(57)【要約】手術シミュレーション用無生物モデル、及び該モデルの作製及び使用方法が提供される。モデルは、模擬横隔膜、前記横隔膜における食道孔を通って延びる模擬食道、前記横隔膜における血管孔を通って延びる血管、及び前記横隔膜における模擬ヘルニアを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術シミュレーション用無生物モデルであって、
模擬横隔膜と、
前記横隔膜における食道孔を通って延びる模擬食道と、
前記横隔膜における血管孔を通って延びる模擬血管と、
前記横隔膜における模擬ヘルニアと、を有するモデル。
【請求項２】
前記模擬血管が、大動脈もしくは大静脈、又は大動脈と大静脈の両方を有し、各血管が前記模擬横隔膜における血管孔を有する、請求項１に記載のモデル。
【請求項３】
さらに模擬横隔膜脚を有する、請求項１又は２に記載のモデル。
【請求項４】
前記模擬食道に接続された模擬胃をさらに有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項５】
少なくとも部分的に前記模擬横隔膜を取り囲む模擬腔壁をさらに有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項６】
模擬頭部及び／又は模擬肺をさらに有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項７】
さらに、出血、低血圧及び心停止からなる群から選択される１以上の状態を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項８】
さらにビデオモニタリングシステムを有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項９】
さらに外科用ドレープを有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項１０】
前記模擬ヘルニアが食道裂孔を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項１１】
前記模擬ヘルニアが外傷性ヘルニア又は先天性ヘルニアを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項１２】
前記先天性ヘルニアがモルガニヘルニア又はボホダレックヘルニアから選択される、請求項１１に記載のモデル。
【請求項１３】
前記模擬横隔膜が湾曲を含むように成形される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項１４】
前記模擬横隔膜、前記模擬食道及び／又は前記模擬血管が色素を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のモデル。
【請求項１５】
モデルを用いて腹腔鏡下ヘルニア修復術をシミュレートする方法であって、
前記方法が、模擬モデルにおけるヘルニアの外科的修復を行うことを含み、
前記模擬モデルが、
模擬横隔膜と、
前記横隔膜における食道孔を通って延びる模擬食道と、
前記横隔膜における血管孔を通って延びる模擬血管と、
前記横隔膜における模擬ヘルニアと、を有する方法。
【請求項１６】
模擬胃を腔に、前記模擬ヘルニアを通って引き込むことと、
横隔膜脚を閉じることと、
噴門形成を行うことと、
嚢を剥がすことと、を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
さらに、前記外科的修復の評価を行うことを含む、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、ビデオモニタリングシステムで前記外科的修復を見ることを含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記外科的修復を個人又はチームで行う、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
外傷性ヘルニア又は先天性ヘルニアを修復することを含む、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
手術シミュレーション用モデルを作製する方法であって、前記方法が、
模擬横隔膜であって、前記横隔膜中に食道孔、血管孔及びヘルニアを有する模擬横隔膜を提供することと、
模擬食道を提供し、前記模擬食道を前記横隔膜における前記食道孔を通って延ばすことと、
模擬血管を提供し、前記模擬血管を前記横隔膜における前記血管孔を通って延ばすことと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１６年７月２５日に出願した米国仮特許出願第６２／３６６，３５３号の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本願は、手術のトレーニングのための無生物モデル及び手術のトレーニング方法、特に、ヘルニアの外科的修復術のトレーニングのための無生物モデル及びヘルニアの外科的修復術のトレーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
外科レジデントをトレーニングして技術的に熟練させることは外科レジデンシープログラムの中核をなす。しかし、新たな労働時間規制により、レジデントを５年の期間にトレーニングすることはますます難しくなってきた。多くのレジデントたちは、フェローシッププログラムを通して追加のトレーニングを求めており、このことは現在のモデルにおける穴を示唆している。この穴において、施設内での症例は少ないが、単なる見学では不十分であるため、練習して複雑な腹腔鏡に必要な技能を高めることが必要とされる。この穴をいかに埋めるかという問題に答えるために、多くの施設は手術シミュレーション、特に腹腔鏡トレーナーの使用に期待を寄せている。しかしながら、多くの腹腔鏡トレーナーは高価であり、それらの価値は確立されつつあるにすぎない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
必要とされているのは、レジデントにより多くの現実的な機会を与えて、手術の経験、技術及び技能を得るための、高度だがまだ少ない腹腔鏡の症例の触知モデルである。触知シミュレーションの間に獲得される技能により、レジデントは、少ない腹腔鏡の症例を手術室で直面したときに大いに利用することができ、見学のみに費やされずに済む。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様において、手術シミュレーション用無生物モデルが提供される。モデルは、模擬横隔膜と、前記横隔膜における食道孔を通って延びる模擬食道と、前記横隔膜における血管孔を通って延びる模擬血管と、前記横隔膜における模擬ヘルニアと、を含む。
【０００６】
別の態様において、モデルを用いて腹腔鏡下ヘルニア修復術をシミュレートする方法が提供される。前記方法は、模擬モデルにおけるヘルニアの外科的修復を行うことを含む。前記模擬モデルは、模擬横隔膜と、前記横隔膜における食道孔を通って延びる模擬食道と、前記横隔膜における血管孔を通って延びる模擬血管と、前記横隔膜における模擬ヘルニアと、を含む。
【０００７】
さらなる別の態様において、手術シミュレーション用モデルを作製する方法が提供される。前記方法は、模擬横隔膜であって、前記横隔膜中に食道孔、血管孔及びヘルニアを有する模擬横隔膜を提供することと、模擬食道を提供し、前記模擬食道を前記横隔膜における前記食道孔を通って延ばすことと、模擬血管を提供し、前記模擬血管を前記横隔膜における前記血管孔を通って延ばすことと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明に従う無生物モデルの実施形態の一部分の斜視図である。
【０００９】
【図２】図２は、腔内の横隔膜を示す、モデルの実施形態のエンドビューである。
【００１０】
【図３】図３は、モデルの実施形態の模擬横隔膜を図示している。
【００１１】
【図４】図４は、モデルの実施形態の外観を図示している。
【００１２】
【図５】図５は、手術セッティング内のモデルの実施形態を図示している。
【００１３】
【図６】図６は、モデルの実施形態のビデオモニタリングシステムを図示している。
【００１４】
【図７】図７は、本発明の実施形態のモデルとともに使用するための手術器具を図示している。
【００１５】
【図８】図８は、モデルの実施形態の模擬横隔膜を図示している。
【００１６】
【図９】図９は、モデルの実施形態のアセンブリを図示している。
【００１７】
【図１０】図１０は、モデルに対して行われ得る例示的な処置を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
同様の要素が同様の参照符号で表された図を参照して発明を説明する。この発明の様々な要素の関係及び機能は、以下の詳細な説明によってよりよく理解される。しかし、この発明の実施形態は、図面で説明された実施形態に限定されない。図面は一定の縮尺ではなく、ある例では、本発明の理解に必要でない詳細、例えば従来の構成及びアセンブリは省略されていることが理解されるべきである。
【００１９】
図１及び図２は、例えばヘルニアの外科的修復術のトレーニングに使用され得る無生物モデル１００の実施形態を図示している。いくつかの実施形態において、モデル１００は横隔膜ヘルニアの腹腔鏡下修復術に使用されてよい。モデル１００は、横隔膜１１０、食道１１４、胃１１６、及び１以上の血管１１８、例えば、大動脈１２０及び大静脈１２２を含んでよい。食道１１４は、（図３に示された）左右の横隔膜脚１１１ａ、１１１ｂを含む横隔膜１１０における食道孔１１５を通って延びている。血管１２０、１２２はそれぞれ、図２、３に示すように、横隔膜１１０におけるそれら自身の孔１２１、１２３を通って延びている。いくつかの実施形態において、モデル１００の解剖学的部分に、患者の解剖学的部分に似せるように質感を付け着色してもよい。非限定的な例として、横隔膜１１０、食道１１４及び胃１１６を、筋肉の色に似せるように着色してもよい。いくつかの実施形態において、大動脈１２０が赤色であってよく、大静脈１２２が青色であってよい。
【００２０】
また、モデル１００は横隔膜１１０においてヘルニア１３０を含む。ヘルニア１３０は、横隔膜１１０のいずれかの場所における、いずれかの種の外傷性ヘルニア又は先天性ヘルニアを表す裂け目であってよい。非限定的な例として、外傷性ヘルニアは、横隔膜に裂け目を生じさせる腔内の圧力上昇、自動車事故、爆発、又はその他の任意の外傷の結果であってよい。例示的な食道裂孔（ｅｓｏｐｈａｇｅａｌ  ｈｉａｔｕｓ）１３０を図２、３に示すが、胃が食道孔１１５付近の横隔膜１１０における裂け目を通って胸部の内側に移動している。当業者は、モデル１００が、横隔膜１１０の任意の位置において、既知の横隔膜ヘルニアに対応する裂け目を含んでよいことを理解するだろう。いくつかの実施形態において、ヘルニア１３０は、先天性ヘルニア、例えばモルガニ（Ｍｏｒｇａｇｎｉ）ヘルニア又はボホダレック（Ｂｏｃｈｄａｌｅｋ）ヘルニアであってよい。
【００２１】
横隔膜１１０、食道１１４、少なくとも一つの血管１１８、及び横隔膜１１０のいずれかの場所に配置され得るヘルニア１３０又は複数のヘルニアは、横隔膜ヘルニアの外科的修復術のためのトレーニングツールとして使用され得る基本的なモデル１００を提供する。横隔膜１１０は、成人患者又は小児患者に似せるように寸法を設定され、成形されてよい。いくつかの実施形態において、横隔膜１１０は、人間の患者以外、例えば獣医患者に似せるように寸法を設定され、成形されてよい。モデル１００は、図１、２に示すように、横隔膜１１０が仰向けの患者に対応する向きになるように配置されてよい。また、モデル１００は、医師が修復を要するヘルニアにアクセスすることができるように、患者のための可能性のある外科的な位置を模したその他の位置に向けられてもよい。本明細書に記載されるように、追加の模擬的な解剖学的部分及び手術室の特徴がモデル１００に含まれてもよい。いくつかの実施形態において、モデル１００の寸法は、成人患者、小児患者、又は獣医患者を模擬するように作られてよい。
【００２２】
いくつかの実施形態において、モデルはまた、図１に示すような肺１３４、及び図２、４に示すような腔壁を表し得る壁構造体１３６を含んでもよい。肺１３４は、例えば挿管の練習に用いられる気道「ダミー」と同様に、場合により図４に示すように頭部１４０を含む気道モデルに接続されてよい。図２は、モデル１００の腔１３３を覗き込む図であり、腔壁１３６内に横隔膜１１０が配置されている。図４は、腔壁１３６の外側から見たモデル１００の上面図を示している。図５は、手術室に設けられる配置と同様に手術の準備をしたモデル１００の実施形態を図示しており、モデル１００は覆われ、挿管されており、イメージングシステム１５０及び手術器具１６０が手術台の近くに配置されており、その手術台上にモデル１００が腹臥位で配置されている。設置された手術器具１６０も、外科的修復術を完了するのに必要な器具を模している。図６は、イメージングシステム１５０上の完了した処置の図を示している。図７は、以下により詳しく述べる処置の間に用いた手術器具１６０を図示している。
【００２３】
モデル１００は、上述の構成要素のいくつか又は全てを共に組み立てることによって製造してよい。モデル１００の一部分を別々に成形又は形成し、次いで共に組み立ててよい。モデルの一部分、例えば、横隔膜、食道、胃及び血管を形成するために用いられる材料は、モデル１００の一部分が互いに対して可動であるとともに、縫合又はホチキス止め等の外科的方法によりヘルニアを閉じることができるように、フレキシブルであるように選択される。モデルの一部分、例えば腔壁は、患者のより堅い解剖学的構造を模するように、より堅い材料から形成される。モデル１００を製造するための例示的な方法が提供されるが、当業者は、その他の方法も用い得ることを理解するだろう。
【００２４】
図８は、通常の成人又は小児の横隔膜にみられる湾曲１７０を含む、成形された横隔膜１１０を示す。いくつかの実施形態において、横隔膜１１０は、湾曲１７０を有する型／マンドレルで成形してもよい。いくつかの実施形態において、湾曲１７０を２つのバルーンによって形成してよい。これらのバルーンを、膨らませてテープで一緒に留める。次いで、バルーンを石膏紙（ｐｌａｓｔｅｒ  ｐａｐｅｒ）を用いて形取り、横隔膜１１０の湾曲１７０を形成する。バルーンを覆う石膏紙モールドが乾いたら、ＸＴＣ−３Ｄ（登録商標）被覆の層を加えてモールドを塞ぎ、一晩約１２〜２４時間乾燥させる。筋肉のような色素及び増粘剤を加える横隔膜１１０のベース層として、Ｄｒａｇｏｎ  Ｓｋｉｎ（登録商標）１０  ＦＡＳＴシリコーンの層をモールド上に広げる。シリコーン層が完全に硬化する前に、横隔膜１１０上にメッシュ片を加え、横隔膜をＤｒａｇｏｎ  Ｓｋｉｎ（登録商標）１０  ＦＡＳＴシリコーンの追加の層で仕上げ、一晩乾燥させる。横隔膜１１０が硬化したら、例えば、ヘルニア１３１、食道孔１１５、大動脈孔１２１、及び大静脈孔１２３のために孔（開口）を切り抜いてよい。例示的な裂孔ヘルニア１３０は、食道孔１１５における拡大した孔１３１として形成されてよい。
【００２５】
胃１１６は、Ｅｃｏｆｌｅｘ（登録商標）シリコーンを用いて用意されてよい。Ｅｃｏｆｌｅｘ（登録商標）シリコーンの層をトレーに注いで、筋肉の色に似せるように色素を加え、硬化させてよい。胃の形状を硬化したモールドから切り抜いてもよく、あるいはトレーが成人又は小児の胃の形状に似せて成形されていてもよい。切り抜いた胃形状の端部を縫い合わせてもよい。
【００２６】
血管１１８は、適当なサイズのダボ（ｄｏｗｅｌ）を用いて形成してよい。ダボを電動ねじに接続し、適当な色素を加えたＤｒａｇｏｎ  Ｓｋｉｎ（登録商標）１０  ＶＥＲＹ  ＦＡＳＴシリコーンを回転しているダボに注ぐ。メッシュ片を加え、層上に着色し増粘したＤｒａｇｏｎ  Ｓｋｉｎ（登録商標）１０  ＶＥＲＹ  ＦＡＳＴシリコーンの別の層を注ぐことにより血管を仕上げる。血管は、約２時間以上硬化させる。
【００２７】
上述したモデル１００の一部分を用意したあと、モデル１００を以下のように組み立ててよい。肺１３４を接続した挿管頭部１４０を、図９に示すように板１４３上に配置する。横隔膜１１０の形状内にワイヤー１４７を設け、板１４３に固定する。胃１１６を、挿管頭部１４０及び肺１３４から延びる食道１１４に取り付ける。食道１１４は管を用いて必要に応じて長くしてよい。横隔膜１１０をフレーム１４７に取り付け、例えば、モデル１００が横隔膜ヘルニアのためのものである場合は、胃１１６及び食道１１４がヘルニア１３０において横隔膜１１０を通って延びる。胃１１６の一部分がヘルニア１３０を通って延びてもよい。大静脈１２２及び大動脈１２０は、それぞれ孔１２３、１２１を通って延び、固定される。胃１１６の一部分を板に固定してもよい。横隔膜１１０上の腔壁１３６を表す箱を完成させるために、側部及び上部の板を加える。皮膚及び脂肪組織を模するために、Ｅｃｏｆｌｅｘ（登録商標）シリコーン及びＥｃｏｆｌｅｘ（登録商標）ゲルの層を箱への開口の上に配置してもよい。次いで、モデル１００に外科用ドレープをかけ、図５に示すように手術シミュレーションの用意が整う。
【００２８】
モデル１００は、例えば、モデル１００を手術室の環境、教室、又は家に置いて、そして処置を見るためのイメージングシステムを伴ってもしくは伴わずに、個人トレーニングに用いてよい。個人は、モデル１００を用いて必要な回数処置のステップを練習することができる。練習すべき処置のステップは、モデルに含まれる異なる種のヘルニアによって異なってよい。図１０は、モデル１００に対して行われ得る例示的な処置を示しており、複数のステップ２１０、２２０、２３０、２４０、及び評価２５０を示している。いくつかの実施形態において、各ステップを、当該ステップが完了したときに評価してもよい。その他の実施形態では、一群のステップ又は全てのステップが完了した後に評価を完了させてもよい。非限定的な例として、腹腔鏡下で横隔膜ヘルニアを修復するための処置のステップは、以下を含んでよい。１．胃１１６を腔１３３に引き込む（２１０）。２．横隔膜脚１１１を閉じる（２２０）。３．噴門形成を行う（２３０）。４．嚢を剥がす（２４０）。訓練を受ける人の評価は、図１０のステップ２５０で示されている。
【００２９】
いくつかの実施形態において、モデル１００を、例えば手術室で共に働くことになるレジデント及び看護師を訓練するためのチームトレーニングに用いてもよい。モデル１００は、腹腔鏡下修復術の状態及び合併症を教えるように設定することができる。非限定的な例として、モデル１００は、腹腔鏡下修復術の間に起こり得る出血、血圧低下、及び／又は心停止を含んでよい。
【００３０】
したがって、以上の詳細な説明が限定ではなく例示とみなされるべきこと、及び、この発明の精神及び範囲を定義することが意図されているのは添付の特許請求の範囲及び全ての等価物であると理解されるべきことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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