(57)【要約】【課題】触診により発見する対象となる模擬腫瘤部の弾性率を部品交換することなく任意に変更できる触診シミュレータを提供すること。【解決手段】本発明の触診シミュレータ１０は、訓練者が触れる体部位を模擬した模擬体部１１と、模擬体部１１の内部の所定領域に設けられ、腫瘤を模擬した模擬腫瘤部１２と、模擬腫瘤部１２の弾性を調整する弾性調整手段１３とを備えている。模擬腫瘤部１２は、前記所定領域における磁場若しくは圧力の状態が変わると弾性率が変化する物体により構成される。弾性調整手段１３では、前記所定領域における磁場若しくは圧力の状態を変えることで、模擬腫瘤部１２の弾性を可変にする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体部位内の腫瘤を発見するための触診の手技訓練に用いられる触診シミュレータにおいて、
訓練者が触れる体部位を模擬した模擬体部と、当該模擬体部の内部の所定領域に設けられ、前記腫瘤を模擬した模擬腫瘤部と、当該模擬腫瘤部の弾性を調整する弾性調整手段とを備え、
前記模擬腫瘤部は、前記所定領域における磁場若しくは圧力の状態が変わると弾性率が変化する物体により構成され、
前記弾性調整手段は、前記状態を調整可能に構成され、当該調整により前記模擬腫瘤部の弾性を可変にすることを特徴とする触診シミュレータ。
【請求項２】
前記模擬腫瘤部は、相互に離間接近可能な多数の粒子からなる粉粒体により構成され、
前記弾性調整手段では、前記状態を変化させることで前記各粒子の密着度を変化させ、前記模擬腫瘤部の弾性を可変にすることを特徴とする請求項１記載の触診シミュレータ。
【請求項３】
体部位内の腫瘤を発見するための触診の手技訓練に用いられる触診シミュレータにおいて、
訓練者が触れる体部位を模擬した模擬体部と、当該模擬体部の内部の所定領域に設けられ、前記腫瘤を模擬した模擬腫瘤部と、当該模擬腫瘤部の弾性を調整する弾性調整手段とを備え、
前記模擬腫瘤部は、相互に離間接近可能な状態の多数の粒子からなる粉粒体を含むＭＲ流体により構成され、
前記弾性調整手段は、前記模擬腫瘤部の周囲の磁束密度を変化させるように動作可能な磁束密度可変機構を備え、当該磁束密度の変化による前記各粒子の密着度の変化により、前記模擬腫瘤部の弾性を可変にすることを特徴とする触診シミュレータ。
【請求項４】
前記磁束密度可変機構は、磁場を発生させる磁性体を前記模擬体部に向って離間接近可能に動作させる構造をなすことを特徴とする請求項３記載の触診シミュレータ。
【請求項５】
体部位内の腫瘤を発見するための触診の手技訓練に用いられる触診シミュレータにおいて、
訓練者が触れる体部位を模擬した模擬体部と、当該模擬体部の内部の所定領域に設けられ、前記腫瘤を模擬した模擬腫瘤部と、当該模擬腫瘤部の弾性を調整する弾性調整手段とを備え、
前記模擬腫瘤部は、相互に離間接近可能な状態の多数の粒子からなる粉粒体と、当該粉粒体が収容される収容体とにより構成され、
前記収容体は、前記粉粒体が収容される空間の減圧により、当該空間の体積が減少する構造をなし、
前記弾性調整手段は、前記収容体内の設定圧力を変化させる減圧装置を備え、前記減圧による前記各粒子の密着度の変化により、前記模擬腫瘤部の弾性を可変にすることを特徴とする触診シミュレータ。
【請求項６】
前記粉粒体は、相互に硬さの異なる硬質粒子と軟質粒子とを混合してなり、当該軟質粒子よりも硬い前記硬質粒子は、前記軟質粒子よりも粒径が小さいか同等であることを特徴とする請求項５記載の触診シミュレータ。
【請求項７】
体部位内の腫瘤を発見するための触診の手技訓練に用いられる触診シミュレータにおいて、
訓練者が触れる体部位を模擬した模擬体部と、当該模擬体部の内部の所定領域に設けられ、前記腫瘤を模擬した模擬腫瘤部と、当該模擬腫瘤部の弾性を調整する弾性調整手段とを備え、
前記模擬腫瘤部は、弾性変形可能な多孔質体と、当該多孔質体が収容される収容体とにより構成され、
前記収容体は、前記多孔質体が収容される空間の減圧により、当該空間の体積が減少する構造をなし、
前記弾性調整手段は、前記収容体内の設定圧力を変化させる減圧装置を備え、前記減圧による前記多孔質体の圧縮により、前記模擬腫瘤部の弾性を可変にすることを特徴とする触診シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体部位内の腫瘤を発見するための触診の訓練に用いられる触診シミュレータに係り、更に詳しくは、触診の対象となる腫瘤部位の硬さを任意に変えることのできる触診シミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
医学生等の訓練者が触診手技の基本的技能を習得するために用いられる触診シミュレータが知られている。この触診シミュレータとしては、単にマネキンのようなモデルから、コンピュータが内蔵されたハイテクノロジーのようなモデルまで幅広く存在する。
【０００３】
ところで、特許文献１に開示された乳癌触診訓練用モデルは、腫瘍部位の発見とその硬さを確認する手技を訓練するための触診シミュレータとして用いられる。この乳癌触診訓練用モデルは、樹脂材料で形成された乳房部と、乳房部の複数の位置に選択的に埋設可能な模擬腫瘍部とを備えている。この模擬腫瘍部は、模擬する腫瘍の状態に応じて硬さの異なるものが選択され、背面側の複数の孔部のうち所望の部位に挿入されることで、乳房部の内部の所定位置に埋設される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９５８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１のモデルにあっては、硬さの異なる腫瘍での訓練を行う際には、種類の異なる模擬腫瘍部を複数用意し、それらの何れかを選択して、訓練前に乳房部の所望の位置に人為的にセットする必要がある。ここで、想定される腫瘍の種類や状態等に応じて模擬腫瘍部の弾性率の幅を広範にするには、より多くの種類の模擬腫瘍部を用意する必要があり、製品のコスト上昇に繋がるばかりか、それらの交換作業が煩雑となる。また、臨場感のある触診手技訓練を行うためには、訓練者に事前に腫瘍の位置や種類が分からないように、訓練者本人でない他の者が前述の交換作業を行うことが必須となる。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目して案出されたものであり、その目的は、触診により発見する対象となる模擬腫瘤部の弾性率を部品交換することなく任意に変更できる触診シミュレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、主として、体部位内の腫瘤を発見するための触診の手技訓練に用いられる触診シミュレータにおいて、訓練者が触れる体部位を模擬した模擬体部と、当該模擬体部の内部の所定領域に設けられ、前記腫瘤を模擬した模擬腫瘤部と、当該模擬腫瘤部の弾性を調整する弾性調整手段とを備え、前記模擬腫瘤部は、前記所定領域における磁場若しくは圧力の状態が変わると弾性率が変化する物体により構成され、前記弾性調整手段は、前記状態を調整可能に構成され、当該調整により前記模擬腫瘤部の弾性を可変にする、という構成を採っている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従前の部品交換作業が不要となり、弾性調整手段により模擬腫瘤部の弾性率を任意に調整することができる。加えて、弾性調整手段での作動状態を自動的に制御することが可能になるため、例えば、訓練者の訓練開始前に、ランダムに模擬腫瘤部の弾性率を選択させることも可能になり、訓練者が単独利用した際でも、腫瘤の種類が事前に訓練者に分からない状態で、臨場感のある触診手技の訓練に寄与できる。また、模擬腫瘤部を構成する物体のサイズや種類等を調整することで、可変となる模擬腫瘤部の弾性率の幅を変えたり、弾性調整手段で状態調整が行われていないときの初期の弾性率を周囲の模擬体部に合せることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る触診シミュレータの概略構成図。
【図２】第２実施形態に係る触診シミュレータの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
【００１１】
図１には、第１実施形態に係る触診シミュレータ１０の概略構成図が示されている。この触診シミュレータ１０は、概略的に図示しているが、人体の一部を模擬したモデルであって、医学生等の訓練者が体部位内の腫瘤を発見するための触診の訓練に用いられる。ここで、想定する体部位としては、腹部、胸部（乳房）、頭頸部、前立腺等が挙げられる。
【００１２】
前記触診シミュレータ１０は、図示しない訓練者の手指が触れる体部位を模擬した模擬体部１１と、模擬体部１１の内部の所定領域に設けられ、触診によって発見される対象となる腫瘤を模擬した模擬腫瘤部１２と、模擬腫瘤部１２の弾性を調節する弾性調整手段１３とを備えている。
【００１３】
前記模擬体部１１は、特に限定されるものではないが、触診がなされる体部位に近い弾性となり、且つ、外部の磁場を遮断しない樹脂等の材料により形成される。
【００１４】
前記模擬腫瘤部１２は、相互に離間接近可能な状態の多数の粒子からなる粉粒体により構成され、これら各粒子に外力を作用させて密着度を変化させることにより、弾性すなわち硬さが可変になっている。本実施形態では、数ミクロンオーダの鉄粉等の磁性体粒子を混ぜた非コロイド溶液であるＭＲ流体により模擬腫瘤部１２が形成されている。この模擬腫瘤部１２は、模擬体部１１の内部の所定領域内に収容されており、ＭＲ流体の性質により、周囲の磁場の状態変化によるレオロジー特性の変化により弾性率が変化する。
【００１５】
なお、ＭＲ流体としては、特に限定されるものではないが、例えば、次のものが挙げられる。先ず、炭素量０．０２％未満の鉄粉と、グリセリンで希釈した無水ジェル等の油系溶媒とを、重量比３：１〜６：１程度で混合してゾル状にし、所定の袋に封入したものが挙げられる。また、セプトンを溶かし前述の鉄粉を混ぜてゲル状にしたものが挙げられる。ここでの鉄粉とセプトンとの混合比は、重量比３：１〜６：１程度とされる。これらＭＲ流体の選択は、対象となる腫瘤の大きさや種類に応じ、前記混合比を含め適宜選択することができる。
【００１６】
前記弾性調整手段１３は、模擬腫瘤部１２の周囲の磁束密度を変化させるように動作可能な磁束密度可変機構１５と、磁束密度可変機構１５の動作制御を行うコンピュータ１６とからなる。
【００１７】
前記磁束密度可変機構１５は、模擬体部１１が載置される上部ステージ１８と、上部ステージ１８の下方に配置され、周囲に磁場を発生させる磁性体１９と、上部ステージ１８の下方に対向配置されるとともに、磁性体１９を一体的に支持する中間ステージ２０と、中間ステージ２０の下方に配置される下部ステージ２１と、上部ステージ１８及び下部ステージ２１の間の左右両側の間に連なり、中間ステージ２０が上下方向にスライド可能に取り付けられる棒状のガイド２３と、中間ステージ２０を上下動させる駆動ユニット２４とにより構成される。
【００１８】
本実施形態の磁性体１９は、ネオジム磁石によって構成されるが、本発明はこれに限らず、後述の作用を奏する限りにおいて、種々のものを用いることができる。
【００１９】
前記駆動ユニット２４は、中間ステージ２０に繋がる送りねじ機構２６と、送りねじ機構２６を動作させるモータやドライバ等からなる駆動装置２７とにより構成される。送りねじ機構２６は、駆動装置２７で回転されるギア２６Ａ等に繋がって、上下方向に延びるねじ軸２６Ｂに、中間ステージ２０に固定されたナット２６Ｃが係合しており、駆動装置２７の駆動によるねじ軸２６Ｂの回転によって、中間ステージ２０を上下動させる公知の構造となっている。
【００２０】
この中間ステージ２０が上下動することで、中間ステージ２０の上側に固定配置された磁性体１９が、磁界を遮蔽しない上部ステージ１８に設置された模擬体部１１に離間接近することになる。その結果、模擬腫瘤部１２と磁性体１９の離間距離が変化することで模擬腫瘤部１２の周囲の磁束密度が変わり、模擬腫瘤部１２は、ＭＲ流体の作用によって弾性率が変化することになる。
【００２１】
前記磁束密度可変機構１５としては、本実施形態の構造に限定されるものでなく、他の機械的構造の他に、電気エネルギー等を用い、模擬腫瘤部１２の周囲の磁場の状態を可変にする構造を採用することもできる。
【００２２】
前記コンピュータ１６では、腫瘤の種類や状態に応じた所望の弾性率を予め指定することにより、予め記憶された関係から、当該弾性率が得られるＭＲ流体の周囲の磁束密度になる位置に中間ステージ２０が移動するように、駆動装置２７を駆動制御する。
【００２３】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、前記第１実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いるものとし、説明を省略若しくは簡略にする。
（第２実施形態）
【００２４】
本実施形態における触診シミュレータ３０は、第１実施形態に対し、模擬腫瘤部１２及び弾性調整手段１３の構造を変え、模擬腫瘤部１２内における圧力の状態を変えることで、模擬腫瘤部１２の各粒子の密着度を変化させて模擬腫瘤部１２の弾性を可変にするようになっている。
【００２５】
すなわち、本実施形態における模擬腫瘤部１２は、硬質材料により形成された多数の硬質粒子と軟質材料により形成された多数の軟質粒子とを混合してなる粉粒体３２と、粉粒体３２が内部に収容される収容体３３とにより構成され、前記所定領域内に配置される。
【００２６】
前記粉粒体３２としては、特に限定されるものではなく、後述する収容体３３内の減圧によるジャミング転移現象を利用して各粒子が相互に離間接近可能し、各粒子が収容される収容体３３の全体の硬さを変えることができる限りにおいて、種々の材料や粒径のものが使用可能である。
【００２７】
例えば、前記硬質粒子としては、粒径が０．５〜１ｍｍ程度の鉄粉等の金属材料や発砲ビーズが挙げられる。一方、軟質粒子としては、硬質粒子よりも柔らかい材料からなるものが利用され、粒径が０．５〜１０ｍｍ程度のスチレンブタジエンゴムやスチレンが挙げられる。ここで、収容体３３内で減圧されていない最小弾性率での初期状態のときを腫瘤のない状態とした場合、硬質粒子を、軟質粒子より粒径を小さくするか同等にすることにより、前記初期状態において周囲の模擬体部１１に対して触感を同等に設定できる。その他、これら硬質粒子及び軟質粒子の種類や粒径の大きさは、想定する腫瘤によって適宜選択される。
【００２８】
前記収容体３３は、粉粒体３２が収容される空間の減圧により当該空間の体積が減少する構造をなし、本実施形態では、内部の減圧により収縮可能となる０．１〜１ｍｍ程度の膜厚のゴムやスチレン等の軟素材からなる。
【００２９】
本実施形態における弾性調整手段１３は、収容体３３内の空気圧の設定圧力を変化させる減圧装置３５と、減圧装置３５の動作制御を行うコンピュータ３６とからなる。
【００３０】
前記減圧装置３５は、詳細な構成についての図示を省略しているが、減圧ポンプ、タンク、電磁バルブ、レギュレータ等の公知の構成からなり、コンピュータ３６からの指令により、収容体３３内の設定圧力を所定範囲で調整できるようになっている。ここで、特に限定されるものではないが、本実施形態では、０〜−８０ｋｐａＧの範囲内で前記設定圧力を調整可能となっており、減圧するに伴い模擬腫瘤部１２の弾性率が比例的に増大することになる。
【００３１】
従って、以上の前記触診シミュレータ１０によれば、模擬腫瘤部１２を交換することなく、簡単な操作で様々な弾性率に設定することができ、高い汎用性を確保することができる。また、模擬腫瘤部１２の弾性率をコンピュータ１６，３６にランダムに選択させることで、訓練者単独で使用した場合であっても、正解となる腫瘤の種類や状態が訓練前に訓練者に分からないようにすることもでき、訓練者単独での臨場感のある触診手技に寄与できる。
【００３２】
なお、以上の第２実施形態では、収容体３３内の空気圧の減圧により模擬腫瘤部１２の弾性調整をしているが、本発明はこれに限らず、その他流体の圧力調整により、模擬腫瘤部１２の弾性調整を行う次の態様を採ることも可能である。例えば、粉粒体３２を鉄粉と無水ジェルにより構成し、無水ジェルの圧力を制御し、ジャミング転移現象によって模擬腫瘤部１２の弾性を調整することもできる。
【００３３】
また、収容体３３は、粉粒体３２が収容される空間の減圧により当該空間の体積が減少する構造であれば何でも良く、例えば、剛体のピストンシリンジの内部に粉粒体３２を充填し、当該内部の減圧によってピストンシリンジの可動部分を硬くする構造を採用することも可能である。
【００３４】
更に、第２実施形態の模擬腫瘤部１２において、粉粒体３２の代わりに、弾性変形可能なスチレンブタジエンゴム等からなる多孔質体の塊を収容体３３に収容する構成としても良い。この構成では、収容体３３の減圧により前記多孔質体が圧縮し、模擬腫瘤部１２の弾性が可変になる。
【００３５】
要するに、前記模擬腫瘤部１２としては、前記所定領域における磁場若しくは圧力の状態が変わると弾性率が変化する物体により構成される限りにおいて、種々のものを採ることができる。
【００３６】
なお、前記各実施形態では、説明の便宜上、模擬腫瘤部１２を１箇所のみに図示しているが、本発明はこれに限らず、模擬腫瘤部１２を模擬体部１１内の複数箇所に配置して、それぞれの模擬腫瘤部１２の弾性率を独立して可変制御可能としても良い。
【００３７】
その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  触診シミュレータ
１１  模擬体部
１２  模擬腫瘤部
１３  弾性調整手段
１５  磁束密度可変機構
１９  磁性体
３０  触診シミュレータ
３５  減圧装置
【図１】
2019148620.tif 000003
【図２】
2019148620.tif 000004