状部材を通じて前記心臓モデルの内部に挿入されると、更に好適である。
かかる構成であれば、不整脈の検査や治療のためにカテーテルを使用する実際の手術や検査と同様に、大腿静脈に相当する管状部材を通じて上記のカテーテルを心臓モデル内部に挿入するので、心臓モデルを用いた手術又は検査のトレーニングのリアリティ性が向上することになる。
Further, in the above heart model, the heart model is installed in a human body model body having a tubular member corresponding to a femoral vein connected to the heart model to form a human body model together with the human body model body, The tubular medical device is a catheter having an electrode for identifying or cauterizing the origin of arrhythmia, and it is more preferable that the catheter is inserted into the heart model through the tubular member.
In such a configuration, the catheter is inserted into the heart model through a tubular member corresponding to the femoral vein, as in the case of actual surgery and examination using a catheter for arrhythmia examination and treatment. The reality of the used surgical or examination training will be improved.
本発明の心臓モデルであれば、カテーテル等の管状医療器具を内側表面に当接させた際の当接圧に対する挙動が異なる領域として、第1領域と第2領域が存在するため、当接部位に応じた当接圧の調整が必要となる実際の手術又は検査を良好にシミュレーション(再現)することが可能になる。特に、本発明では、実際の心臓のうち、当接圧に対する応答性がより高い部位を第2領域に設定して、当該第2領域の強度を第1領域よりも小さくすることにより、実際の心臓のうち、第2領域が対応する部位の内側表面に管状医療器具を当接させた際の応答を良好にシミュレーションすることが可能である。
つまり、本発明の心臓モデルは、心臓各部位における、カテーテル等の管状医療器具が内側表面に当接した際の当接圧に対する応答性の違いを良好に再現しており、管状医療器具を心臓内部に挿入して行う実際の手術又は検査をシミュレーションするために用いるトレーニング用モデルとして好適な心臓モデルである。
In the heart model of the present invention, the first region and the second region exist as regions having different behavior with respect to the contact pressure when a tubular medical device such as a catheter is contacted to the inner surface. It is possible to satisfactorily simulate (reproduce) an actual operation or examination that requires adjustment of the contact pressure according to the condition. In particular, in the present invention, by setting a portion of the actual heart that is more responsive to the contact pressure in the second region and making the strength of the second region smaller than the first region, It is possible to satisfactorily simulate the response when the tubular medical device is brought into contact with the inner surface of the portion of the heart corresponding to the second region.
That is, the heart model of the present invention reproduces well the difference in response to contact pressure when a tubular medical device such as a catheter contacts the inner surface in each part of the heart. The heart model is suitable as a training model used for simulating an actual operation or examination performed by being inserted inside.
以下、本発明の一実施形態(本実施形態)に係る心臓モデルHについて図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。 Hereinafter, a heart model H according to an embodiment (this embodiment) of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is merely an example for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. That is, the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents thereof.
図1は、手術又は検査におけるカテーテルCの挿入ルートを示す図である。図2A及び図2Bは、人体モデルJの模式外観図であり、具体的には、人体モデルJを腹側部(図2A)と背側部(図2B)に分割した際の図である。図3〜図8は、心臓モデルHの外観図であり、それぞれ、正面図、背面図、右側面図、左側面図、平面図、底面図を示している。図9は、心臓モデルHの模式断面図である。図10は、第2領域R2又は第3領域R3が心臓モデル本体HM及び第1領域R1に対して着脱自在とする構成についての説明図である。図11は、心臓モデルH各部を製造するプロセスの流れを示す図である。図12及び図13は、心臓モデルH各部を製造するプロセスについての説明図である。具体的に説明すると、図12は、後述する第1領域R1及び心臓モデル本体HMの製造プロセスを示す図であり、図13は、後述する第2領域R2又は第3領域R3の製造プロセスを示す図である。図14は、第2変形例に係る心臓モデルHを示す図であり、図7に対応する図である。図15は、第3変形例に係る心臓モデルHの模式断面図であり、図9に対応する図である。
なお、図12及び図13に図示された部材については、図示の都合上、簡略化されており、実際のものとは形状や寸法が幾分異なっている。
FIG. 1 is a diagram showing an insertion route of the catheter C in the operation or examination. 2A and 2B are schematic external views of the human body model J. Specifically, the human body model J is divided into a ventral part (FIG. 2A) and a dorsal part (FIG. 2B). 3 to 8 are external views of the heart model H, showing a front view, a rear view, a right side view, a left side view, a plan view, and a bottom view, respectively. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the heart model H. FIG. 10 is an explanatory diagram of a configuration in which the second region R2 or the third region R3 is detachable from the heart model body HM and the first region R1. FIG. 11 is a diagram illustrating a flow of a process for manufacturing each part of the heart model H. 12 and 13 are explanatory diagrams of a process for manufacturing each part of the heart model H. FIG. Specifically, FIG. 12 is a diagram showing a manufacturing process of the first region R1 and the heart model body HM described later, and FIG. 13 shows a manufacturing process of the second region R2 or the third region R3 described later. FIG. FIG. 14 is a diagram showing a heart model H according to a second modification, and corresponds to FIG. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a heart model H according to the third modification, and corresponds to FIG.
Note that the members shown in FIGS. 12 and 13 are simplified for the sake of illustration, and are slightly different in shape and dimensions from the actual ones.
心臓モデルHは、実際の人間の心臓を擬態した模型であり、手術又は検査のトレーニングのために用いられ、内部に管状医療器具としてのカテーテルCを挿入することが可能である。トレーニングとは、実際の手術又は検査を行う前段階として行う訓練や練習、実技試験等の総称である。 The heart model H is a model imitating an actual human heart, and is used for training of surgery or examination, and a catheter C as a tubular medical instrument can be inserted therein. Training is a general term for training, practice, practical tests, and the like performed as a pre-stage for performing actual surgery or examination.
特に、本実施形態に係る心臓モデルHは、電極を先端に有するカテーテルCを用いる手術又は検査のトレーニングとして用いられるものである。つまり、本実施形態に係る心臓モデルHの内部には、実際の手術又は検査と同様に、電極が先端部に取り付けられたカテーテルCが挿入される。 In particular, the heart model H according to the present embodiment is used as training for surgery or examination using a catheter C having an electrode at the tip. That is, in the heart model H according to the present embodiment, the catheter C with the electrode attached to the distal end portion is inserted as in the actual operation or examination.
ここで、電極が取り付けられたカテーテルCを用いる手術とは、カテーテル先端の電極と患者の背中に貼った対極板との間に高周波を流し、不整脈の起源部位に上記電極を当接させて、当該部位の心筋組織を焼灼して不整脈を治療する手術(いわゆるカテーテル・アブレーション)である。また、電極が取り付けられたカテーテルCを用いる検査とは、先端に電極を取り付けたカテーテルCを心筋組織各部に当接させることにより心臓内の刺激伝達経路を診断し、不整脈の起源部位を特定する検査(電気生理学的カテーテル検査)である。以上のように、本実施形態に係る心臓モデルHの内部には、不整脈の起源部位を特定又は焼灼するための電極が先端部に取り付けられたカテーテルCが挿入される。 Here, the operation using the catheter C to which the electrode is attached means that a high frequency is passed between the electrode at the tip of the catheter and a counter electrode attached to the back of the patient, and the electrode is brought into contact with the origin of arrhythmia, This is an operation (so-called catheter ablation) in which the myocardial tissue in the region is cauterized to treat arrhythmia. The examination using the catheter C to which the electrode is attached refers to diagnosis of the stimulation transmission path in the heart by bringing the catheter C to which the electrode is attached at the tip into contact with each part of the myocardial tissue, and specifies the origin part of the arrhythmia. Test (electrophysiological catheter test). As described above, inside the heart model H according to the present embodiment, the catheter C in which the electrode for identifying or cauterizing the origin part of the arrhythmia is attached is inserted.
ところで、上記の手術や検査では、図1に示すように、カテーテルCが経皮的に人体の大腿静脈に挿入され、大腿静脈を通じて心臓内に向けて押し入れられる。一方、本実施形態に係る心臓モデルHを用いた手術又は検査のトレーニングにおいても、上記と同様の手順にてカテーテルCが心臓モデルH内部に挿入される。 By the way, in the above-described operation or examination, as shown in FIG. 1, the catheter C is percutaneously inserted into the femoral vein of the human body and pushed into the heart through the femoral vein. On the other hand, in surgery or examination training using the heart model H according to the present embodiment, the catheter C is inserted into the heart model H in the same procedure as described above.
より具体的に説明すると、本実施形態に係る心臓モデルHは、図2A及び図2Bに示す中空の人体モデル本体JH内に据え付けられて、人体モデル本体JHと共に人体モデルJをなす。ここで、人体モデル本体JHとは、電極を先端に有するカテーテルCを用いたトレーニングの際に利用する人体モデルJにおいて、心臓モデルHを除いた部分であり、図2A及び図2Bに示すように、人体の大腿部から首に至る部分を擬態した透明材料の中空部材である。さらに、本実施形態に係る人体モデル本体JHは、腹側部と背側部に分解可能であり、その内部には血管を模した管状部材としてのゴムチューブTがセットされている。 More specifically, the heart model H according to this embodiment is installed in the hollow human body model main body JH shown in FIGS. 2A and 2B and forms the human body model J together with the human body model main body JH. Here, the human body model main body JH is a portion excluding the heart model H in the human body model J used in training using the catheter C having the electrode at the tip, as shown in FIGS. 2A and 2B. This is a hollow member made of a transparent material that mimics the portion from the thigh to the neck of the human body. Furthermore, the human body model main body JH according to the present embodiment can be disassembled into an abdominal part and a dorsal part, and a rubber tube T as a tubular member imitating a blood vessel is set therein.
人体モデル本体JH内にセットされたゴムチューブTの中には、図2Bに示す通り、大腿静脈に相当するゴムチューブTが存在する。上述の手術又は検査のトレーニングの際、人体モデル本体JHの外表面のうち、大腿静脈に相当するゴムチューブTの上部に位置する箇所に孔を穿ち、カテーテルCは、この孔を通じて大腿静脈に相当するゴムチューブT内部に挿入され、当該ゴムチューブTを通じて最終的に心臓モデルH内部に挿入されることになる。以上のように、不整脈の検査や治療のためにカテーテルCを使用する実際の手術や検査と同様に、大腿静脈に相当するゴムチューブTを通じてカテーテルCを心臓モデルH内部に挿入するので、心臓モデルHを用いた手術又は検査のトレーニングのリアリティ性が向上することになる。 Among the rubber tubes T set in the human body model body JH, there is a rubber tube T corresponding to the femoral vein as shown in FIG. 2B. At the time of the above-described surgery or examination training, a hole is formed in a portion of the outer surface of the human body main body JH located above the rubber tube T corresponding to the femoral vein, and the catheter C corresponds to the femoral vein through this hole. Is inserted into the rubber tube T, and finally inserted into the heart model H through the rubber tube T. As described above, since the catheter C is inserted into the heart model H through the rubber tube T corresponding to the femoral vein, as in the actual operation and examination using the catheter C for the examination and treatment of arrhythmia, the heart model The reality of training of surgery or examination using H is improved.
カテーテルCが心臓モデルH内部に至ると、カテーテルCの操作者(すなわち、トレーニング実施者)は、カテーテルCの先端を心臓モデルHの内側表面に当接させるようにカテーテルCを操作する。これにより、操作者は、心臓の心筋組織各部にカテーテルCの先端を当接させたときの手元の感触や、所定の部位にカテーテルCの先端を当接させる際の微妙な力の掛け具合の調整等をシミュレーションすることができる。 When the catheter C reaches the inside of the heart model H, an operator of the catheter C (that is, a training person) operates the catheter C so that the distal end of the catheter C is in contact with the inner surface of the heart model H. As a result, the operator feels at hand when the tip of the catheter C is brought into contact with each part of the heart myocardial tissue, and the degree of application of a delicate force when the tip of the catheter C is brought into contact with a predetermined site. Adjustment and the like can be simulated.
上記のシミュレーションでは、とりわけ、カテーテルCの先端を心臓の心筋組織に当接させる際に心筋組織に掛かる負荷(当接圧)について、精度よく再現できることが望ましい。これは、カテーテルCの先端を当接させた際の当接圧に対する応答性が、心筋組織(心臓の各部位)によって異なり、比較的小さな当接圧で穴が開いたり、破れたりする部位も存在するからである。このため、心臓モデルHについては、カテーテルCの先端を当接させた際の当接圧に対する挙動が各部で異なったものになっていることが望まれる。 In the above simulation, it is particularly desirable that the load (contact pressure) applied to the myocardial tissue when the tip of the catheter C is brought into contact with the myocardial tissue of the heart can be accurately reproduced. This is because the responsiveness to the contact pressure when the distal end of the catheter C is contacted varies depending on the myocardial tissue (parts of the heart), and there is a part where a hole is opened or broken with a relatively small contact pressure. Because it exists. For this reason, regarding the heart model H, it is desirable that the behavior with respect to the contact pressure when the distal end of the catheter C is contacted is different in each part.
本実施形態に係る心臓モデルHは、上記の要望を充足するものであり、カテーテルCを心臓内部に挿入して行う実際の手術(カテーテル・アブレーション)又は検査(電気生理学的カテーテル検査)をシミュレーションするために用いるトレーニング用モデルとして好適なものとなっている。 The heart model H according to the present embodiment satisfies the above-described requirements, and simulates an actual operation (catheter ablation) or examination (electrophysiological catheter examination) performed by inserting the catheter C into the heart. Therefore, it is suitable as a training model used for this purpose.
具体的に説明すると、本実施形態に係る心臓モデルHは、図3〜図8に示す外形形状を有し、心臓モデルHには、実際の心臓の左心室に相当する領域3、右心室に相当する領域4、左心房に相当する領域5、右心房に相当する領域6が備えられている。さらに、心臓モデルHには、心臓に接続された血管に相当する部位として、下大静脈に相当する部位21、上大静脈に相当する部位22、大動脈に相当する部位23、肺動脈に相当する部位24、肺静脈に相当する部位25が備わっている。
More specifically, the heart model H according to the present embodiment has the outer shape shown in FIGS. 3 to 8, and the heart model H includes the
また、本実施形態に係る心臓モデルHは、後述する製造方法によって成形される樹脂成形品である。なお、本実施形態に係る心臓モデルHは、半透明の中空体をなしているが、例えば、心臓モデルH内に挿入されたカテーテルCの先端位置を外部から視認することが可能である。実際の手術や検査では、カテーテルCの先端位置を外部から確認することはできないが、手術や検査のトレーニングにおいては、本実施形態のように外部からカテーテルCの先端位置を視認でき、カテーテルCの操作に伴ってカテーテルCの先端がどのように移動するのかを把握できることが好適である。 Further, the heart model H according to the present embodiment is a resin molded product that is molded by a manufacturing method described later. Note that the heart model H according to the present embodiment has a translucent hollow body. However, for example, the distal end position of the catheter C inserted into the heart model H can be visually recognized from the outside. In actual surgery or examination, the tip position of the catheter C cannot be confirmed from the outside. However, in surgery or examination training, the tip position of the catheter C can be seen from the outside as in the present embodiment. It is preferable that it is possible to grasp how the tip of the catheter C moves with the operation.
そして、本実施形態に係る心臓モデルHは、図9に示すように、心臓モデル本体HMと、心臓モデル本体HMに取り付けられた複数の領域と、から構成されており、更に、複数の領域の中には、カテーテルCが内側表面に当接した際の当接圧に対する強度が互いに異なる領域が存在する。具体的に説明すると、本実施形態に係る心臓モデルHは、互いに異なる位置で心臓モデル本体HMに取り付けられる第1領域R1、第2領域R2、及び、第3領域R3を備えている。 As shown in FIG. 9, the heart model H according to the present embodiment includes a heart model main body HM and a plurality of regions attached to the heart model main body HM. Some regions have different strengths against the contact pressure when the catheter C contacts the inner surface. More specifically, the heart model H according to the present embodiment includes a first region R1, a second region R2, and a third region R3 that are attached to the heart model body HM at different positions.
ここで、心臓モデル本体HMとは、実際の心臓の心室中隔及び心房中隔に相当する領域を少なくとも含み、心臓モデルHにおいて、後述する第1領域R1、第2領域R2、第3領域R3を取り付けるための基部をなす部分である。換言すると、心臓モデル本体HMは、心臓モデルHを構成する部分のうち、第1領域R1、第2領域R2、及び、第3領域R3を除く部分である。 Here, the heart model body HM includes at least regions corresponding to the ventricular septum and the atrial septum of the actual heart. In the heart model H, a first region R1, a second region R2, and a third region R3, which will be described later. It is the part which makes the base for attaching. In other words, the heart model main body HM is a portion excluding the first region R1, the second region R2, and the third region R3 among the portions constituting the heart model H.
また、本実施形態において、心臓モデル本体HMと第1領域R1は、後述するように、一体成形され、一体成形された心臓モデル本体HMと第1領域R1は、心臓モデルHにおいてフレームとして機能する。そして、残りの領域(すなわち、第2領域R2及び第3領域R3)がフレームとしての心臓モデル本体HMと第1領域R1に対して組み付けられることにより、心臓モデルHが完成する。 In the present embodiment, the heart model main body HM and the first region R1 are integrally formed as described later, and the integrally formed heart model main body HM and the first region R1 function as a frame in the heart model H. . Then, the remaining region (that is, the second region R2 and the third region R3) is assembled to the heart model body HM and the first region R1 as a frame, thereby completing the heart model H.
上記の3つの領域R1、R2、R3については、互いに、カテーテルCが内側表面に当接した際の当接圧に対する強度が異なっている。具体的に説明すると、第1領域R1は、心室中隔及び心房中隔を除く実際の心臓の所定部位に相当する領域となっている一方、第2領域R2は、実際の心臓のうち、上記当接圧に対する応答性が第1領域R1の対応部位(すなわち、実際の心臓の所定部位)よりも高い部位、に相当する領域となっている。そして、第2領域R2の、上記当接圧に対する強度は、第1領域R1の強度より小さくなっている。 About said 3 area | region R1, R2, R3, the intensity | strength with respect to the contact pressure when the catheter C contact | abuts to an inner surface mutually differs. More specifically, the first region R1 is a region corresponding to a predetermined portion of the actual heart excluding the ventricular septum and the atrial septum, while the second region R2 is the above-described portion of the actual heart. This is a region corresponding to a portion having higher responsiveness to the contact pressure than a corresponding portion of the first region R1 (that is, a predetermined portion of the actual heart). And the intensity | strength with respect to the said contact pressure of 2nd area | region R2 is smaller than the intensity | strength of 1st area | region R1.
また、第3領域R3は、実際の心臓のうち、上記当接圧に対する応答性が第1領域R1の対応部位(すなわち、実際の心臓の所定部位)より高く、かつ、第2領域R2の対応部位より低い部位に相当する領域である。そして、第3領域R3の強度は、第1領域R1の強度よりも小さく、かつ、第2領域R2の強度よりも大きくなっている。 Further, the third region R3 has a higher responsiveness to the contact pressure than the corresponding portion of the first region R1 (that is, the predetermined portion of the actual heart) in the actual heart, and corresponds to the second region R2. This is a region corresponding to a lower part than the part. And the intensity | strength of 3rd area | region R3 is smaller than the intensity | strength of 1st area | region R1, and is larger than the intensity | strength of 2nd area | region R2.
ここで、当接圧に対する応答性とは、当接圧を受けた際の反応度合いを示す概念であり、応答性が高いほど、同一の当接圧に対して、より大きな反応を示すことを意味し、換言すると、当接圧を受けた際に起きる物理学的又は生理学的変化の度合いが大きいことを意味する。
一方、強度とは、機械的強度を意味し、より詳しくは、カテーテルCが内側表面に当接して当接圧が作用した際の変形挙動を示す指標である。本実施形態では強度の一例として、当接圧に対する変形し難さ、換言すると、硬さを用いている。したがって、本実施形態に係る心臓モデルHでは、第2領域R2の硬さが、第1領域R1の硬さよりも小さくなっている。すなわち、第2領域R2は、第1領域R1よりも伸縮性に富む領域である。また、第3領域R3の硬さは、第1領域R1の硬さよりも小さく、かつ、第2領域R2の硬さよりも大きくなっている。
Here, the responsiveness to the contact pressure is a concept indicating the degree of reaction when the contact pressure is received. The higher the responsiveness, the greater the response to the same contact pressure. In other words, it means that the degree of physical or physiological change that occurs when subjected to contact pressure is large.
On the other hand, strength means mechanical strength, and more specifically, is an index indicating the deformation behavior when the catheter C abuts against the inner surface and a contact pressure acts. In the present embodiment, as an example of strength, difficulty in deformation with respect to the contact pressure, in other words, hardness is used. Therefore, in the heart model H according to the present embodiment, the hardness of the second region R2 is smaller than the hardness of the first region R1. That is, the second region R2 is a region richer in elasticity than the first region R1. Further, the hardness of the third region R3 is smaller than the hardness of the first region R1 and larger than the hardness of the second region R2.
以上のような各領域間の強度の違いは、各領域を成形するのに使用される樹脂材料の種類の違いに起因する。例えば、第1領域R1は、柔軟性を有する熱可塑性樹脂、具体的には硬さの高いシリコンゴムにより成形される。第2領域R2は、ゲル材料により成形され、具体的には、伸縮性が高く破れ難い材料により成形される。第3領域R3は、柔軟性を有する熱可塑性樹脂、具体的には、硬さの低いシリコンゴムにより成形される。 The difference in strength between the regions as described above is caused by the difference in the types of resin materials used for molding the regions. For example, the first region R1 is formed of a thermoplastic resin having flexibility, specifically, silicon rubber having high hardness. The second region R2 is formed of a gel material, and specifically, formed of a material that has high stretchability and is not easily broken. The third region R3 is formed of a thermoplastic resin having flexibility, specifically, silicon rubber having low hardness.
ここで、上述の各領域及び心臓モデル本体HMと実際の心臓との対応関係について説明すると、図9に示すように、本実施形態において、心臓モデル本体HMは、実際の心臓の心室中隔に相当する領域1と、心房中隔に相当する領域2と、により構成されている。第1領域R1は、実際の心臓のうち、左心室に相当する領域3、及び、右心室に相当する領域4である。また、第2領域R2は、実際の心臓のうち、右心房に相当する領域6であり、第3領域R3は、実際の心臓のうち、左心房に相当する領域5である。
Here, the correspondence relationship between the above-described regions and the heart model main body HM and the actual heart will be described. As shown in FIG. 9, in this embodiment, the heart model main body HM is located in the ventricular septum of the actual heart. The
次に、各領域R1、R2、R3の硬さに関して具体的に説明する。なお、以下では、硬さを示す一指標として、カテーテルCの先端を当接させたことにより孔が開く時点での当接圧、すなわち、パーフォレーション・フォース(以下、PF)を例に挙げて説明する。 Next, the hardness of each region R1, R2, R3 will be specifically described. In the following description, the contact pressure at the time when the hole is opened by the contact of the distal end of the catheter C, that is, perforation force (hereinafter referred to as PF) will be described as an example of the hardness index. To do.
第1領域R1に該当する領域、すなわち、実際の心臓のうち、左心室に相当する領域3、及び、右心室に相当する領域4については、PFが14268g/cm2(カテーテルC先端の直径を2.5mmとした場合の負荷に換算すると約700g)である。上記の値は、健常な心臓を摘出して測定した心室壁(左心室壁)のPFの上限値に相当する。
For the region corresponding to the first region R1, that is, the
一方、第2領域R2に該当する領域、すなわち、実際の心臓のうち、右心房に相当する領域6のPFは、8153g/cm2(カテーテルC先端の直径を2.5mmとした場合の負荷に換算すると約400g)である。上記の値は、健常な心臓を摘出して測定した心房壁(左心房壁と右心房壁)の平均値に相当する。また、第3領域R3に該当する領域、すなわち、実際の心臓のうち、左心房に相当する領域5のPFは、12229g/cm2(カテーテルC先端の直径を2.5mmとした場合の負荷に換算すると約600g)であり、かかる値は、健常な心臓を摘出して測定した心房壁(左心房壁)のPFの上限値に相当する。
On the other hand, the PF of the
以上のように、本実施形態に係る心臓モデルHは、互いに硬さの異なる3つの領域R1、R2、R3を備える。これにより、心臓モデルH内部に挿入されたカテーテルCの先端を内側表面に当接させた際の当接圧に対する挙動が、各領域間で異なっており、カテーテルCを心臓内部に挿入して行う実際の手術又は検査を良好にシミュレーションすることが可能になる。特に、本実施形態では、実際の心臓のうち、当接圧に対する応答性がより高い部位を第2領域R2に設定して、第2領域R2の強度を第1領域よりも小さくすることにより、実際の心臓のうち、第2領域R2が対応する部位の内側表面にカテーテルCを当接させた際の応答を良好にシミュレーションすることが可能である。 As described above, the heart model H according to the present embodiment includes the three regions R1, R2, and R3 having different hardnesses. Thereby, the behavior with respect to the contact pressure when the tip of the catheter C inserted into the heart model H is brought into contact with the inner surface is different between the regions, and the catheter C is inserted into the heart. An actual operation or examination can be simulated well. In particular, in the present embodiment, by setting a portion of the actual heart that is more responsive to the contact pressure in the second region R2, and making the intensity of the second region R2 smaller than the first region, It is possible to satisfactorily simulate the response when the catheter C is brought into contact with the inner surface of the part corresponding to the second region R2 in the actual heart.
つまり、第1領域R1と第2領域R2との強度(本実施形態では、硬さ)の差により、カテーテルCを当接させた際の当接圧に対する応答性の差を的確に表現することが可能になる。この結果、心臓各部位における、カテーテルCが内側表面に当接した際の当接圧に対する応答性の違いを良好に再現しており、カテーテルCを心臓内部に挿入して行う実際の手術又は検査を良好にシミュレーションすることが可能になり、カテーテルCの操作時における力の入れ具合に対する応答性を体感することが可能になる。 That is, the difference in the responsiveness to the contact pressure when the catheter C is contacted is accurately expressed by the difference in strength (hardness in the present embodiment) between the first region R1 and the second region R2. Is possible. As a result, the difference in responsiveness to the contact pressure when the catheter C is in contact with the inner surface in each part of the heart is well reproduced, and an actual operation or examination performed by inserting the catheter C into the heart Can be simulated well, and it becomes possible to experience the responsiveness to the force applied when the catheter C is operated.
より分かり易く説明すると、心臓モデルH内部に挿入されたカテーテルCの先端を、第1領域R1に該当する領域、すなわち、左心室に相当する領域3や右心室に相当する領域4の内側表面を当接させた場合、比較的大きな当接圧が作用しても(詳しくは、上述したPFを下廻る限りにおいて)、当該領域は変形せず、かつ、破れない(孔が開かない)。これは、実際の心臓において、心室壁のPFが比較的大きいことを反映している。
More specifically, the tip of the catheter C inserted into the heart model H is attached to the inner surface of the region corresponding to the first region R1, that is, the
一方、第2領域R2に相当する領域、すなわち、右心房に相当する領域6の内側表面にカテーテルCの先端を当接させた場合、当該領域は、弾性変形し、具体的には破れずに伸張する。これは、実際の心臓において、心室壁のPFに比して、心房壁のPF、特に右心房壁のPFが小さいことを反映している。
上記の如く心臓モデルHが構成されていることにより、カテーテルCの操作者は、手術又は検査のトレーニングにおいて、例えば、右心房に相当する領域6が異常に変形していることを視認した場合、当該右心房に相当する領域6の内側表面に過大な当接圧が作用していると気付くことができ、かかる体験を通じて、適切なカテーテル操作を習得できるようになる。
On the other hand, when the distal end of the catheter C is brought into contact with the inner surface of the
When the heart model H is configured as described above, the operator of the catheter C visually recognizes, for example, that the
さらに、カテーテルCを内側表面に当接させた際の当接圧に対する応答性の違いを反映して、第1領域R1及び第2領域R2に加え、第3領域R3が追加され、前述したように、第3領域の強度は、第1領域の強度よりも小さく、かつ、第2領域の強度よりも大きくなっている。具体的に説明すると、第3領域R3として設定された領域、すなわち、左心房に相当する領域5については、その内側表面にカテーテルCの先端を当接させた際に過度に大きな当接圧が作用すると(詳しくは、上述したPF以上の当接圧が作用すると)、当該領域が破れる(孔が開く)ようになっている。かかる第3領域R3が備わっていることにより、手術又は検査のトレーニングにおいて、カテーテルCの当接部位に応じた当接圧の調整をより細やかに行う必要が生じる。すなわち、トレーニングの場面にて、実際の手術又は検査をより良好にシミュレーションすることが可能になる。
Further, in addition to the first region R1 and the second region R2, a third region R3 is added to reflect the difference in responsiveness to the contact pressure when the catheter C is brought into contact with the inner surface, as described above. In addition, the strength of the third region is smaller than the strength of the first region and larger than the strength of the second region. Specifically, in the region set as the third region R3, that is, the
なお、上述した各領域R1、R2、R3の硬さ(具体的には、PF)は、あくまでも一例に過ぎず、上記の値に限定されるものではなく、第1領域R1、第3領域R3、第2領域R2の順で小さくなっている限り、他の値であってもよい。例えば、上記の値は、健常な心臓を摘出して測定した時の値であるが、拍動状態にある健常な心臓について測定したPFの平均値や最小値、あるいは、カテーテル・アブレーション施術後の心臓について測定したPFを採用することとしてもよい。参考値として、健常な拍動状態の心臓の心房壁については、PFの平均値が4693g/cm2(カテーテルC先端の直径を2.33mmとした場合の負荷に換算すると約200g)となり、PFの最小値が2346g/cm2(カテーテルC先端の直径を2.33mmとした場合の負荷に換算すると約100g)となる。カテーテル・アブレーション施術後のPFは、健常時の値よりも23%ほど減少するため、1877g/cm2(カテーテルC先端の直径を2.33mmとした場合の負荷に換算すると約80g)となる。 Note that the hardness (specifically, PF) of each of the above-described regions R1, R2, and R3 is merely an example, and is not limited to the above values, and the first region R1 and the third region R3. Other values may be used as long as the second region R2 becomes smaller in order. For example, the above value is a value obtained by measuring and measuring a healthy heart, but an average value or a minimum value of PF measured for a healthy heart in a beating state, or after catheter ablation. It is good also as employ | adopting PF measured about the heart. As a reference value, the average value of PF for the atrial wall of the heart in a healthy beating state is 4663 g / cm 2 (about 200 g when converted to a load when the diameter of the tip of the catheter C is 2.33 mm). 2346 g / cm 2 (about 100 g in terms of load when the diameter of the tip of the catheter C is 2.33 mm). Since the PF after the catheter ablation is reduced by about 23% from the normal value, it becomes 1877 g / cm 2 (about 80 g in terms of the load when the diameter of the tip of the catheter C is 2.33 mm).
次に、本実施形態に係る心臓モデルHの組立てに関して説明する。本実施形態に係る心臓モデルHでは、第2領域R2及び第3領域R3が、一体成形された心臓モデル本体HM及び第1領域R1によって構成されるフレーム(以下、単にフレームともいう)に対して着脱自在に取り付けられている。第2領域R2及び第3領域R3の各々が、一体化した心臓モデル本体HM及び第1領域R1に対して着脱自在とする構成について、図10を参照しながら説明する。 Next, assembly of the heart model H according to the present embodiment will be described. In the heart model H according to the present embodiment, the second region R2 and the third region R3 are relative to a frame (hereinafter also simply referred to as a frame) configured by the integrally formed heart model body HM and the first region R1. It is detachably attached. A configuration in which each of the second region R2 and the third region R3 is detachable from the integrated heart model body HM and the first region R1 will be described with reference to FIG.
第2領域R2及び第3領域R3の各々は、図10に図示したような、本体部7(具体的には、右心房や左心房をなす部分)の外縁から突出したピン8を有している。このピン8は、係合部に相当し、心臓モデル本体HMに対する第2領域R2及び第3領域R3の着脱方向(図10中、矢印にて示す方向)に沿って延出し、図10に示すように、先端側に位置する大径部8aと、大径部8aの後側で大径部8aと隣接し、大径部8aよりも僅かに外径が小さい小径部8bとを有する。なお、本実施形態において、第2領域R2及び第3領域R3の各々には、ピン8が、本体部7の外縁に沿って適宜な間隔を空けながら複数設けられている。
Each of the second region R2 and the third region R3 has a
一方、フレーム側には、ピン8を嵌合させる嵌合孔9が形成されている。この嵌合孔9は、被係合部に相当し、開口9aと、底部9bと、開口9a及び底部9bの間に存する連絡部9cとを有する。底部9bについては、その内径がピン8の大径部8aの外径に対応しており、連絡部9cについては、その内径がピン8の小径部8bの外径に対応している。
On the other hand, a
上記の形状を有する嵌合孔9は、フレームのうち、第2領域R2及び第3領域R3の各々が取り付けられる取付面(すなわち、心臓モデル本体HM及び第1領域R1の、第2領域R2及び第3領域R3の各々との接合面)に形成されている。なお、本実施形態において、上記の取付面には、第2領域R2及び第3領域R3の各々に形成されたピン8と同数の嵌合孔9が、それぞれ、各ピン8と対応する位置に形成されている。
The
以上までに説明してきた構成において、第2領域R2及び第3領域R3の各々は、着脱方向に沿ってフレームに近付けて、各ピン8を対応する嵌合孔9に嵌合させることにより、上記のフレーム、すなわち、一体化した心臓モデル本体HM及び第1領域R1に対して取り付けられることになる。ここで、各ピン8が対応する嵌合孔9に嵌合することは、各ピン8が対応する嵌合孔9に係合していることを意味する。かかる係合状態は、第2領域R2及び第3領域R3の各々についてフレームから取り外す向きに所定の大きさ以上の力が作用しない限り、維持される。
In the configuration described above, each of the second region R2 and the third region R3 approaches the frame along the attaching / detaching direction, and each
より具体的に説明すると、第2領域R2及び第3領域R3の各々についてフレームから取り外す向きに多少の力が作用したとしても、ピン8の大径部8aが、嵌合孔9の底部9bと連絡部9cとの境界位置に形成された段差に係止されるので、ピン8と嵌合孔9との係合状態が維持される(つまり、第2領域R2及び第3領域R3の各々がフレームから取り外れることはない)。一方、第2領域R2及び第3領域R3の各々に対して、フレームから取り外す向きに、ピン8の大径部8aに対する係止力を上回る力が作用した場合、ピン8と嵌合孔9との係合状態が解除されて、第2領域R2及び第3領域R3の各々がフレームから取り外れるようになる。
More specifically, even if some force acts in the direction of removing from the frame for each of the second region R2 and the third region R3, the large-
以上のように、本実施形態に係る心臓モデルHでは、第2領域R2及び第3領域R3の各々が、一体化した心臓モデル本体HM及び第1領域R1に対して着脱自在になっているので、例えば、心臓モデルHの使用により第2領域R2が経年劣化したり損傷した場合、第2領域R2は、新たな第2領域R2に交換可能となっている。また、第3領域R3についても、第3領域R3に孔が開いたり損傷した場合、第3領域R3は、新たな第3領域R3に交換可能となっている。このように、劣化した第2領域R2を新たな第2領域R2に交換し、あるいは、損傷した第3領域R3を新たな第3領域R3に交換することにより、再利用可能な心臓モデルHが実現されるようになる。 As described above, in the heart model H according to the present embodiment, each of the second region R2 and the third region R3 is detachable from the integrated heart model body HM and the first region R1. For example, when the second region R2 is aged or damaged due to the use of the heart model H, the second region R2 can be replaced with a new second region R2. Also, in the third region R3, when a hole is opened or damaged in the third region R3, the third region R3 can be replaced with a new third region R3. Thus, by replacing the deteriorated second region R2 with a new second region R2, or replacing the damaged third region R3 with a new third region R3, a reusable heart model H is obtained. It will be realized.
また、第2領域R2及び第3領域R3の各々が、一体化した心臓モデル本体HM及び第1領域R1に対して着脱自在になっている構成を利用して、例えば、トレーニングとして想定するケースに応じて、第2領域R2及び第3領域R3の特性を切り替えることができる。より分かりやすく説明すると、健常な心臓を手術するためのトレーニングと、疾患を持つ心臓を手術するためのトレーニングとで、強度の異なる第2領域R2及び第3領域R3を付け替えることが可能になる。その他、子供の心臓と大人の心臓、男性の心臓と女性の心臓、研修生が手術のトレーニングのために使用する場合と医師試験のために使用する場合など、心臓モデルHを利用するシチュエーションに応じて、強度の異なる第2領域R2及び第3領域R3を付け替えてもよい。 In addition, for example, a case assumed as training using a configuration in which each of the second region R2 and the third region R3 is detachable from the integrated heart model body HM and the first region R1. Accordingly, the characteristics of the second region R2 and the third region R3 can be switched. More specifically, the second region R2 and the third region R3 having different intensities can be replaced by training for operating a healthy heart and training for operating a heart having a disease. In addition, depending on the situation using the heart model H, such as the heart of a child and adult, the heart of a man and a woman, and when the trainee uses it for surgical training or for a doctor examination Thus, the second region R2 and the third region R3 having different strengths may be replaced.
次に、本実施形態に係る心臓モデルHの製造方法について、図11〜図13を参照しながら説明する。
図11に示すように、心臓モデルHを製造するプロセスは、人体に対してCTスキャン等の断層撮影を行うことによって、心臓の二次元断層像データ(以下、CTデータ)を取得するステップから開始される(S001)。CTデータを画像処理によって2次元データから3次元のデータへと再構築することにより、心臓の外側表面と内側表面を特定することが可能となる。ここで、心臓の内側表面よりも内側に位置する空間は、心臓各部(心室、心房、大動脈、大静脈、肺動脈、肺静脈等)を規定する内部空間となり、内側表面と外側表面との間は、心筋が占める空間であり、心臓の形状を特定する部分に相当する。
Next, a method for manufacturing the heart model H according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 11, the process of manufacturing the heart model H starts from a step of obtaining two-dimensional tomographic image data (hereinafter referred to as CT data) of the heart by performing tomography such as CT scan on the human body. (S001). By reconstructing CT data from two-dimensional data to three-dimensional data by image processing, it becomes possible to specify the outer and inner surfaces of the heart. Here, the space located inside the inner surface of the heart is an internal space that defines each part of the heart (ventricle, atrium, aorta, vena cava, pulmonary artery, pulmonary vein, etc.), and there is no space between the inner surface and the outer surface. A space occupied by the myocardium and corresponds to a portion for specifying the shape of the heart.
CTデータの取得後、当該CTデータに基づき、図12に図示された心臓モデル本体HM及び第1領域R1の外形体11及び内形体12を製造する(S002)。ここで、前述したように、心臓モデル本体HMは、心室中隔及び心房中隔に相当し、第1領域R1は、左心室及び右心室に相当する。なお、外形体11とは、心臓の外表面によって外形が規定された中実体であり、内形体12は、心臓の内表面によって外形が規定された中実体である。この外形体11、及び、内形体12は、別々に製造され、具体的には、取得したCTデータに基づいて、公知の光造形法を用いて製造される。
After obtaining the CT data, based on the CT data, the heart model main body HM and the
外形体11及び内形体12の取得後には、外形体11を用いて基本型13を作成する(S003)。基本型13は、心臓モデル本体HM及び第1領域R1を成形する際の外枠(割型)をなすものであり、型枠Fの内部に外形体11を入れた状態で型枠F内にゴムを充填することによって作成される。つまり、基本型13は、外形体11の外形と同一形状の空洞13aを有する枠状体である。
After obtaining the
なお、後述するように、上記の空洞13a内には、中子15を所定の位置に正確に位置決めして当該位置にセットすることから、外形体11には、予め、中子15をセットする際に利用される位置決め用の突起が形成されている方が望ましい。かかる突起の形成により、外形体11から作成される基本型13には、その突起に対応する位置に、中子15を位置決めする位置決め部(不図示)が形成されて、かかる位置決め部を利用して、中子15を正確に空洞13a内にセットすることが可能となる。上述した外形体11に予め形成される突起としては、心臓の内側表面の一部が突出した部位に対応して形成された部位、例えば、外形体11のうち、動脈や静脈との接続部に相当する部位を利用することが望ましい。
As will be described later, since the
次に、内形体12を用いて中子型14を作成する(S004)。中子型14は、内形体12と同一の外形形状を有する中子15を成形する際の外枠(割型)をなすものであり、型枠F内に内形体12を入れた状態でゴムを充填することによって作成される。つまり、中子型14は、内形体12の外形と同一形状の空洞14aを有する枠状体である。
Next, the
中子型14の作成後には、中子型14の空洞14a内に低融点金属を注入することで中子15を作成する(S005)。その後、作成した中子15を基本型13の空洞13a内の所定位置にセットする(S006)。この際、上述したように、基本型13の空洞13a内には、予め、中子15を位置決めする位置決め部が形成されており、かかる位置決め部を利用して、中子15を正確に位置決めすることが可能である。
After the
基本型13の空洞13a内に中子15をセットしてから、当該空洞13aの内表面と中子15の外表面との間の隙間(ゲート)に、所定の樹脂材料を注入する(S007)。なお、心臓モデル本体HM及び第1領域R1を成形する場合には、前述したように、硬さの高い熱可塑性樹脂(シリコンゴム)を注入する。これにより、中子15を内包し、基本型13の空洞13aと同様の外形形状を有する樹脂成形品16が形成される。
After setting the
その後、上記の樹脂成形品16を基本型13から取り出し、当該樹脂成形品16に内包された中子15を構成する低融点金属を溶かす(S008)。これにより、樹脂成形品16は、所定の肉厚を有する中空体、すなわち、心臓モデル本体HM及び第1領域R1が形成されることになる。以上までの一連の工程により、心臓モデル本体HM及び第1領域R1が一体成形される。
Thereafter, the resin molded
なお、心臓モデル本体HM及び第1領域R1を成形する場合、前述したように、心臓モデル本体HM及び第1領域R1のうち、第2領域R2や第3領域R3の接合面に、ピン8を嵌合させるための嵌合孔9を形成する必要がある。このため、基本型13の空洞13a内に熱可塑性樹脂を注入するにあたり、中子15のほか、上記の嵌合孔9を形成するための孔形成体17(図12参照)を低融点金属で作成しておき、基本型13の空洞13aの所定位置(嵌合孔9の形成位置に対応する位置)にセットしておく。その後、樹脂成形品16を基本型13から取り出して、樹脂成形品16に内包された中子15を構成する低融点金属、及び、孔形成体17を構成する低融点金属を溶かすことにより、嵌合孔9を所定位置に備えた心臓モデル本体HM及び第1領域R1が成形されるようになる。
When the heart model main body HM and the first region R1 are molded, as described above, the
一方、第2領域R2及び第3領域R3についても、図13に示すように、以上までに説明してきた手順S001〜S008と略同様の手順によって成形される。ここで、第2領域R2及び第3領域R3を成形する場合、本体部7から突出する上述のピン8を形成する必要がある。このため、基本型13を作成する際には、外形体11とともに、上記のピン8と同一の外形形状を有する円柱部材18(図13参照)を型枠F内に入れた状態で型枠F内にゴムを充填する。つまり、第2領域R2及び第3領域R3の各々を成形する場合において、基本型13は、外形体11の外形と同一形状の空洞13aと、ピン8の外形と同一形状のピン形成孔13bと、を有するようになる。かかる基本型13に樹脂材料を注入することにより、ピン8を所定位置に備えた第2領域R2及び第3領域R3が成形されるようになる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, the second region R2 and the third region R3 are also formed by a procedure substantially similar to the steps S001 to S008 described above. Here, when forming 2nd area | region R2 and 3rd area | region R3, it is necessary to form the above-mentioned
以上のような手順により、一体化された心臓モデル本体HM及び第1領域R1(すなわち、フレーム)と、断片部材として形成された第2領域R2及び第3領域R3とが、それぞれ成形される。そして、第2領域R2及び第3領域R3に備えられたピン8の各々を、フレームに形成された嵌合孔9に嵌合させることにより、フレームに対して、第2領域R2及び第3領域R3が組み付けられる。かかる組付けが完了した時点で、本実施形態に係る心臓モデルHが完成する。
The integrated heart model main body HM and the first region R1 (that is, the frame) and the second region R2 and the third region R3 formed as the fragment members are respectively formed by the procedure as described above. Then, by fitting each of the
なお、交換用の第2領域R2や第3領域R3(すなわち、新たな第2領域R2及び第3領域R3)についても、上述した手順S001〜S008と同様の手順によって形成されるものである。 The replacement second region R2 and third region R3 (that is, the new second region R2 and third region R3) are also formed by the same procedure as the above-described procedures S001 to S008.
<<第1変形例に係る心臓モデルHについて>>
以上までに説明してきた実施形態(以下、本件例)では、心臓モデル本体HMと第1領域R1とが一体化しており、一体化した心臓モデル本体HM及び第1領域R1に対して、第2領域R2及び第3領域R3が着脱自在に取り付けられていることとした。ただし、これに限定されるものではなく、第1領域R1についても、心臓モデル本体HMに対して着脱自在に取り付けられている構成も考えられる。
さらに、本件例では、各領域R1、R2、R3の強度を硬さ(破れ易さ、伸び易さ)で規定することとしたが、これに限定されるものではなく、硬さ以外の他の指標で規定することも考えられる。
<< About the heart model H according to the first modification >>
In the embodiment described above (hereinafter referred to as the present example), the heart model body HM and the first region R1 are integrated, and the second heart model HM and the first region R1 are integrated with each other. The region R2 and the third region R3 are detachably attached. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which the first region R1 is detachably attached to the heart model body HM is also conceivable.
Furthermore, in this example, the strength of each of the regions R1, R2, and R3 is defined by hardness (easiness of tearing, easiness of elongation). However, the present invention is not limited to this. It may be specified by an indicator.
以下では、心臓モデルHの第1変形例として、第1領域R1が心臓モデル本体HMに対して着脱自在に取り付けられている構成について説明する。また、以下では、第1領域R1及び第2領域R2のみを備える心臓モデルHを具体例に挙げて説明するが、本件例と共通する構成については説明を省略することとする。 Hereinafter, a configuration in which the first region R1 is detachably attached to the heart model main body HM will be described as a first modification of the heart model H. Hereinafter, the heart model H including only the first region R1 and the second region R2 will be described as a specific example, but the description of the configuration common to this example will be omitted.
第1変形例に係る心臓モデルHにおいて、第1領域R1及び第2領域R2は、それぞれ、心臓モデル本体HMに対して着脱自在に取り付けられている。すなわち、第1変形例では、本件例と異なり、第1領域R1は、心臓モデル本体HMとは別体をなしており、心臓モデル本体HMと第1領域R1とは、それぞれ、個別の成形処理にて成形される。なお、第1変形例に係る心臓モデルHにおいて、第1領域R1は、実際の心臓のうち、左心室に相当する領域3、及び、右心室に相当する領域4である。また、第2領域R2は、実際の心臓のうち、左心房に相当する領域5、及び、右心房に相当する領域6である。
In the heart model H according to the first modification, the first region R1 and the second region R2 are detachably attached to the heart model body HM, respectively. That is, in the first modified example, unlike the present example, the first region R1 is separate from the heart model main body HM, and the heart model main body HM and the first region R1 are individually molded. Molded with In the heart model H according to the first modification, the first region R1 is a
そして、心臓モデル本体HMに対して第1領域R1及び第2領域R2を着脱自在に取り付けられるように、第1領域R1及び第2領域R2側には、前述のピン8が形成されており、心臓モデル本体HM側には、前述の嵌合孔9が形成されている。
And the above-mentioned
ここで、第1領域R1に備えられたピン8は、第1係合部に相当し、心臓モデル本体HMに設けられた複数の嵌合孔9のうち、第1領域R1に備えられたピン8が嵌合する嵌合孔9(すなわち、第1係合部に相当するピン8に対応した嵌合孔9)は、第1被係合部に相当する。そして、第1領域R1は、第1領域R1に備えられたピン8が、当該ピン8に対応する嵌合孔9に嵌合して係合することにより、心臓モデル本体HMに取り付けられる。
Here, the
同様に、第2領域R2に備えられたピン8は、第2係合部に相当し、心臓モデル本体HMに設けられた複数の嵌合孔9のうち、第2領域R2に備えられたピン8が嵌合する嵌合孔9(すなわち、第2係合部に相当するピン8に対応した嵌合孔9)は、第2被係合部に相当する。そして、第2領域R2は、第2領域R2に備えられたピン8が、当該ピン8に対応する嵌合孔9に嵌合して係合することにより、心臓モデル本体HMに取り付けられる。
Similarly, the
一方、カテーテルCを用いた手術又は検査のトレーニングにおいて、カテーテルC先端を心臓モデルHの内側表面に当接させる際に、その当接箇所が第1領域R1の内側表面である場合、第1領域R1に備えられたピン8と嵌合孔9との係合状態が解除される大きさの当接圧(換言すると、第1領域R1に備えられたピン8を、当該ピン8が嵌合している嵌合孔9から抜出する大きさの当接圧)が作用すると、第1領域R1が心臓モデル本体HMから外れるようになる。
On the other hand, in surgery or examination training using the catheter C, when the tip of the catheter C is brought into contact with the inner surface of the heart model H, if the contact portion is the inner surface of the first region R1, the first region The contact pressure of such a magnitude that the engagement state between the
同様に、カテーテルC先端の当接箇所が第2領域R2の内側表面である場合、第2領域R2に備えられたピン8と嵌合孔9との係合状態が解除される大きさの当接圧が作用すると、第2領域R2が心臓モデル本体HMから外れるようになる。
Similarly, when the contact portion of the distal end of the catheter C is the inner surface of the second region R2, the size of the engagement between the
そして、第1変形例では、第2領域R2に備えられたピン8と嵌合孔9との係合状態を解除させる当接圧の大きさが、第1領域R1に備えられたピン8と嵌合孔9との係合状態を解除させる当接圧の大きさよりも小さくなっている。すなわち、第1変形例においても、第1領域R1及び第2領域R2については、互いに、カテーテルCが内側表面に当接した際の当接圧に対する強度が異なっており、第2領域R2の強度が、第1領域R1の強度よりも小さくなっている。
In the first modified example, the magnitude of the contact pressure for releasing the engagement state between the
また、第1変形例における強度とは、ピン8と嵌合孔9との係合状態を解除させるのに要する当接圧の大きさであり、上述したように、第2領域R2に備えられたピン8と嵌合孔9との係合状態を解除させる当接圧の大きさが、第1領域R1に備えられたピン8と嵌合孔9との係合状態を解除させる当接圧の大きさよりも小さくなっている。この結果、各係合部と被係合部との係合力(すなわち、係合部と被係合部との係合状態を解除させる当接圧の大きさ)を第1領域R1及び第2領域R2の間で異ならせることにより、カテーテルCを内側表面に当接させた際の当接圧に対する応答性の差が的確に表現された心臓モデルHとなる。
Further, the strength in the first modification is the magnitude of the contact pressure required to release the engagement state between the
なお、ピン8と嵌合孔9との係合状態を解除させるのに要する当接圧の大きさについては、ピン8や嵌合孔9の形状等を変更することにより調整することができ、例えば、本件例にて述べた硬さ(具体的には、PF)と同じ値にて設定することとしてもよい。また、第1変形例では、係合部及び被係合部の一例としてピン8及び嵌合孔9を挙げたが、これに限定されるものではなく、第1領域R1又は第2領域R2を心臓モデル本体HMに組み付けるために互いに係合し合うものである限り、係合部及び被係合部として制限なく利用可能である。
In addition, about the magnitude | size of the contact pressure required to cancel the engagement state of the
<<第2変形例に係る心臓モデルHについて>>
本件例や前述の第1変形例では、心臓モデル本体HMに取り付けられる複数の領域(すなわち、第1領域R1〜第3領域R3)が、実際の心臓のうち、心室や心房に相当する領域であることとした。すなわち、以上までに説明してきた実施形態では、実際の心臓において心筋や中隔にて区画された心房・心室に相当する領域が、心臓モデル本体HMに取り付けられることとした。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、心臓モデル本体HMに取り付けられる第1領域R1及び第2領域R2が、それぞれ、心房や心室中の所定部位(関心部位)に相当する領域であることとしてもよい。
<< About the heart model H according to the second modification >>
In this example and the first modification described above, a plurality of regions (that is, the first region R1 to the third region R3) attached to the heart model body HM are regions corresponding to the ventricle and the atrium of the actual heart. It was supposed to be. That is, in the embodiment described above, the region corresponding to the atrium / ventricle partitioned by the myocardium and the septum in the actual heart is attached to the heart model body HM. However, the present invention is not limited to this. For example, the first region R1 and the second region R2 attached to the heart model body HM are regions corresponding to predetermined portions (regions of interest) in the atria and ventricles, respectively. It is good as well.
上記の内容の具体例(以下、第2変形例)として、図14に示す心臓モデルHについて説明する。 A heart model H shown in FIG. 14 will be described as a specific example of the above contents (hereinafter, a second modification).
第2変形例に係る心臓モデルHにおいて、心臓モデル本体HMは、実際の心臓のうち、心室中隔と心房中隔と左心室と右心室とに相当する領域である。一方、第2領域は、実際の心臓のうち、左心房における肺静脈との接合部位に相当する領域5b、及び、左心房の後側の心筋壁に相当する領域5cであり、第1領域は、実際の心臓のうち、左心房中、肺静脈との接合部位及び後側の心筋壁以外の部位(以下、左心房本体)に相当する領域5aである。そして、左心房における肺静脈との接合部位に相当する領域5b、及び、左心房の後側の心筋壁に相当する領域5cは、左心房本体に相当する領域5aに対して着脱自在に取り付けられている。
In the heart model H according to the second modification, the heart model body HM is a region corresponding to the ventricular septum, the atrial septum, the left ventricle, and the right ventricle in the actual heart. On the other hand, the second region is a
ここで、左心房のうち、肺静脈との接合部位や後側の心筋壁は、上述の関心部位に該当し、具体的には、実際の手術において焼灼される部位に相当し、カテーテルC先端を当接させる操作において一段の慎重さを要する部位である。このため、上記の構成において、上記の関心部位に相当する領域、すなわち、左心房における肺静脈との接合部位に相当する領域5b、及び、左心房の後側の心筋壁に相当する領域5cについては、カテーテルCの先端を当接させた際の当接圧に対する応答性を高めるべく、当該関心部位に相当する領域を、当接圧に対する強度がより小さい第2領域R2とすることが考えられる。以上のように、心臓のうち、手術や検査において特に重要視される部位、特に、内側表面にカテーテルCを当接させる際に細心の注意を要する部位(関心部位)を第2領域R2として設定することにより、手術又は検査のトレーニング用の心臓モデルとして、より好適な心臓モデルHが実現されることになる。
Here, in the left atrium, the joint portion with the pulmonary vein and the posterior myocardial wall correspond to the above-mentioned region of interest, specifically, the portion to be cauterized in actual surgery, and the distal end of the catheter C This is a part that requires a greater degree of caution in the operation of abutting. Therefore, in the above configuration, the region corresponding to the region of interest, that is, the
そして、関心部位に相当する領域を第2領域R2として設定した場合には、当該第2領域R2の強度としてのPFが、例えば、1408g/cm2(カテーテルC先端の直径を2.33mmとした場合の負荷に換算すると約60g)であると好適である。かかる値は、不整脈治療としてカテーテル・アブレーションを行う場合の一般的な当接圧に相当する。また、上記のPFについては、235〜704g/cm2(カテーテルC先端の直径を2.33mmとした場合の負荷に換算すると約10〜30g)であると、より一層好適である。かかる値は、カテーテル・アブレーションを行う際にポップ(カテーテルC先端から散水して先端の電極を冷却している間に心筋深部の温度が突然上昇して起こる水蒸気爆発現象)を回避して安全にカテーテル・アブレーションを行うことが可能な当接圧に相当する。 When the region corresponding to the region of interest is set as the second region R2, the PF as the strength of the second region R2 is, for example, 1408 g / cm 2 (the diameter of the tip of the catheter C is 2.33 mm). In terms of the load in the case, it is preferably about 60 g). Such a value corresponds to a general contact pressure when catheter ablation is performed as an arrhythmia treatment. The PF is more preferably 235 to 704 g / cm 2 (about 10 to 30 g in terms of load when the diameter of the tip of the catheter C is 2.33 mm). This value is safe in avoiding pops (water vapor explosion phenomenon that occurs when the temperature of the deep part of the myocardium suddenly rises while water is sprayed from the tip of the catheter C and the tip electrode is cooled) during catheter ablation. This corresponds to the contact pressure at which catheter ablation can be performed.
<<第3変形例に係る心臓モデルHについて>>
上述の第2変形例では、左心房のうち、肺静脈との接合部位や後側の心筋壁を関心部位としたが、これに限定されるものではなく、他の部位を関心部位とすることとしてもよい。例えば、図15に示すように、右心房と左心房の中隔(図15中、ハッチングが掛かった部分であり、以下、心房中隔とも言う)に形成される卵円窩に相当する領域26を関心部位とする構成(以下、第3変形例)も考えられる。
<< About the heart model H according to the third modification >>
In the second modification described above, the region of interest in the left atrium is the junction with the pulmonary vein and the posterior myocardial wall. However, the present invention is not limited to this. It is good. For example, as shown in FIG. 15, a
卵円窩は、実際の手術においてブロッケンブロー手法(カテーテルC先端に装着した針により孔を穿つ手法)で孔が形成される部位である。このような事情を考慮し、第3変形例に係る心臓モデルHでは、卵円窩に相当する領域26を、当接圧に対する強度がより小さい第2領域R2とし、心房中隔中、卵円窩以外の部位に相当する領域を第1領域R1とし、それ以外の領域を心臓モデル本体HMとしている。なお、第3変形例において、卵円窩に相当する領域26は、所定の穿刺力(ブロッケンブロー用の針を用いて孔を開ける際に要する力)にて孔が開く材質からなり、具体的には当該穿刺力が約2〜3Nとなるように設定されているとよい。
The foveal fossa is a part where a hole is formed by a Brocken blow technique (a technique of making a hole with a needle attached to the tip of the catheter C) in actual surgery. In consideration of such circumstances, in the heart model H according to the third modified example, the
心臓モデルHを用いた手術トレーニングにおいて、卵円窩に相当する領域26には実際の手術と同様に孔が形成される。このため、卵円窩に相当する領域26については、交換可能とし、孔を開けて破れた場合には剥がして新品に張り替える等して容易に交換できるものが好適である。
In surgical training using the heart model H, a hole is formed in the
<<第4変形例に係る心臓モデルHについて>>
以上までに説明してきた実施形態では、カテーテルCの先端を内側表面に当接した際の当接圧に対する強度として、当接圧に対する変形し難さ(硬さ)や、係合部と被係合部との係合状態(上記の実施形態ではピン8と嵌合孔9との係合状態)を解除させる当接圧の大きさとした。ただし、これに限定されるものではなく、当接圧に対する強度として、他の指標、例えば、降伏点や弾性率、塑性、破壊エネルギー、引張強さを用いることとしてもよい。
<< About the heart model H according to the fourth modification >>
In the embodiments described above, the strength against the contact pressure when the distal end of the catheter C is in contact with the inner surface is difficult to deform (hardness) with respect to the contact pressure, and the engagement portion and the engaged portion. The contact pressure is such that the engagement state with the joint portion (the engagement state between the
当接圧に対する強度として硬さや係合状態以外の指標を用いる一例(以下、第4変形例)としては、左心房に相当する領域5が高弾性率の材質にて形成されている心臓モデルHが挙げられる。第4変形例に係る心臓モデルHでは、左心房に相当する領域5に当接圧が作用すると、破断せずに伸長する。すなわち、第4変形例では、当接圧に対する強度として弾性率、換言すると、引張破断強度を用いており、左心房に相当する領域5が他の領域よりも高弾性となるように心臓モデルHを構成している。つまり、第4変形例では、左心房に相当する領域5が第2領域R2に該当し、それ以外の領域(右心房、左心室及び右心室に相当する領域)が第1領域R1に該当する。
As an example of using an index other than the hardness and the engaged state as the strength against the contact pressure (hereinafter referred to as a fourth modified example), a heart model H in which a
以上の構成を有する心臓モデルHを用いてトレーニングを実践すると、例えば、左心房に相当する領域5の内側表面にカテーテルCの先端を当接させた際に、その当接圧が大きいと、左心房に相当する領域5が外側に向かって膨出するようになる。当該変形を看視することで、カテーテルCの操作者は、手術又は検査のトレーニングにおいて、左心房に相当する領域5の内側表面に過大な当接圧が作用していると気付くことができ、かかる体験を通じて、適切なカテーテル操作を習得できるようになる。
When training is performed using the heart model H having the above configuration, for example, when the tip of the catheter C is brought into contact with the inner surface of the
上記の効果を得る上で、左心房に相当する領域5の引張破断強度については、実際の心臓における心筋の引張破断強度に基づいて設計するとよい。具体的に説明すると、20歳代のヒトの心臓の場合、心筋の引張破断強度は、心筋繊維に沿う方向では14.1g/mm2、心筋繊維と直交する方向では上記値の1/3に相当する大きさとなり、最大伸び率は69.2%となる。かかるデータに基づき、左心房に相当する領域5については、先端の直径が2.33mmとなったカテーテルCの先端を20〜60gの負荷で内側表面に押し当てたときに膨出(変形)したことが視認できる程度の引張破断強度に設定すると好適である。
In obtaining the above effect, the tensile rupture strength of the
また、ヒトの心臓における心筋の引張破断強度については、年齢に応じて変化し、20歳代のヒトの値を基準(1.0)としたときに、50歳代のヒトでは約0.72、60〜70歳代のヒトでは約0.67となる。このような年齢と心筋の引張破断強度との相関関係を考慮し、手術又は検査のトレーニングにおいて、当該手術又は検査を受ける患者の年齢を想定して、その年齢に応じて、左心房に相当する領域5の引張破断強度を設計すればさらに好適である。
Further, the tensile strength at break of the myocardium in the human heart varies depending on the age, and about 0.72 for humans in their 50s when the value for humans in their 20s is the standard (1.0). It is about 0.67 for humans in their 60s to 70s. Considering the correlation between the age and the tensile strength of myocardium, and assuming the age of the patient undergoing surgery or examination in surgery or examination training, it corresponds to the left atrium according to that age. It is more preferable to design the tensile breaking strength of the
なお、強度を表現する方法としては、上述した方法以外に、当接圧が所定値まで上昇した際に特性が急激に変化する材質(例えば、当接圧に依存して伸縮性が変化する場合に、ある値の当接圧からは異常に伸びる材質)を用いることとしてもよい。 In addition to the method described above, the strength can be expressed by a material whose characteristics change suddenly when the contact pressure rises to a predetermined value (for example, when the elasticity changes depending on the contact pressure). In addition, a material that abnormally extends from a certain value of contact pressure may be used.
1 心室中隔に相当する領域、2 心房中隔に相当する領域、
3 左心室に相当する領域、4 右心室に相当する領域、
5 左心房に相当する領域、5a 左心房本体に相当する領域、
5b 肺静脈との接合部位に相当する領域、
5c 後側の心筋壁に相当する領域、6 右心房に相当する領域、
7 本体部、8 ピン、8a 大径部、8b 小径部、
9 嵌合孔、9a 開口、9b 底部、9c 連絡部、
11 外形体、12 内形体、13 基本型、13a 空洞、
13b ピン形成孔、14 中子型、14a 空洞、
15 中子、16 樹脂成形品、17 孔形成体、18 円柱部材、
21 下大静脈に相当する部位、22 上大静脈に相当する部位、
23 大動脈に相当する部位、24 肺動脈に相当する部位、
25 肺静脈に相当する部位、26 卵円窩に相当する領域、
C カテーテル、F 型枠、
H 心臓モデル、HM 心臓モデル本体、
J 人体モデル、JH 人体モデル本体、
R1 第1領域、R2 第2領域、R3 第3領域、T ゴムチューブ
1 region corresponding to the ventricular septum, 2 region corresponding to the atrial septum,
3 region corresponding to the left ventricle, 4 region corresponding to the right ventricle,
5 region corresponding to the left atrium, 5a region corresponding to the left atrial body,
5b Area corresponding to the junction with the pulmonary vein,
5c region corresponding to the posterior myocardial wall, 6 region corresponding to the right atrium,
7 body part, 8 pins, 8a large diameter part, 8b small diameter part,
9 fitting hole, 9a opening, 9b bottom part, 9c connecting part,
11 outer shape, 12 inner shape, 13 basic type, 13a cavity,
13b pin formation hole, 14 core type, 14a cavity,
15 core, 16 resin molded product, 17 hole forming body, 18 cylindrical member,
21 part corresponding to the inferior vena cava, 22 part corresponding to the superior vena cava,
23 part corresponding to the aorta, 24 part corresponding to the pulmonary artery,
25 region corresponding to the pulmonary vein, 26 region corresponding to the foveal fossa,
C catheter, F formwork,
H heart model, HM heart model body,
J human body model, JH human body model body,
R1 first region, R2 second region, R3 third region, T rubber tube
Claims (8)
実際の心臓の心室中隔及び心房中隔に相当する領域を少なくとも含む心臓モデル本体と、
該心臓モデル本体に取り付けられ、前記心室中隔及び前記心房中隔を除く前記実際の心臓の所定部位に相当する第1領域と、
該第1領域とは異なる位置で前記心臓モデル本体に取り付けられ、前記実際の心臓のうち、前記管状医療器具が内側表面に当接した際の当接圧に対する応答性が前記実際の心臓の所定部位よりも高い部位、に相当する第2領域と、を有し、
該第2領域の、前記当接圧に対する強度が、前記第1領域の前記強度より小さいことを特徴とする心臓モデル。 A heart model used for surgery or examination training, in which a tubular medical device can be inserted;
A heart model body including at least a region corresponding to a ventricular septum and an atrial septum of an actual heart;
A first region attached to the heart model body and corresponding to a predetermined portion of the actual heart excluding the ventricular septum and the atrial septum;
It is attached to the heart model body at a position different from the first region, and the responsiveness to the contact pressure when the tubular medical device contacts the inner surface of the actual heart is predetermined for the actual heart. A second region corresponding to a region higher than the region,
A heart model, wherein a strength of the second region with respect to the contact pressure is smaller than the strength of the first region.
前記第2領域は、一体化した前記心臓モデル本体及び前記第1領域に対して着脱自在に取り付けられており、新たな第2領域に交換可能であり、
前記第2領域の硬さは、前記第1領域の硬さよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の心臓モデル。 The first region is integrated with the heart model body,
The second region is detachably attached to the integrated heart model body and the first region, and can be replaced with a new second region.
The heart model according to claim 1, wherein the hardness of the second region is smaller than the hardness of the first region.
前記第1領域は、前記心臓モデル本体に形成された第1被係合部に係合する第1係合部を備え、該第1係合部が前記第1被係合部に係合することにより、前記心臓モデル本体に取り付けられ、前記第1係合部と前記第1被係合部との係合状態が解除される大きさの前記当接圧が内側表面に作用することにより、前記心臓モデル本体から外れ、
前記第2領域は、前記心臓モデル本体に形成された第2被係合部と係合する第2係合部を備え、該第2係合部が前記第2被係合部に係合することにより、前記心臓モデル本体に取り付けられ、前記第2係合部と前記第2被係合部との係合状態が解除される大きさの前記当接圧が内側表面に作用することにより、前記心臓モデル本体から外れ、
前記第2係合部と前記第2被係合部との係合状態を解除させる前記当接圧の大きさは、前記第1係合部と前記第1被係合部との係合状態を解除させる前記当接圧の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の心臓モデル。 Each of the first region and the second region is detachably attached to the heart model body,
The first region includes a first engaging portion that engages with a first engaged portion formed in the heart model body, and the first engaging portion engages with the first engaged portion. By this, the contact pressure of a magnitude that is attached to the heart model main body and is disengaged between the first engaging portion and the first engaged portion acts on the inner surface, Coming off the heart model body,
The second region includes a second engaging portion that engages with a second engaged portion formed in the heart model body, and the second engaging portion engages with the second engaged portion. By this, the contact pressure of a magnitude that is attached to the heart model main body and releases the engagement state between the second engagement portion and the second engaged portion acts on the inner surface, Coming off the heart model body,
The magnitude of the contact pressure for releasing the engagement state between the second engagement portion and the second engaged portion is the engagement state between the first engagement portion and the first engaged portion. The heart model according to claim 1, wherein the contact pressure is smaller than a magnitude of the contact pressure for releasing the pressure.
該第3領域の前記強度は、前記第1領域の前記強度よりも小さく、かつ、前記第2領域の前記強度よりも大きいことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の心臓モデル。 Of the actual heart, further comprising a third region corresponding to a portion having a higher responsiveness to the contact pressure than a predetermined portion of the actual heart and lower than a corresponding portion of the second region,
The heart model according to claim 2 or 3, wherein the intensity of the third region is smaller than the intensity of the first region and larger than the intensity of the second region.
前記第2領域は、前記実際の心臓のうち、右心房に相当する領域であり、
前記第3領域は、前記実際の心臓のうち、左心房に相当する領域であることを特徴とする請求項4に記載の心臓モデル。 The first region is a region corresponding to the left ventricle and the right ventricle in the actual heart,
The second region is a region corresponding to the right atrium in the actual heart,
The heart model according to claim 4, wherein the third region is a region corresponding to the left atrium in the actual heart.
前記第2領域は、前記実際の心臓のうち、左心房における肺静脈との接合部位及び後側の心筋壁に相当する領域であり、
前記第1領域は、前記実際の心臓のうち、左心房中、前記肺静脈との接合部位及び前記後側の心筋壁以外の部位に相当する領域であることを特徴とする請求項2又は3に記載の心臓モデル。 The heart model body is a region corresponding to the ventricular septum, the atrial septum, the left ventricle, and the right ventricle of the actual heart,
The second region is a region corresponding to the junction with the pulmonary vein in the left atrium and the posterior myocardial wall of the actual heart,
The said 1st area | region is an area | region corresponded to parts other than the junction part with the said pulmonary veins, and the said rear myocardial wall in the left atrium among the said actual hearts. The heart model described in.
前記第2領域は、前記実際の心臓のうち、心房中隔における卵円窩に相当する領域であり、
前記第1領域は、前記実際の心臓のうち、心房中隔中、前記卵円窩以外の部位に相当する領域であることを特徴とする請求項2又は3に記載の心臓モデル。 The heart model body is a region corresponding to the ventricular septum, the left ventricle, and the right ventricle of the actual heart,
The second region is a region corresponding to the foveal fossa in the atrial septum of the actual heart,
4. The heart model according to claim 2, wherein the first region is a region corresponding to a portion other than the foveal fossa in the atrial septum of the actual heart.
前記管状医療器具は、不整脈の起源部位を特定又は焼灼するための電極を有するカテーテルであり、
該カテーテルが前記管状部材を通じて前記心臓モデルの内部に挿入されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の心臓モデル。 The heart model is installed in a human body model body having a tubular member corresponding to a femoral vein connected to the heart model to form a human body model together with the human body model body,
The tubular medical device is a catheter having an electrode for identifying or ablating the origin of arrhythmia,
The heart model according to any one of claims 1 to 7, wherein the catheter is inserted into the heart model through the tubular member.
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