(57)【要約】【課題】  本発明は、人工心肺装置の操作の向上を図ったり、または、人工心肺装置を試用することができる、体外循環用人体シミュレーション装置を提供する。【解決手段】  本発明は、人工心肺装置２に連結され、人工心肺装置２から送出された擬似血液が流れ込むと共に、流れ込んだ擬似血液が人工心肺装置２へ向けて送出される、人工心肺装置２との間で擬似血液が循環される擬似人体部６を備えた体外循環用人体シミュレーション装置１である。【選択図】  図１
2005143813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工心肺装置に連結され、前記人工心肺装置から送出された擬似血液が流れ込むと共に、流れ込んだ擬似血液が人工心肺装置へ向けて送出される、前記人工心肺装置との間で擬似血液が循環される擬似人体部を備えた体外循環用人体シミュレーション装置。
【請求項２】
擬似血液の循環方向における前記人工心肺装置の下流側であって、且つ、前記擬似人体部の上流側に設けられ、前記擬似人体部へ送入される際の擬似血液の擬似血液圧を変更する送入擬似血液圧変更手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の体外循環用人体シミュレーション装置。
【請求項３】
擬似血液の循環方向における前記擬似人体部の下流側であって、且つ、前記人工心肺装置の上流側に設けられ、前記擬似人体部から送出される際の擬似血液の擬似血液圧を変更する送出擬似血液圧変更手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の体外循環用人体シミュレーション装置。
【請求項４】
前記擬似人体部内に収容可能な擬似血液の総量を変更する擬似血液総量変更手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の体外循環用人体シミュレーション装置。
【請求項５】
前記擬似人体部に接続され、前記擬似人体部から擬似血液を出血させる擬似血液出血手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の体外循環用人体シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工心肺装置に連結され、人工心肺装置との間で擬似血液が循環される擬似人体部を備え、人工心肺装置の操作の練習、又は、人工心肺装置の機能の確認等のために使用される体外循環用人体シミュレーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、心臓外科手術等の際に被手術者の人体の心臓を停止させた場合、人体内の血液循環を保ち、人体内に酸素を送るため、人体から送出された血液を溜めるリザーバと、リザーバから受けた血液を送出する血液ポンプと、血液ポンプにより送出された血液につきガス交換等を行なう人工肺とを備える人工心肺装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このような人工心肺装置の操作は、被手術者の人体の送血圧（動脈圧）（正常状態で約８０〜１２０ｍｍＨＧ）、中心静脈圧（ＣＶＰ）（正常状態で約５〜８ｍｍＨＧ）、被手術者の人体からの脱血抵抗、被手術者の人体内の血液総量（正常状態で約４〜５リットル）等の各々を、心臓外科手術等の際に一般に用いられる表示装置により表示し、これらの表示を確認しつつ、人工心肺装置の操作者が、血液ポンプにおいて血液を送出する量等を調整する調整ツマミ等の調整手段を操作することにより、送血圧、中心静脈圧、人体内の血液総量等を正常に保つように行なわれていた。
【特許文献１】特開２０００−２４５８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来、人工心肺装置は、実際の心臓外科手術等において人体に付けた状態でのみ使用され、人工心肺装置の操作の練習を行なうことはできず、人工心肺装置の操作者が未熟練の場合、心臓外科手術等の際に、人工心肺装置の操作が正常に行なわれず、送血圧、中心静脈圧、人体内の血液総量等を正常に保てなかったり、人体から送出された血液を溜めるリザーバ内の血液が不足してしまうという恐れがあった。
【０００４】
また、従来、人工心肺装置は、実際の心臓外科手術等において人体に付けた状態でのみ使用され、心臓外科手術等に使用する前に、人工心肺装置により正常に血液を循環できるかにつき、人工心肺装置を試用することもできなかったので、実際の心臓外科手術等の前に、人工心肺装置の機能の確認ができなかった。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、人工心肺装置の操作の向上を図ったり、または、人工心肺装置を試用することができる、体外循環用人体シミュレーション装置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】
【０００６】
以上の目的のため、本発明は、人工心肺装置に連結され、前記人工心肺装置から送出された擬似血液が流れ込むと共に、流れ込んだ擬似血液が人工心肺装置へ向けて送出される、前記人工心肺装置との間で擬似血液が循環される擬似人体部を備えた体外循環用人体シミュレーション装置である。
【０００７】
この発明によれば、人工心肺装置を操作する操作者が、人工心肺装置に人体シミュレーション装置を連結させた状態で人工心肺装置を操作できるので、人工心肺装置の操作の練習を行なって人工心肺装置の操作の向上を図ることができ、または、心臓外科手術等に使用する前に、人工心肺装置を試用することができる。
【０００８】
また、本発明において、擬似血液の循環方向における前記人工心肺装置の下流側であって、且つ、前記擬似人体部の上流側に設けられ、前記擬似人体部へ送入される際の擬似血液の擬似血液圧を変更する送入擬似血液圧変更手段を備えていても良い。
【０００９】
この発明によれば、送入擬似血液圧変更手段により、擬似人体部へ送入させる際の擬似血液の擬似血液圧を変更することができ、この擬似血液圧は、現実の心臓外科手術等における送血圧（動脈圧）に相当するものであるので、擬似人体部へ送入させる擬似血液圧を変更した状態で人工心肺装置の操作を行なって、人工心肺装置の操作の練習を可能とした。そのため、例えば、送入擬似血液圧変更手段により擬似人体部へ送入させる擬似血液圧を変更しても、人工心肺装置、特に、血液ポンプの操作により、擬似人体部へ送入させる擬似血液圧を変更前の状態に戻したり、擬似人体内の擬似血液の総量を所定の目的値にしたり等、現実の心臓外科手術等における送血圧（動脈圧）が変化した場合に対応した人工心肺装置の練習を行なうことができる。
【００１０】
また、本発明において、擬似血液の循環方向における前記擬似人体部の下流側であって、且つ、前記人工心肺装置の上流側に設けられ、前記擬似人体部から送出される際の擬似血液の擬似血液圧を変更する送出擬似血液圧変更手段を備えていても良い。
【００１１】
この発明によれば、送出擬似血液圧変更手段により、擬似人体部から送出される擬似血液圧を変更することができ、この送出擬似血液圧変更手段は、現実の心臓外科手術等における脱血抵抗（人体の下流側に繋がれた人工管等による抵抗であり、この人工管が詰まること等により脱血抵抗が変更する）を変更することに対応するので、擬似人体部から送出される擬似血液圧を変更した状態で人工心肺装置の操作を行なって、人工心肺装置の操作の練習を可能とした。そのため、例えば、送出擬似血液圧変更手段により擬似人体部から送出される擬似血液圧を変更しても、人工心肺装置、特に、血液ポンプの操作により、擬似人体部から送出される擬似血液圧を変更前の状態に戻したり、擬似人体内の擬似血液の総量を所定の目的値にしたり等、現実の心臓外科手術等における脱血抵抗が変化した場合に対応した人工心肺装置の練習を行なうことができる。
【００１２】
また、本発明において、前記擬似人体部内に収容可能な擬似血液の総量を変更する擬似血液総量変更手段を備えても良い。
【００１３】
この発明によれば、擬似血液総量変更手段により、擬似人体部内の擬似血液の総量を変更した状態で、人工心肺装置、特に、血液ポンプの操作により、擬似人体内の擬似血液の総量を所定の目的値にする等、人工心肺装置の練習を行なうことができる。また、擬似血液総量変更手段により、擬似人体部内の擬似血液の総量を変更した場合、現実の人体における中心静脈圧（ＣＶＰ）に対応する値も変化するので、現実の心臓外科手術等における中心静脈圧が変化した場合に対応した人工心肺装置の練習を行なうことができる。
【００１４】
また、本発明において、前記擬似人体部に接続され、前記擬似人体部から擬似血液を出血させる擬似血液出血手段を備えていても良い。
【００１５】
この発明によれば、心臓外科手術等の際、被手術者の人体から出血して人体内の血液の総量が減少した場合における、人工心肺装置、特に、血液ポンプの操作の練習をすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、人工心肺装置を操作する操作者が、人工心肺装置に人体シミュレーション装置を連結させた状態で人工心肺装置を操作できるので、人工心肺装置の操作の練習を行なって人工心肺装置の操作の向上を図ることができ、または、心臓外科手術等に使用する前に、人工心肺装置を試用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を、以下、図面を参照として説明する。
図１は、本発明の実施の形態による体外循環用人体シミュレーション装置１を示す全体図である。
この体外循環用人体シミュレーション装置１は、人工心肺装置２に連結され、人工心肺装置２との間で、水等の液体である擬似血液がＲ方向に循環するものである。
【００１８】
ここで、本発明の実施の形態による体外循環用人体シミュレーション装置１が連結される人工心肺装置２は、実際の心臓外科手術等で使用されるものと同一のものであり、人体から送出された血液を溜めるリザーバ３と、リザーバ３からの血液を送出する血液ポンプ４と、血液ポンプ４により送出された血液につきガス交換等を行なう人工肺５とを備えている。血液ポンプ４には、調整つまみ（図示を省略）が備えられており、人体（本発明においては人体シミュレーション装置１）へ送出する血液（本発明においては擬似血液）の流量（単位時間当たりの流量）を調整することができる。また、この流量は表示部（図示せず）において表示される。通常、この流量は、４〜５リットル（ｌ）／ｍｉｎとされている。
【００１９】
本発明の実施の形態による体外循環用人体シミュレーション装置１は、人工心肺装置２との間で擬似血液が循環する擬似人体部６と、擬似血液の循環方向における人工心肺装置２の下流側であって、且つ、擬似人体部６の上流側に設けられ、擬似人体部６へ送入させる際の擬似血液の擬似血液圧を変更する送入擬似血液圧変更手段７と、擬似血液の循環方向における擬似人体部６の下流側であって、且つ、人工心肺装置２の上流側に設けられ、擬似人体部６から送出させる際の擬似血液の擬似血液圧を変更する送出擬似血液圧変更手段８と、を備えている。また、擬似人体部６には、擬似人体部６内に収容可能な擬似血液の総量を変更する擬似血液総量変更手段９が設けられ、更に、擬似人体部６には、擬似人体部６から擬似血液を出血させる擬似血液出血手段１０が接続されている。
【００２０】
人工心肺装置２と送入擬似血液圧変更手段７との接続、送入擬似血液圧変更手段７と擬似人体部６との接続、擬似人体部６と送出擬似血液圧変更手段８との接続、送出擬似血液圧変更手段８と人工心肺装置２との接続は、夫々、ポリエチレン等の合成樹脂製のチューブ１１により行なわれている。
【００２１】
擬似人体部６は、ポリエチレン等の合成樹脂よりなる長方形状の袋体であり、内部が４つの擬似血液収納領域１２に区分されているが、これら４つの擬似血液収納領域１２における隣り合う擬似血液収納領域１２間で擬似血液が自由に移動可能となっている。尚、ここでは、４つの擬似血液収納領域１２に区分されているが、４つ以上に区分されていても、４つ未満に区分されていても良く、また、区分されておらず、１つの擬似血液収納領域１２のみとなっていても良い。
【００２２】
図３に示すように、これら４つの擬似血液収納領域１２の各々には、上方から擬似血液総量変更手段９としての錘を載置できるようになっており、４つの擬似血液収納領域１２の内、いくつの擬似血液収納領域１２に錘を載置したかによって、擬似人体部６内に収容可能な擬似血液の総量が変更される（錘が載置された擬似血液収納領域１２では、錘の重量により擬似血液量が変更される。）。図３では、錘は１つであるが、４つの擬似血液収納領域１２の夫々に対し、最大４つの錘を載置できる。尚、擬似血液総量変更手段９としては、擬似人体部６を縛る紐等、擬似人体部６の容量を変更できれば様々な手段を採用できる。
【００２３】
擬似人体部６内における擬似血液の量は、現実に心臓外科手術等を行なう際の被手術者の人体における血液（循環血液）の量に相当する。また、擬似人体部６内に収容可能な擬似血液の総量に応じて、擬似人体部６内から擬似人体外へ送出される擬似血液圧が変化する（擬似人体部６内で収納可能な擬似血液の総量が多い程、擬似人体部６内から擬似人体外へ送出される擬似血液圧が小さい）。このため、擬似人体部６に錘９を載せることで、擬似人体部６内に送入可能な擬似血液の総量を変化させることは、現実に心臓外科手術等を行なう際の被手術者の人体における中心静脈圧を変化させることにも相当するものである。
【００２４】
また、擬似人体部６には、擬似人体部６から擬似血液を出血させる擬似血液出血手段１０としての擬似血液出血用チューブが接続されている。擬似血液出血用チューブ１０には、開閉クランプ（図示せず）が設けられており、この開閉クランプの操作により、擬似血液出血用チューブ１０の先端部を開閉して、擬似血液の出血や出血止を行なう。
【００２５】
尚、図示を省略しているが、人体の中心静脈圧に相当する値は、表示器により表示される。
【００２６】
擬似人体部６へ送入する際の擬似血液の擬似血液圧を変更する送入擬似血液圧変更手段７の一端部は、一端部が人工心肺装置２に連結されているチューブ１１の他端部に接続されており、送入擬似血液圧変更手段７の他端部は、一端部が擬似人体部６に連結しているチューブ１１の他端部に接続されている。送入擬似血液圧変更手段７は、途中から４つに分岐する４つの分岐管１４、１５、１６、１７を備えていると共に、４つの分岐管１４、１５、１６、１７は下流側で合流している。また、４つの分岐管１４、１５、１６、１７は夫々異なる径の擬似血液通路を有している。
【００２７】
４つの分岐管１４、１５、１６、１７の各々には、開閉クランプ１８、１９が取り付けられており、各々の開閉クランプ１８、１９の操作により、４つの分岐管１４、１５、１６、１７の各々の擬似血液通路が開閉される。従って、４つの分岐管１４、１５、１６、１７に夫々取り付けられた開閉クランプ１８、１９を閉じる数やどの開閉クランプ１８、１９を閉じるかによって、単位時間に送入擬似血液圧変更手段７を通過する擬似血液の流量は変化し、これにより、擬似人体部６へ送入させる際の擬似血液の擬似血液圧を変更することができる。この擬似血液圧の変更が、実際の心臓外科手術等における送血圧（動脈圧）の変化に相当するものである。尚、４つの分岐管１４、１５、１６、１７の全てが開いている状態において、擬似人体部６へ送入させる際の擬似血液の擬似血液圧が最も高く、分岐管１４、１５、１６、１７を閉じる数が多くなるに従って、この擬似血液圧が小さくなるものである。
【００２８】
また、開閉クランプ１７、１８としては、図２（ａ）に示すような先端部が鋭角状の係合部１９を、鋸刃状に多段階に設けられている係合受部２０におけるどの位置に係合させるかによって、分岐管１４の通路を通過する擬似血液の流量を変化できる多段階式開閉クランプ（多段階式流量調整具）１７の他、図２（ｂ）に示すような先端部が鋭角状の係合部１９を単一の係合受部２１に係合させるか否かのみを切り替えられるオンオフ式開閉クランプ１８の双方を使用可能である。
【００２９】
また、送入擬似血液圧変更手段７としては、４つの分岐管１４、１５、１６、１７によるものではなく、例えば、２つの分岐管や８つの分岐管によるものなど、様々使用可能である。また、分岐管によるものではなく、１本の管の開口面積を調整するダイヤル式（アナログ式）の調整弁により、アナログ式で通過する擬似血液の流量を変化できるようにしても良い。
【００３０】
尚、図示を省略しているが、擬似人体部６内に送入される際の擬似血液の擬似血圧（人体の送血圧に相当する）は、表示器により表示される。
【００３１】
擬似人体部６から送出される擬似血液の擬似血液圧を変更する送出擬似血液圧変更手段８の一端部は、一端部が擬似人体部６に連結されているチューブ１１の他端部に接続されており、送出擬似血液圧変更手段８の他端部は、一端部が人工心肺装置２に連結しているチューブ１１の他端部に接続されている。
【００３２】
送出擬似血液圧変更手段８としては、本実施形態では、送入擬似血液圧変更手段７と同一の部材が使用されている。
即ち、送出擬似血液圧変更手段８は、途中から４つに分岐する４つの分岐管２２、２３、２４、２５を備えていると共に、４つの分岐管２２、２３、２４、２５は下流側で合流している。また、４つの分岐管２２、２３、２４、２５は夫々異なる径の擬似血液通路を有している。
【００３３】
４つの分岐管２２、２３、２４、２５の各々には、開閉クランプ２６、２７が取り付けられており、各々の開閉クランプ２６、２７の操作により、４つの分岐管２２、２３、２４、２５の各々の擬似血液通路が開閉される。従って、４つの分岐管２２、２３、２４、２５に夫々取り付けられた開閉クランプ２６、２７を閉じる数やどの開閉クランプ２６、２７を閉じるかによって、単位時間に送出擬似血液圧変更手段８を通過する擬似血液の流量は変化し、これにより、擬似血液を擬似人体部６から送出させる際の擬似血液の擬似血液圧を変更することができる。この擬似血液圧の変更が、実際の心臓外科手術等における、人体外における脱血抵抗の値の変化に相当するものである。尚、４つの分岐管２２、２３、２４、２５の全てが開いている状態において、脱血抵抗値に相当する値が最も低く、分岐管２２、２３、２４、２５を閉じる数が多くなるに従って、この値が大きくなるものである。
【００３４】
また、開閉クランプとしては、係合部２８を、多段階に設けられている係合受部２９におけるどの位置に係合させるかによって、分岐管２２の通路を通過する擬似血液の流量を変化できる多段階式開閉クランプ（多段階式流量調整具）２６の他、係合部２８を係合受部３０に係合させるか否かのみを切り替えられるオンオフ式開閉クランプ２７の双方を使用可能である。尚、多段階式開閉クランプ２６、オンオフ式開閉クランプ２７としては、図２におけるものと同様のものを採用可能である。
【００３５】
また、送出擬似血液圧変更手段８としては、４つの分岐管２２、２３、２４、２５によるものではなく、例えば、２つの分岐管や８つの分岐管によるものなど、様々使用可能である。また、分岐管によるものではなく、ダイヤル式（アナログ式）の調整弁により、アナログ式で通過する擬似血液の流量を変化できるようにしても良い。
尚、図示を省略しているが、脱血抵抗に相当する値は、表示器により表示される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態による体外循環用人体シミュレーション装置を示す全体図である。
【図２】本発明の実施の形態による体外循環用人体シミュレーション装置で用いられる開閉クランプを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態による体外循環用人体シミュレーション装置で用いられる擬似血液総量変更手段を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１‥‥体外循環用人体シミュレーション装置、２‥‥人工心肺装置、６‥‥擬似人体部、７‥‥送入擬似血液圧変更手段、８‥‥送出擬似血液圧変更手段、９‥‥擬似血液総量変更手段、１０‥‥擬似血液出血手段
【図１】
2005143813.tif 000003
【図２】
2005143813.tif 000004
【図３】
2005143813.tif 000005