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WO2003096308A1 - Modele tridimensionnel - Google Patents

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Publication number
WO2003096308A1
WO2003096308A1 PCT/JP2003/005590 JP0305590W WO03096308A1 WO 2003096308 A1 WO2003096308 A1 WO 2003096308A1 JP 0305590 W JP0305590 W JP 0305590W WO 03096308 A1 WO03096308 A1 WO 03096308A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
model
dimensional model
body cavity
dimensional
molding material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2003/005590
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toshio Fukuda
Fumihito Arai
Seiichi Ikeda
Makoto Negoro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagoya Industrial Science Research Institute
Original Assignee
Nagoya Industrial Science Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya Industrial Science Research Institute filed Critical Nagoya Industrial Science Research Institute
Priority to EP20030721020 priority Critical patent/EP1536395A4/en
Priority to US10/513,935 priority patent/US20050186361A1/en
Priority to JP2004508535A priority patent/JP3613568B2/ja
Priority to CA002494588A priority patent/CA2494588C/en
Priority to AU2003235837A priority patent/AU2003235837B8/en
Publication of WO2003096308A1 publication Critical patent/WO2003096308A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional model. More specifically, the present invention relates to a three-dimensional model reproducing a body cavity such as a blood vessel of a subject.
  • a three-dimensional model made of silicone rubber that reproduces cerebral blood vessels is known as the University of Geneva Model.
  • a cerebral blood vessel is reproduced as a cavity in a rectangular parallelepiped made of transparent silicone rubber, and the cavity communicates with the model surface and opens.
  • lesions such as cerebral aneurysm, dural and hydrokinetic malformation, and vascular stenosis can be performed under in vitro conditions.
  • training for inserting a catheter or embolic substance into the cerebral blood vessels through the opening can be performed.
  • This cerebral blood vessel model was created based on a cadaver, and the shape of the cavity corresponding to the cerebral blood vessel was fixed in a ready-made manner.
  • a three-dimensional model having the same shape as the target organ is formed by stereolithography based on a plurality of pieces of tomographic data obtained by imaging at equal intervals using an imaging device. Therefore, as long as sufficient tomographic data can be obtained, any part, including its internal shape, can be made into a custom stereo model.
  • a Dell can be formed. Disclosure of the invention
  • the present inventors have been studying to create the above-mentioned cerebral blood vessel model on an order-made basis, and found that a method of forming a three-dimensional model based on the new layer image data introduced in the above-mentioned patent document is described. Was considered applicable.
  • the model In order to use a cerebrovascular model in a medical setting in vitro, the model must have high transparency and elasticity and flexibility similar to living tissue. However, none of the materials used for the stereolithography and other additive manufacturing methods used in the above-described forming method satisfy such requirements.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve at least one of the above-mentioned problems, and have reached the following present invention. That is,
  • a relatively small area such as a blood vessel is formed in the additive manufacturing process, so that the required time can be shortened.
  • the layered body cavity model is surrounded by a three-dimensional model molding material to form the flesh of the three-dimensional model, the arbitrarily selected three-dimensional model molding material can be used to meet the needs of the medical field.
  • a three-dimensional model can be formed. For example, by using silicone rubber, a cerebral blood vessel model (three-dimensional model) having transparency and elasticity and flexibility close to that of a living body can be formed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a body cavity model formed by lamination in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a guide portion added to the body cavity model.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a three-dimensional model of the embodiment.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional model of another embodiment.
  • FIG. 5 shows markers added to the three-dimensional model of another embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a medical model according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows a usage mode of the medical model.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a three-dimensional model of another embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a three-dimensional model of another embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a method of manufacturing the three-dimensional model of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the subject covers the whole or a part of the human body, but animals and plants can be subjected to tomography. It does not exclude corpses.
  • the tomographic image is an image which is the basis for performing the additive manufacturing.
  • tomographic images obtained by X-ray CT, MRI, ultrasound, etc.
  • 3D shape data is constructed from these data, and the 3D shape data is decomposed into 2D to obtain tomographic image data.
  • a case will be described in which a plurality of two-dimensional images obtained by taking images at equal intervals while moving in parallel in the body axis direction are used as input data (tomographic data). Even when the obtained two-dimensional image or three-dimensional image is used as an input image, the same processing can be performed to obtain three-dimensional shape data of the cavity.
  • Each input two-dimensional image is first accurately stacked based on the shooting interval at the time of shooting. Next, by specifying a threshold value for the image density value on each two-dimensional image, only the cavity area targeted by the body cavity model is extracted from each two-dimensional image, while other areas are stacked. From the obtained two-dimensional image.
  • the three-dimensional shape of the part corresponding to the cavity area is given in the form of stacked two-dimensional images, and the contours of each two-dimensional image are three-dimensionally interpolated and reconstructed as a three-dimensional surface.
  • a threshold value for the density value the cavity area was first extracted from the input image, but apart from this method, a specific density value giving the cavity surface was specified.
  • the input image may be stacked after the area is extracted by threshold fingering (or the surface is extracted by specifying a specific density value). Further, the generation of the three-dimensional surface may be performed by polygon approximation.
  • the ⁇ -dimensional shape data can be modified or changed during or after the generation of the three-dimensional shape data. For example, adding a structure that does not exist in the tomographic data, adding a support structure called a support, removing some of the structure in the tomographic data, or changing the shape of the cavity And so on, so that it is formed inside the three-dimensional model.
  • the shape of the cavity can be freely modified or changed.
  • it is also possible to provide a non-stacked manufacturing area inside the cavity and when a body cavity model provided with a non-stacked modeling area to be described later has a hollow structure, such a non-stacked modeling area is used.
  • 3D shape data in which the additive manufacturing region is provided inside the cavity is generated in advance. These processes may be performed by an additive manufacturing system or software corresponding to the additive manufacturing system.
  • the 3D shape data of the cavity is converted into a format compatible with the additive manufacturing system used for additive manufacturing of the body cavity model, and the additive manufacturing system to be used or the additive manufacturing to be used Send to software compatible with the system.
  • various setting items such as the arrangement of the body cavity model and the stacking direction at the time of the additive manufacturing are set, and at the same time, for the purpose of maintaining the shape during the additive manufacturing, etc.
  • Add support support structure
  • slice data to the places where sabots are needed (if not necessary, do not need to add).
  • slice data tomographic image data directly used for additive manufacturing is generated by slicing the modeling data obtained in this way based on the modeling thickness during additive manufacturing.
  • the addition of the support may be performed after the slice data is generated. If the slice data is automatically generated by the additive manufacturing system used (or software corresponding to the additive manufacturing system), this procedure can be omitted.
  • the thickness of the additive manufacturing thickness may be set.
  • support is automatically generated by the additive manufacturing system (or software corresponding to the additive manufacturing system), there is no need to generate the support manually (manual generation is required). Good).
  • the ⁇ -dimensional shape data is constructed from the tomographic data, but if the 3D shape data is given from the beginning as a data, it is decomposed into 2D and the next additive manufacturing is performed.
  • the tomographic image data used in the process can be obtained. In the image processing, biological information can be collected or added.
  • the biological information refers to the shape or position or orientation (orientation) of a biological tissue such as an eyeball, a nose, or a bone.
  • a biological tissue such as an eyeball, a nose, or a bone.
  • Such biological information can be obtained by forming a three-dimensional data shape of the biological tissue and processing the image. That is, the tomographic data (two-dimensional image) is image-processed to form a three-dimensional shape image. Further, when forming tomographic image data, the tomographic image data is included in data relating to body cavities such as blood vessels. And data on other biological information such as eyeballs.
  • biometric information can be manually added by an operator when three-dimensional data is created.
  • a body cavity such as a blood vessel is targeted, and the body cavity is a cavity existing in various organs (skeleton, muscle, circulatory organ, respiratory organ, digestive organ, urogenital organ, endocrine organ, nerve, sensory organ, etc.). And cavities formed by the geometrical arrangement of these organs and body walls. Therefore, the lumen of the heart, the lumen of the stomach, the lumen of the intestine, the lumen of the uterus, the lumen of blood vessels, the lumen of the ureter, the oral cavity, the nasal cavity, the canal, and the middle ear
  • the “body cavity” includes a cavity, a body cavity, a joint cavity, a pericardial cavity, and the like.
  • Additive manufacturing refers to forming a thin layer on the basis of tomographic image data and repeating this process in order to obtain a desired model.
  • the additive body cavity model must be surrounded by the solid model molding material and then disassembled and removed.
  • the material used for additive manufacturing be a material having a low melting point or a material that is easily dissolved in a solvent.
  • a low-melting thermosetting resin or wax can be used.
  • Photocurable resins commonly used in so-called stereolithography can also be used if their decomposition is easy.
  • the additive manufacturing method include a powder sintering method, a molten resin ejection method, and a molten resin extrusion method.
  • a heating beam such as a laser is scanned based on tomographic data on a powder material laid in a plane to melt the powder surfaces and separate the powders. Bonded to form a sintered thin layer of powder. At this time, bonding with the already-sintered lower thin film is also performed at the same time. Next, a new thin layer of powder is supplied to the upper surface again, and this process is repeated to sequentially form a powder sintered layer, and then, at the same time, a layer-by-layer molding method in which the layers are laminated at the same time is performed, thereby forming a layered model of the body cavity model. I do.
  • Lamination modeling of the body cavity model is performed by performing lamination molding in which thin layers are sequentially formed and laminated at the same time.
  • a molding material is extruded from a thin nozzle, and the fine line material is sent out from the nozzle so as to be drawn and solidified, and the nozzle head is scanned on the surface based on tomographic image data.
  • a thin layer is formed by this method, and the layered manufacturing of the body cavity model is performed by performing a layered manufacturing method of stacking the thin layers.
  • the body cavity model produced by additive manufacturing can be subjected to various processes (removal and additional processing) such as surface polishing and addition of a surface coating after the additive manufacturing. It is possible to modify or change the shape of the model.
  • a support that requires removal after shaping is added, remove the support.
  • the surface of the body cavity model By coating the surface of the body cavity model with another material, it is possible to prevent some or all of the components of the body cavity model from diffusing into the three-dimensional model molding material.
  • the diffusion can be prevented by physically treating the surface of the body cavity model (heat treatment, high-frequency treatment, etc.) or chemically treating the surface.
  • the body cavity model is subjected to surface treatment to smooth the surface steps.
  • surface treatment methods include contacting the surface of the body cavity model with a solvent, heating to melt the surface, coating, and using these in combination.
  • the biological information when the biological information is obtained, it is preferable to create a marker displaying the biological information at the same time as the body cavity model. This is to suppress an increase in the number of manufacturing steps.
  • a three-dimensional model is formed by surrounding a part or the whole of the body cavity model with a three-dimensional model molding material, curing the material, and removing the body cavity model. That is, the body cavity model is used as a so-called lost wax disappearance model in a later step.
  • the lost-loss vanishing model is a model used in a precision manufacturing method called the lost wax manufacturing method. It is used for the purpose of producing a mold for producing a structure having the same shape as the disappearing model by melting and removing the same.
  • the body cavity model manufactured by additive manufacturing instead of using the body cavity model manufactured by additive manufacturing for the purpose of the above-described mold manufacturing, the entire surroundings or a specific part of the surroundings is filled with a three-dimensional model molding material, and the three-dimensional model is used. Harden the molding material To produce a three-dimensional model having a cavity with the same shape or structure as the target cavity by removing only the body cavity model existing inside the three-dimensional model after forming the three-dimensional model Used in.
  • the three-dimensional model molding material is appropriately selected depending on the use of the model.
  • elastomers or gels such as silicone rubber (silicone elastomers, silicone gels) and thermosetting polyurethane elastomers, as well as silicone resins, epoxy resins, polyurethanes, unsaturated polyesters, phenolic resins, urea resins, etc.
  • a thermosetting resin or a thermoplastic resin such as polymethyl methacrylate can be used alone or in combination. The curing method of these materials is based on a well-known method.
  • the object of the three-dimensional model is a cerebral blood vessel model
  • a transparent material having elasticity and flexibility close to that of a living tissue.
  • examples of such a material include silicone rubber (silicone elastomer or silicone gel).
  • silicone rubber since silicone rubber has the same contact characteristics as living tissue, it becomes suitable for surgical trials by introducing medical instruments such as catheters.
  • the three-dimensional model forming material can be formed from a plurality of layers.
  • the periphery of the cavity can be formed of a material having characteristics (elasticity, flexibility, and the like) closer to that of a living tissue, and the outer periphery can be formed of a highly durable material.
  • the external shape of the three-dimensional model can also be arbitrarily formed.
  • an outer mold having a desired shape prepared in advance (the interior of the outer mold is filled with the body cavity model and the molding material).
  • a solid model may be formed (dibbing molding, slash molding) by attaching a sol or powdery molding material to the surface of the body cavity model without using it, and then curing it.
  • an outer mold it is desirable to use a material having low affinity with the molding material to be used in preparation for later removal of the outer mold. However, without removing the outer mold, It may be a part of the obtained three-dimensional model.
  • the shape of the molding surface of the outer mold is made to match the external shape of various organs and the like including the target cavity, thereby forming the cavity and the cavity. It is possible to reproduce together with the external shape of various organs including.
  • the external shape of the three-dimensional model does not need to match the external shape of various organs and the like including the target cavity, and may be replaced with another shape (for example, a cubic shape).
  • a three-dimensional model is manufactured using a transparent molding material, by providing a plane in the external shape of the three-dimensional model, the recognition of the cavity reproduced inside the three-dimensional model is performed. Can be improved.
  • the plane referred to here includes a curved surface or an uneven surface within a range that does not substantially hinder the recognition of the cavity. By setting this plane as the lower surface, the mounting stability of the three-dimensional model is improved.
  • the body cavity model that reproduces the blood vessels defines the cavity of the three-dimensional model.
  • the end of the body cavity model is exposed on the surface of the three-dimensional model, and the three-dimensional model At the end of the cavity.
  • a columnar guide may be extended from the end of the body cavity model and exposed on the surface of the three-dimensional model. Further, after the formation of the three-dimensional model, a hole may be formed from the surface of the three-dimensional model to the end of the body cavity model embedded therein.
  • a three-dimensional model can be formed without using a mold.
  • a three-dimensional model forming material is formed in a film shape on the surface of the body cavity model.
  • the body cavity model solid
  • removing the body cavity model from the membranous three-dimensional model forms a hollow model of the blood vessel.
  • a part of the body cavity model can be surrounded by a three-dimensional model forming material in a film form, and the remaining part can be thickly surrounded by a three-dimensional model forming material using a mold.
  • a membrane-like three-dimensional model can reproduce the dynamic behavior of a body cavity such as a blood vessel almost faithfully, but cannot maintain its shape by itself, making it difficult to handle. Therefore, it is preferable to form a part of the block-shaped three-dimensional model into a film shape.
  • a cavity may be provided in a block-shaped three-dimensional model, and a body cavity such as a blood vessel located in the cavity may be formed in a membrane shape.
  • the space is made to correspond to the subarachnoid space, and blood vessels that require observation or simulation for catheterization are present in the subarachnoid space.
  • the dynamic behavior of the blood vessel can be realistically reproduced at the time of observation, and more realistic simulation can be performed in catheter surgery.
  • the marker When a marker for displaying the biological information is formed together with the body cavity model, the marker also partially or entirely surrounds the solid model forming material. When it is not preferable that the marker is removed simultaneously with the body cavity model, for example, when the marker and the body cavity model are formed of the same material, the marker may be completely covered with the three-dimensional model forming material.
  • the body cavity model embedded as a core in the solid model molding material is removed after the solid model molding material is cured.
  • the removal method is appropriately selected according to the modeling material of the body cavity model, and is not particularly limited as long as the three-dimensional model is not affected.
  • Examples of methods for removing the body cavity model include (a) a heat melting method in which the material is melted by heating, (b) a solvent dissolving method in which the material is melted by a solvent, and (c) a hybrid method in which the melting by heating is used in combination with the solvent. Can be adopted.
  • the body cavity model is selectively fluidized, eluted out of the three-dimensional model, and removed.
  • the material used for additive manufacturing of the body cavity model and the molding material of the three-dimensional model are related to each other depending on whether the above-mentioned heating melting method, solvent dissolving method, or octad method is used. The following constraints are imposed:
  • the three-dimensional model molding material can be cured at a temperature lower than the melting temperature of the modeling material described in the constraint (1-1), and after curing, it can be described in the constraint (1-1). It has a heat-resistant temperature higher than the melting temperature of the modeling material.
  • the body cavity model inside the three-dimensional model is selectively melted by heating to a temperature higher than the melting temperature of the molding material of the body cavity model and lower than the heat resistance temperature of the molding material of the three-dimensional model after curing. And fluidize.
  • the body cavity model is integrated with the three-dimensional model and the outer mold according to the order of removal of the outer mold, but both of the above constraints (1-1) and (1-2) are satisfied. In such a case, it is possible to selectively melt the body cavity model by heating all or a part of these structures with a heater or the like.
  • the heating of the three-dimensional model can be performed from the outside of the three-dimensional model, but it is possible to arrange the heating electrode inside the three-dimensional model or the additive manufacturing model, or to irradiate a laser, high frequency, etc. Heating from inside the model is also possible. Then, in this state, the body cavity model is eluted out of the three-dimensional model and removed. When the body cavity model is eluted, remote forces such as gravity and centrifugal force, and inertia generated by applying impact or vibration can be used. However, external pressure (positive pressure, negative pressure) is applied to the exposed part of the body cavity model. It is also possible to accelerate dissolution by applying pressure or by flowing other liquids into the cavity.
  • the body cavity model inside the three-dimensional model (particularly, part of the body cavity model remaining inside the three-dimensional model after elution) is subjected to direct external force, shock or vibration in the solid state. It may be excluded from the three-dimensional model by, for example, holding it directly. At this time, the body cavity model inside the three-dimensional model may be decomposed into a plurality of parts.
  • thermoplastics thermoplastics
  • Various materials can be used as long as they melt at a temperature lower than the heat resistant temperature of the molding material used to form the three-dimensional model, such as (oils and fats, paraffin, etc.), low melting point metal, ice (water), etc. . It is necessary to determine the selection of these molding materials according to the characteristics of the molding material used for the three-dimensional model (the molding material may be selected according to the characteristics of the molding material).
  • the body cavity model modeling material dissolves in the solvent (there is such a solvent).
  • the three-dimensional model molding material has solvent resistance to at least one of the solvents described in the constraint (2-1) (hereinafter, referred to as a specific solvent).
  • the solvent dissolution method is a method of selectively dissolving and fluidizing a body cavity model existing inside the three-dimensional model with a solvent to elute and remove the body cavity model from the inside of the three-dimensional model. It can be applied only when both (2-2) and (2-2) are satisfied.
  • the body cavity model inside the three-dimensional model is selectively dissolved and fluidized by using the specific solvent given by the constraint condition (2-2).
  • the body cavity model Before elution, the body cavity model is integrated with the three-dimensional model and the outer mold according to the order of removal of the outer mold, but both of the above constraint conditions (2-1) and (2-2) are satisfied.
  • it is possible to selectively dissolve the body cavity model by bringing the entire structure or a part including the part where the body cavity model is exposed into contact with the specific solvent. Then, in this state, the body cavity model is eluted out of the three-dimensional model and removed. Do.
  • the body cavity model inside the three-dimensional model can be directly applied with external force, subjected to shock or vibration, or directly grasped in the solid state. May be excluded outside the three-dimensional model. At this time, the body cavity model inside the three-dimensional model may be decomposed into a plurality of parts.
  • Examples of modeling materials for body cavity models that can use this solvent dissolution method include adhesive substances such as cyanoacrylate (dissolved in acetone) and starch (dissolved in water, etc.), toluenesulfonamide resin (dissolved in acetone, etc.), It is possible to use various kinds of resins having solubility in solvents such as polyvinyl alcohol (dissolved in water, etc.) and waxes (oils and fats, paraffin, etc.).
  • the molding material used for the three-dimensional model must have solvent resistance to the solvent used for dissolving the body cavity model. Should be determined according to the characteristics of the molding material used for the three-dimensional model (the molding material may be selected according to the characteristics of the molding material).
  • the exposed part of the body cavity model in the three-dimensional model is immersed in the solvent bath, the body cavity model is dissolved due to the osmotic pressure, and the solvent is sucked up into the interior.
  • the body cavity model located above the solvent interface was sequentially dissolved. In this case, it has been confirmed that the same applies to the case where all the parts of the body cavity model other than the parts expressed in the three-dimensional model are buried in the three-dimensional model.
  • the three-dimensional model molding material can be cured at a temperature lower than the melting temperature of the modeling material described in the constraint (3-1), and after the curing, is described in the constraint (3-1). It has a heat-resistant temperature higher than the melting temperature of the modeling material and also has solvent resistance to at least one solvent (specific solvent) among the solvents described in the constraint (3-1).
  • the hybrid method is a method in which the body cavity model existing inside the three-dimensional model is eluted from the inside of the three-dimensional model and removed by using the heat melting method and the solvent dissolving method described in detail above in combination. It can be applied only when both conditions (3-1) and (3-2) are satisfied.
  • the heating method and the dissolving method of the body cavity model in the hybrid method can be arbitrarily combined with the methods described in the heating and melting method and the solvent dissolving method described above.
  • (1) the process of eluting the body cavity model from inside the three-dimensional model by heating, and (2) the process of eluting the body cavity model from the inside of the three-dimensional model by a solvent, are performed in any order. (Or by performing each step a plurality of times in an arbitrary order), the body cavity model is removed from the inside of the three-dimensional model.
  • each of the above steps can be performed in an arbitrary order and, if necessary, a plurality of times.
  • most of the body cavity model is melted and fluidized by heating to make the body cavity model inside the three-dimensional model.
  • the solid model is cooled to room temperature, and the specific solvent given by the above-mentioned constraint (3-2) is injected into the cavity inside the solid model formed by the previous elution.
  • the specific solvent given by the above-mentioned constraint (3-2) is injected into the cavity inside the solid model formed by the previous elution.
  • thermoplastic resins such as toluenesulfonamide resin (thermoplastic) and waxes (such as oils and paraffin).
  • the hybrid method melts the entire additive manufacturing model in a non-contact manner as heat spreads inside the three-dimensional model regardless of the exposed area of the body cavity model. It can be fluidized, and it is difficult to dissolve the body cavity model gradually from the contact area by physical contact as in the case of the solvent dissolution method. Tall tubular cavities can be easily reproduced.
  • the method of eluting the body cavity model from the inside of the three-dimensional model by the heat melting method, the solvent dissolution method, and the eight bridging method has been described, but in addition to these methods, an external force is directly applied to the body cavity model from the exposed part. It is also possible to exclude the body cavity model from the inside of the three-dimensional model, for example, by giving an impact force or vibration from the outside of the three-dimensional model, or by directly grasping. At this time, the body cavity model inside the three-dimensional model may be decomposed into a plurality of parts, and each decomposed part may be extracted from the inside of the three-dimensional model. When the body cavity model is removed by this method, the body cavity model can be easily disassembled by preparing the body cavity model with the interior hollow.
  • the cavity to be subjected to the three-dimensional modeling is divided into a plurality of spaces, and each cavity is divided by performing the manufacturing method of the present invention on each divided cavity. It is also possible to obtain a three-dimensional model that reproduces the entire cavity to be subjected to three-dimensional modeling by creating a three-dimensional model that is reproduced in the same way and combining the obtained three-dimensional models for each cavity. In this case, the three-dimensional model for each cavity can be manufactured by different manufacturing methods. However, the present invention is also directed to a three-dimensional model for each of the plurality of divided cavities and a method of manufacturing the same. (Diffusion removal process)
  • all or a part of the material of the body cavity model is It has been clarified by the present inventors that they diffuse into the molding material. When such diffusion occurs, the periphery of the cavity of the three-dimensional model becomes cloudy and blurred, and the visibility decreases.
  • an object of the present invention is to remove the material of the diffused body cavity model from the three-dimensional model.
  • the three-dimensional model is made of a material having a property such as silicone rubber
  • a part of the modeling material of the body cavity model is transferred to the inside of the three-dimensional model. Diffusion may cause clouding inside the 3D model.
  • This fogging is considered to be caused by the components of the modeling material evaporating (evaporating) and diffusing into the three-dimensional model when the body cavity model is melted by heating.
  • This diffusion component remaining inside the three-dimensional model after elution of the body cavity model is often vaporized again by heating the three-dimensional model again (except when the diffusion component chemically bonds to the constituent materials of the three-dimensional model). (Evaporate). Since a part of the diffusion component vaporized inside the three-dimensional model is discharged from the inside of the three-dimensional model to the outside by diffusion, the diffusion component can be removed from the inside of the three-dimensional model. .
  • the diffused components vaporized inside the three-dimensional model are partially and possibly all deposited on the surface of the three-dimensional model by cooling, thereby removing the diffused component from the inside of the three-dimensional model.
  • these components are used to remove the diffusion components from inside the three-dimensional model.
  • a bridging polymer such as an elastomer as the molding material, select a material with a high crosslinking density. Therefore, it is possible to enhance the effect of diffusion removal by these methods.
  • diffusion components in the three-dimensional model can often be decomposed by heating, and thereby, it is also possible to remove clouding caused by diffusion or to change color.
  • the heating of the solid model must be performed within a range lower than the heat resistance temperature of the material constituting the solid model, and this method can be applied only when the diffusion component can be decomposed within this temperature range. is there.
  • This diffusion removal step can be performed after removing the body cavity model, or can be performed during the removal. It can also be performed during and after removal, respectively.
  • the present invention which aims at a custom-made three-dimensional model, there may be a case where a reproduced relationship between a body cavity such as a blood vessel and other living tissues, a direction of a subject, and other biological information are required.
  • the tomographic image data includes biological information in addition to information on body cavities such as blood vessels, other biological information can be extracted therefrom.
  • a three-dimensional image including other biological information is formed from the tomographic image data, the three-dimensional model and the image are visually compared, and a sign indicating the relevant biological information is placed on the surface or inside the three-dimensional model.
  • the orientation of the subject may be described as the upper, lower, left, and right characters or symbols on the surface of the three-dimensional model as biological information.
  • the specific information of the tomographic image data (name of the subject, date and time of photographing, photographing hospital, photographing conditions, etc.) can be described together with or separately from the biological information.
  • the marker can be formed together with the body cavity model by analyzing the tomographic image data.
  • the body cavity model is formed by additive manufacturing, the marker is also formed, and is removed later, so that the shape of the marker can be left in a part of the three-dimensional model or embedded in the three-dimensional model.
  • the sign may be discharged to the outside, and then the formed cavity may be filled with colored silicone rubber or the like to serve as the sign.
  • the color of a part corresponding to a biological tissue (bone tissue, eyeball, etc.) other than a body cavity such as a blood vessel in a three-dimensional model can be changed.
  • the living tissue may be a cavity.
  • the shape of the living tissue can be separable from the three-dimensional model.
  • the outer shell of the living tissue can be drawn in a three-dimensional model.
  • the present inventors initially created a rectangular solid model.
  • the state of the cavity that is, the shape of the blood vessel
  • the spherical shape was used to eliminate the edges from the three-dimensional model, the whole became a lens, making it more difficult to see the cavity shape.
  • Another object of the present invention is to solve such a problem of the three-dimensional model and to provide a model having excellent visibility.
  • the inventors of the present invention have made intensive studies to solve such problems, and have reached the following invention. That is, the three-dimensional model is immersed in a translucent fluid having a refractive index substantially equal to the molding material of the three-dimensional model.
  • the three-dimensional model and the translucent fluid are visually integrated, so that even if the three-dimensional model has an edge and the three-dimensional model has a curved surface, it is translucent.
  • the field of view (surface to be observed) of the fluid has a flat surface, obstruction of the cavity will not be obstructed.
  • the flat surface may include a curved surface and Z or unevenness to such an extent that obstruction of the cavity does not substantially occur. That is, a translucent fluid is filled in a case (housing), and the solid model is entirely or partially immersed therein. Then, the part of the three-dimensional model required to be observed is directed to the observation surface (plain) of the case by changing the three-dimensional model. Even if there is an edge in the direction of the observation request site, the edge is erased by the translucent fluid, and the case can be clearly observed on the observation surface.
  • a contrast agent is administered to the patient's head while administering a contrast agent into the blood vessels in the imaging area.
  • the images were taken with a helical scan type X-ray CT device with a spatial resolution of 5 X 0.35 X 0.5 mm.
  • the three-dimensional data obtained by the imaging is transferred to three-dimensional CAD software, and has a resolution of 500 x 512 x 512 arranged at equal intervals in the body axis direction.
  • the image data corresponding to each two-dimensional image is ordered by a drive built in the X-ray CT apparatus in the order corresponding to the imaging direction. Stored on an inch magneto-optical disc.
  • the image data was loaded into a storage device inside the computer by a 5.25-inch magneto-optical drive externally connected to a personal computer, and from this image data, using commercially available three-dimensional CAD software, We generated 3D shape data in the STL format (a format in which a 3D surface is represented as a set of triangular patches) required for.
  • STL format a format in which a 3D surface is represented as a set of triangular patches
  • the input two-dimensional images are stacked based on the imaging interval to construct a three-dimensional scalar field whose density value is a scalar amount, and a specific density that gives the blood vessel inner surface on the scalar field
  • the 3D shape data of the blood vessel lumen is constructed as an isosurface (boundary surface of a specific scalar value), and then a triangle polygon approximation is made to the constructed isosurface. Is rendered.
  • the guide portion 3 is a hollow columnar member as shown in FIG.
  • the provision of the hollow portion 31 reduces the time required for additive manufacturing.
  • the distal end of the guide portion 3 is enlarged in diameter, and this portion is exposed on the surface of the three-dimensional model to form a large-diameter opening 15 (see FIG. 3).
  • the generated 3D shape data in STL format is then transferred to a molten resin ejection type additive manufacturing system, where the placement of the model in the modeling system, the stacking direction, and the stack thickness are determined, and the model is simultaneously processed. Added support.
  • the data for the additive manufacturing generated in this way was sliced into a predetermined additive manufacturing thickness (13 m) on a computer to generate a large number of slice data. Then, based on each slice data obtained in this manner, a molding material containing p-toluenesulfonamide and p-ethylbenzenesulfonamide as main components (melting point: about 100 degrees, easily converted to acetone) Melting) was melted by heating and jetted out, thereby forming a layered layer of the cured resin layer of the specified thickness having a shape corresponding to each slice data, one layer at a time. By removing the support after the formation of the final layer, an additive model (body cavity model) 1 of the cerebral vascular lumen region shown in Fig. 1 was created.
  • the body cavity model 1 was immersed in a water tank at 80 ° C. for approximately 30 minutes. Thereby, the surface of the body cavity model 1 was decomposed and became smooth.
  • the outer mold used to shape the external shape of the three-dimensional model was created by machining.
  • the inner molding surface of this outer mold has a cubic shape, and the components constituting the outer mold can be assembled and separated.
  • a mold was created by fixing both ends by bonding the end of the model to the inner surface of the outer mold.
  • a highly transparent two-part liquid silicone elastomer which can be polymerized and cured in a short time by heating, is poured into the mold thus prepared, and heated in a constant temperature layer of 75 for 1 hour. Thereby, polymerization and curing were performed to form a three-dimensional model 11 shown in FIG. After confirming that sufficient hardening was obtained, the members constituting the outer mold were sequentially separated and removed.
  • the body cavity model 1 existing inside the three-dimensional model 11 is melted, Elution was performed to the outside of 11. The elution was performed from the part (opening part 15) where the end of the body cavity model 1 was exposed from the three-dimensional model 11. After elution of the modeling material by heating and melting, the entire block was cooled to room temperature, and acetone was injected into the cavity formed inside the three-dimensional model 11 by elution of the additive manufacturing model. As a result, the body cavity model modeling material remaining inside the three-dimensional model 11 was dissolved, and the solution-forming modeling material was eluted out of the three-dimensional model. As a result, the body cavity model 1 was completely removed from the inside of the three-dimensional model 11, and a three-dimensional model 11 in which the cerebral blood vessel lumen 13 was reproduced was obtained.
  • the three-dimensional model was again set in the thermostatic layer set at 120. 11 was heated for 1 hour to evaporate the components, thereby removing them.
  • the three-dimensional model 11 having the cerebral blood vessel lumen 13 produced in this manner has high transparency due to the use of a highly transparent silicone elastomer as a molding material, and has a flat rectangular parallelepiped outer shape.
  • the shape and structure of the cerebral vascular lumen 13 reproduced inside the three-dimensional model 11 and the shape of the cerebral aneurysm reproducing the affected area can be easily and accurately recognized visually.
  • the created three-dimensional model of cerebral blood vessels is injected into a lubricating liquid, When the catheter was inserted, the patient had a very similar sense of “entrance sensation” and operation sensation during actual cerebrovascular surgery.
  • the three-dimensional model 41 of this embodiment is a sphere and has a cerebral blood vessel lumen 43 (see FIG. 4).
  • the manufacturing method and molding material of the three-dimensional model 41 are the same as those of the first embodiment except for the shape of the outer mold.
  • a cube-shaped marker 45 is embedded in the three-dimensional model 41 of this embodiment. On each side of the marker 45, the orientation of the patient's face is described. Since the position of the spherical model 41 is not stable, the orientation of the cerebral blood vessel lumen 43 can be accurately grasped by providing such a marker 45.
  • the direction indicated by the marker 45 is specified by computer processing from the positions of the eyeball and the bone tissue extracted from the tomographic image data.
  • the marker 45 and the body cavity model are simultaneously laminated so as to be arranged in the specified orientation. Since the marker 45 is embedded in the body model 41, it is not decomposed in the removal process of the body cavity model. It is also possible for the operator to form this sign 45 manually.
  • FIG. 5 shows a label 46 of another embodiment.
  • the sign 46 indicates the direction with an arrow. By providing a change in the color or thickness of the arrow, a specific direction can be represented. For example, if the right side is green, the left side is red, and the upper side is black, the orientation of the cerebrovascular lumen can be specified even when the three-dimensional model rotates.
  • FIG. 6 shows the medical model 51 of this embodiment.
  • This medical model 51 includes a spherical three-dimensional model 41 described in the second embodiment, a case 53, and a translucent fluid 54 filled in the case 53.
  • Translucent fluid 5 4 is silicone This is a transparent liquid having the same refractive index as that of the three-dimensional model 41 made of rubber. In this embodiment, a silicone oil having an equal refractive index was used as the translucent fluid 54. Further, by dissolving the refractive index preparation in water, a desired translucent fluid can be obtained.
  • the three-dimensional model 41 is a sphere, its entire surface is a convex lens, and the cerebral blood vessel cavity inside cannot be visually recognized accurately.
  • the material for forming the three-dimensional model 41 and the translucent fluid 54 have the same refractive index. Light refraction disappears, and the lens effect on the surface disappears. Therefore, it is possible to observe a full-scale cerebral vascular cavity through the case 53.
  • the memory is engraved on the observation surface of the case 53.
  • FIG. 6 the outer shell shape of the three-dimensional model 41 is described in the case 53 for explanation, but the outer shell shape of the three-dimensional model 41 is hardly visually recognized in practice.
  • the case 53 includes retainers 61 and 61 for fixing the three-dimensional model 41, and rollers 71 and 73 for rotating the three-dimensional model 41.
  • the retainers 6 1, 6 1 are provided with a compression coil spring 62 and a spherical support 63, and press the three-dimensional model 41 toward the rollers 71, 73 to stably stop the three-dimensional model 41.
  • the rollers 71 and 73 rotate the three-dimensional model 41 in the respective rotating directions by rotating the rollers.
  • the mouths 74, 75 are connected to the rollers 71, 73, respectively, and can be rotated from the outside of the case 53.
  • the case 53 is provided with an opening 80 as shown in FIG. 7, and the catheter 83 is connected to an arbitrary end of the cerebrovascular cavity formed in the three-dimensional model 41 through this opening. It is possible to enter.
  • FIG. 8 shows a three-dimensional model 91 according to another embodiment.
  • This body model 9 1 Silicone rubber was applied to the cavity model 1 except for the guide part 3 to a thickness of approximately 1 mm, and then the body cavity model was removed by the same method as in Example 1.
  • the method of application is such that the body cavity model 1 is dived into a silicone rubber tank, taken out, and then dried while rotating the body cavity model 1.
  • cerebral blood vessels are reproduced more realistically, and this is effective when a catheter operation is tried.
  • FIG. 9 shows a three-dimensional model 101 of another embodiment.
  • This three-dimensional model 101 has a cavity (corresponding to the subarachnoid space) 103 in a block-shaped main body 102, and a blood vessel portion 105 in the cavity 103. As in FIG. 8, it is formed in a film shape.
  • the outer shell is formed in a block shape, so that it is easy to handle, and the blood vessel portion 105 that requires detailed observation is a membrane shape.
  • the dynamic behavior is more realistically reproduced, and the catheter operation can be performed more realistically.
  • the three-dimensional model 101 shown in FIG. 9 can be formed as follows.
  • a three-dimensional model material is formed in a film shape around the body cavity model in the same manner as in the embodiment of FIG.
  • a body cavity model in which the blood vessel located in the void 103 is enlarged about three times in the three-dimensional direction is formed in the hollow, and the membrane-like three-dimensional model described above (with the body cavity model inside it) (Exists as heartwood).
  • the enlarged body cavity model 110 is once divided, a membrane-like three-dimensional model 113 is set therein, and the decomposed body cavity model 110 is reconstructed.
  • FIG. 9 shows the division line of the body cavity model 110. Then, the space between the opening of the enlarged body cavity model 110 and the film-like three-dimensional model 113 is filled with the same or the same type of filler as the body cavity model.
  • Such an assembled body is set in an outer frame of a rectangular parallelepiped, and the outer frame is filled with a silicone elastomer. Siri After the corn elastomer has hardened, the body cavity model material is eliminated and the body cavity model material diffused into the three-dimensional model is removed in the same manner as in the first embodiment. As a result, the inside of the membrane model 113 becomes hollow, and the cavity 103 is formed in a portion corresponding to the body cavity model 110. Note that a projection 111 is formed on the body cavity model 110 and is exposed outside the three-dimensional model. The material of the body cavity model can be discharged to the outside from the exposed part.
  • the blood vessel portion 105 was enlarged to form a body cavity model 110 corresponding to the void portion 103.
  • the shape of the void portion 103 is not particularly limited in view of the fact that the void portion 103 enhances the degree of freedom of the dynamic behavior of the blood vessel portion 105. Therefore, the shape of the gap 103 can be simplified.
  • the shape may be spherical, elliptical, or the like.
  • the body cavity model 110 can be designed in a shape that can be easily divided and reconstructed, and the three-dimensional model 101 of the present invention can be easily manufactured. Further, the body cavity model 110 can be molded using the membrane-like three-dimensional model 113 as a core.
  • the three-dimensional shape of the subarachnoid space may be formed based on tomographic data, and a body cavity model may be formed from the three-dimensional shape.
  • the standard subarachnoid space can be prepared in a ready-made manner and used as a body cavity model.
  • the gap 103 is filled with a transparent liquid such as water. If the gap 103 is not filled with any transparent liquid, light is diffusely reflected on the peripheral wall of the gap 103 and the blood vessel portion 105 inside the gap cannot be visually recognized. In order to improve the visibility of the blood vessel portion, it is preferable to fill the void 103 with silicone oil having a refractive index substantially equal to that of the three-dimensional model molding material.
  • the transparent liquid from the opening 104 from which the material of the body cavity model 110 has been discharged can be injected into the cavity 103.
  • a refractive index preparation with water, it is possible to use a transparent liquid having a refractive index substantially equal to that of the three-dimensional model forming material.

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Description

明 細書
AL体モアリレ 技術分野
この発明は立体モデルに関する。 更に詳しくは、 被検体の血管などの体腔を再 現した立体モデルに関する。 技術背景
脳血管を再現したシリコーンゴム製立体モデルが Univers i ty of Geneva Model として知られている。 この脳血管モデルは透明シリコーンゴム製の直方体中に脳 血管が腔所として再現されており、 当該腔所がモデル表面まで連通して開口して いる。この開口へ拍動流のポンプを接続して液体を流し込むことにより、 in vi tro の状態下で脳動脈瘤、 硬膜動静膜奇形、 血管狭窄などの病変をシユミレ一シヨン することができる。 また、 当該開口を介して脳血管中へカテ一テルや塞栓物質の 挿入訓練をすることもできる。
この脳血管モデルは死体を元に作成されたものであり、 脳血管に該当する腔所 の形状はレディ一メイドで固定されている。
他方、 C Tスキャナ一等により得られた被検体の断層像デ一夕に基づき立体的 な生体モデルの形成方法が特開平 5— 1 1 6 8 9号公報、 特公平 8— 1 8 3 7 4 号公報、 実開平 6— 1 3 8 0 5号公報、 特開 2 0 0 2— 4 0 9 2 8号公報、 特開 2 0 0 1 - 5 3 7 7号公報等に記載されている。
これらの方法によれば、 撮影装置により等間隔に撮影することにより得られた 複数枚の断層撮影データを基に、 光造形によって対象とする諸器官と同一形状を 有する立体モデルが形成される。 従って、 十分な断層撮影データが得られる限り において、 いかなる部位でも、 その内部形状まで含めてオーダーメイドの立体モ デルを形成することができる。 発明の開示
本発明者らは、 上記の脳血管モデルをオーダ一メイドで作成すべく検討を重ね てきたところ、 既述の特許文献で紹介されている新層像デ一夕に基づく立体モデ ルの形成方法を適用可能ではないかと考えた。
そこで、 当該形成方法により脳血管モデルの作成を試みたところ、 次の課題に 突き当たった。
脳血管モデルを医療現場において in vi t ro の状態で使用するには、 モデルに 高い透明性と生体組織に似た弾力性及び柔軟性が要求される。 しかしながら、 上 記の形成方法で用いられる光造形その他の積層造形法を実行する材料には、 かか る要求を満足するものがない。
また、 立体モデルの造形体積が大きくなり又は造形精度が高くなると、 積層造 形に要する時間が飛躍的に増大する。 したがって、 医療現場で要求される脳血管 モデルを従来技術の形成方法で積層造形するには多大な時間が必要となる。 その ため、 モデル作成コストが高くなり、 またモデルの作成に緊急を要する場合に対 応できないことがある。
本発明者らは上記課題の少なくとも一つを解決すベく鋭意検討を重ねたところ、 下記本発明に想到した。 即ち、
被検体の断層像データに基づき血管などの体腔モデルを積層造形する工程と、 該体腔モデルの周囲を立体モデル成形材料で囲繞して該立体モデル成形材料を 硬化させる工程と、
前記体腔モデルを除去する工程と、 を含む立体モデルの製造方法。
この発明によれば、 積層造形工程においては血管などの比較的体積の小さい領 域 （体腔モデル） を形成するので、 その所要時間を短くすることができる。 また、 積層造形された体腔モデルを立体モデル成形材料で囲繞して立体モデル の肉部を形成するので、 当該立体モデル成形材料を任意に選択するすることによ り、 医療現場の要求に応じた立体モデルを形成することができる。 例えば、 シリ コーンゴムを用いることにより、 透明でかつ生体に近い弾力性及び柔軟性を備え た脳血管モデル （立体モデル） を形成することができる。 図面の簡単な説明
図 1はこの発明の実施例で積層造形された体腔モデルを示す斜視図である 図 2は体腔モデルに付加されたガイド部を示す斜視図である。
図 3は実施例の立体モデルを示す斜視図である。
図 4は他の実施例の立体モデルを示す。
図 5は他の実施例の立体モデルに付加された標識を示す。
図 6はこの発明の実施例の医療用モデルを示す斜視図である。
図 7は同じく医療用モデルの使用態様を示す。
図 8他の実施例の立体モデルを示す斜視図である。
図 9他の実施例の立体モデルを示す斜視図である。
図 1 0は、 図 9の立体モデルの製造方法を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の各要素について詳細に説明する。
(被検体の断層像データ）
被検体は人体の全体若しくは一部を対象とするが、 動物や植物を断層撮影の対 象とすることができる。 また、 死体を除くものではない。
断層像デ一夕は積層造形を実行するための基礎となるデ一夕をいう。一般的に、 X線 C T装置、 M R I装置、 超音波装置などによって得られた断層撮影デ一夕か ら三次元形状データを構築し、 当該三次元形状データを二次元に分解して断層像 データとする。
以下、 断層像データ生成の一例を説明する。
ここでは、 体軸方向に平行移動しながら等間隔に撮影することによって得られ た複数の二次元画像を入力データ （断層撮影データ） として使用する場合につい て説明するが、 他の撮影方法によって得られた二次元画像、 或いは三次元画像を 入力画像とする場合でも同様な処理を行うことによって腔所の三次元形状データ を得ることができる。 入力された各二次元画像は、 まず撮影時の撮影間隔に基づ いて正確に積層される。 次に、 各二次元画像上に、 画像濃度値に関しての閾値を 指定することにより、 体腔モデルの対象とする腔所領域のみを各二次元画像中よ り抽出し、 一方で他の領域を積層された二次元画像中より削除する。 これにより 腔所領域に相当する部分の三次元形状が二次元画像を積層した形で与えられ、 こ の各二次元画像の輪郭線を三次元的に補間し、 三次元曲面として再構成すること により対象とする腔所の三次元形状データが生成される。 尚、 この場合は濃度値 に関しての閾値を指定することによって、 まず入力画像中より腔所領域の抽出を 行ったが、 この方法とは別に、 腔所表面を与える特定濃度値を指定することによ つて入力画像中より腔所表面の抽出し、 三次元補間することによつて直接的に三 次元曲面を生成することも可能である。 また、 閾値指走による領域抽出 （或いは 特定濃度値指定による表面抽出） を行つた後に入力画像の積層を行つてもよい。 また、 三次元曲面の生成はポリゴン近似によって行ってもよい。
尚、 前記 Ξ次元形状データには、 該三次元形状データの生成中、 或いは生成後 において、 形状の修正や変更を施すことが可能である。 例えば、 断層撮影データ 中には存在しない構造を付加することや、 サポートと呼ばれる支持構造を付加す ることや、 或いは断層撮影データ中の構造を一部除去することや、 腔所の形状を 変更することなどが可能であり、 これによつて、 立体モデルの内部に形成される 腔所の形状を自由に修正或いは変更することができる。 さらには、 腔所の内部に 非積層造形領域を設けることも可能であり、後に説明する内部を中空の構造とし、 非積層造形領域を設けた体腔モデルを作製する場合には、 そのような非積層造形 領域を腔所の内部に設けた三次元形状データを生成しておく。 尚、 これらの処理 は、 積層造形システム、 或いは積層造形システムに対応したソフトウェアにおい て行ってもよい。
次に、 生成した腔所の三次元形状データを、 必要に応じて体腔モデルの積層造 形に使用する積層造形システムに対応した形式に変換し、 使用する積層造形シス テム、 或いは使用する積層造形システムに対応したソフトウェアへと送る。
積層造形システム （或いは積層造形システムに対応したソフトウェア） では、 積層造形時の体腔モデルの配置や積層方向などの各種設定項目の設定を行うと同 時に、 積層造形中における形状保持などの目的で、 サポート （支持構造） をサボ —卜が必要な箇所に付加する （必要なければ付加する必要はない）。 最後に、 こ のようにして得られた造形用データを積層造形時の造形厚さに基づいてスライス することによって、 積層造形に直接利用されるスライスデータ （断層像データ） を生成する。 尚、 上記の手順とは逆に、 スライスデータの生成を行った後にサボ ートの付加を行ってもよい。 また、 スライスデータが使用する積層造形システム (或いは積層造形システムに対応したソフトウエア） によって自動的に生成され る場合には、 この手順を省略することができる。 但し、 この場合でも積層造形厚 さの設定を行っても良い。 サポートの付加についても同様であり、 積層造形シス テム （或いは積層造形システムに対応したソフトウェア） によってサポートが自 動的に生成される場合には、手動で生成する必要はない（手動で生成してもよい）。 上記の例では、 断層撮影デ一夕から Ξ次元形状データを構築しているが、 デ一 夕として最初から三次元形状データが与えられた場合もこれを二次元に分解して 次の積層造形工程に用いる断層像データを得ることができる。 当該画像処理において、 生体情報を収集若しくは追加することができる。
ここに生体情報とは、 眼球、 鼻、 骨などの生体組織の形状若しくは位置又はそ の向き (オリエンテーション) をいう。 かかる生体情報は当該生体組織の三次元 データ形状を形成し、 これを画像処理することにより得ることができる。 即ち、 断層撮影データ （二次元画像） を画像処理して、 三次元形状デ一夕を構成し、 更 には断層像データを形成するとき、 当該断層像データに血管等の体腔に関するデ —夕と眼球等その他の生体情報に関するデータを含ませることができる。 かかる 生体情報は三次元データを作成したときにオペレータが手動で追加することもで さる。
この発明では血管などの体腔を対象としており、 ここに体腔とは諸器官（骨格、 筋、 循環器、 呼吸器、 消化器、 泌尿生殖器、 内分泌器、 神経、 感覚器など） に存 在する腔所、 並びに、 これらの諸器官や体壁などの幾何学的配置によって構成さ れる腔所を指す。 したがって、 心臓の内腔、 胃の内腔、 腸の内腔、 子宮の内腔、 血管の内腔、 尿管の内腔などの諸器官の内腔や、 口腔、 鼻腔、 ロ峡、 中耳腔、 体 腔、 関節腔、 囲心腔などが 「体腔」 に含まれる。
(積層造形）
積層造形とは、 断層像データに基づき薄い層を形成し、 これを順次繰り返すこ とにより所望の造形を得ることをいう。
積層造形された体腔モデルは立体モデル成形材料で囲繞され、 さらにそれから 分解除去されなければならない。 除去を容易にするため、 積層造形に用いる材料 を低い融点の材料とするか、 若しくは溶剤に容易に溶解する材料とすることが好 ましい。 かかる材料としては低融点の熱硬化性樹脂若しくはワックス等を用いる ことができる。 いわゆる光造形法 （積層造形に含まれる） において汎用される光 硬化性樹脂においてもその分解が容易であれば、 これを用いることができる。 前記体腔モデルは、 次の工程において立体モデル成形材料で囲繞する際に外部 から付加される圧力等の外力に耐え得る強度を有する範囲であれば、 その内部を 中空構造とし薄肉化することができる。 これによつて、 積層造形に所要される時 間や造形に伴うコストが低減されるだけでなく、 後の溶出行程において体腔モデ ルの溶出を簡素化できる。
具体的な積層造形の方式として、 例えば粉末焼結方式、 溶融樹脂噴出方式、 溶 融樹脂押出方式等を挙げることができる。
粉末焼結方式の積層造形では、 平面状に敷設された粉末材料上に、 断層像デー 夕に基づいて、 レーザ等の加熱用ビームを走査することによって、 粉末の表面を 溶融させて粉末同士を接合させ、 焼結された粉末薄層を形成する。 このときすで に焼結されている下層の薄膜との接合も同時に行われる。 次に、 新たな粉末の薄 層が再度上面に供給され、 この行程を繰り返して粉末焼結層を順次形成すると同 時に積層させていく方式の積層造形を行うことによつて体腔モデルの積層造形を 行う。
溶融樹脂噴出型の積層造形では、 断層像データに基づいてノズルへッドを平面 上で走査させながら、 ノズルより溶融した造形材料を噴出或いは滴下させ堆積固 化させて薄層を形成し、 この薄層を順次形成すると同時に積層させていく方式の 積層造形を行うことによって体腔モデルの積層造形を行う。
溶融樹脂押出型の積層造形では、 細いノズルから造形材料を押し出し、 この細 線状の材料を描画するようにノズルから送り出し固化させながら、 断層像データ に基づいてノズルヘッドを面上で走査させることによって薄層を形成し、 これを 積層する方式の積層造形を行うことによって体腔モデルの積層造形を行う。 尚、 積層造形によって作製された体腔モデルには、 積層造形の後に、 表面研磨 や、 表面コーティングの付加など各種の加工 （除去加工及び付加加工） を加える ことが可能であり、 これによつて体腔モデルの形状を修正或いは変更することが 可能である。 これらの加工の一環として、 体腔モデルの作製にあたって、 積層造 形後の除去が必要なサポートを付加した場合には、サポートの除去を行っておく。 体腔モデルの表面を他の材料でコーティングすることにより、 体腔モデルの材 料の一部の成分又は全部の成分が立体モデル成形材料中に拡散することを防止す ることができる。 その他、 体腔モデルの表面を物理的に処理 （熱処理、 高周波処 理等）、 若しくは化学的に処理することにより、 当該拡散を防止することもでき る。
体腔モデルは表面処理することにより、 表面の段差を円滑化することが好まし い。 これにより、 立体モデルの内腔表面が円滑になり、 より実際の血管等の体腔 内表面を再現できることとなる。 表面処理の方法として、 体腔モデルの表面を溶 剤に接触させること、 加熱して表面を溶融すること、 コーティングすること及び これらを併用することが挙げられる。
既述のように、 生体情報が得られた場合には、 体腔モデルと同時に当該生体情 報を表示した標識を作成することが好ましい。 製造工数の増加を抑制するためで ある。
(立体モデルの形成）
体腔モデルの一部又は全部を立体モデル成形材料で囲繞してこれを硬化し、 体 腔モデルを除去することにより立体モデルが形成される。 即ち、 体腔モデルは後 の工程において所謂ロストワックス用消失モデルとして使用される。 ロストヮッ クス用消失モデルとは、 ロストワックス铸造法と呼ばれる精密錶造法で使用され る模型のことで、 この模型の周囲を微粒子の耐火物やセラミック耐火物でコーテ イングし、 焼成した後にこの模型を溶かして除去することによって、 前記消失モ デルと同一形状を有する铸造物を铸造するための铸型を製造する目的で使用され るものである。 しかしながら、 本発明では、 積層造形により作製された体腔モデ ルを前記の铸型製造の目的で使用するのではなく、 立体モデル成形材料によって その周囲全体、 或いは周囲の特定部分を満たし、 当該立体モデル該成形材料を硬 化させることによって立体モデルを形成した後、 立体モデル内部に存在する体腔 モデルのみを除去することによって、 対象とする腔所と同一の形状ないし構造を 持つ空洞を内部に有する立体モデルを製造する目的で使用する。
立体モデル成形材料は当該モデルの用途に応じて適宜選択される。 例えば、 シ リコーンゴム （シリコーンエラストマ一、 シリコーンゲル） や熱硬化性のポリゥ レタンエラストマ一等のエラストマ一或いはゲルの他、 シリコーン樹脂、 ェポキ シ樹脂、 ポリウレタン、 不飽和ポリエステル、 フエノール樹脂、 ユリア樹脂等の 熱硬化性樹脂や、 ポリメタクリル酸メチル等の熱可塑性樹脂を単独で、 或いは複 数組み合わせて使用することができる。 これらの材料の硬化方法は周知の方法に よる。
立体モデルの対象を脳血管モデルとするときには、 透明でかつ生体組織に近い 弾力性及び柔軟性を備える材料を採用することが好ましい。 かかる材料としてシ リコ一ンゴム （シリコーンエラストマ一又はシリコ一ンゲル） を挙げることがで きる。 また、 シリコーンゴムは生体組織と同等の接触特性を有するので、 カテ一 テル等の医療器具を揷入し手術の試行に適したものとなる。
立体モデル形成材料を複数層から形成することができる。 例えば、 腔所の周り をより生体組織に近い特性 （弾力性、 柔軟性等） を有する材料で形成し、 外周を 耐久性の高い材料で形成することができる。
立体モデルの外形も任意に形成することができる。 例えば、 体腔モデルの周囲 を成形材料で満たす際には、 予め用意しておいた所望形状の外型を使用すると良 い （この外型の内部を体腔モデルと成形材料で満たす） が、 外型を使用せず、 体 腔モデルの表面にゾル或いは粉末状の成形材料を付着させ、 これを硬化させるこ とによって立体モデルを形成 (ディッビング成形、 スラッシュ成形) しても良い。 外型を使用する場合には、 後の外型の除去に備え、 使用する前記成形材料との親 和力の低い材料を使用することが望ましい。 但し、 外型の除去を行わず最終的に 得られる立体モデルの一部としても良い。
尚、 立体モデルの外部形状を外型によって成形する場合、 外型の成形面の形状 を対象とする腔所を内含する諸器官等の外部形状と一致させることによって、 腔 所と該腔所を内含する諸器官等の外部形状とを共に再現することが可能である。 立体モデルの外部形状は、 対象とする腔所を内含する諸器官等の外部形状と一 致させる必要はなく、 他形状 （例えば立方体形状など） で置き換えてもよい。 例 えば、 透明性を有する成形材料を使用して立体モデルの製造を行う場合には、 該 立体モデルの外部形状に平面を設けることによって、 該立体モデル内部に再現し た腔所の認識性を向上させることができる。 ここでいう平面は、 腔所の認識に実 質的な支障をきたさない範囲の曲面や凹凸面を含むものである。 また、 この平面 を下面とすることにより立体モデルの載置安定性が向上する。
また、 立体モデルの外部形状に対しては、 成形材料の硬化による形成の後、 各 種の除去加工や付加加工を行ってもよく、 これによつて平滑化したり、 形状に修 正や変更を加えることができる。
血管を再現した体腔モデルは立体モデルの腔所を規定するものであり、 この腔 所へカテーテル等を挿入するためには、 体腔モデルの端部を立体モデルの表面に 表出させて、 立体モデルにおいて腔所の端部が開口するようにする。
体腔モデルの形態によっては、 立体モデルの表面へ表出しない場合があるが、 その場合は体腔モデルの端部から柱状のガイド部を伸ばしてこれを立体モデルの 表面へ表出させればよい。 更には、 立体モデルの形成後、 立体モデルの表面から その中に埋設されている体腔モデルの端部まで孔を穿設してもよい。
型を用いずに立体モデルを形成することもできる。 例えば、 体腔モデルの表面 に立体モデル形成材料を膜状に形成する。 体腔モデル （中実である） が血管を再 現したものであるとき、 当該膜状の立体モデルから体腔モデルを除去すると、 当 該血管の中空モデルが形成される。 体腔モデルの一部を立体モデル形成材料で膜状に囲繞し、 残部は型を用いて立 体モデル成形材料で厚肉に囲繞することができる。
ここに、 型を用いたブロック状の立体モデルでは血管等の体腔の動的挙動を再 現することができない。 他方、 膜状の立体モデルでは血管等の体腔の動的挙動を ほぼ忠実に再現可能であるが、 単独では形状を維持できないので、 取り扱いが困 難となる。 そこで、 ブロック状の立体モデルの一部を膜状に形成することが好ま しい。 例えば、 ブロック状の立体モデル内に空隙部を設け、 当該空隙部内に位置 する血管等の体腔を膜状に形成することができる。 例えば、 脳血管モデルにおい ては、 当該空隙部をくも膜下腔に対応させ、 観察やカテーテル手術のシュミレー シヨンが必要となる血管を当該くも膜下腔内に存在させる。 これにより、 観察時 においては当該血管の動的挙動をリアルに再現可能となり、 カテーテル手術にお いてはよりリアルなシュミレーションが可能になる。
生体情報を表示する標識を体腔モデルと併せて形成した場合には、 この標識も 立体モデル形成材料でその一部又は全部を囲繞する。 標識と体腔モデルとを同一 材料で形成した場合などにおいて、 体腔モデルと同時に標識が除去されることが 好ましくない場合には、 標識は立体モデル形成材料で完全に覆われた状態として も良い。
(体腔モデルの除去）
中子として立体モデル成形材料中に埋設されている体腔モデルは、 立体モデル 成形材料の硬化後に、 除去される。 除去の方法は体腔モデルの造形材料に応じて 適宜選択され、 立体モデルに影響の出ない限り、 特に限定されない。
体腔モデルを除去する方法として、 （a)加熱により溶融する加熱溶融法、 （b)溶 剤により溶解する溶剤溶解法、 （c) 加熱による溶融と溶剤による溶解とを併用す るハイプリッド法等を採用することができる。 これらの方法により体腔モデルを 選択的に流動化し、 立体モデルの外部へ溶出してこれを除去する。 体腔モデルの積層造形に使用する材料と、 立体モデルの成形材料との間には、 既述の加熱溶融法、 溶剤溶解法、 若しくは八イブリツド法のいずれを使用するか に依存して、 互いに関連のある以下のような制約条件が課される。
(1) 加熱溶融法により体腔モデルの溶出を行う場合には、 下記 (1-1)と（卜 2)の 両方の制約条件を満たす必要がある。
(1-1) 体腔モデル造形材料は、 加熱により溶融する。
(1 -2) 立体モデル成形材料は、 制約条件（1 -1)に記載の造形材料の溶融温度より 低い温度において硬化可能であり、 かつ、 硬化後においては制約条件（1-1)に記 載の造形材料の溶融温度より高い耐熱温度を有する。
この加熱溶融法では、 体腔モデルの造形材料の溶融温度より高く、 硬化後にお ける立体モデルの成形材料の耐熱温度より低い温度に加熱することによって、 立 体モデル内部の体腔モデルを選択的に溶融し流動化させる。 溶出前において体腔 モデルは、 立体モデルや、 外型除去の順序に応じては外型と一体となった状態に あるが、 前記制約条件（1 -1)と（1 -2)の両方が満足される場合には、 これらの構造 全体或いは一部分を加熱器等により加熱することによって体腔モデルを選択的に 溶融することが可能である。 尚、 立体モデルの加熱は立体モデル外部より行うこ とも可能であるが、 立体モデル内部や積層造形モデル内部に加熱電極を配置する ことや、 外部からレーザー、 高周波等を照射することなどによって、 立体モデル 内部より加熱を行うことも可能である。 そして、 この状態において体腔モデルを 立体モデルの外部へ溶出させ除去を行う。 この体腔モデルの溶出時には、 重力や 遠心力等の遠隔力や、 衝撃や振動を与えることによって発生する慣性等を利用す ることができるが、 体腔モデルが露出した部分に外圧（正圧、 負圧） を掛けたり、 他の液体を腔所内部に流し込むことによって溶出を促進することも可能である。 また、 立体モデル内部の体腔モデル （特に溶出後に立体モデル内部に残留した体 腔モデルの一部） は、 固相の状態において、 直接外力を加えたり衝撃や振動を与 えたり直接把持することなどによって、 立体モデルの外部に排除してもよい。 こ の際、 立体モデル内部の体腔モデルを複数の部分に分解してもよい。
この加熱溶解法の適用を可能とする体腔モデルの造形材料には、 各種の熱可塑 性樹脂 （サーモプラスチック） （溶融時の流動性が高い （溶融時の粘性が低い） ものが好ましい）やワックス（油脂やパラフィン等）、或いは低融点金属や氷（水） などの他、 立体モデルの形成に使用する成形材料の耐熱温度より低い温度におい て溶融する限りにおいて多様な材料を使用することができる。 尚、 これらの造形 材料の選択は立体モデルに使用する成形材料の特性に応じて決定する必要がある (造形材料の特性に応じて成形材料を選択してもよい）。
(2) 溶剤溶解法により体腔モデルの溶出を行う場合には、 下記（2-1)と（2-2)の 両方の制約条件を満たす必要がある。
(2-1) 体腔モデル造形材料は、 溶剤に溶解する （そのような溶剤が存在する）。 (2-2) 立体モデル成形材料は、 制約条件（2-1)に記載の溶剤の内、 少なくとも一 種類の溶剤 （以下、 特定溶剤と呼ぶ） に対して耐溶剤性を有する。
溶剤溶解法は、 立体モデル内部に存在する体腔モデルを、 溶剤によって選択的 に溶解し流動化することにより、 立体モデル内部より溶出させ、 除去を行う方法 であり、 前記制約条件（2-1)と（2-2)の両方が満足される場合に限ってその適用が 可能である。
この溶剤溶解法では、 前記制約条件（2-2)によって与えられる特定溶剤を使用 することにより、 立体モデル内部の体腔モデルを選択的に溶解し流動化させる。 溶出前において体腔モデルは、 立体モデルや、 外型除去の順序に応じては外型と 一体となった状態にあるが、 前記制約条件（2-1)と（2-2)の両方が満足される場合 には、 これらの構造全体或いは体腔モデルが露出した部分を含む一部分を前記特 定溶剤に接触させることによって体腔モデルを選択的に溶解することが可能であ る。 そして、 この状態において体腔モデルを立体モデルの外部へ溶出させ除去を 行う。 この体腔モデルの溶出時には、 加熱溶融法の場合と同じく、 重力や遠心力 等の遠隔力や、 衝撃や振動を与えることによって発生する慣性等を利用すること ができる他、 体腔モデルが露出した部分に外圧 （正圧、 負圧） を掛けたり、 他の 液体を腔所内部に流し込むことなどによって溶出を促進することも可能である。 また、 立体モデル内部の体腔モデル （特に溶出後に立体モデル内部に残留した体 腔モデルの一部） は、 固相の状態において、 直接外力を加えたり衝撃や振動を与 えたり直接把持することなどによって、 立体モデルの外部に排除してもよい。 こ の際、 立体モデル内部の体腔モデルを複数の部分に分解してもよい。
この溶剤溶解法の適用を可能とする体腔モデルの造形材料には、 シァノアクリ レート （アセトンに溶解） や澱粉 （水等に溶解） 等の接着物質や、 トルエンスル ホンアミド樹脂 （アセトン等に溶解）、 ポリビニルアルコール （水等に溶解） な どの可溶剤溶解性を有する各種樹脂、 ワックス （油脂やパラフィン等） などの使 用が可能である。 尚、 溶剤溶解法を実施する場合には、 立体モデルに使用する成 形材料が体腔モデルの溶解に使用する溶剤に対して耐溶剤性を有する必要があり、 体腔モデルに使用する造形材料の選択は立体モデルに使用する成形材料の特性に 応じて決定するとよい （造形材料の特性に応じて成形材料を選択してもよい）。 更に本発明者らの検討によれば、 立体モデルにおいて体腔モデルの表出してい る部分を溶剤槽へ浸漬すれば、 浸透圧の関係により体腔モデルが溶解するととも に、 その内部に溶剤が吸い上げられ、 溶剤界面より上に位置する体腔モデルまで もが順次溶解されることが確認できた。 この場合、 体腔モデルにおいて立体モデ ルに表出する部分以外の部分が全て立体モデル内に埋もれている場合も同様であ ることが確認されている。
(3) ハイブリッド法により体腔モデルの溶出を行う場合には、 下記 (3-1)と（3 - 2)の両方の制約条件を満たす必要がある。
(3-1) 体腔モデル造形材料は、 加熱により溶融し、 かつ、 溶剤に溶解する （その ような溶剤が存在する）。
(3-2) 立体モデル成形材料は、 制約条件 (3-1)に記載の造形材料の溶融温度より 低い温度において硬化可能であり、 かつ、 硬化後においては制約条件（3-1)に記 載の造形材料の溶融温度より高い耐熱温度を有すると同時に制約条件 (3-1)に記 載の溶剤の内、 少なくとも一種類の溶剤（特定溶剤） に対して耐溶剤性を有する。 ハイブリツド法は、 先に詳述した加熱溶融法と溶剤溶解法とを併用することに よって、立体モデル内部に存在する体腔モデルを、立体モデル内部より溶出させ、 除去を行う方法であり、 前記制約条件 (3-1)と（3-2)の両方が満足される場合に限 つてその適用が可能である。 当該ハイプリッド法における体腔モデルの加熱方法 · 並びに溶解方法は既述の加熱融解法及び溶剤溶解法で説明した方法を任意に組合 せることができる。
例えば、 このハイブリッド法では、 （1) 加熱によって立体モデル内部より体腔 モデルを溶出する行程と、 （2) 溶剤よつて立体モデル内部より体腔モデルを溶出 する行程と、 を任意の順序で実施することによって （或いは、 各工程を任意の順 序で複数回実施することによって）、 立体モデル内部より前記体腔モデルの除去 を行う。
ハイブリッド法では、 上記の各工程を任意の順序で、 必要に応じて複数回実施 することが可能であり、 例えば、 加熱より体腔モデルを溶融し流動化させること により体腔モデルの大半を立体モデル内部より溶出した後、 立体モデルを室温ま で冷却し、 先の溶出によって形成された立体モデル内部の空洞領域に前記制約条 件（3 - 2)によって与えられる特定溶剤を注入することで、 表面張力などにより立 体モデル内部に残留した体腔モデルの一部を再度流動化し、 注入した溶剤と共に 立体モデルの外部へ溶出することなども可能である。
このハイプリッド法の適用を可能とする体腔モデルの造形材料としては、 前記 加熱溶解法と前記溶剤溶解法の双方の適用を可能とする材料を使用することがで き、 トルエンスルホンアミド樹脂などの熱可塑性樹脂（サ一モプラスチック）や、 ワックス （油脂やパラフィン等） などの使用が可能である。
加熱により体腔モデルの溶融を行う加熱溶融法ゃハイブリツド法によれば、 体 腔モデルの露出面積によらず立体モデル内部への熱拡散の進行に伴って非接触に て積層造形モデル全体を溶融し流動化することが可能であり、 溶剤溶解法のよう に物理的な接触によって接触領域から次第に体腔モデルを溶解する場合には溶出 が困難であるような複雑な形状、 例えばァスぺクト比の高い細管状の腔所などを 容易に再現することが可能である。
以上では、 加熱溶融法及び溶剤溶解法及び八イブリツド法により体腔モデルを 立体モデルの内部より溶出する方法について説明を行ったが、 これらの方法以外 にも、 露出部分から体腔モデルに直接外力を与えることや、 立体モデルの外部よ り衝撃力や振動等を与えることや、直接把持することなどによってなどによって、 立体モデル内部より体腔モデルを排除することも可能である。 またこの際、 立体 モデル内部の体腔モデルを複数の部分に分解し、 分解された各部分を立体モデル 内部より取り出してもよい。 尚、 この方法によって体腔モデルの除去を行う場合 には、 内部を中空として体腔モデルを作製することによって、 体腔モデルの分解 を容易化することが可能である。
内部に腔所を再現した立体モデルは、 立体モデル化の対象とする腔所を複数に 分割し、 分割された各腔所に対して本発明の製造方法を実施することにより各腔 所を内部に再現した立体モデルを作製し、 得られたそれぞれの腔所に対する立体 モデルを組み合わせることによって、 立体モデル化の対象とする腔所全体を再現 した立体モデルを得ることも可能である。 この場合、 各腔所に対する立体モデル はそれぞれ異なる製造方法によって製造することも可能である。 但し、 本発明は 複数に分割されたそれぞれの腔所に対する立体モデル及びその製造方法も発明の 対象とするものである。 (拡散除去工程）
体腔モデルの造形材料及び立体モデルの成形材料の選択の如何、 又は立体モデ ルの成形条件若しくは体腔モデルの除去条件の如何によつては、 体腔モデルの材 料の全部又は一部が立体モデルの成形材料中に拡散することが本発明者らの検討 により明らかになった。 かかる拡散が生じると、 立体モデルの腔所の周囲が曇つ てじまい、 視認性が低下する。
そこでこの発明では、 この拡散した体腔モデルの材料を立体モデル内から除去 することを一つの目的とする。
立体モデルが、 特に、 シリコーンゴム等の弹性を有する材料によって構成され る場合、 溶出行程において体腔モデルを加熱によって溶融した際に、 体腔モデル の造形材料の成分の一部が立体モデルの内部へと拡散し、 立体モデル内部に曇り 等を発生するおそれがある。
この曇りの発生は、 加熱により体腔モデルを溶融した際に、 造形材料の成分が 気化 （蒸発） し、 立体モデル内部へと拡散することに起因して発生すると考えら れる。 体腔モデルの溶出後に立体モデル内部に残留したこの拡散成分は、 多くの 場合 （拡散成分が立体モデルの構成材料と化学的に結合する場合などを除く）、 立体モデルを再度加熱することによって再度気化する （蒸発させる） ことが可能 である。 立体モデルの内部で気化した拡散成分の一部は、 拡散により立体モデル 内部より立体モデルの外部へと排出されるため、 これによつて立体モデル内部よ り拡散成分を除去することが可能である。 さらに立体モデルの内部で気化した拡 散成分は、 冷却することによって、 その一部、 場合によってはその全てが立体モ デル表面へと析出され、 これによつて立体モデル内部より拡散成分を除去するこ とも可能であり、 拡散除去行程では、 これらの方法を利用することによって立体 モデル内部より拡散成分の除去を行う。 尚、 成形材料としてエラストマ一等の架 橋ポリマ一を使用する場合には、 架橋密度の高い材料を選択して使用することに よって、 これらの方法による拡散除去の効果を高めることが可能である。
また立体モデル内部の拡散成分、 特に色素などは加熱により分解が可能な場合 も多く、 これによつて拡散により生じた曇り除去或いは変色することも可能であ る。 但し、 立体モデルの加熱は、 立体モデルを構成する材料の耐熱温度より低い 範囲内で行う必要があり、 この方法は、 この温度範囲内で拡散成分の分解が可能 な場合にのみ適用が可能である。
この拡散除去工程は、 体腔モデルを除去した後に実行することも、 当該除去の 途中で実行することもできる。 また、 除去の途中及び除去の後でそれぞれ実行す ることもできる。
· (生体情報の標識）
オーダーメイドの立体モデルを目的とする本発明において、 再現された血管等 の体腔と他の生体組織との対応関係、 被検体の向きその他の生体情報が要求され る場合がある。
断層像データには、 血管等の体腔に関する情報の他にも生体情報を含んでいる ので、 これから当該他の生体情報を抽出することができる。 例えば、 断層像デー 夕から他の生体情報を含む三次元ィメ一ジを形成し、 立体モデルと当該イメージ を目視により比較して、 立体モデルの表面若しくは内部に当該生体情報を示した 標識を形成することができる。 例えば、 生体情報として被検体の向きを上下左右 の文字又は記号として、 立体モデルの表面に記載してもよい。 その他、 当該生体 情報と併せて若しくは別個に、 断層像データの特定情報（被撮影者名、撮影日時、 撮影病院、 撮影条件等） を記載することもできる。
当該標識は、 既述の通り、 断層像データを解析することにより体腔モデルと併 せて形成することもできる。 体腔モデルを積層造形する際に当該標識も併せて形 成し、 後に除去することによって、 当該標識の形状を立体モデルの一部に残すこ とや、 あるいは、 立体モデル中に埋め込むことができる。 また、 体腔モデルと同 時に当該標識を外部へ排出し、 その後、 形成された空洞部に着色したシリコーン ゴム等を注入してこれを標識とすることもできる。
かかる標識として、 被検体の向き （オリエンテーション） を示すものの場合、 被検体の向きを示す記号若しくは文字が表面に記載された立方体、 矢印、 被検体 のミニチュア等を採用することができる。
当該生体情報'として、 立体モデルにおいて血管等の体腔以外の生体組織 （骨組 織、 眼球等） に対応する部分の色を変更することができる。 また、 当該生体組織 も腔所にしてもよい。 更には、 当該生体組織の形状を立体モデルから分離可能と することもできる。 また、 当該生体組織の外殻を立体モデル中に描画することも できる。
(医療モデル）
本発明者らは、 当初直方体の立体モデルを作成した。 この場合、 エッジの部分 から腔所の様子 （即ち、 血管の形状） を正確に視認することができなかった。 そこで、 立体モデルからエッジをなくすためこれを球形にしたところ、 全体が レンズとなり腔所形状の視認がより困難になった。
この発明は、 立体モデルのかかる課題を解決し、 視認性に優れたモデルを提供 することを他の目的とする。
本発明者らはかかる課題を解決すベく鋭意検討を重ねてきたところ、 次の発明 に想到した。 即ち、 立体モデルの成形材料と実質的に等しい屈折率の透光性流動 体中に立体モデルを浸漬する。
これにより、 視覚的には立体モ^ ^ルと透光性流動体が一体となるので、 たとえ 立体モデルにエツジがあつたとしてもまた立体モデルが曲面を有していたとして も、 透光性流動体の視野面 （観察される面） が平面性を備えておれば、 腔所の観 察障害は生じない。 ここで平面とは実質的に腔所の観察障害が生じない程度の曲 面及び Z又は凹凸を含んでいてもよい。 即ち、 透光性流動体をケース （筐体） 中に充填し、 その中に立体モデルを全体 的若しくは部分的に浸漬する。 そして、 当該立体モデルを変動させて立体モデル における観察の要求される部位を当該ケースの観察面 （平明） へ向ける。 当該観 察要求部位方向にエッジがあつたとしても、 当該透光性流動体によりそのエッジ が消され、 ケースの観察面では明瞭に観察することができる。
以下、 この発明の実施例について説明する。
(第 1実施例）
立体モデル化の対象とする脳血管及び及び患部である脳動脈の形状に関する三 次元データを得るため、 撮影領域の血管内部へ造影剤を投与しながら、 患者の頭 部に対して、 0 . 3 5 X 0 . 3 5 X 0 . 5 mmの空間分解能を持つヘリカルスキ ヤン方式の X線 C T装置により撮影を行った。 撮影により得られた三次元データ は、 3次元 C ADソフトへの受け渡しのため、 体軸方向に等間隔に配列された 5 0 0枚の 5 1 2 X 5 1 2の解像度をもつ 2 5 6階調の二次元画像 （断層撮影デー タ） に再構成した後、 各二次元画像に対応する画像データを撮影方向に一致する 順序で前記 X線 C T装置に内蔵されたドライブにより 5 . 2 5インチ光磁気ディ スクへ保存した。
次に、 パーソナルコンピュータに外部接続した 5 . 2 5インチ光磁気ドライブ によって、 前記画像データをコンピュータ内部の記憶装置へ取り込み、 この画像 データから、 市販の三次元 C ADソフトを利用して、 積層造形に必要とされる S T L形式 （三次元曲面を三角形パッチの集合体として表現する形式） の三次元形 状データを生成した。 この変換では、 入力された二次元画像を撮影間隔に基づい て積層することによって、 濃度値をスカラー量とする三次元のスカラー場を構築 し、 そのスカラー場上に血管内表面を与える特定の濃度値を指定することによつ て、 アイソサーフェス （特定スカラー値の境界面） として血管内腔の三次元形状 データを構築した後、 構築されたアイソサ一フェスに対して三角形ポリゴン近似 のレンダリングが行われる。
なお、 この段階で、 三次元形状データに付加データを加え、 体腔モデルの端部 からガイド部 3を膨出させた （図 1参照）。 このガイド部 3は、 図 2に示すよう に、 中空柱状の部材である。 中空部 3 1を備えることにより、 積層造形時間の短 縮を図っている。 このガイド部 3の先端は拡径されており、 この部分が立体モデ ル表面に表出して、 大径な開口部 1 5 (図 3参照） を形成することとなる。
生成した S T L形式の三次元形状データを、 次に溶融樹脂噴出方式の積層造形 システムへと転送し、 造形システム内でのモデルの配置や積層方向、 積層厚さを 決定すると同時にモデルに対してをサポートを付加した。
このようにして生成された積層造形用のデータをコンピュータ上で所定の積層 造形厚さ （1 3 m) にスライスして多数のスライスデータを生成した。そして、 このようにして得られた各スライスデータに基づいて、 p—トルエンスルホンァ ミドと p—ェチルベンゼンスルホンアミドを主成分とした造形材料 (融点：約 1 0 0度、 アセトンに容易に溶解） を加熱により溶融して噴出することにより、 各 スライスデータに一致する形状を有する指定厚さの樹脂硬化層を一面ずつ積層形 成することよって積層造形を行った。 最終層の形成の後にサポートを除去するこ とによって、 図 1に示す脳血管内腔領域の積層造形モデル （体腔モデル） 1を作 成した。
更に、 この体腔モデル 1を 8 0 °Cの水槽にほぼ 3 0分間浸漬した。 これにより、 体腔モデル 1の表面が分解し、 円滑になつた。
一方で、 立体モデルの外部形状を成形する目的で使用する外型を機械加工によ り作成した。 この外型の内部成形面は立方体形状をしており、 外型を構成する部 材は組立 ·分離が可能である。 この注型成形用外型の内部に体腔モデル 1を配置 した後、 モデルの端部を外型内面に接着することによって両者の固定することに より型を作成した。 このようにして作成された型の内部に、 加熱による短時間での重合硬化が可能 な透明度の高い二液混合型の液体状シリコーンエラストマ一を流し込み、 7 5 の恒温層内で 1時間加熱することにより重合硬化させ、 図 3に示す立体モデル 1 1を形成した。 そして十分な硬化が得られたことを確認した後、 外型を構成する 部材を順次分離して取り外した。
このようにして得られた直方体形状の立体モデル 1 1を 1 2 O tの恒温層内で 1時間加熱することにより、 立体モデル 1 1の内部に存在する体腔モデル 1を溶 融し、 立体モデル 1 1の外部へ溶出を行った。 尚、 この溶出は、 体腔モデル 1の 端部が立体モデル 1 1より露出していた部分 （開口部 1 5 ) から行った。 加熱溶 融による造形材料の溶出後、 ブロック全体を室温まで冷却し、 積層造形モデルの 溶出によって立体モデル 1 1の内部に形成された空洞部にアセトンを注入した。 これにより、 立体モデル 1 1内部に残留した体腔モデル造形材料を溶解し、 溶液 化した造形材料を立体モデルの外部へ溶出した。 これにより、 立体モデル 1 1内 部より体腔モデル 1が完全に除去され、 脳血管内腔 1 3を内部に再現した立体モ デル 1 1を得た。
最後に、 体腔モデル 1の溶融時に立体モデル 1 1の材料部分 1 2へと拡散した 前記造形材料の成分を排除するため、 再度、 1 2 0でに設定された恒温層内で前 記立体モデル 1 1を 1時間加熱し、 前記成分を蒸発させ、 これによつて除去を行 つた。
このようにして作製した脳血管内腔 1 3を有する立体モデル 1 1は、 成形材料 に透明度の高いシリコーンエラストマ一を使用したことによって高い透明性を有 し、 さらに外部形状を直方体形状として平面 1 4を設けたことによって、 立体モ デル 1 1内部に再現された脳血管内腔 1 3の形状や構造、 及び、 患部を再現した 脳動脈瘤の形状が目視によって容易かつ正確に認識されるものであった。さらに、 作製した脳血管の立体モデルは、 その内部に潤滑液を注入することで、 医療器具 であるカテーテルの挿入に対して、 実際の脳血管手術時と非常によく似た揷入感 覚ゃ操作感覚を呈するものであった。
(第 2実施例）
この実施例の立体モデル 4 1は球体であり、 脳血管内腔 4 3を有する （図 4参 照）。 この立体モデル 4 1の製造方法及び成形材料は、 外型の形状を除き、 第 1 実施例と同一である。
この実施例の立体モデル 4 1には、 内部に立方体形状の標識 4 5が埋設されて いる。 この標識 4 5の各面には患者の顔の向きが記載されている。 球体の立体モ デル 4 1はその位置が安定しないので、 かかる標識 4 5を設けることでその脳血 管内腔 4 3のオリエンテーションを正確に把握できることとなる。
かかる標識 4 5に示される方向は断層像データから抽出される眼球及び骨組織 の位置からコンピュータ処理により特定される。 特定された向きに配置されるよ うに、 この標識 4 5と体腔モデルとが同時に積層造形される。 この標識 4 5は立 体モデル 4 1内に埋設されるので、 体腔モデルの除去工程において分解されるこ とがない。オペレータがマニュアルでこの標識 4 5を形成することも可能である。 図 5には、 他の態様の標識 4 6を示した。 この標識 4 6は矢印で方向を示して いる。 矢印の色若しくは太さに変化を設けることにより、 具体的な方向を表すこ とができる。 例えば、 右側を緑色、 左側を赤色、 上側を黒色とすれば、 立体モデ ルが回転しても脳血管内腔のオリエンテ一ションを特定することができる。
(第 3実施例）
図 6にこの実施例の医療用モデル 5 1を紹介する。 この医療用モデル 5 1は第 2実施例で説明した球体形状の立体モデル 4 1、 ケース 5 3及びケース 5 3内に 充填される透光性流動体 5 4を備えている。
ケース 5 3は全体が透明板 （アクリル板等） で形成されている。 上側の蓋部 5 5は側壁にヒンジ 5 6で結合され、 開閉可能である。 透光性流動体 5 4はシリコ ーンゴム製の立体モデル 4 1と同一の屈折率を有する透明な液体である。 この実 施例では当該透光性流動体 5 4として等屈折率を有するシリコ一ンオイルを使用 した。 また、 水へ屈折率調合剤を溶解することにより、 所望の透光性流動体を得 ることができる。
立体モデル 4 1は球体であるのでその全面が凸レンズとなり、 内部の脳血管腔 所を正確に視認することができない。 かかる立体モデル 4 1を透光性流動体 5 4 内に浸漬すると、 立体モデル 4 1の形成材料と透光性流動体 5 4とが同一の屈折 率を有するので立体モデル 4 1の表面での光の屈折がなくなり、 当該表面でのレ ンズ効果が消される。 よって、 ケース 5 3を介して実寸大の脳血管腔所を観察す ることができる。 実施例ではケース 5 3の観察面にメモリが刻印されている。 図 6では、 説明のためにケース 5 3内に立体モデル 4 1の外殻形状を記載したが、 実際には立体モデル 4 1の外殻形状は殆ど視認されない。
図 6の例において、 ケース 5 3には立体モデル 4 1を固定するためのリテ一ナ 6 1、 6 1並びに、 立体モデル 4 1を回転させるためのローラ 7 1、 7 3が設け られている。 リテ一ナ 6 1、 6 1は圧縮コイルばね 6 2と球状支持部 6 3とを備 え立体モデル 4 1をローラ 7 1、 7 3側へ押圧し、 もって立体モデル 4 1を安定 的に停止させている。 ローラ 7 1、 7 3はこれを回転させることにより、 立体モ デル 4 1をそれぞれの回転方向へ回転させるものである。 ローラ 7 1、 7 3には それぞれ口ッド 7 4、 7 5が連結されケース 5 3の外部から回転させることがで きる。
ケース 5 3には、 図 7に示すように開口 8 0が設けられており、 この開口を介 して立体モデル 4 1に形成された脳血管腔所の任意の端部へカテーテル 8 3が揷 入可能となっている。
(第 4実施例）
図 8に他の実施例の立体モデル 9 1を示す。 この 体モデル 9 1は、 図 1の体 腔モデル 1からガイド部 3を除いたものへシリコーンゴムをほぼ l mmの厚さに 塗布し、 その後、 体腔モデルを実施例 1と同様の方法で除去して得られたもので ある。 当該塗布の方法は体腔モデル 1をシリコーンゴム槽ヘディッビングし、 取 り出した後に体腔モデル 1を回転させながら乾燥させることよる。 かかる立体モ デル 9 1によれば、 脳血管がよりリアルに再現されることになり、 カテーテル手 術の試行等により有効になる。
(第 5実施例）
図 9に他の実施例の立体モデル 1 0 1を示す。 この立体モデル 1 0 1は、 ブロ ック状の本体部 1 0 2内に空隙部 （くも膜下腔に対応） 1 0 3を有し、 当該空隙 部 1 0 3内において血管部分 1 0 5が、 図 8と同様に、 膜状に形成されている。 このように構成された立体モデル 1 0 1によれば、 外郭がブロック状に形成され ているので取り扱いが容易であるとともに、 詳細な観察の要求される血管部分 1 0 5が膜状であるので、 その動的挙動がよりリアルに再現されかつカテーテル手 術もよりリアルに試行できることとなる。
図 9に示す立体モデル 1 0 1は次のようにして形成できる。
まず図 8の実施例と同様の方法で体腔モデルの周囲に立体モデル材料を膜状に 形成する。
他方、 空隙部 1 0 3内に位置する血管を 3次元方向に約 3倍に拡大した体腔モ デルを中空に形成して、 その中に既述の膜状立体モデル （その内部に体腔モデル が心材として存在する） を挿入する。 この実施例では、 拡大した体腔モデル 1 1 0を一旦分割して、 その中へ膜状の立体モデル 1 1 3をセットし、 分解した体腔 モデル 1 1 0を再構築する。 図 9に体腔モデル 1 1 0の分割ラインが記載されて いる。 そして、 拡大した体腔モデル 1 1 0の開口部と膜状立体モデル 1 1 3との 間を体腔モデルと同一又は同種の充填材で充填する。 このような組付け体を直方 体の外枠内にセットし、 当該外枠内にシリコーンエラストマ一を充填する。 シリ コーンエラストマ一が硬化した後、 実施例 1と同様にして、 体腔モデルの材料を 消失させ、 更に立体モデル内に拡散した体腔モデル材料の除去を行う。 これによ り、 膜状モデル 1 1 3の内部が中空となるとともに体腔モデル 1 1 0に対応した 部分に空隙部 1 0 3が形成される。 なお、 体腔モデル 1 1 0には突起 1 1 1が形 成されてこれが立体モデルの外部へ表出している。 当該表出部分より体腔モデル の材料を外部へ排出することができる。
この実施例では、 血管部分 1 0 5を拡大して空隙部 1 0 3に対応した体腔モデ ル 1 1 0を形成した。 空隙部 1 0 3が血管部分 1 0 5の動的挙動の自由度を高め るものであることに鑑みれば、 空隙部 1 0 3の形状は特に限定されるものではな い。 したがって、 空隙部 1 0 3の形状を単純化することができる。例えば、 球形、 楕円形等とすることができる。 その結果、 分割 ·再構築が容易な形状に体腔モデ ル 1 1 0を設計することができ、 この発明の立体モデル 1 0 1の製造が容易にな る。 また、 膜状立体モデル 1 1 3を中子として体腔モデル 1 1 0を型成形するこ ともできる。 また、 くも膜下腔の立体形状を断層撮影データに基づき形成し、 当 該立体形状から体腔モデルを形成してもよい。 更には、 標準的なくも膜下腔をレ ディ一メードで準備し、 これを体腔モデルとして使用することもできる。
なお、 空隙部 1 0 3には水等の透明な液体を充填できるようにすることが好ま しい。 空隙部 1 0 3に何ら透明な液体が充填されていないと、 空隙部 1 0 3の周 壁で光が乱反射してその内部の血管部分 1 0 5が視認できなくなるからである。 血管部分の視認性を向上するためには、 空隙部 1 0 3に立体モデル成形材料と実 質的に等しい屈折率のシリコーンオイルを充填することが好ましい。 体腔モデル 1 1 0の材料を排出した開口部 1 0 4よりかかる透明な液体を空隙部 1 0 3内へ 注入することができる。 水に屈折率調合剤を配合することにより、 立体モデル成 形材料と実質的に等しい屈折率を有するものとされた透明液体を用いることがで きる。 空隙部 1 0 3にシリコーンオイル等の液体を充填することにより、 空隙部 1 0 3が現実のくも膜下腔により近いものとなり、 血管部分の動的挙動がよりリアル になるとともに、 カテーテル手術もよりリアルに試行できることとなる。
この発明は、 上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるもので はない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々 の変形態様もこの発明に含まれる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 被検体の断層像データに基づき血管などの体腔モデルを積層造形する工程 と、
該体腔モデルの周囲を立体モデル成形材料で囲繞して該立体モデル成形材料を 硬化させる工程と、
前記体腔モデルを除去する工程と、 を含む立体モデルの製造方法。
2 . 前記体腔モデルを除去する工程は、 前記体腔モデルを溶剤に溶解させる、 前記体腔モデルを熱で溶融させる、 又は前記体腔モデルを溶剤に溶解することと 熱で融解することとを併用することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の製造 方法。
3 . 前記体腔モデルの一部又は全部に前記立体モデル成形材料が薄膜に形成さ れる、 ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
4 . 前記体腔モデルの表面を円滑にする工程が更に含まれる、 ことを特徴とす る請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
5 . 前記体腔モデルを除去するとともに又は除去した後に、 前記立体モデル成 形材料中に拡散した前記体腔モデルの材料を除去する拡散除去工程を更に含む、 ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
6 . 前記拡散除去工程は加熱により行う、 ことを特徴とする請求の範囲第 5項 に記載の製造方法。
7 . 前記体腔モデルを積層造形する工程は、 粉末状の造形材料上にレーザを走 査すること、 ノズルより造形材料を噴出若しくは滴下すること、 若しくはノズル より造形材料を押出すことにより行われる、 ことを特徴とする請求の範囲第 1項 に記載の製造方法。
8 . 前記被検体の断層像データに基づき該被検体の生体情報及びノ又は断層像 デー夕特定情報を示す標識を形成する工程が更に含まれる、 ことを特徴とする請 求の範囲第 1項に記載の製造方法。
9 . 前記立体モデル成形材料により、 前記体腔モデルとともに前記標識も囲繞 され、 該標識は前記立体モデル内に残される、 ことを特徴とする請求の範囲第 8 項に記載の製造方法。
1 0 . 前記体腔モデルが表出するように、 該体腔モデルを前記立体モデル成形 材料で囲繞し、 該体腔モデルが表出した部分を溶剤に浸漬して該体腔モデルを溶 解除去する、 ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
1 1 . 透光性材料からなり、 被検体の断層像データに基づき形成された血管な どの体腔を再現した腔所をその内部に有する立体モデル。
1 2 . 前記被検体の生体情報を表示する標識が更に備えられている、 ことを特 徴とする、 請求の範囲第 1 1項に記載の立体モデル。
1 3 . 前記生体情報は前記断層像データを解析して得られたものである、 こと を特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の立体モデル。
1 4 . 前記生体情報は前記被検体のオリエンテーションを示す、 ことを特徴と する請求の範囲第 1 3項に記載の立体モデル。
1 5 . 前記生体情報は文字情報を含み、 前記断層像データ特定情報は被撮影者 名、 病院名、 撮影日時及び Z又は撮影条件等を含む、 ことを特徴とする請求の範 囲第 1 2項に記載の立体モデル。
1 6 . 前記透光性材料が膜状に形成されている、 請求の範囲第 1 1項に記載の 立体モデル。
1 7 . 前記透光性材料が膜状に形成された部分とソリッド状に形成された部分 を有する、 ことを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の立体モデル。
1 8 . 前記膜状に形成された部分がソリッド状に形成された部分の空隙部内に 位置する、 ことを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の立体モデル。
1 9 . 前記空隙部に透光性の液体が充填されている、 ことを特徴とする請求の 範囲第 1 8項に記載の立体モデル。
2 0 . 前記液体は前記透光性材料と実質的に等しい屈折率を有する、 ことを特 徴とする請求の範囲第 1 9項に記載の立体モデル。
2 1 . 前記空隙部へ液体を充填するための充填口が形成されている、 ことを特 徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の立体モデル。
2 2 . 請求の範囲第 1 1項に記載の立体モデルの成形材料と実質的に等しい屈 折率の透光性流動体を備え、
前記立体モデルが前記流動体中に浸漬されている、 ことを特徴とする医療用モ デル。
2 3 . 前記透光性流動体のケースが更に備えられ、 前記立体モデルを前記ケ一 スに対して固定する装置が備えられている、 ことを特徴とする請求の範囲第 2 2 項に記載の医療用モデル。
2 4 . 前記立体モデルを変動させる装置が備えられている、 ことを特徴とする 請求の範囲第 2 3項に記載の医療用モデル。
2 5 . 前記立体モデルは球体である、 ことを特徴とする請求の範囲第 2 2項に 記載の医療用モデル。
2 6 . 前記流動体は前記立体モデルと異なる色である、 ことを特徴とする請求 の範囲第 2 2項に記載の医療用モデル。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005081205A1 (ja) * 2004-02-25 2005-09-01 Fukushima Prefecture カテーテル検査シミュレーションシステム
WO2006120982A1 (ja) * 2005-05-06 2006-11-16 National University Corpration Nagoya University カテーテル手術シミュレータ
JP2009273508A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Ono Kogyo:Kk 手術シミュレーション用軟質血管モデルの製造方法
JP2009279158A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Aloka Co Ltd ボリュームデータ処理装置
JP2009279157A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Aloka Co Ltd 超音波ボリュームデータ処理装置
JP2012137514A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Jmc:Kk 人工臓器の製造方法、及び人工臓器
CN102867452A (zh) * 2012-10-12 2013-01-09 苏州大学 酶标法-双抗体夹心法模型教具
WO2013125026A1 (ja) * 2012-02-24 2013-08-29 ファインバイオメディカル有限会社 潤滑性調整液
JP2015064487A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 国立大学法人広島大学 シミュレーションシステム、及びステントグラフトの設置シミュレーション方法
JP2017515597A (ja) * 2014-05-12 2017-06-15 スリーディー システムズ インコーポレーテッド カスタム医療用移植片装置を製作するシステム及び方法
JP2017122893A (ja) * 2016-01-08 2017-07-13 学校法人自治医科大学 中空体モデルの製造方法
JP2021039224A (ja) * 2019-09-03 2021-03-11 学校法人近畿大学 穿刺練習用模型
JP7104830B1 (ja) 2021-04-26 2022-07-21 株式会社エポック社 スラッシュ成形用金型の製造方法
ES3006044A1 (es) * 2024-12-24 2025-03-17 Fundacion De La Comunitat Valenciana Para La Gestion Del Instituto De Investig Sanitaria Y Biomedica Simulador de sustancias embolizantes con la anatomía de la arteria meníngea media
US12296389B2 (en) 2022-11-22 2025-05-13 Epoch Company, Ltd. Method for manufacturing slash molding mold
WO2025105447A1 (ja) * 2023-11-14 2025-05-22 健一 西山 透明脳室模型

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008041165A2 (en) * 2006-10-03 2008-04-10 Koninklijke Philips Electronics N. V. Model-based coronary centerline localization
CN101568949A (zh) * 2006-12-21 2009-10-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 解剖学及功能上精确的软组织模型及形成其的方法
GB0715621D0 (en) * 2007-08-10 2007-09-19 Rolls Royce Plc Support architecture
CN102982716B (zh) 2008-03-28 2015-01-21 泰尔茂株式会社 生物体组织立体模型及其制造方法
JP5195082B2 (ja) * 2008-06-30 2013-05-08 セイコーエプソン株式会社 シート材の加工方法およびシート材加工装置
WO2010095519A1 (ja) 2009-02-17 2010-08-26 テルモ株式会社 訓練用生体モデルおよび訓練用生体モデルの製造方法
CA2758224A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 National Cerebral And Cardiovascular Center Head model for brain-imaging device and method for producing same
US11315441B2 (en) * 2009-04-28 2022-04-26 Yuugengaisha Seiwadental Organ model
CN102812504B (zh) * 2009-10-15 2016-06-15 道格拉斯·W·米雅萨基 骨盆手术解剖模型
CN102568287B (zh) * 2010-12-24 2014-04-16 中国科学院深圳先进技术研究院 多模态仿生体模
CN103153589B (zh) * 2011-03-31 2015-05-27 国立大学法人神户大学 三维造型模具的制作方法以及医疗、医学培训、科研和教育用支持工具
US8884950B1 (en) 2011-07-29 2014-11-11 Google Inc. Pose data via user interaction
WO2013115476A1 (ko) * 2012-01-31 2013-08-08 국립암센터 검체 시료의 응집용 조성물, 이를 이용한 파라핀 블록의 제작방법 및 상기 파라핀 블록을 이용한 세포 마이크로어레이용 세포군집 표본의 제조방법
CN103284765B (zh) * 2012-02-28 2016-02-24 常州奥斯特医疗器械有限公司 一种动脉瘤血管模型及其制作方法
JP5904110B2 (ja) * 2012-12-06 2016-04-13 ソニー株式会社 造形物の製造方法
WO2015146221A1 (ja) * 2014-03-24 2015-10-01 富士フイルム株式会社 生体臓器模型用水性ゲル組成物および生体臓器模型
JP6080267B2 (ja) * 2014-09-12 2017-02-15 富士フイルム株式会社 ３次元オブジェクト分割出力装置およびその応用
WO2016075732A1 (ja) 2014-11-10 2016-05-19 国立大学法人大阪大学 カテーテル・シミュレーター、及びカテーテル・シミュレーター用造影方法
EP3279885B1 (en) * 2015-03-30 2020-01-08 Osaka University Container for catheter simulator and heart model accommodated in said container
DE102016108152A1 (de) 2016-05-02 2017-11-02 Universität Zu Lübeck Dreidimensionales gefäßchirurgisches-Simulationsmodell sowie dazugehöriges Herstellungsverfahren
EP3251811B1 (en) * 2016-05-30 2019-08-28 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method of producing a phantom and phantom
CN107049486B (zh) * 2017-03-29 2019-04-26 广州博敏科技有限公司 动脉瘤血管模型及其制备方法和应用
WO2018195178A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-25 Teleflex Medical Incorporated Vascular access training simulator system and transparent anatomical model
JP6527204B2 (ja) * 2017-10-06 2019-06-05 ファインバイオメディカル有限会社 カテーテル手術用シミュレータ及びそのアッセンブリ
WO2019084160A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 Phokus Research Group, Llc EDUCATION TECHNOLOGIES ON WOUND TREATMENT
FR3074354A1 (fr) * 2017-11-29 2019-05-31 Universite De Technologie De Compiegne Procede de fabrication d'un fantome de l'anevrisme intracranien
CN108407266A (zh) * 2018-03-16 2018-08-17 黎悦 微导管塑形器
DE102019116827B4 (de) * 2019-06-21 2023-11-09 Bernhard Meyer ÜBUNGSVORRICHTUNG ZUR SIMULATION EINES DURCHSTRÖMTEN GEFÄßBETTES UND DAZUGEHÖRIGES VERFAHREN
TWI709115B (zh) * 2019-09-27 2020-11-01 國立成功大學 透光血管模型的製作方法
US11904508B2 (en) * 2019-11-01 2024-02-20 ReSuture, Inc. Simulated surgical system, simulated vessel, and methods of making the same and related components
CN111179719B (zh) * 2020-02-28 2025-01-07 莆田学院 一种乳房淋巴回流演示装置
CN111739397B (zh) * 2020-07-31 2022-06-14 湖北工业大学 一种多溶洞地质模型制备方法
CN113138207B (zh) * 2021-04-22 2022-04-19 安徽理工大学 一种正交各向异性固体材料热扩散系数测试系统及方法
CN113724551A (zh) * 2021-08-10 2021-11-30 陕西马克医疗科技有限公司 脉冲可调式tavr手术模拟器
CN113920808B (zh) * 2021-08-17 2023-11-28 浙江省人民医院 基于3d打印技术的腹腔镜胆囊切除术培训装置及方法
JP7708383B2 (ja) * 2021-09-14 2025-07-15 株式会社Jmc カテーテル・シミュレータ及び臓器モデル
CN114013030B (zh) * 2021-10-26 2022-12-02 大连理工大学 基于旋转-喷涂-温控机构的大尺度硅胶血管模型的制作方法
CN116030693A (zh) * 2022-12-16 2023-04-28 华中科技大学 一种组装式脑部仿体及其制备方法与应用
CN116564151A (zh) * 2023-04-11 2023-08-08 珠海原妙医学科技股份有限公司 模拟手术x光影像的装置及方法
CN116935730B (zh) * 2023-08-18 2025-11-11 大连鸿峰生物科技有限公司 一种基于塑化神经系统概观标本的立体展示方法
CN117789582B (zh) * 2024-02-27 2024-04-26 长春中医药大学 一种膝关节模型
CN119992939B (zh) * 2025-03-07 2025-09-30 广州魔声医疗科技开发有限公司 便于更换脏器模块的腹腔镜超声内镜联合手术训练模型

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0511689A (ja) * 1991-06-29 1993-01-22 Sekisui Chem Co Ltd 内臓または器官類の立体モデル製造方法
US5559712A (en) * 1992-09-18 1996-09-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Three-dimensional model forming device
US20020010526A1 (en) * 2000-07-13 2002-01-24 Ryuya Ando Method for providing a three-dimensional model

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2389009A (en) * 1941-03-03 1945-11-13 Neil E Tillotson Apparatus for making hollow rubber articles
JP3415179B2 (ja) * 1992-09-18 2003-06-09 株式会社東芝 立体モデル作成装置
DE4309524C2 (de) * 1993-03-24 1998-05-20 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
JPH06326476A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Sony Corp 多層配線基板
CN2174866Y (zh) * 1993-11-15 1994-08-24 白薇 肩膀伸缩的立裁人台
JPH0811219A (ja) * 1994-06-30 1996-01-16 Morisawa & Co Ltd ゴム印母型の光造形システム
JPH0966344A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Olympus Optical Co Ltd 光造形樹脂をマスターとした金属鋳造品の鋳造方法
US5725586A (en) * 1995-09-29 1998-03-10 Johnson & Johnson Professional, Inc. Hollow bone prosthesis with tailored flexibility
GB9615802D0 (en) * 1996-07-26 1996-09-04 Harris P L Simulation system
JP3772243B2 (ja) * 1996-09-25 2006-05-10 湘南デザイン株式会社 複製製品の成形方法
US6361729B1 (en) * 1996-11-07 2002-03-26 United Surgical Services Limited Method of manufacturing a surgical model
US6007318A (en) * 1996-12-20 1999-12-28 Z Corporation Method and apparatus for prototyping a three-dimensional object
US6989115B2 (en) * 1996-12-20 2006-01-24 Z Corporation Method and apparatus for prototyping a three-dimensional object
JP2893178B2 (ja) * 1997-09-01 1999-05-17 工業技術院長 生体の光学ファントム及びその製造方法
US6062866A (en) * 1998-03-27 2000-05-16 Prom; James M. Medical angioplasty model
US6192329B1 (en) * 1998-08-12 2001-02-20 Risk Analysis & Management Method and apparatus for assessing risks of injury
JP2001346892A (ja) * 2000-06-07 2001-12-18 Hitachi Ltd 放射線治療用ボーラスおよびその製造方法
US7625335B2 (en) * 2000-08-25 2009-12-01 3Shape Aps Method and apparatus for three-dimensional optical scanning of interior surfaces
WO2002021483A1 (en) * 2000-09-06 2002-03-14 The Chamberlain Group A cardiac surgical trainer and method for making same
JP2003011237A (ja) * 2001-07-03 2003-01-15 Kuraray Co Ltd 立体造形物の製造方法
US7509240B2 (en) * 2001-10-15 2009-03-24 The Regents Of The University Of Michigan Solid freeform fabrication of structurally engineered multifunctional devices
AU2003275140A1 (en) * 2002-09-23 2004-04-08 Massachusetts Institute Of Technology Theree-dimensional construct for the design and fabrication of physiological fluidic networks

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0511689A (ja) * 1991-06-29 1993-01-22 Sekisui Chem Co Ltd 内臓または器官類の立体モデル製造方法
US5559712A (en) * 1992-09-18 1996-09-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Three-dimensional model forming device
US20020010526A1 (en) * 2000-07-13 2002-01-24 Ryuya Ando Method for providing a three-dimensional model

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1536395A4 *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005241883A (ja) * 2004-02-25 2005-09-08 Hirona Gi カテーテル検査シミュレーションシステム
WO2005081205A1 (ja) * 2004-02-25 2005-09-01 Fukushima Prefecture カテーテル検査シミュレーションシステム
WO2006120982A1 (ja) * 2005-05-06 2006-11-16 National University Corpration Nagoya University カテーテル手術シミュレータ
JP2009273508A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Ono Kogyo:Kk 手術シミュレーション用軟質血管モデルの製造方法
JP2009279158A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Aloka Co Ltd ボリュームデータ処理装置
JP2009279157A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Aloka Co Ltd 超音波ボリュームデータ処理装置
JP2012137514A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Jmc:Kk 人工臓器の製造方法、及び人工臓器
JPWO2013125026A1 (ja) * 2012-02-24 2015-07-30 ファインバイオメディカル有限会社 潤滑性調整液
WO2013125026A1 (ja) * 2012-02-24 2013-08-29 ファインバイオメディカル有限会社 潤滑性調整液
CN102867452A (zh) * 2012-10-12 2013-01-09 苏州大学 酶标法-双抗体夹心法模型教具
CN102867452B (zh) * 2012-10-12 2014-08-20 苏州大学 酶标法-双抗体夹心法模型教具
JP2015064487A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 国立大学法人広島大学 シミュレーションシステム、及びステントグラフトの設置シミュレーション方法
JP2017515597A (ja) * 2014-05-12 2017-06-15 スリーディー システムズ インコーポレーテッド カスタム医療用移植片装置を製作するシステム及び方法
US10285829B2 (en) 2014-05-12 2019-05-14 3D Systems, Inc. System and method for fabricating custom medical implant devices
JP2017122893A (ja) * 2016-01-08 2017-07-13 学校法人自治医科大学 中空体モデルの製造方法
JP2021039224A (ja) * 2019-09-03 2021-03-11 学校法人近畿大学 穿刺練習用模型
JP7032741B2 (ja) 2019-09-03 2022-03-09 学校法人近畿大学 穿刺練習用模型
JP7104830B1 (ja) 2021-04-26 2022-07-21 株式会社エポック社 スラッシュ成形用金型の製造方法
JP2022168595A (ja) * 2021-04-26 2022-11-08 株式会社エポック社 スラッシュ成形用金型の製造方法
US12296389B2 (en) 2022-11-22 2025-05-13 Epoch Company, Ltd. Method for manufacturing slash molding mold
WO2025105447A1 (ja) * 2023-11-14 2025-05-22 健一 西山 透明脳室模型
ES3006044A1 (es) * 2024-12-24 2025-03-17 Fundacion De La Comunitat Valenciana Para La Gestion Del Instituto De Investig Sanitaria Y Biomedica Simulador de sustancias embolizantes con la anatomía de la arteria meníngea media

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