(57)【要約】【課題】風船の中に別の風船を入れて密閉された空間を作ることにより、体積を一定に保持可能な心臓模型を作ることができるが、風船間の間隙が、圧の関係で不均一になってしまうこと、また風船間の密閉された空間に液体を入れるのが困難であること。【解決手段】２個の風船の間に多孔性の伸縮性・弾力性を持つプラスチック（１）を入れることにより、２つの風船の膜の間の距離をコントロールすることができる。外膜側の風船をアダプター（２）の下縁に外側から、また内膜側の風船を、アダプター（２）の中心部の穴（８）を通して上縁に外側から固定し、外内膜の風船の間にはアダプターのサイドホール（７）から液体を注入する。左室内腔の容積変化は中心の穴（８）を通して、液体を出し入れすることによって行う。【選択図】        図１
2005017997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓左心室の内膜と外膜に相当する部分（３、４）を伸縮性の膜で作製した心臓の模型（以下心臓ファントムと呼ぶ）。
【請求項２】
請求項１の内膜と外膜のあいだの心臓の筋肉（心筋）にあたる部位に、心臓の形をした内腔構造を持つ多孔性で弾力性・伸縮性のあるプラスティック（１）、またはその類似の物質を挿入した心臓ファントム。
【請求項３】
心臓ファントムの内膜と外膜のあいだに溶液を入れ、その溶液が外に漏れ出さないように密閉することにより、心筋の容積を一定にして、内膜の内側、すなわち心臓の内腔にあたる部分の容積を変化させ、心臓の収縮運動を模するファントム。
【請求項４】
内膜と外膜の間の密閉された空間におかれた請求項２の多孔性のプラスチックの部分を液体で満たすために、外部からこの部分に通じる穴（７）と、外部と心腔内に相当する部分に通じる穴（８）をあけたアダプター（２）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
循環器系医学における心臓の機能解析、および学生・検査技師などの訓練のために用いる心臓ファントム。
【０００２】
【従来の技術】
超音波、核医学で、心臓の機能計測が行われるが、計測精度の評価のために用いられる従来の心臓ファントムは、単一の膜から構成された心腔模型の収縮拡張がシミュレーションの対象であったり、またはピストンで心臓の長軸方向に容積変化を行わせるものであったりするために、心臓が本来持つ生理的な心筋の定容積性（心筋全体の容積はその収縮の最中に変化することはない）が考慮されていない。
【０００３】
従来の心臓ファントムを用いたアイソトープによる心腔内容積変化の測定実験では、心壁の厚さの変化が考慮されておらず、実際の生体内の心筋は収縮期に心壁が厚くなることや、心腔内からの放射線の心筋による吸収が増加することなどが考慮されていない。
【０００４】
心臓壁運動を、心筋に集積する放射性医薬品を用い、その心電図同期単一光子横断断層像（ＥＣＧ  ｇａｔｅｄ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＳＰＥＣＴ）から解析するプログラム（Ｇｅｒｍａｎｏ，Ｇ．，Ｐ．Ｂ．Ｋａｖａｎａｇｈ，ｅｔ  ａｌ．（２０００）（”Ａｎｅｗ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ  ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ  ＳＰＥＣＴ．Ｉ：ｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ａｎｄ  ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙ”Ｊ  Ｎｕｃｌ  Ｍｅｄ４１（４）：７１２−７１９．）が近年多く用いられており、その臨床上の有用性評価の目的で、静的な固定模型が使われているが、これは動的に心壁の厚さが変化すると同時に、心腔の内壁面が移動する心臓の模型は今までなかったためである。
【０００５】
生体内の心臓と生理的に似た心筋の収縮運動をシミュレーションするファントムがなかったために、上述されるような問題は、核医学検査のみでなく、超音波検査、造影剤を用いるＸ線検査でも存在し、より現実の心臓に近い動きと、解剖学的な構造を持った心臓ファントムの出現が必要であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
心臓ファントムの収縮・拡張時に、心筋に相当する部分の厚さが増減を繰り返すと同時に、その全容積は一定であること。
【０００７】
心臓の内膜と外膜にあたる部分を伸縮性のある膜を用いて密閉された空間を作り、その間に非圧縮性の液体を入れることで、収縮拡張時に心筋の全容積が変化しない心臓ファントムを作ることができるが、内腔の容積を変化させると、これら２つの膜の間の間隔が圧力の関係で不均一になってしまうので、この２つの膜の間の間隔をコントロールできること。
【０００８】
病的な心臓は、局所的な収縮の低下、または時間遅れの収縮と拡張を示すことが知られており、この状態がシミュレーション可能な心臓ファントムを作成すること。
【０００９】
外膜と内膜の間の密閉された心筋に相当する空間に容易に溶液を注入・排出することが可能で、密閉状態におかれた内部の液体が外部に漏れ出さないこと。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の心臓ファントムにおいては、左室腔の外壁面と内壁面を伸縮性のある膜（３）および（４）で形成し、これら２つの膜の間にある空間を外部より遮断し密閉することによって心筋に相当する空間の容積を一定にする。
【００１１】
内壁膜（４）で囲まれる左室腔に相当する空間の容積が減少する（収縮期）とき、心筋部位の容積は一定なので、外膜面（３）と内膜面（４）の間の距離は増加し（収縮による壁厚の増加）、逆に内壁膜（４）で囲まれる左室腔に相当する空間の容積が増加する（拡張期）ときには、外膜面と内膜面の間の距離は減少して（拡張による壁厚の減少）、より生理的な心臓の筋肉の収縮拡張による心筋厚の変化がシミュレーション可能となる。
【００１２】
外壁膜（３）と内壁膜（４）にかかる圧力の関係で必ずしも、収縮による壁厚の増加と拡張による壁厚の減少が、心臓ファントム全体に一様に起こるとは限らないので、心壁にあたる２つの膜の間に心臓の形をした弾力性のある多孔性のプラスチック（１）を入れることにより、膜にかかる圧力をより均一にすることによって、心臓ファントムの心筋の厚さの変化を一様にすることが可能である。
【００１３】
外壁膜（３）と内壁膜（４）の間の密閉された空間に、液体または気体を、容易に注入するために、外部よりこの空間に通じる穴（７）と、内壁面の空間（左心室腔に相当する部分）に通じる穴（８）を軸方向にあけたアダプター（２）を作成する。
【００１４】
不整な心筋の収縮をシミュレーションするために、心筋に相当する弾力性のある多孔性のプラスチックに部分的な欠損を作ったり、接着剤などを局所に注入したり、異なる弾力性を持つプラスチックをはめ込んだりすることで構造が不均一になり、空間的時間的に不均一な心筋の収縮がシミュレーション可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２に示されるような多孔性で伸縮性のあるプラスティック（１）によって形成された心臓左心室のファントムの外壁面と内壁面をゴムやラテックス等の伸縮性のある袋または風船（以下風船と呼ぶ）で覆う。
【００１６】
ファントムの２つの風船の間にある心筋部位（１）に液体を注入し、しみこませた時に、液体が漏れることを防ぐために、図２の（２）に示したアダプターをゴム、プラスチック、金属等で作り、左室の外膜（３）を構成する風船で、アダプター（２）の下部を液体が漏れないように外膜（３）で覆い固定する。
【００１７】
左室腔の内膜（４）を構成する風船をアダプター（２）に開けられた穴（８）を通して、図１に示すようにアダプター２に、液体が漏れないように、上部に固定する。
【００１８】
これで心筋に相当する部位は密閉されたわけであるが、この密閉された空間に液体または気体を注入する必要があるので、アダプター２にサイドホール（７）を図１と図２に示すように単数または複数個あけ活栓をつけることによって、心筋に相当する部位に容易に注入を行うことが出来る。
【００１９】
心室腔に相当する部分の容積を変化させる目的で、風船（５）を内膜（４）を構成する風船の内側に図１に示すように入れ、アダプター（２）の中心にあけられた穴（８）を通して、パイプ（６）で外部より、液体を注入・排出することによってファントムの心腔に相当する部分の容積を変化させる。
【００２０】
心室腔に相当する部分の容積を変化させる目的で、円盤または円柱状のアダプター（９）をアダプター（２）の上に設け、内膜の風船を固定したり、または内腔の風船（５）を用いることなく左室腔の容積を変化させるために、図３および図４のように直接パイプ（６）をアダプター（９）に取り付けることによって、左室腔の液体を出し入れして、心腔内の容積を変化させることも可能である。
【００２１】
２つの膜の間の心筋に相当する多孔性プラスチック（１）の厚みを局所的に変化させたり、プラスチックにねじれや歪みを加えることにより、心臓壁の不均一な厚さの変化（収縮の変化）や、心臓のねじれの状態をシミュレートすることが可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２３】
収縮期と拡張期で心腔容積が変化するときに心筋の壁厚が変化する、生体内の心臓の動きに近い、ファントムを作成することが可能になり、核医学のみでなく、超音波、心血管造影などにもこのファントムを用いることができ、新しい診断法の開発、診断技術の訓練・開発などにも適用可能となる
【００２４】
心腔内容積を収縮期と拡張期で自由に変えることができるので、駆出率を変化させることができる。
【００２５】
心筋に相当する多孔性のプラスチック（１）の大きさ、形状を自由に選ぶことができるので、小児の心、拡張型心筋症の心臓、肥厚性心筋症の心臓など、いろいろな病態における心臓の動きをシミュレーションすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】心臓ファントムの断面図である。
【図２】アダプターと心筋部位のファントムの略図である。
【図３】心臓内腔の容積を変えるためにアダプター（９）を取り付けたときのファントム上部の横断図である。
【図４】心臓内腔の容積を変えるためにアダプター（９）を取り付けたときのファントム上部の横断図である。
【符号の説明】
１  多孔性プラスチックでできた弾力性のある心筋部位のファントム
２  液体を心筋の部位に入れるためのアダプター
３  外膜を構成する膜
４  内膜を構成する膜
５  心腔をふくらませるための風船
６  風船（５）をふくらませるために液体を通すパイプ
７  心筋部位（１）に液体を注入するための穴
８  内膜を形成するための風船（４）とパイプ（６）を通すための穴
９  左心室腔の容積を変化させるための用具の着脱を容易にするためのアダプター
【図１】
2005017997.tif 000003
【図２】
2005017997.tif 000004
【図３】
2005017997.tif 000005
【図４】
2005017997.tif 000006