JP7763062B2 - Organ Model - Google Patents
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Description
本発明は、臓器モデルに関する。 The present invention relates to an organ model.
従来、手術または検査のトレーニング等のために人体の臓器を模した臓器モデルが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。例えば、特許文献1には、模写型(ABS樹脂製)の表面にシリコーン樹脂による層を形成した後、模写型を溶解し、シリコーン樹脂製の臓器モデルを製造する技術が開示されている。そして、模写型の作成方法として、ポジトロン断層法、核磁気共鳴画像法(MRI)などのコンピュータ断層撮影法(CT)を用いて得られた対象臓器のDICOM(Disital Imaging and Communicationsin Medicine)データに基づいて作成された三次元形状データを用いて、3Dプリンタによって模写型を作成する方法が開示されている。 Organ models that mimic human organs have been proposed for use in surgical or examination training (see, for example, Patent Documents 1 and 2). For example, Patent Document 1 discloses a technique for producing an organ model made of silicone resin by forming a layer of silicone resin on the surface of a copy mold (made of ABS resin) and then dissolving the copy mold. Furthermore, a method for producing a copy mold is disclosed in which a copy mold is produced using a 3D printer using three-dimensional shape data created based on DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) data of the target organ obtained using computed tomography (CT) such as positron emission tomography or magnetic resonance imaging (MRI).
特許文献2には、円筒形のマンドレルの長さに沿って均等に複数のシリコーンバンドを嵌めることにより、複数の減少直径場所が形成された模擬組織構造体が開示されている。模擬組織構造体は、本物の結腸の見た目及び感触を模倣した起伏のあるシリコーン管であり、シリコーンバンドを嵌めた箇所がヒューストン弁を模擬している。 Patent document 2 discloses a simulated tissue structure in which multiple reduced diameter locations are formed by fitting multiple silicone bands evenly along the length of a cylindrical mandrel. The simulated tissue structure is a contoured silicone tube that mimics the look and feel of a real colon, and the locations where the silicone bands are fitted mimic the Houston valve.
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、臓器の形状を精密に模写しているものの、生体と同レベルの柔軟性、伸縮性、異方性(以降、これらをまとめて「物理的特性」とも呼ぶ)を奏することは困難であった。特許文献2に記載の技術は、製造が困難であった。 However, while the technology described in Patent Document 1 precisely replicates the shape of organs, it is difficult to achieve the same levels of flexibility, stretchability, and anisotropy (hereinafter collectively referred to as "physical properties") as those found in living organisms. The technology described in Patent Document 2 is difficult to manufacture.
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、生体の物理的特性に近い物理的特性を有する臓器モデルを実現する他の技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve at least some of the above-mentioned problems, and aims to provide another technology for realizing an organ model with physical properties that are close to those of a living body.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least some of the above-mentioned problems, and can be realized in the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、生体部位を模した臓器モデルが提供される。この臓器モデルは、開口する第1端と、前記第1端の反対側の第2端とを有し、径方向に拡縮可能な略円管状の拡縮部と、前記拡縮部の前記第2端に繋がる接続端を有する略円管状の管状部と、を備え、前記拡縮部の少なくとも一部の内径は、初期状態である収縮状態において、前記管状部の前記接続端の内径より小さい。 (1) According to one aspect of the present invention, an organ model that mimics a living body part is provided. This organ model includes an approximately circular tubular expansion/contraction section that has an open first end and a second end opposite the first end and is radially expandable and contractible, and an approximately circular tubular section that has a connecting end that connects to the second end of the expansion/contraction section, and the inner diameter of at least a portion of the expansion/contraction section is smaller than the inner diameter of the connecting end of the tubular section in an initial contracted state.
この構成によれば、拡縮部の少なくとも一部の内径が、初期状態である収縮状態において、管状部の接続端の内径より小さいため、例えば、管状部内に挿通可能な程度の外径の医療用デバイス(例えば、カテーテル、ガイドワイヤ等)を、拡縮部の第1端から拡縮部内に挿し入れ、進入させる際、拡縮部の内径が医療用デバイスより小さい部分において、医療用デバイスによって外側に向かって押圧されて、内径が拡張(伸張)される。そのため、この臓器モデルにより、生体の柔軟性、伸縮性、および異方性等の物理的特性を模擬することができる。 With this configuration, the inner diameter of at least a portion of the expansion/contraction section is smaller than the inner diameter of the connecting end of the tubular section in its initial contracted state. Therefore, when a medical device (e.g., a catheter, guidewire, etc.) with an outer diameter large enough to fit through the tubular section is inserted into the expansion/contraction section from its first end and advanced into the expansion/contraction section, the medical device presses outward at the portion of the expansion/contraction section where the inner diameter is smaller than that of the medical device, expanding (stretching) the inner diameter. This organ model therefore makes it possible to simulate the physical properties of a living organism, such as flexibility, elasticity, and anisotropy.
(2)上記形態の臓器モデルであって、前記拡縮部の側壁は、蛇腹折状に形成され、折り線が前記拡縮部の中心線に略沿っており、前記拡縮部の横断面において、前記拡縮部の前記中心線に向かう凸形状の第1角部と、前記拡縮部の外側に向かう凸形状の第2角部と、を備えてもよい。蛇腹折の山(第2角部)や谷(第1角部)の角度を広げれば、拡縮部を拡径させることができ、蛇腹折の山や谷の角度を狭めれば、拡縮部を縮径させることができる。そのため、この構成によれば、簡易な構成により拡縮部を拡縮させることができるため、生体の物理的特徴を模擬する臓器モデルを容易に製造することができる。 (2) In the organ model of the above configuration, the side wall of the expansion/contraction section may be formed in an accordion-like fold, with a fold line extending substantially along the center line of the expansion/contraction section, and a cross section of the expansion/contraction section may include a first corner convex toward the center line of the expansion/contraction section and a second corner convex toward the outside of the expansion/contraction section. Increasing the angle of the peaks (second corners) and valleys (first corners) of the accordion folds allows the expansion/contraction section to expand in diameter, while narrowing the angle of the peaks and valleys of the accordion folds allows the expansion/contraction section to contract in diameter. Therefore, with this configuration, the expansion/contraction section can be expanded and contracted with a simple structure, making it easy to manufacture an organ model that mimics the physical characteristics of a living organism.
(3)上記形態の臓器モデルであって、前記拡縮部は、横断面において、前記第1角部の厚みが前記第2角部の厚みより厚く、かつ前記第1角部の曲率半径が前記第2角部の曲率半径より小さくてもよい。このようにすると、拡縮部の外側の角が、内側の角より薄くかつ丸くなり、柔らかくなるため、拡縮部を径方向に拡がり易くすることができる。また、拡縮部の内側の角が外側の角より厚くかつ尖っているため、拡縮部に挿入された医療用デバイスとの接触面積を小さくすることができ、医療用デバイからの押圧力を効率よく拡縮部に伝えることにより拡縮部を拡がり易くすることができる。 (3) In the organ model of the above configuration, the thickness of the first corner of the expansion/contraction portion may be thicker than the thickness of the second corner, and the radius of curvature of the first corner may be smaller than the radius of curvature of the second corner, in a cross section. In this way, the outer corner of the expansion/contraction portion is thinner, rounder, and softer than the inner corner, making it easier for the expansion/contraction portion to expand radially. Furthermore, because the inner corner of the expansion/contraction portion is thicker and sharper than the outer corner, the contact area with a medical device inserted into the expansion/contraction portion can be reduced, and the pressing force from the medical device can be efficiently transmitted to the expansion/contraction portion, making it easier for the expansion/contraction portion to expand.
(4)上記形態の臓器モデルであって、前記拡縮部は前記第1端から前記第2端に向かって、自身の外径が漸次小さくなってもよい。 (4) In the organ model of the above configuration, the expansion/contraction portion may have an outer diameter that gradually decreases from the first end toward the second end.
(5)上記形態の臓器モデルであって、前記拡縮部の前記第1端側の端部に設けられる継手部材をさらに備え、前記継手部材は、前記管状部および前記拡縮部の少なくともいずれか一方より剛性が高くてもよい。このようにすると、臓器モデルを他のデバイスや、他の臓器モデル等に容易に取り付けることができる。また、継手部材は管状部および拡縮部の少なくともいずれか一方より剛性が高いため、他のデバイスや、他の臓器モデル等への取り付けを強固にすることができる。 (5) The organ model of the above configuration may further include a joint member provided at the end of the expansion/contraction section on the first end side, and the joint member may have higher rigidity than at least one of the tubular section and the expansion/contraction section. In this way, the organ model can be easily attached to other devices, other organ models, etc. Furthermore, because the joint member has higher rigidity than at least one of the tubular section and the expansion/contraction section, it can be firmly attached to other devices, other organ models, etc.
(6)上記形態の臓器モデルであって、前記拡縮部の少なくとも一部において外径を一定に維持する外径維持部材を、さらに備えてもよい。例えば、拡縮部の内径が医療用デバイスの外径より小さい部位に外径維持部材を設けると、医療用デバイスを進入させたときに、内径が拡張されるものの外径は一定に維持されており外径が拡張されないため、拡縮部の側壁から医療用デバイスに押圧力がかかる。そのため、手技者は、医療用デバイスを進めるのに抵抗を感じる。例えば、大十二指腸乳頭のオッディ括約筋による抵抗を、生体の実際の形状とは異なる形状により容易に模すことができる。 (6) The organ model of the above configuration may further include an outer diameter maintaining member that maintains a constant outer diameter in at least a portion of the expansion/contraction section. For example, if an outer diameter maintaining member is provided in a portion where the inner diameter of the expansion/contraction section is smaller than the outer diameter of the medical device, when the medical device is advanced, the inner diameter expands but the outer diameter remains constant and does not expand, so that a pressing force is applied to the medical device from the side wall of the expansion/contraction section. As a result, the operator feels resistance when advancing the medical device. For example, the resistance caused by the sphincter of Oddi of the major duodenal papilla can be easily simulated by using a shape different from the actual shape of the living body.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、臓器モデルの製造方法、臓器モデルを備える内視鏡シミュレーションモデルなどの形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, including a method for manufacturing an organ model, and an endoscopic simulation model equipped with an organ model.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の臓器モデル1の外観構成を概略的に示す説明図である。臓器モデル1は、胆膵管を模した臓器モデルであり、総胆管を模した総胆管モデル100と、右肝管と右肝管に繋がる肝内胆管を模した第1肝内胆管モデル200と、左肝管と左肝管に繋がる肝内胆管を模した第2肝内胆管モデル300と、主膵管を模した主膵管モデル400と、を備える。総胆管モデル100と、第1肝内胆管モデル200と、第2肝内胆管モデル300と、主膵管モデル400は、互いに連通する内腔を有する。図1および以降の各図では、相互に直交するXYZ軸を図示する。
First Embodiment
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically illustrating the external configuration of an organ model 1 according to a first embodiment. The organ model 1 is an organ model simulating the biliary pancreatic duct, and includes a common bile duct model 100 simulating the common bile duct, a first intrahepatic bile duct model 200 simulating the right hepatic duct and the intrahepatic bile duct connected to the right hepatic duct, a second intrahepatic bile duct model 300 simulating the left hepatic duct and the intrahepatic bile duct connected to the left hepatic duct, and a main pancreatic duct model 400 simulating the main pancreatic duct. The common bile duct model 100, the first intrahepatic bile duct model 200, the second intrahepatic bile duct model 300, and the main pancreatic duct model 400 have lumens that communicate with each other. In FIG. 1 and the subsequent figures, mutually orthogonal X, Y, and Z axes are illustrated.
臓器モデル1は、医療機器の開発や、医療用デバイスを用いた治療や検査の手技の模擬等に使用される。医療用デバイスを用いた手技として、内視鏡的逆行性胆管膵管造影(ERCP:Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography)を例示することができる。一般に、ERCPでは内視鏡を大十二指腸乳頭部まで進め、内視鏡の先端部から突出させた医療用デバイスを、乳頭から総胆管等に進入させる。なお、医療用デバイスとは、カテーテルやガイドワイヤ等の、低侵襲な治療または検査のためのデバイスを意味する。本実施形態の臓器モデル1は、例えば、ERCPのトレーニングや、ERCPに引き続いて行われるバスケットによる採石等のトレーニングに用いることができる。 The organ model 1 is used for developing medical equipment and simulating treatment and examination procedures using medical devices. An example of a procedure using a medical device is endoscopic retrograde cholangiopancreatography (ERCP). Generally, in ERCP, an endoscope is advanced to the greater duodenal papilla, and a medical device protruding from the tip of the endoscope is inserted from the papilla into the common bile duct, etc. Note that a medical device refers to a device for minimally invasive treatment or examination, such as a catheter or guidewire. The organ model 1 of this embodiment can be used, for example, for ERCP training and training in basket stone retrieval, which is performed following ERCP.
図1に示すように、総胆管モデル100は、略円管状の管状部10と、管状部10と繋がる略円管状の拡縮部20と、拡縮部20の端部に設けられた弾性フランジ30と、管状部10と繋がると共に、上述の第1肝内胆管モデル200および300と繋がる接続管部40と、を備える。接続管部40は、主管部42と、主管部42から分岐する分岐管部44と、を備える。管状部10は、拡縮部20と繋がる第1接続端11と、接続管部40と繋がる第2接続端12とを有し、第2接続端12から第1接続端11に向かって縮径する略円管状である。本実施形態における第1接続端11を、単に「接続端」とも呼ぶ。 As shown in FIG. 1, the common bile duct model 100 comprises a tubular portion 10 having a substantially circular tube shape, an expansion/contraction portion 20 having a substantially circular tube shape connected to the tubular portion 10, an elastic flange 30 provided at the end of the expansion/contraction portion 20, and a connecting pipe portion 40 connected to the tubular portion 10 and to the first intrahepatic bile duct models 200 and 300 described above. The connecting pipe portion 40 comprises a main pipe portion 42 and a branch pipe portion 44 branching from the main pipe portion 42. The tubular portion 10 has a first connecting end 11 connected to the expansion/contraction portion 20 and a second connecting end 12 connected to the connecting pipe portion 40, and is a substantially circular tube whose diameter decreases from the second connecting end 12 toward the first connecting end 11. In this embodiment, the first connecting end 11 is also simply referred to as the "connecting end."
図2は、総胆管モデル100の弾性フランジ30側から見た平面構成を概略的に示す説明図である。図3は、総胆管モデル100のY軸方向から見た側面構成を概略的に示す説明図である。図4は、総胆管モデル100のZ軸方向から見た側面構成を概略的に示す説明図である。図5は、総胆管モデル100の横断面構成を概略的に示す説明図である。図6は、総胆管モデル100の縦断面構成を概略的に示す説明図である。図7は、拡縮部20の横断面を拡大して概略的に示す説明図である。図2~図7は、総胆管モデル100の初期状態、すなわち、医療用デバイスが挿入されていない状態を図示している。 Figure 2 is an explanatory diagram that schematically shows the planar configuration of the common bile duct model 100 as viewed from the elastic flange 30 side. Figure 3 is an explanatory diagram that schematically shows the side configuration of the common bile duct model 100 as viewed from the Y-axis direction. Figure 4 is an explanatory diagram that schematically shows the side configuration of the common bile duct model 100 as viewed from the Z-axis direction. Figure 5 is an explanatory diagram that schematically shows the cross-sectional configuration of the common bile duct model 100. Figure 6 is an explanatory diagram that schematically shows the longitudinal cross-sectional configuration of the common bile duct model 100. Figure 7 is an explanatory diagram that schematically shows an enlarged cross-section of the expansion/contraction section 20. Figures 2 to 7 illustrate the initial state of the common bile duct model 100, i.e., a state in which no medical device is inserted.
拡縮部20は、開口する第1端21と、第1端21の反対側の第2端とを有する略円管状であり、第2端22は管状部10の第1接続端11と繋がっている(図1)。拡縮部20の側壁は、蛇腹折状に形成されており(図5、図6)、折線FLが拡縮部20の中心線LOに略沿っている(図3、図4)。そのため、蛇腹折の山や谷の角度を広げれば、拡縮部を拡径させることができ、蛇腹折の山や谷の角度を狭めれば、拡縮部を縮径させることができる。すなわち、拡縮部20は、径方向に拡縮可能に形成されている。なお、後述するように、本実施形態の臓器モデル1は、同一材料により一体的に形成されており、拡縮部20以外は、径方向にほぼ拡縮しない。 The expansion/contraction section 20 is generally tubular, having an open first end 21 and a second end opposite the first end 21, with the second end 22 connected to the first connecting end 11 of the tubular section 10 (Figure 1). The sidewall of the expansion/contraction section 20 is accordion-folded (Figures 5 and 6), with the fold line FL generally aligned with the center line LO of the expansion/contraction section 20 (Figures 3 and 4). Therefore, by increasing the angle of the peaks and valleys of the accordion folds, the diameter of the expansion/contraction section can be increased, and by decreasing the angle of the peaks and valleys of the accordion folds, the diameter of the expansion/contraction section can be decreased. In other words, the expansion/contraction section 20 is formed to be radially expandable and contractible. As will be described later, the organ model 1 of this embodiment is integrally formed from the same material, and only the expansion/contraction section 20 expands and contracts radially.
図5に示すように、拡縮部20の側壁は、横断面形状において、拡縮部20の内側に向かう凸形状が拡縮部20の中心線LOを中心に放射状に配置されており、いわゆる菊花状に形成されている。ここで、拡縮部20の中心線LOに向かう凸形状の角を第1角部C1、拡縮部20の外側に向かう凸形状の角を、第2角部C2と呼ぶ。第1角部C1を谷、第2角部C2を山とも呼ぶ。 As shown in Figure 5, the cross-sectional shape of the side wall of the expansion/contraction unit 20 is such that convex shapes that extend inward of the expansion/contraction unit 20 are arranged radially from the center line LO of the expansion/contraction unit 20, forming a so-called chrysanthemum shape. Here, the corner of the convex shape that extends toward the center line LO of the expansion/contraction unit 20 is called the first corner C1, and the corner of the convex shape that extends outward of the expansion/contraction unit 20 is called the second corner C2. The first corner C1 is also called the valley, and the second corner C2 is also called the peak.
図7に示すように、拡縮部20は、横断面において、第1角部C1の厚みT1が第2角部C2の厚みT2より厚く、かつ第1角部C1の曲率半径R21が第2角部C2の曲率半径R22より小さい。拡縮部20の外側の角(第2角部C2)が、内側の角(第1角部C1)より薄くかつ丸くなり、柔らかいため、拡縮部20は径方向に拡がり易い。また、拡縮部20の内側の角(第1角部C1)が外側の角(第2角部C2)より厚くかつ尖っているため、拡縮部20内に挿入された医療用デバイスとの接触面積を小さくすることができ、医療用デバイからの押圧力が効率よく拡縮部20に伝えられ、拡縮部20を拡がり易くすることができる。なお、図において、一部の第1角部C1および第2角部C2のみについて符号付しており、残余の部分の符号を省略している。 As shown in Figure 7, in cross section, the thickness T1 of the first corner C1 of the expansion/contraction portion 20 is thicker than the thickness T2 of the second corner C2, and the radius of curvature R21 of the first corner C1 is smaller than the radius of curvature R22 of the second corner C2. The outer corner (second corner C2) of the expansion/contraction portion 20 is thinner, rounder, and softer than the inner corner (first corner C1), making it easier for the expansion/contraction portion 20 to expand radially. Furthermore, because the inner corner (first corner C1) of the expansion/contraction portion 20 is thicker and sharper than the outer corner (second corner C2), the contact area with a medical device inserted into the expansion/contraction portion 20 can be reduced, allowing the pressing force from the medical device to be efficiently transmitted to the expansion/contraction portion 20, making it easier for the expansion/contraction portion 20 to expand. Note that in the figure, only some of the first corners C1 and second corners C2 are labeled, and the remaining parts are not labeled.
拡縮部20の第1端21側の端部には弾性フランジ30が設けられている(図1~図4、図6)。弾性フランジ30は略円環状であり、拡縮部20の第2角部C2を繋ぐように設けられており(図2)、拡縮部20の第1端21の外径R1を一定に維持している。また、本実施形態の弾性フランジ30は、弾性フランジ30を介して臓器モデル1を他のデバイス等に取り付けることができるように構成されている。すなわち、本実施形態における弾性フランジ30は、拡縮部20の外径を一定に維持する外径維持部材としての機能と、臓器モデル1を他のデバイス等に取り付ける際の継手部材としての機能を果たす。例えば、内視鏡を模した内視鏡モデルに、弾性フランジ30を介して臓器モデル1を取り付けて、内視鏡モデルの先端部から突出させた医療用デバイスを、臓器モデル1に進入させることにより、上述のERCPのトレーニングを行うことができる。本実施形態における弾性フランジ30を、「外径維持部材」、「継手部材」とも呼ぶ。 An elastic flange 30 is provided at the end of the expansion/contraction unit 20 near the first end 21 (FIGS. 1 to 4 and 6). The elastic flange 30 is generally annular and connects the second corner C2 of the expansion/contraction unit 20 (FIG. 2), maintaining a constant outer diameter R1 of the first end 21 of the expansion/contraction unit 20. The elastic flange 30 of this embodiment is configured to allow the organ model 1 to be attached to other devices via the elastic flange 30. That is, the elastic flange 30 of this embodiment functions as an outer diameter maintaining member that maintains a constant outer diameter of the expansion/contraction unit 20 and as a joint member when attaching the organ model 1 to other devices. For example, the organ model 1 can be attached to an endoscope model simulating an endoscope via the elastic flange 30, and a medical device protruding from the tip of the endoscope model can be inserted into the organ model 1 to perform the above-described ERCP training. The elastic flange 30 of this embodiment is also referred to as an "outer diameter maintaining member" or "joint member."
弾性フランジ30は、管状部10および拡縮部20よりも剛性が高い。後に詳述するように、臓器モデル1はシリコーン系の樹脂材料を用いて、3Dプリンタにより一体的に形成されている。弾性フランジ30は、管状部10および拡縮部20よりも厚みを厚くすると共に、図6に示すように折り返しを形成することにより、管状部10および拡縮部20よりも高い剛性を創出している。 The elastic flange 30 has higher rigidity than the tubular portion 10 and the expansion/contraction portion 20. As will be described in detail later, the organ model 1 is integrally formed using a 3D printer using a silicone-based resin material. The elastic flange 30 is thicker than the tubular portion 10 and the expansion/contraction portion 20, and by forming a fold as shown in Figure 6, it has higher rigidity than the tubular portion 10 and the expansion/contraction portion 20.
拡縮部20の第1端21には、X軸プラス方向に突出する複数の突起部23が設けられている(図2、図4、図6)。図において複数の突起部23のうち、一部の突起部23にのみ符号を付し、残余の符号の図示を省略している。突起部23は、略三角錐状である。拡縮部20の蛇腹状の側壁の複数の第1角部C1の1つに対して1つの突起部23が設けられており、複数の突起部23によって外形が略半球状になっている(図4、図6)。これにより、大十二指腸乳頭の形状を模している。なお、他の実施形態では、突起部23は設けられていなくてもよい。 The first end 21 of the expansion/contraction unit 20 is provided with multiple protrusions 23 that protrude in the positive direction of the X-axis (Figures 2, 4, and 6). In the figures, only some of the multiple protrusions 23 are labeled with reference numerals, and the remaining reference numerals are omitted. The protrusions 23 are approximately triangular pyramid-shaped. One protrusion 23 is provided for each of the multiple first corners C1 of the bellows-shaped side wall of the expansion/contraction unit 20, and the multiple protrusions 23 form an approximately hemispherical outer shape (Figures 4 and 6). This mimics the shape of the major duodenal papilla. Note that in other embodiments, the protrusions 23 may not be provided.
上述の通り、拡縮部20の側壁は、蛇腹形状に形成されており、図2に示す第1角部C1の頂点を結んだ仮想円(破線で図示)が拡縮部20の内周ICであり、その仮想円の直径が内径R2である。同様に、第2角部C2の頂点を結んだ仮想円(破線で図示)が拡縮部20の外周OCであり、その仮想円の直径が外径R1である。図3、図4、図6に示すように、拡縮部20の外径R1は、第1端21から第2端22に向かって縮小している。 As described above, the side wall of the expansion/contraction section 20 is formed in a bellows shape, and the imaginary circle (shown by a dashed line) connecting the vertices of the first corner C1 shown in Figure 2 is the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20, and the diameter of this imaginary circle is the inner diameter R2. Similarly, the imaginary circle (shown by a dashed line) connecting the vertices of the second corner C2 is the outer circumference OC of the expansion/contraction section 20, and the diameter of this imaginary circle is the outer diameter R1. As shown in Figures 3, 4, and 6, the outer diameter R1 of the expansion/contraction section 20 decreases from the first end 21 toward the second end 22.
拡縮部20の第1端21における内径R2は、初期状態である収縮状態において、管状部10の第1接続端11(拡縮部20との接続端)の内径R3(図6)より小さい。本実施形態において、拡縮部20の第2端22では、側壁の蛇腹形状がほぼない状態になっており、内径R2が、管状部10の第1接続端11における内径R3と略一致している。図5、図6に示すように、少なくとも拡縮部20の第1端21から主膵管モデル400の上側(X軸プラス方向を上とする)の部分において、拡縮部20の内径R2は略一定であり、図6に示すように、当該部分の内径R2は、管状部10の第1接続端11の内径R3より小さい。 In the initial contracted state, the inner diameter R2 at the first end 21 of the expansion/contraction section 20 is smaller than the inner diameter R3 (Figure 6) of the first connecting end 11 (the end connected to the expansion/contraction section 20) of the tubular section 10. In this embodiment, the second end 22 of the expansion/contraction section 20 has almost no bellows-like shape in the side wall, and the inner diameter R2 is approximately the same as the inner diameter R3 at the first connecting end 11 of the tubular section 10. As shown in Figures 5 and 6, the inner diameter R2 of the expansion/contraction section 20 is approximately constant at least in the portion from the first end 21 of the expansion/contraction section 20 to the upper side of the main pancreatic duct model 400 (the positive direction of the X-axis is considered to be up), and as shown in Figure 6, the inner diameter R2 of this portion is smaller than the inner diameter R3 of the first connecting end 11 of the tubular section 10.
上述の通り、拡縮部20の第1端21側の端部には弾性フランジ30が設けられることにより、拡縮部20の外径R1が一定に維持されている。また、拡縮部20の第2端22は管状部10と繋がっており、拡縮部20の第2端22の外径R1は管状部10により一定に維持されている。拡縮部20において、両端部を除く部分(以下、中間部とも呼ぶ)は外径R1が一定に維持されておらず、拡縮可能である。 As described above, the elastic flange 30 is provided at the end of the expansion/contraction section 20 on the first end 21 side, thereby maintaining a constant outer diameter R1 of the expansion/contraction section 20. Furthermore, the second end 22 of the expansion/contraction section 20 is connected to the tubular section 10, and the outer diameter R1 of the second end 22 of the expansion/contraction section 20 is maintained constant by the tubular section 10. The portion of the expansion/contraction section 20 excluding both ends (hereinafter also referred to as the middle section) does not maintain a constant outer diameter R1, and is therefore capable of expansion and contraction.
以下に、医療用デバイスとしてのカテーテル2を、拡縮部20に挿入した場合を例に挙げて、拡縮部20の径の変化を、図8、図9を用いて説明する。図8、図9では、カテーテル2の断面を図示している。 Below, the change in diameter of the expansion/contraction section 20 will be explained using Figures 8 and 9, taking the example of a catheter 2 as a medical device inserted into the expansion/contraction section 20. Figures 8 and 9 show cross sections of the catheter 2.
図8は、カテーテル2の挿入に伴う拡縮部20の中間部の径の変化を示す説明図である。図8の上段の図は、拡縮部20の横断面構成を概略的に示しており、図5に相当する。図8の下段の図は、拡縮部20の中間部においてカテーテル2が進入された状態を図示している。 Figure 8 is an explanatory diagram showing the change in diameter of the middle part of the expansion/contraction section 20 as the catheter 2 is inserted. The upper diagram in Figure 8 shows a schematic cross-sectional configuration of the expansion/contraction section 20 and corresponds to Figure 5. The lower diagram in Figure 8 illustrates the state in which the catheter 2 has been inserted into the middle part of the expansion/contraction section 20.
カテーテル2の外径(図8下段)は、拡縮部20の図8に示す部分の初期状態の内径R2(図8上段)より大きい。そのため、拡縮部20内においてカテーテル2が進入されると、拡縮部20の蛇腹状に形成された側壁の第1角部C1がカテーテル2の外周OC2によって押圧され、外側に移動する。これにより、図8の下段に示すように、拡縮部20の内周ICがカテーテル2により押し広げられて、内径R2が拡大される。図8の下段の図において、初期状態の拡縮部20の内周ICを破線で図示し、内周ICの拡大を矢印で示している。カテーテル2が進入されることにより拡縮部20の内周ICが拡大され、拡大後の拡縮部20の内周ICはカテーテル2の外周OC2と略一致している。 The outer diameter of the catheter 2 (lower part of Figure 8) is larger than the inner diameter R2 (upper part of Figure 8) of the portion of the expansion/contraction section 20 in its initial state shown in Figure 8. Therefore, when the catheter 2 is advanced within the expansion/contraction section 20, the first corner C1 of the bellows-shaped side wall of the expansion/contraction section 20 is pressed by the outer circumference OC2 of the catheter 2 and moves outward. As a result, as shown in the lower part of Figure 8, the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 is pushed open by the catheter 2, expanding the inner diameter R2. In the lower part of Figure 8, the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 in its initial state is indicated by a dashed line, and the expansion of the inner circumference IC is indicated by an arrow. The inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 expands as the catheter 2 is advanced, and after expansion, the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 approximately coincides with the outer circumference OC2 of the catheter 2.
上述の通り、拡縮部20は側壁が蛇腹形状に形成されており、中間部には外径を一定に維持する部材が設けられていないため、カテーテル2が進入されると、上述の通り、第1角部C1が移動すると共に第1角部C1の角度が広がり、それに伴い、第2角部C2も外側に移動すると共に第2角部C2の角度が広がる。このように、拡縮部20内周ICが拡大されるのに伴い、外周OCも拡大する。図8の下段の図において、初期状態の拡縮部20の外周OCを破線で図示し、外周OCの拡大を矢印で示している。拡縮部20の中間部では、カテーテル2の進入により内径R2も外径R1も拡張される。そのため、術者は、比較的容易にカテーテル2を進入させることができる。すなわち、臓器モデル1は拡縮部20を備えることにより、生体の柔軟性、伸縮性、異方性(径方向に容易に伸縮)を模擬することができる。 As described above, the expansion/contraction section 20 has a bellows-shaped sidewall, and the middle section does not have a component for maintaining a constant outer diameter. Therefore, when the catheter 2 is inserted, the first corner C1 moves and widens its angle, as described above. Accordingly, the second corner C2 also moves outward and widens its angle. As such, as the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 expands, the outer circumference OC also expands. In the lower diagram of Figure 8, the outer circumference OC of the expansion/contraction section 20 in its initial state is shown by a dashed line, and the expansion of the outer circumference OC is indicated by an arrow. At the middle section of the expansion/contraction section 20, both the inner diameter R2 and the outer diameter R1 expand as the catheter 2 advances. This allows the surgeon to insert the catheter 2 relatively easily. In other words, by including the expansion/contraction section 20, the organ model 1 can simulate the flexibility, stretchability, and anisotropy (easy radial expansion and contraction) of a living organism.
図9は、カテーテル2の挿入に伴う拡縮部20の第1端21側の端部の内径の変化を示す説明図である。図9の上段の図は、総胆管モデル100の弾性フランジ30側から見た平面構成の一部を概略的に示しており、図2に対応する。図9の下段の図は、拡縮部20の第1端21からカテーテル2が挿入された状態を図示している。 Figure 9 is an explanatory diagram showing the change in the inner diameter of the end portion on the first end 21 side of the expansion/contraction section 20 as the catheter 2 is inserted. The upper diagram in Figure 9 schematically shows a portion of the planar configuration of the common bile duct model 100 as seen from the elastic flange 30 side, and corresponds to Figure 2. The lower diagram in Figure 9 illustrates the state in which the catheter 2 has been inserted from the first end 21 of the expansion/contraction section 20.
カテーテル2の外径は、拡縮部20の第1端21の初期状態の内径R2(図9上段)より大きい。そのため、拡縮部20の第1端21からカテーテル2が挿入されると、拡縮部20の蛇腹状に形成された側壁の第1角部C1がカテーテル2の外周OC2によって押圧され、外側に移動する。これにより、図9の下段に示すように、第1端21における拡縮部20の内周ICがカテーテル2により押し広げられて、内径R2が拡大する。図8の下段の図において、初期状態の拡縮部20の内周ICを破線で図示し、内周ICの拡大を矢印で示している。カテーテル2が挿入されることにより拡縮部20の内周ICが拡大され、拡大後の拡縮部20の内周ICはカテーテル2の外周OC2と略一致している。 The outer diameter of the catheter 2 is larger than the inner diameter R2 (top of Figure 9) of the first end 21 of the expansion/contraction section 20 in its initial state. Therefore, when the catheter 2 is inserted through the first end 21 of the expansion/contraction section 20, the first corner C1 of the bellows-shaped side wall of the expansion/contraction section 20 is pressed by the outer circumference OC2 of the catheter 2 and moves outward. As a result, as shown in the bottom of Figure 9, the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 at the first end 21 is pushed open by the catheter 2, expanding the inner diameter R2. In the bottom of Figure 8, the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 in its initial state is shown by a dashed line, and the expansion of the inner circumference IC is indicated by an arrow. When the catheter 2 is inserted, the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 expands, and after expansion, the inner circumference IC of the expansion/contraction section 20 approximately coincides with the outer circumference OC2 of the catheter 2.
上述の通り、拡縮部20の第1端21側の端部には弾性フランジ30が設けられており、弾性フランジ30により拡縮部20の外径が一定に維持されている。そのため、拡縮部20の第1端21では、上述の中間部と異なり、外径を拡大することができない。拡縮部20の第1端21では、図9の下段に示すように、蛇腹形状に形成された側壁が湾曲して第1角部C1の位置が変更されることにより、拡縮部20の内径R2が拡大されている。拡縮部20は弾力性を有するため、蛇腹形状に形成された側壁の初期状態の形状に戻ろうとする。その復元力により、カテーテル2は押圧されており、術者は、カテーテル2を進入させるのに、若干の抵抗を感じる。上述のERCPにおいて、術者は大十二指腸乳頭の開口からカテーテルを挿入する。ERCPが行われるとき、通常、大十二指腸乳頭の開口はオッディ括約筋により収縮されており、術者はカテーテルの進入に若干の抵抗を感じることがある。本実施形態の臓器モデル1において、拡縮部20の第1端21側の端部に弾性フランジ30が設けられており、拡縮部20の外径が一定に維持されていることにより、大十二指腸乳頭の開口からのカテーテルの挿入の感触を模擬することができる。 As described above, the expansion/contraction section 20 has an elastic flange 30 at its end on the first end 21 side, which maintains a constant outer diameter. Therefore, unlike the intermediate section described above, the outer diameter cannot be expanded at the first end 21 of the expansion/contraction section 20. At the first end 21 of the expansion/contraction section 20, as shown in the lower part of Figure 9 , the bellows-shaped sidewall curves, changing the position of the first corner C1, thereby expanding the inner diameter R2 of the expansion/contraction section 20. Because the expansion/contraction section 20 is elastic, it attempts to return to the initial shape of the bellows-shaped sidewall. This restoring force presses the catheter 2, and the surgeon experiences some resistance when inserting the catheter 2. In the above-described ERCP, the surgeon inserts the catheter through the opening of the major duodenal papilla. During ERCP, the opening of the major duodenal papilla is typically constricted by the sphincter of Oddi, so the surgeon may experience some resistance when inserting the catheter. In the organ model 1 of this embodiment, an elastic flange 30 is provided at the end of the first end 21 of the expansion/contraction section 20, and the outer diameter of the expansion/contraction section 20 is maintained constant, which makes it possible to simulate the sensation of inserting a catheter through the opening of the major duodenal papilla.
上述した臓器モデル1は、透明又は半透明であり、かつ、柔軟性を有する樹脂、例えば、シリコーン系樹脂、PVA(polyvinyl alcohol:ポリビニルアルコール)樹脂等により形成することが好ましい。そうすれば、臓器モデル1を通過する医療用デバイスの様子を外部から容易に観察することができると共に、拡縮部20の物理的特性を、生体の物理的特性に近づけることができる。 The organ model 1 described above is preferably made of a transparent or translucent, flexible resin, such as a silicone-based resin or PVA (polyvinyl alcohol) resin. This allows for easy external observation of the medical device passing through the organ model 1, and also allows the physical properties of the expansion/contraction section 20 to be closer to those of a living body.
臓器モデル1は、例えば、3Dプリンタにより全体を一体的に作製することができる。3Dプリンタを用いることで、臓器モデル1を、安価で簡単に作製できる。また、射出成型、押出成形、プレス成形等、金型を用いた加工法により作製してもよい。 The organ model 1 can be produced as a whole using, for example, a 3D printer. Using a 3D printer allows the organ model 1 to be produced inexpensively and easily. It may also be produced using a processing method using a mold, such as injection molding, extrusion molding, or press molding.
以上説明したように、本実施形態の臓器モデル1によれば、拡縮部20を備えることにより、生体の実際の形状とは異なる幾何学的な形状により、生体の物理的特性(柔軟性、伸縮性、および異方性)を模擬することができる。 As described above, the organ model 1 of this embodiment is equipped with an expansion/contraction section 20, which allows the physical properties of a living body (flexibility, elasticity, and anisotropy) to be simulated using a geometric shape that differs from the actual shape of the living body.
例えば、生体の実際の形状を精密に模擬した臓器モデルを作製する場合には、その型の作製に数か月という時間を要する場合があり、また、型費が高価になることが多い。また、生体の実際の形状を精密に模擬した臓器モデルにおいて、実際の生体と同レベルの柔軟性、伸縮性、異方性を奏するためには、特殊な材料を使用する等、形成材料の開発に時間を要したり、材料費が高価になる場合もある。これに対し、本実施形態の臓器モデル1によれば、上述の通り、拡縮部20の側壁を蛇腹形状に形成することにより、生体の実際の形状とは異なる幾何学的な形状により、生体の物理的特性を模擬することができるため、生体の実際の形状を模擬した臓器モデルと比較して、例えば、3Dプリンタを用いて容易に作製でき、かつ安価な臓器モデルを提供することができる。 For example, when creating an organ model that precisely mimics the actual shape of a living organism, it may take several months to create the mold, and the mold costs are often expensive. Furthermore, in order to achieve the same levels of flexibility, stretchability, and anisotropy as an actual living organism in an organ model that precisely mimics the actual shape of a living organism, it may be necessary to use special materials, which may require time to develop and result in high material costs. In contrast, with the organ model 1 of this embodiment, as described above, the side walls of the expansion/contraction section 20 are formed in an accordion shape, which allows the physical characteristics of a living organism to be simulated using a geometric shape that differs from the actual shape of the living organism. This makes it possible to provide an organ model that is easier to create, for example, using a 3D printer, and is more inexpensive than organ models that mimic the actual shape of a living organism.
<第2実施形態>
図10は、第2実施形態の総胆管モデル100Aの弾性フランジ30A側から見た平面構成を概略的に示す説明図である。図11は、総胆管モデル100AのY軸方向から見た側面構成を概略的に示す説明図である。図12は、総胆管モデル100AのZ軸方向から見た側面構成を概略的に示す説明図である。図13は、総胆管モデル100Aの横断面構成を概略的に示す説明図である。図14は、総胆管モデル100Aの縦断面構成を概略的に示す説明図である。図15は、拡縮部20Aの縦断面を概略的に示す説明図である。図10~図15は、総胆管モデル100Aの初期状態、すなわち、医療用デバイスが挿入されていない状態を図示している。
Second Embodiment
FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the planar configuration of the common bile duct model 100A of the second embodiment, as seen from the elastic flange 30A side. FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing the side configuration of the common bile duct model 100A, as seen from the Y-axis direction. FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing the side configuration of the common bile duct model 100A, as seen from the Z-axis direction. FIG. 13 is an explanatory diagram schematically showing the transverse cross-sectional configuration of the common bile duct model 100A. FIG. 14 is an explanatory diagram schematically showing the longitudinal cross-sectional configuration of the common bile duct model 100A. FIG. 15 is an explanatory diagram schematically showing the longitudinal cross-section of the expansion/contraction section 20A. FIGS. 10 to 15 illustrate the initial state of the common bile duct model 100A, i.e., a state in which a medical device is not inserted.
第2実施形態の総胆管モデル100Aは、第1実施形態の総胆管モデル100における拡縮部20に替えて拡縮部20Aを備え、弾性フランジ30に替えて弾性フランジ30Aを備えている。以下に説明する実施形態において、第1実施形態の臓器モデル1と同一の構成には同一の符号を付し、先行する説明を参照する。 The common bile duct model 100A of the second embodiment has an expansion/contraction section 20A instead of the expansion/contraction section 20 in the common bile duct model 100 of the first embodiment, and an elastic flange 30A instead of the elastic flange 30. In the embodiment described below, the same components as those in the organ model 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and reference is made to the preceding description.
図示するように、第2実施形態の拡縮部20Aは、第1実施形態の拡縮部20と同様に、側壁が蛇腹形状に形成されている。第1実施形態の拡縮部20は、第1端21から主膵管モデル400の上側(X軸プラス方向を上とする)の部分において、内径R2が略一定であり、管状部10の第1接続端11の内径R3より小さいのに対し、本実施形態の拡縮部20Aは、第1端21から主膵管モデル400の上側に向かって内径R2が縮小しており(図13~図15)、主膵管モデル400の上側辺りにおいて内径R2が最も小さく、管状部10の第1接続端11の内径R3より小さい(図15)。 As shown in the figures, the expansion/contraction section 20A of the second embodiment has a bellows-shaped side wall, similar to the expansion/contraction section 20 of the first embodiment. In the expansion/contraction section 20 of the first embodiment, the inner diameter R2 is generally constant from the first end 21 to the upper side of the main pancreatic duct model 400 (the positive direction of the X-axis is considered to be up), and is smaller than the inner diameter R3 of the first connecting end 11 of the tubular section 10. In contrast, the inner diameter R2 of the expansion/contraction section 20A of the present embodiment decreases from the first end 21 toward the upper side of the main pancreatic duct model 400 (FIGS. 13 to 15), and the inner diameter R2 is smallest near the upper side of the main pancreatic duct model 400, and is smaller than the inner diameter R3 of the first connecting end 11 of the tubular section 10 (FIG. 15).
また、図10、図13に示すように、本実施形態の拡縮部20Aの側壁の蛇腹形状において、第1角部C1Aおよび第2角部C2Aの厚みは略同一である。また、第1端21側の端部において、第1角部C1Aおよび第2角部C2Aの曲率半径は略同一である。 As shown in Figures 10 and 13, in the accordion-shaped side wall of the expansion/contraction section 20A of this embodiment, the thicknesses of the first corner C1A and the second corner C2A are approximately the same. Furthermore, at the end on the first end 21 side, the radii of curvature of the first corner C1A and the second corner C2A are approximately the same.
また、本実施形態の拡縮部20Aは、初期状態における第1角部C1Aおよび第2角部C2Aの角度が、第1実施形態の拡縮部20と比較して広い。 Furthermore, in the initial state, the angles of the first corner C1A and the second corner C2A of the expansion/contraction section 20A of this embodiment are wider than those of the expansion/contraction section 20 of the first embodiment.
このようにしても、第1実施形態と同様に医療用デバイスが総胆管モデル100Aに挿入された場合には、少なくとも内径R2が内径R3より小さい部分において、医療用デバイスにより拡縮部20Aを径方向に容易に拡張することができる。そのため、生体の実際の形状とは異なる幾何学的な形状により、生体の物理的特性(柔軟性、伸縮性、および異方性)を模擬することができる。 Even in this way, when a medical device is inserted into the common bile duct model 100A as in the first embodiment, the medical device can easily expand the expansion/contraction section 20A radially, at least in the portion where the inner diameter R2 is smaller than the inner diameter R3. Therefore, the physical properties of a living body (flexibility, elasticity, and anisotropy) can be simulated using a geometric shape that differs from the actual shape of the living body.
また、本実施形態において、拡縮部20Aは、拡縮部20Aの第1端21を覆う端部壁24を有する(図10、図14)。図14に示すように、端部壁24は、拡縮部20Aの第1端21の端面に繋がって、拡縮部20Aの第1端21を覆う。図10に示すように、端部壁24には、中心が拡縮部20Aの中心線LOと一致する略円形の貫通孔Hと、貫通孔Hに繋がる複数のスリットSLが形成されている。複数のスリットSLは、中心線LOを中心とする放射線状に配置されている。これにより、平面形状が略三角形状の複数のベロ部26が形成されている。ベロ部26の先端の角にはX軸プラス方向に突出する突起部23が設けられている。本実施形態の拡縮部20Aの第1端21の開口径(内径)は、初期状態において貫通孔Hの直径R4である。 In this embodiment, the expansion/contraction unit 20A has an end wall 24 that covers the first end 21 of the expansion/contraction unit 20A (Figures 10 and 14). As shown in Figure 14, the end wall 24 is connected to the end surface of the first end 21 of the expansion/contraction unit 20A and covers the first end 21 of the expansion/contraction unit 20A. As shown in Figure 10, the end wall 24 is formed with a substantially circular through hole H whose center coincides with the center line LO of the expansion/contraction unit 20A, and multiple slits SL that connect to the through hole H. The multiple slits SL are arranged radially from the center line LO. This forms multiple tongue portions 26 that are substantially triangular in plan view. The corners of the tips of the tongue portions 26 are provided with protrusions 23 that protrude in the positive direction of the X-axis. In this embodiment, the opening diameter (inner diameter) of the first end 21 of the expansion/contraction unit 20A in the initial state is the diameter R4 of the through hole H.
本実施形態において、弾性フランジ30Aは第1実施形態と同様に、拡縮部20Aの第1端21側の端部に設けられている。図10、図14に示すように、弾性フランジ30Aは拡縮部20Aの端部壁24と繋がって、拡縮部20Aの外側に設けられており、本実施形態において、拡縮部20Aの第1端21における外径を一定に維持する機能は、主に、端部壁24によって果たされている。 In this embodiment, the elastic flange 30A is provided at the end of the expansion/contraction portion 20A on the first end 21 side, as in the first embodiment. As shown in Figures 10 and 14, the elastic flange 30A is connected to the end wall 24 of the expansion/contraction portion 20A and is provided on the outside of the expansion/contraction portion 20A. In this embodiment, the function of maintaining a constant outer diameter at the first end 21 of the expansion/contraction portion 20A is mainly performed by the end wall 24.
端部壁24は貫通孔Hと繋がる複数のスリットSLを有するため、医療用デバイスの外径が貫通孔Hの直径R4より大きい場合には、医療用デバイスが挿入されるとベロ部26が曲がることにより開口径(内径)を拡大することができる。また、拡縮部20Aから医療用デバイスが抜かれると、ベロ部26が初期状態に戻るため、開口径(内径)が初期状態の径に戻る。これにより、拡縮部20Aの第1端21の内径を拡縮することができる。 The end wall 24 has multiple slits SL that connect to the through-hole H. Therefore, if the outer diameter of the medical device is larger than the diameter R4 of the through-hole H, the tongue portion 26 bends when the medical device is inserted, thereby expanding the opening diameter (inner diameter). Furthermore, when the medical device is removed from the expansion/contraction portion 20A, the tongue portion 26 returns to its initial state, and the opening diameter (inner diameter) returns to its initial state. This allows the inner diameter of the first end 21 of the expansion/contraction portion 20A to be expanded or contracted.
このようにしても、手技者が臓器モデル1Aの先端から医療用デバイスを挿入する際に、拡縮部20Aを径方向に容易に拡張することができ、総胆管モデル100Aの第1端21においても、生体の実際の形状とは異なる幾何学的な形状により、生体の物理的特性(柔軟性、伸縮性、および異方性)を模擬することができる。 Even in this way, when the operator inserts a medical device from the tip of the organ model 1A, the expansion/contraction section 20A can be easily expanded radially, and the first end 21 of the common bile duct model 100A can also simulate the physical properties of a living body (flexibility, elasticity, and anisotropy) by using a geometric shape that differs from the actual shape of the living body.
<第3実施形態>
図16は、第3実施形態の総胆管モデル100Bの弾性フランジ30側から見た平面構成を概略的に示す説明図である。図17は、総胆管モデル100BのY軸方向から見た側面構成を概略的に示す説明図である。図16、図17は、総胆管モデル100Bの初期状態、すなわち、医療用デバイスが挿入されていない状態を図示している。
Third Embodiment
Fig. 16 is an explanatory diagram schematically showing the planar configuration of the common bile duct model 100B of the third embodiment as seen from the elastic flange 30 side. Fig. 17 is an explanatory diagram schematically showing the side configuration of the common bile duct model 100B as seen from the Y-axis direction. Figs. 16 and 17 illustrate the initial state of the common bile duct model 100B, i.e., a state in which no medical device is inserted.
第3実施形態の総胆管モデル100Bは、第1実施形態の総胆管モデル100における拡縮部20に替えて拡縮部20Bを備えている。 The common bile duct model 100B of the third embodiment is equipped with an expansion/contraction section 20B instead of the expansion/contraction section 20 in the common bile duct model 100 of the first embodiment.
図17に示すように、拡縮部20Bは網状になっており、主膵管モデル400の付け根の上(X軸プラス方向)辺りにおいて縮径しており、当該箇所の内径は、管状部10の第1接続端11における内径より小さい。本実施形態の拡縮部20Bは網状であり、拡縮部20Bの第1端21と第2端22との間において、内径も外径も自由に拡張可能である。このようにしても、第1実施形態と同様に医療用デバイスを拡縮部20Bに挿入した場合には、少なくとも内径が管状部10の第1接続端11における内径より小さい部分において、医療用デバイスにより拡縮部20Bを径方向に容易に拡張することができる。そのため、生体の実際の形状とは異なる形状により、生体の物理的特性(柔軟性、伸縮性、および異方性)を模擬することができる。 As shown in FIG. 17 , the expansion/contraction section 20B is mesh-like and narrows above the base of the main pancreatic duct model 400 (positive X-axis direction), with the inner diameter at this point being smaller than the inner diameter at the first connecting end 11 of the tubular section 10. In this embodiment, the expansion/contraction section 20B is mesh-like, and both the inner and outer diameters are freely expandable between the first end 21 and the second end 22 of the expansion/contraction section 20B. Even in this configuration, when a medical device is inserted into the expansion/contraction section 20B as in the first embodiment, the medical device can easily expand the expansion/contraction section 20B radially, at least in the portion where the inner diameter is smaller than the inner diameter at the first connecting end 11 of the tubular section 10. Therefore, by using a shape that differs from the actual shape of the living body, the physical properties of the living body (flexibility, stretchability, and anisotropy) can be simulated.
本実施形態の総胆管モデル100Bでは、拡縮部20Bの第1端21の内径R2が管状部10の第1接続端11の内径より大きい。そのため、手技者は、医療用デバイスを総胆管モデル100Bの第1端21から容易に挿入することができる。 In the common bile duct model 100B of this embodiment, the inner diameter R2 of the first end 21 of the expansion/contraction section 20B is larger than the inner diameter of the first connection end 11 of the tubular section 10. This allows the operator to easily insert a medical device from the first end 21 of the common bile duct model 100B.
<第4実施形態>
図18は、第4実施形態の総胆管モデル100Cの第1端21側から見た平面構成を概略的に示す説明図である。図19は、総胆管モデル100CのY軸方向から見た側面構成を概略的に示す説明図である。図18、図19は、総胆管モデル100Cの初期状態、すなわち、医療用デバイスが挿入されていない状態を図示している。
Fourth Embodiment
Fig. 18 is an explanatory diagram schematically showing a planar configuration of the common bile duct model 100C according to the fourth embodiment, as viewed from the first end 21 side. Fig. 19 is an explanatory diagram schematically showing a side configuration of the common bile duct model 100C, as viewed from the Y-axis direction. Figs. 18 and 19 illustrate the initial state of the common bile duct model 100C, i.e., a state in which no medical device is inserted.
第4実施形態の総胆管モデル100Cは、第1実施形態の総胆管モデル100における弾性フランジ30を備えていない。また、拡縮部20Cは、第1実施形態の拡縮部20における突起部23を第1端21に備えていない。拡縮部20Cの蛇腹形状は、第1実施形態の拡縮部20と同様である。 The common bile duct model 100C of the fourth embodiment does not have the elastic flange 30 of the common bile duct model 100 of the first embodiment. Furthermore, the expansion/contraction section 20C does not have the protrusion 23 of the expansion/contraction section 20 of the first embodiment at its first end 21. The bellows shape of the expansion/contraction section 20C is the same as that of the expansion/contraction section 20 of the first embodiment.
このようにしても、拡縮部20C内に第1実施形態と同様の医療用デバイスが挿入されると、容易に径方向に拡張するため、生体の物理的特性(柔軟性、伸縮性、および異方性)を模擬することができる。 Even in this case, when a medical device similar to that of the first embodiment is inserted into the expansion/contraction section 20C, it easily expands radially, thereby simulating the physical properties (flexibility, elasticity, and anisotropy) of a living body.
<第5実施形態>
図20は、第5実施形態の総胆管モデル100Dの第1端21側から見た平面構成を概略的に示す説明図である。図21は、総胆管モデル100DのY軸方向から見た側面構成を概略的に示す説明図である。図20、図21は、総胆管モデル100Dの初期状態、すなわち、医療用デバイスが挿入されていない状態を図示している。
Fifth Embodiment
Fig. 20 is an explanatory diagram schematically showing a planar configuration of the common bile duct model 100D according to the fifth embodiment, as viewed from the first end 21 side. Fig. 21 is an explanatory diagram schematically showing a side configuration of the common bile duct model 100D, as viewed from the Y-axis direction. Figs. 20 and 21 show the initial state of the common bile duct model 100D, i.e., a state in which no medical device is inserted.
第5実施形態の総胆管モデル100Dは、第4実施形態の総胆管モデル100Cの構成に加え外径維持部材50をさらに備える。外径維持部材50は、拡縮部20Cの第1端21の端面において、第2角部C2を繋ぐ略円環状に形成されている。これにより、拡縮部20Cの第1端21の外径は一定に維持されている。 The common bile duct model 100D of the fifth embodiment further includes an outer diameter maintaining member 50 in addition to the configuration of the common bile duct model 100C of the fourth embodiment. The outer diameter maintaining member 50 is formed in a substantially annular shape connecting the second corners C2 on the end surface of the first end 21 of the expansion/contraction section 20C. This maintains a constant outer diameter at the first end 21 of the expansion/contraction section 20C.
このようにすると、第1実施形態と同様に、拡縮部20C内に第1実施形態と同様の医療用デバイスが挿入される際に、手技者が若干の抵抗を感じるため、実際の生体における大十二指腸乳頭からの医療用デバイスの挿入の触感に似せることができる。 In this way, as with the first embodiment, when inserting a medical device similar to that of the first embodiment into the expansion/contraction section 20C, the operator feels some resistance, which mimics the tactile sensation of inserting a medical device through the major duodenal papilla in an actual living body.
<本実施形態の変形例>
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modification of this embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms without departing from the spirit of the invention. For example, the following modifications are also possible.
・上記実施形態において、胆膵管を模した臓器モデルを例示したが、模擬する臓器は上記実施形態に限定されない。例えば、脳血管等の血管、膵臓、十二指腸、大腸、小腸、胃等内腔を有する種々の臓器を模擬することができる。 - In the above embodiment, an organ model simulating the biliary pancreatic duct was illustrated, but the organs to be simulated are not limited to those described in the above embodiment. For example, it is possible to simulate various organs with internal cavities, such as blood vessels such as cerebral blood vessels, the pancreas, duodenum, large intestine, small intestine, and stomach.
・上記実施形態において、拡縮部として蛇腹折状の側壁を有する例と、拡張部として網状の側壁を有する例を示したが、拡縮部の形状は上記実施形態に限定されない。例えば、箱ひだ状、片返しひだ状等のひだ状の側壁を有する拡縮部を構成してもよい。このようにしても、実際の形状とは異なる形状により、生体の物理的特性を模擬することができる。 - In the above embodiment, an example was shown in which the expansion/contraction section had accordion-shaped side walls, and an example was shown in which the expansion section had mesh-shaped side walls, but the shape of the expansion/contraction section is not limited to the above embodiment. For example, an expansion/contraction section may be configured with pleated side walls, such as box pleats or one-sided pleats. Even in this case, it is possible to simulate the physical characteristics of a living body by using a shape that differs from the actual shape.
・上記実施形態において、拡縮部の一部において自身の内径が管状部の第1接続端の内径より小さい例を示したが、拡縮部の全体に亘り、身の内径が管状部の第1接続端の内径より小さくてもよい。また、拡縮部において、自身の内径が管状部の第1接続端の内径より小さい部分を、拡縮部の長手方向の複数箇所に設けてもよい。 - In the above embodiment, an example was shown in which the inner diameter of the expansion/contraction section in part is smaller than the inner diameter of the first connecting end of the tubular section, but the inner diameter of the body throughout the entire expansion/contraction section may be smaller than the inner diameter of the first connecting end of the tubular section. Furthermore, the expansion/contraction section may have portions in which the inner diameter is smaller than the inner diameter of the first connecting end of the tubular section at multiple locations along its length.
・上記実施形態において、拡縮部として、第1端から第2端に向かって、自身の外径が漸次小さくなる例を示したが、拡縮部の外径は上記実施形態に限定されない。例えば、外径が一定であってもよいし、長手方向において部分的に縮径されてもよい。 - In the above embodiment, the expansion/contraction section has an outer diameter that gradually decreases from the first end to the second end, but the outer diameter of the expansion/contraction section is not limited to the above embodiment. For example, the outer diameter may be constant, or may be partially reduced in diameter in the longitudinal direction.
・上記実施形態において、外径維持部材が拡縮部の第1端側の端部に設けられる例を示したが、外径維持部材は、拡縮部の長手方向の任意の位置に設けることができる。 - In the above embodiment, an example was shown in which the outer diameter maintaining member was provided at the end portion on the first end side of the expansion/contraction section, but the outer diameter maintaining member can be provided at any position in the longitudinal direction of the expansion/contraction section.
・上記実施形態において、拡縮部が臓器モデルの先端に設けられる例を示したが、拡縮部を設ける位置は先端に限定されず、任意の箇所に設けることができる。例えば、医療機器の開発において、評価したい箇所を模擬するところに拡縮部を設けてもよい。また、臓器モデルの全体を拡縮部により形成してもよい。 - In the above embodiment, an example was shown in which the expansion/contraction unit was provided at the tip of the organ model, but the location of the expansion/contraction unit is not limited to the tip and can be provided at any location. For example, in the development of medical equipment, the expansion/contraction unit may be provided at a location that simulates the area to be evaluated. Furthermore, the entire organ model may be formed using the expansion/contraction unit.
・臓器モデルの製造方法は、上記した実施形態に限定されない。また、臓器モデルの形成材料は上記した材料に限定されない。 - The method for manufacturing the organ model is not limited to the above-mentioned embodiment. Furthermore, the materials used to form the organ model are not limited to the above-mentioned materials.
・上記実施形態において弾性フランジが管状部および拡縮部より剛性が高い例を示したが、弾性フランジは、環状部および拡張部のいずれか一方より剛性が高くてもよい。また、弾性フランジは、環状部および拡縮部より剛性が低くてもよい。 - In the above embodiment, an example was shown in which the elastic flange had higher rigidity than the tubular portion and the expansion/contraction portion, but the elastic flange may also have higher rigidity than either the annular portion or the expansion portion. Also, the elastic flange may have lower rigidity than the annular portion and the expansion/contraction portion.
以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 The present invention has been described above based on embodiments and modifications. However, the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. The present invention may be modified or improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are also included within the scope of the present invention. Furthermore, if a technical feature is not described as essential in this specification, it may be deleted as appropriate.
1、1A…臓器モデル
2…カテーテル
10…管状部
11…第1接続端
12…第2接続端
20、20A、20B、20C…拡縮部
21…第1端
22…第2端
23…突起部
24…端部壁
26…ベロ部
30、30A…弾性フランジ
40…接続管部
42…主管部
44…分岐管部
50…外径維持部材
100、100A、100B、100C、100D…総胆管モデル
200…第1肝内胆管モデル
300…第2肝内胆管モデル
400…主膵管モデル
C1、C1A…第1角部
C2、C2A…第2角部
FL…折線
H…貫通孔
LO…中心線
OC…外周
OC2…外周
R1…外径
R2、R3…内径
R21、R22…曲率半径
R4…直径
SL…スリット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A... Organ model 2... Catheter 10... Tubular portion 11... First connecting end 12... Second connecting end 20, 20A, 20B, 20C... Expansion/contraction portion 21... First end 22... Second end 23... Projection portion 24... End wall 26... Tongue portion 30, 30A... Elastic flange 40... Connecting pipe portion 42... Main pipe portion 44... Branch pipe portion 50... Outer diameter maintaining member 100, 100A, 100B, 100C, 100D... Common bile duct model 200... First intrahepatic bile duct model 300... Second intrahepatic bile duct model 400... Main pancreatic duct model C1, C1A... First corner portion C2, C2A... Second corner portion FL... Folding line H... Through hole LO... Center line OC... Outer circumference OC2... Outer circumference R1... Outer diameter R2, R3...inner diameter R21, R22...curvature radius R4...diameter SL...slit
Claims (5)
開口する第1端と、前記第1端の反対側の第2端とを有し、径方向に拡縮可能な略円管状の拡縮部と、
前記拡縮部の前記第2端に繋がる接続端を有する略円管状の管状部と、
を備え、
前記拡縮部の少なくとも一部の内径は、初期状態である収縮状態において、前記管状部の前記接続端の内径より小さく、
前記拡縮部の側壁は、
山折り形状と谷折り形状とを交互に有する蛇腹折状に形成され、折り線が前記拡縮部の中心線に略沿っており、
前記拡縮部は、
前記拡縮部の横断面において、前記拡縮部の前記中心線に向かう凸形状の第1角部と、前記拡縮部の外側に向かう凸形状の第2角部と、を備える、臓器モデル。 An organ model that mimics a living body part,
an expanding/contracting section having a substantially cylindrical shape and having an open first end and a second end opposite to the first end, the expanding/contracting section being radially expandable and contractible;
a tubular portion having a substantially circular tube shape and a connection end connected to the second end of the expansion/contraction portion;
Equipped with
an inner diameter of at least a part of the expansion/contraction section in a contracted state, which is an initial state, being smaller than an inner diameter of the connection end of the tubular section;
The side wall of the expansion/contraction section is
The folding portion is formed in an accordion-like shape having alternating mountain folds and valley folds, and the folding line is substantially along the center line of the expansion/contraction portion,
The expansion/contraction unit is
An organ model having, in a cross section of the expansion/contraction section, a first corner portion that is convex toward the center line of the expansion/contraction section, and a second corner portion that is convex toward the outside of the expansion/contraction section .
前記拡縮部は、横断面において、前記第1角部の厚みが前記第2角部の厚みより厚く、かつ前記第1角部の曲率半径が前記第2角部の曲率半径より小さい、臓器モデル。 The organ model according to claim 1 ,
An organ model, wherein the expansion/contraction portion has, in a cross section, a thickness of the first corner portion that is thicker than a thickness of the second corner portion, and a radius of curvature of the first corner portion that is smaller than a radius of curvature of the second corner portion.
前記拡縮部は、前記第1端から前記第2端に向かって、自身の外径が漸次小さくなる、臓器モデル。 3. The organ model according to claim 1 or 2 ,
The organ model, wherein the expansion/contraction section has an outer diameter that gradually decreases from the first end toward the second end.
前記拡縮部の前記第1端側の端部に設けられる継手部材をさらに備え、
前記継手部材は、前記管状部および前記拡縮部の少なくともいずれか一方より剛性が高い、臓器モデル。 The organ model according to any one of claims 1 to 3 ,
a joint member provided at an end of the expansion/contraction section on the first end side,
The organ model, wherein the joint member has higher rigidity than at least one of the tubular portion and the expansion/contraction portion.
前記拡縮部の少なくとも一部において外径を一定に維持する外径維持部材を、さらに備える、臓器モデル。 5. The organ model according to claim 1,
The organ model further comprises an outer diameter maintaining member that maintains a constant outer diameter in at least a portion of the expansion/contraction section.
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