(57)【要約】【課題】場所を選ばずに容易に設置及び片付けを行うことができ、Ｘ線透視装置を用いた場合と同様に２方向から撮像した画像を視認可能な手技シミュレータを提供する。【解決手段】透明部材よりなる生体管腔モデル１８と、生体管腔モデル１８に沿って配置され、生体管腔モデル１８の像を反射させるミラー部材２４と、生体管腔モデル１８及びミラー部材２４から離間して配置され、生体管腔モデル１８の実像と、ミラー部材２４の鏡面２４ａに映る生体管腔モデル１８の鏡像とを撮像する撮像装置１４と、を備える手技シミュレータ１０において、ミラー部材２４は、撮像装置１４が撮像する実像と鏡像とが生体管腔モデル１８を互いに異なる角度から見た像となるような位置及び角度で配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明部材よりなる生体管腔モデルと、
前記生体管腔モデルに沿って配置され、前記生体管腔モデルの像を反射させるミラー部材と、
前記生体管腔モデル及び前記ミラー部材から離間して配置され、前記生体管腔モデルの実像と、前記ミラー部材の鏡面に映る前記生体管腔モデルの鏡像とを撮像する撮像装置と、を備え、
前記ミラー部材は、前記撮像装置が撮像する前記実像と前記鏡像とが前記生体管腔モデルを互いに異なる角度から見た像となるような位置及び角度で配置されている、手技シミュレータ。
【請求項２】
請求項１記載の手技シミュレータであって、前記ミラー部材は、前記実像に対して９０°異なった方向からの前記鏡像を鏡面に映す角度に配置されている、手技シミュレータ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の手技シミュレータであって、さらに前記生体管腔モデルを支持する支持部材を備え、前記支持部材は、前記生体管腔モデルが固定される支持板部と、前記支持板部に接続する側壁部とを有し、前記側壁部に前記ミラー部材が設けられている手技シミュレータ。
【請求項４】
請求項３記載の手技シミュレータであって、
前記支持板部と前記ミラー部材との為す角度が９０°である、手技シミュレータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の手技シミュレータであって、水又は食塩水が充填された水槽をさらに備え、前記生体管腔モデルは前記水槽内に配置される、手技シミュレータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の手技シミュレータであって、前記生体管腔モデル及び前記撮像装置の周囲を覆うことで前記生体管腔モデルの視認を妨げるカバー部材をさらに備える、手技シミュレータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の手技シミュレータであって、前記生体管腔モデルは、弾力性を有する材料よりなる透明なチューブと、前記チューブ内に充填された透明なゲル状充填体と、前記ゲル状充填体内に配置され、前記チューブよりも細い内径を有するターゲットチューブと、を備えた、手技シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カテーテルを用いた手技のトレーニングに使用する手技シミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
カテーテルを用いた手技は、カテーテルの繊細な操作技術が治療効果に大きな影響を及ぼす。そのため、施術者は、事前に十分な経験を積み、操作技術を会得しておくことが望まれる。しかしながら、会得するべき操作技術の中には、治療機会が稀なため、操作技術の会得が困難なものもある。そこで、高難度な症例の教育を行えるカテーテル手技のトレーニング手段が求められている。
【０００３】
例えば、閉塞した血管内にガイドワイヤーを通し、その後、拡張開通用のカテーテルを使用する閉塞解除のカテーテル手技では、ガイドワイヤーを通過させるために、精緻な操作技術が求められる。このようなカテーテル手技は、特許文献１に示すように、９０°異なる２方向から撮像したＸ線透視画像を見ながら行なわれている。
【０００４】
そのため、この種のカテーテル手技のトレーニングにおいても、血管モデルを実際のＸ線透視装置に設置し、２方向から撮像したＸ線透視画像を見ながらカテーテル先端のガイドワイヤーの回転角や位置を正しく把握して操作を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１８３２７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のトレーニング手段では、Ｘ線透視装置が設置されている場所でしか講習会を開催することができず、トレーニングを受講可能な人数が限られてしまうという問題がある。また、Ｘ線透視装置を使用することから、トレーニングに放射線被ばくを伴うという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、場所を選ばずに容易に設置及び片付けを行うことができ、Ｘ線透視装置を用いた場合と同様に２方向から撮像した画像を視認可能な手技シミュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点は、透明部材よりなる生体管腔モデルと、前記生体管腔モデルに沿って配置され、前記生体管腔モデルの像を反射させるミラー部材と、前記生体管腔モデル及び前記ミラー部材から離間して配置され、前記生体管腔モデルの実像と、前記ミラー部材の鏡面に映る前記生体管腔モデルの鏡像とを撮像する撮像装置と、を備え、前記ミラー部材は、前記撮像装置が撮像する前記実像と前記鏡像とが前記生体管腔モデルを互いに異なる角度から見た像となるような位置及び角度で配置されている、手技シミュレータにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記観点の手技シミュレータによれば、Ｘ線透視装置を用いることなく、簡単な装置構成で、Ｘ線透視装置を用いた場合と同様に２方向から撮像した画像を視認可能となる。これにより、容易に設置及び片付けを行うことができ、模擬血管内のカテーテル先端から突出して延在するガイドワイヤーの回転角や位置を把握し、正しく操作をおこなうトレーニングを、場所を選ばずに実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る手技シミュレータの概略構成図である。
【図２】図１の生体管腔モデルとその支持部材の斜視図である。
【図３】図１の水槽の斜視図である。
【図４】図１の水槽に、生体管腔モデルとその支持部材及びカテーテル組立体を配置した状態を示す斜視図である。
【図５】図１の撮像装置の配置方法を示す斜視図である。
【図６】図１の表示装置の画面に表示される生体管腔モデル及びガイドワイヤーの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１に示す本実施形態に係る手技シミュレータ１０は、医師の手技トレーニング用のツールとして使用されるものである。この手技シミュレータ１０は、カテーテル組立体４０（図４参照）を操作しつつ、生体管腔モデル１８内へガイドワイヤー４６を進めたり、バルーンを拡張させたり、塞栓用コイル等を留置する様々な手技のトレーニングに好適に使用される。特に、本実施形態の手技シミュレータ１０は、Ｘ線透視装置と同様に、生体管腔モデル１８を２方向から撮像した画像を同時に表示できるように構成されている。
【００１３】
手技シミュレータ１０は、水槽１２と、水槽１２内に配置される生体管腔モデル１８と、生体管腔モデル１８を支持する支持部材２２と、水槽１２を照明する照明装置３０と、を備えている。また、手技シミュレータ１０は、水槽１２の上方に配置された撮像装置１４と、表示装置１６とを備えている。撮像装置１４と表示装置１６とは、転送ケーブル６４を介して接続されており、撮像装置１４で撮像した映像がリアルタイムで表示装置１６の画面１６ａに表示されるように構成されている。
【００１４】
図２に示すように、本実施形態の生体管腔モデル１８は、例えば血管モデルであり、弾力性を有する透明材料（透明部材）によって形成されたチューブ１８ａと、そのチューブ１８ａ内に充填された模擬病変部を有する。模擬病変部は、ゲル状充填体１８ｂと、ターゲットチューブ１８ｃと、を備えている。ゲル状充填体１８ｂは、血管の周囲に形成されるプラークと同程度の抵抗をガイドワイヤー４６に与えるべく、所定の硬さに調整された寒天又はゼラチンによって形成されている。さらに、チューブ１８ａの内部には、ガイドワイヤー４６の先端を通すべきターゲットとしての、ターゲットチューブ１８ｃが配置されている。ターゲットチューブ１８ｃは内腔を有する。ターゲットチューブ１８ｃは、模擬病変部において、治療の際に、後述のガイドワイヤー４６を最初に挿通すべき貫通孔を模している。ターゲットチューブ１８ｃの外径はチューブ１８ａの内径よりも小さく形成されている。ターゲットチューブ１８ｃの内径は、トレーニングの難易度に応じて適宜選択される。
【００１５】
生体管腔モデル１８の一端には、シース４２が接続されている。シース４２の内部には、マイクロカテーテル４４（治療用カテーテル）が軸方向に摺動自在に配設されている。そのマイクロカテーテル４４の内腔にガイドワイヤー４６が挿入されている。マイクロカテーテル４４及びガイドワイヤー４６の先端部分は、透明なチューブ１８ａを介して視認可能となっている。
【００１６】
生体管腔モデル１８は、支持部材２２によって固定されている。支持部材２２は、断面がＬ字型に屈曲して形成された長尺の薄板状部材であり、生体管腔モデル１８が固定される支持板部２２ａと、支持板部２２ａに接続する平面部である側壁部２２ｂとを備えている。支持板部２２ａには、接着剤等の固着材２３によって生体管腔モデル１８が固定される。固着材２３を、設ける場合は、乾燥すると透明になる接着剤を使用するのが好ましい。しかしながら、生体管腔モデル１８は、その全域に亘って支持板部２２ａに固定される必要はなく、生体管腔モデル１８の基端部及び遠位部を、ワイヤーやテープ等で支持板部２２ａに固定させてもよい。側壁部２２ｂと、支持板部２２ａとの為す角度は、９０°である。側壁部２２ｂには、生体管腔モデル１８に沿うようにしてミラー部材２４が配置されている。ミラー部材２４は、生体管腔モデル１８を映す大きさのものがよい。ミラー部材２４は、支持部材２２によって生体管腔モデル１８と所定距離だけ離間して配置される。支持板部２２ａと、ミラー部材２４の鏡面２４ａとの為す角度は９０°である。なお、ミラー部材２４は、支持部材２２と別体である必要はなく、支持部材２２の表面の少なくとも一部にミラー加工を施したものであってもよい。
【００１７】
なお、支持部材２２において、ミラー部材２４の角度は、実像に対する鏡像の角度が６０°〜１２０°となる範囲で設定してよい。また、実像に対する鏡像の角度が８０°〜１００°となるようにミラー部材２４を配置すると、ガイドワイヤー４６の先端の立体的な形状や向きが把握しやすくなって好適である。さらに、実像に対して、鏡像の角度が９０°となるようにミラー部材２４を配置すると、ガイドワイヤー４６の位置をさらに正確に把握できて好適である。支持板部２２ａに対してミラー部材２４が垂直に屈曲していれば、実像に対する鏡像の角度が９０°とすることができ、臨床で実際に行われている手技と合致するためトレーニングに好適である。
【００１８】
支持部材２２の下部には、支持板部２２ａと側壁部２２ｂとを水平方向に対して４５°傾けて固定する固定部材２５が設けられている。支持部材２２は、固定部材２５を介して水槽１２の凹部３４（図４参照）内に設置される。図１に示すように、撮像装置１４の撮像方向（略鉛直方向）に対してミラー部材２４は４５°傾いて配置されており、撮像装置１４から見ると、ミラー部材２４の鏡面２４ａに生体管腔モデル１８の側面像が映り込むように構成されている。
【００１９】
図３に示すように、水槽１２は、透明な硬質素材（例えば、アクリル樹脂、ガラス等）からなる薄型の容器である。水槽１２は、板状の本体３２から一体的に形成されてなる。本体３２は、平面視して、縦長の矩形状に形成されている。本体３２の周縁部には下方に壁状に延び出た側壁部３５が形成されている。本体３２の上面３２ａには、矩形状の凹部３４と、Ｊ字状に屈曲して形成されたシース装着溝３６が形成されている。
【００２０】
凹部３４は、本体３２の長手方向と同じ方向に、長手方向を有する縦長の矩形状に形成されている。その凹部３４は、深さ方向のサイズが、本体３２の幅方向及び長手方向の長さよりも小さく形成され、水槽１２の上方へ開放する容器を構成する。凹部３４の深さは、側壁部３５の高さと略同じ又はそれよりも小さい形状とすることができ、例えば２ｃｍ以下とすることができる。凹部３４には、図２を参照しつつ説明した生体管腔モデル１８及びそれを支持する支持部材２２が収容される。また、凹部３４には、水又は食塩水等の透明液体２０（図４参照）が充填されるとともに、生体内の血管を模した生体管腔モデル１８が収容される。
【００２１】
また、シース装着溝３６は、水槽１２に設けられた溝である。シース装着溝３６の一端３６ａは、凹部３４の長手方向の一端部３４ａにて凹部３４に連通している。シース装着溝３６の他端は、カテーテルを導入する導入部３９となっている。シース装着溝３６は、水槽１２の上面視において、一端部３４ａから、凹部３４の側方に沿ってＪ字型に屈曲し、本体３２の長手方向に延在して、導入部３９にて側壁部３５に開口を形成している。またシース装着溝３６の導入部３９付近には、医療器具の操作時に、透明液体２０の漏出を防止するべく、突起状に形成された止水部３８が設けられている。これにより、後述のシース４２と止水部３８が嵌めあった場合に、水槽１２からの透明液体２０の漏出を抑制できる。
【００２２】
図４に示すように、水槽１２の凹部３４には、生体管腔モデル１８とそれを支持する支持部材２２が配置される。生体管腔モデル１８にはシース４２が接続される。また、凹部３４には透明液体２０が充填される。透明液体２０は、入手及び準備並びに片付け作業が容易な水又は食塩水を用いると好適である。また、水槽１２の側方には、水槽１２及び生体管腔モデル１８を照明するための照明装置３０が配置されている。照明装置３０は、複数のＬＥＤが並んだ細長い照射部３０ａを有しており、水槽１２の短手方向又は長手方向のいずれかから照明光を照射するように配置される。なお、水槽１２の設置場所が窓際等の十分な明るさの照明光を取り込める場所であれば、照明装置３０を設けなくてもよい。
【００２３】
水槽１２の凹部３４の上には、透明液体２０の液面の波立ちによる画像の乱れを防ぐために、アクリル等の透明樹脂板よりなる蓋部材６０が、生体管腔モデル１８の位置に対して、透明液体２０の液面側になるように配置される。蓋部材６０は、透明液体２０との間に気泡を残さないようにして透明液体２０に浮かせるようにして配置すると鮮明な画像が得られて好適である。蓋部材６０は、少なくとも生体管腔モデル１８の一部を覆うことが可能な面積を有し、かつ、凹部３４の上面視面積よりも小さい方が好ましい。さらには、生体管腔モデル１８の上面に蓋部材６０を配置した際に、蓋部材６０の上に液面が来ないように、蓋部材６０の厚みを設定するのが特に好ましい。これにより、透明液体２０の液面の波立ちを防ぐことができるだけでなく、蓋部材６０が蓋の役目を果たすため、生体管腔モデル１８が液面方向へ浮上して空気中に露出したり、手技訓練中に不用意に移動するのを抑制できる。
【００２４】
カテーテル組立体４０は、シース４２と、シース４２内に挿入されたマイクロカテーテル４４（治療用カテーテル）と、マイクロカテーテル４４の内部に挿入されたガイドワイヤー４６（図２参照）とを備えている。
【００２５】
シース４２は、生体管腔モデル１８の近位側に接続する管腔体である。水槽１２のシース装着溝３６に装着されて水槽１２に固定されている。シース４２の基端側は、ハブ５４に接続している。ハブ５４は、その開口部に逆止弁を有し、医療器具の挿入口となっている。ハブ５４の開口を通じて、マイクロカテーテル４４がシース４２内に挿入されている。さらに、マイクロカテーテル４４の基端側のハブ５４から、マイクロカテーテル４４内にガイドワイヤー４６（図２参照）が挿入されている。
【００２６】
上記の場合に限らず、シース４２のハブ５４に、ガイディングカテーテル（図示しない）が挿入されてもよい。ガイディングカテーテルは、シース４２の内部に挿入され、ガイディングカテーテルの先端部は生体管腔モデル１８内に配置される。この場合、ガイディングカテーテルの基端部にハブ５４を設けてもよい。マイクロカテーテル４４（治療用カテーテル）は、ハブ５４を介してガイディングカテーテルの内部に挿入されている。マイクロカテーテル４４は、ガイディングカテーテル内の軸方向（基端側方向又は先端側方向）に摺動可能であるとともに軸周りに回転させることができる。
【００２７】
図５に示すように、枠部材２８は、水槽１２の本体３２を上方で覆う平坦面２８ａと、平坦面２８ａを支持する複数の側面部２８ｂ（本実施では２つ）と、を備え、水槽１２を覆うように配置される。撮像装置１４は、枠部材２８の平坦面２８ａ上で、凹部３４の直上に配置されている。枠部材２８は、例えばアクリル樹脂等の透明材料によって形成されてなる。撮像装置１４は、枠部材２８を通して水槽１２に配置された生体管腔モデル１８及びガイドワイヤー４６を撮像する。側面部２８ｂの長さ及び撮像装置１４のピントを調整することで、撮像装置１４は、生体管腔モデル１８の正面像（実像）及び側面像（鏡像）を同時に撮像して表示できるように構成されている。この場合、支持板部２２ａと側壁部２２ｂとが接続部（支持部材２２における屈曲部）の両側に現れる生体管腔モデル１８の正面像（実像）及び側面像（鏡像）を一つの画面１６ａで見ることができる。
【００２８】
撮像装置１４には、例えば、カメラ機能を備えたスマートフォンやタブレット端末を用いることができる。撮像装置１４の外部接続端子には、例えば、ライトニング／ＨＤＭＩ変換ケーブルや、ＵＳＢ／ＨＤＭＩ変換ケーブル等の転送ケーブル６４が接続される。図１に示すように転送ケーブル６４を介して撮像装置１４が表示装置１６に接続される。撮像装置データを表示装置１６に送信する際は、転送ケーブル６４の代わりに、公知の無線通信方法を適用してもよい。
【００２９】
本実施形態の手技シミュレータ１０は、以上のように構成され、以下その作用について説明する。
【００３０】
図１に示すように、撮像装置１４は、支持部材２２に支持された生体管腔モデル１８の正面像（実像）を撮像する。また、支持部材２２の側壁部２２ｂに設けられたミラー部材２４により反射されて、生体管腔モデル１８の正面像に対する鏡像が、撮像装置１４に映しだされる。これにより、生体管腔モデル１８の鏡像は、実像に並列するように並んで映し出される。
【００３１】
このようにして撮像装置１４で撮像された映像は、リアルタイムで表示装置１６に送られ、図６に示すように、表示装置１６の画面１６ａに生体管腔モデル１８の正面像（実像）及び側面像（鏡像）が並んで映し出される。これにより、施術者は、Ｘ線撮影装置で得られるのと同様の画像を見ることができる。
【００３２】
生体管腔モデル１８は透明な材料によって形成されているため、内部に挿入されたガイドワイヤー４６を視認することができる。図示の例のように、ターゲットチューブ１８ｃにガイドワイヤー４６の先端を通過させるトレーニングを行う場合には、図１に示すように、水槽１２及び撮像装置１４の周囲をカバー部材２６で覆って、生体管腔モデル１８を目視できないようにする。カバー部材２６には、織布、不織布、紙等を使用できる。表示装置１６の画面１６ａに映し出された正面像及び側面像を確認することで、ガイドワイヤー４６の先端の位置を確認しながらガイドワイヤー４６の操作のトレーニングを行う。これにより、実際のＸ線透視装置を用いて行うのと同様のトレーニングを実施することができる。
【００３３】
本実施形態の手技シミュレータ１０は、以下の効果を奏する。
【００３４】
手技シミュレータ１０において、ミラー部材２４は、実像に対して９０°異なった方向からの鏡像を鏡面２４ａに映す角度に配置される。生体管腔モデル１８を正面から見た像に対して、９０°ずれた位置で（側面方向から見た）生体管腔モデル１８の鏡像を撮像装置１４で撮像できる。その結果、表示装置１６の画面１６ａに、実際のＸ線透視装置と同様の正面像と側面像とを表示させることができる。施術者は、手元のガイドワイヤー操作部を、どの方向に動かせば、標的方向へ動かすことができるのかを、実際に体験しながら学習することができる。これにより、短時間で、模擬病変部へガイドワイヤー４６をアプローチさせる手技を習熟することができる。施術者が、ガイドワイヤー４６の操作方向を即座に判断可能となれば、病変部をガイドワイヤー４６で、必要以上に破壊することを抑制できるため、臨床上好ましい。
【００３５】
手技シミュレータ１０において、さらに生体管腔モデル１８を支持する支持部材２２を備え、支持部材２２は、生体管腔モデル１８が固定される支持板部２２ａと、支持板部２２ａの側方に屈曲して延び出た側壁部２２ｂとを有し、側壁部２２ｂにミラー部材２４が設けられていてもよい。これにより、簡素な装置構成で、生体管腔モデル１８の正面像（実像）及び側面像（鏡像）を撮像装置１４で撮像することができる。その結果、手技シミュレータ１０の設置及び片付けを簡単に行うことができる。
【００３６】
手技シミュレータ１０において、支持板部２２ａと、側壁部２２ｂとが９０°屈曲しており、ミラー部材２４が支持板部２２ａに対して９０°の角度で設けられていてもよい。
【００３７】
手技シミュレータ１０において、水又は食塩水が充填された水槽１２をさらに備え、生体管腔モデル１８は水槽１２内に配置されていてもよい。水又は食塩水の中に生体管腔モデル１８を配置することにより、カテーテル組立体４０の操作感覚が生体中での操作感覚に近づくため、より効果的なトレーニングを実施できる。
【００３８】
手技シミュレータ１０において、生体管腔モデル１８及び撮像装置１４の周囲を覆うことで生体管腔モデル１８の視認を妨げるカバー部材２６をさらに設けてもよい。これにより、Ｘ線透視装置とカテーテル組立体４０の手元の操作感覚のみでガイドワイヤー４６を進める、実際の手技に近い条件でトレーニングを行うことができて好適である。
【００３９】
生体管腔モデル１８は、弾力性を有する材料よりなる透明なチューブ１８ａと、チューブ１８ａ内に充填された透明なゲル状充填体１８ｂと、ゲル状充填体１８ｂ内に配置され、チューブ１８ａよりも細い内径を有するターゲットチューブ１８ｃと、を備えていてもよい。ゲル状充填体１８ｂは、プラーク及び血栓等によって閉塞した血管を模し、ターゲットチューブ１８ｃは、ガイドワイヤー４６を通すべきマイクロチャネルを模擬する。ゲル状充填体１８ｂの硬さや、ターゲットチューブ１８ｃの内腔サイズを適宜組合せることで、所望の病変を再現することができる。所定のターゲットチューブ１８ｃにガイドワイヤー４６を通す難易度の高いトレーニングを行うことができる。
【００４０】
なお、本発明に係る手技シミュレータは、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４１】
１０…手技シミュレータ                １２…水槽
１４…撮像装置                        １６…表示装置
１８…生体管腔モデル                  ２２…支持部材
２４…ミラー部材                      ２４ａ…鏡面
４０…カテーテル組立体                ４２…シース
４４…マイクロカテーテル              ４６…ガイドワイヤー
【図１】
2020071444.tif 000003
【図２】
2020071444.tif 000004
【図３】
2020071444.tif 000005
【図４】
2020071444.tif 000006
【図５】
2020071444.tif 000007
【図６】
2020071444.tif 000008