JP2018132622A

JP2018132622A - 狭窄血管モデル及び手技シミュレータ

Info

Publication number: JP2018132622A
Application number: JP2017025577A
Authority: JP
Inventors: 小崎　浩司; Koji Ozaki; 浩司小崎
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-08-23

Abstract

【課題】簡易な構成により、人体の血管の狭窄部を拡張デバイスによって拡張する手技を訓練することができる狭窄血管モデル及び手技シミュレータを提供する。
【解決手段】手技シミュレータ１２を構成する狭窄血管モデル１０は、長手方向の途中に位置して拡張可能に縮径した狭窄部５０ａを有する内側チューブ５０と、外側チューブ５２とを備える。内側チューブ５０は、外側チューブ５２に対して長手方向に移動可能であり、外側チューブ５２のうち狭窄部５０ａの外周側に位置する狭窄外側部５２ａには、狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間にある物質Ｍを外側チューブ５２の外側に導出可能な導出路６０が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、外側チューブ内に内側チューブが挿入された狭窄血管モデル及び手技シミュレータに関する。

特許文献１には、ステント等の拡張デバイスによって血管の狭窄部を拡張させる手技を訓練するための狭窄血管モデルが開示されている。この狭窄血管モデルは、狭窄部と非狭窄部とを有する模擬血管を備え、狭窄部は、模擬血管の内腔側に位置する内側部分と、内側部分の外周側に設けられた外側部分と、外側部分の壁部内に埋設された中間部分とを有する。外側部分は、非狭窄部と同一の材料で構成されている。

特開２０１０−２２４０６９号公報

上述したような特許文献１のような狭窄血管モデルでは、外側部分の壁部内に中間部分が埋設されており、構造が複雑であるため製造コストが高騰化するという問題がある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡易な構成により、人体の血管の狭窄部を拡張デバイスによって拡張する手技を訓練することができる狭窄血管モデル及び手技シミュレータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る狭窄血管モデルは、長手方向の途中に位置して拡張可能に縮径した狭窄部を有する内側チューブと、前記内側チューブの外周側に設けられた外側チューブと、を備え、前記内側チューブは、前記外側チューブに対して長手方向に移動可能であり、前記外側チューブのうち前記狭窄部の外周側に位置する狭窄外側部には、前記狭窄部と前記狭窄外側部との隙間にある物質を前記外側チューブの外側に導出可能な導出路が形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、狭窄部にステント等の拡張デバイスを位置させて拡張させることにより、狭窄部と狭窄外側部との隙間にある物質が導出路を介して外側チューブの外側に導出するため、狭窄部を確実に拡張させることができる。これにより、狭窄血管モデルを用いて人体の血管の狭窄部を拡張デバイスによって拡張する手技を訓練することができる。また、外側チューブ内に内側チューブが挿入された二重管構造であるため、チューブの壁部内に別部材を埋設する必要がない。また、外側チューブと、内側チューブとを別々に製造（成型）できるため、内側チューブに設けられた狭窄部分の長さや形状を任意に形成することができる。

上記の狭窄血管モデルにおいて、前記内側チューブにおける非狭窄部の外周面と前記内側チューブの内周面との隙間には、ゲル状部材が充填されていてもよい。

このような構成によれば、狭窄部をより円滑に拡張させることができる。

上記の狭窄血管モデルにおいて、前記狭窄部は、弾性部材によって構成されていてもよい。

このような構成によれば、拡張デバイスを内側チューブから取り外すことにより、拡張された狭窄部を元の形状に戻すことができる。これにより、狭窄血管モデルを繰り返し使用することができる。

上記の狭窄血管モデルにおいて、前記外側チューブの硬度は、前記内側チューブの硬度よりも大きくてもよい。

このような構成によれば、狭窄部の拡張によって狭窄部と狭窄外側部との隙間にある物質を導出路から外側チューブの外側に円滑に導出させることができる。

上記の狭窄血管モデルにおいて、前記導出路は、前記外側チューブの周方向に複数設けられていてもよい。

このような構成によれば、狭窄部の拡張時に狭窄部と狭窄外側部との隙間にある物質を導出路から外側チューブの外側により円滑に導出させることができる。

上記の狭窄血管モデルにおいて、前記導出路は、前記狭窄外側部の長手方向の略中央に位置していてもよい。

このような構成によれば、狭窄部の拡張時に狭窄部と狭窄外側部との隙間にある物質を導出路から外側チューブの外側に一層円滑に導出させることができる。

上記の狭窄血管モデルにおいて、前記狭窄外側部は、透明性を有しており、前記狭窄部は、前記狭窄外側部とは異なる色で着色されていてもよい。

このような構成によれば、狭窄部の拡張度合を外側チューブの外側から容易に視認することができる。

本発明に係る手技シミュレータは、人体の血管を模した血管モデルと、前記血管モデルに設けられてカテーテルが挿入可能なカテーテル挿入部と、を備え、前記血管モデルは、上述した狭窄血管モデルを有していることを特徴とする。

このような構成によれば、上述した狭窄血管モデルと同様の作用効果を奏する手技シミュレータを得ることができる。また、カテーテルを用いて拡張デバイスを狭窄血管モデルの狭窄部に留置する手技を実際の手技に近似させた状態で訓練することができる。

本発明によれば、狭窄部にステント等の拡張デバイスを位置させて拡張させることにより、狭窄部と狭窄外側部との隙間にある物質が導出路を介して外側チューブの外側に導出するため、狭窄部を確実に拡張させることができる。これにより、簡易な構成により、人体の血管の狭窄部を医療機器によって拡張する手技を訓練することができる。

本発明の一実施形態に係る狭窄血管モデルを備えた手技シミュレータの模式図である。図２Ａは前記狭窄血管モデルの一部省略縦断面図であり、図２Ｂは図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った横断面図である。図３Ａは前記手技シミュレータを用いた訓練の第１説明図であり、図３Ｂは前記訓練の第２説明図であり、図３Ｃは前記訓練の第３説明図である。

以下、本発明に係る狭窄血管モデル及び手技シミュレータについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る手技シミュレータ１２は、例えば、ＥＶＴ（Endo Vascular Treatment）と呼ばれる末梢動脈疾患のカテーテル治療を模擬体験するための装置であって、具体的には、血管内に経皮的にカテーテルを挿入し、脚の動脈に発生した狭窄部をステント等の拡張デバイスによって拡張する手技を訓練するものである。

手技シミュレータ１２は、模擬血液１４が流通する血液回路モデル１６を備える。模擬血液１４は、人体の血液を模したものであって、例えば、水を赤色で着色したものを用いることができる。血液回路モデル１６は、貯留部１８、第１通路２０、ポンプ２２、第２通路２４、血管モデル２６及び第３通路２８を有する。

貯留部１８は、模擬血液１４を貯留する。第１通路２０は、貯留部１８とポンプ２２とを連結して貯留部１８内の模擬血液１４をポンプ２２に導く。ポンプ２２は、血液回路モデル１６内に模擬血液１４を循環させるためのものである。第２通路２４は、ポンプ２２と血管モデル２６とを連結してポンプ２２から導出された模擬血液１４を血管モデル２６に導く。第３通路２８は、血管モデル２６と貯留部１８とを連結して血管モデル２６の模擬血液１４を貯留部１８に導く。

血管モデル２６は、人体の動脈を模擬したものであって、血管支持部３０によって支持されている。血管支持部３０は、人体の頭部を模した模擬頭部３２と、人体の胴体部を模した模擬胴体部３４と、人体の左右の脚部を模した左右の模擬脚部３６とを有している。ただし、血管支持部３０は、血管モデル２６を支持することができればどのような形状であっても構わない。

血管モデル２６は、人体の頸動脈を模した模擬頸動脈３８と、人体の大動脈を模した模擬大動脈４０と、人体の左右の腕の動脈を模した模擬腕動脈４２と、人体の左右の脚の動脈を模した模擬脚動脈４４と、各模擬脚動脈４４に設けられた左右の狭窄血管モデル１０とを有する。

模擬頸動脈３８、模擬大動脈４０及び模擬腕動脈４２は、模擬胴体部３４に支持され、模擬脚動脈４４及び狭窄血管モデル１０は模擬脚部３６に支持されている。模擬頸動脈３８は、模擬大動脈４０から模擬頭部３２に向かって延出しており、コネクタ４６を介して第１通路２０に連結している。模擬腕動脈４２は、模擬大動脈４０の模擬頭部３２側の端部から左右に分かれて人体の手首に相当する位置まで延出しており、その先端にはカテーテル挿入部４８が設けられている。カテーテル挿入部４８には、模擬血液１４の漏出を防止する図示しない弁部材を有している。模擬脚動脈４４は、模擬大動脈４０の模擬脚部３６側の端部から左右に分かれて延出している。模擬脚動脈４４は、総大腿動脈、浅大腿動脈、膝窩動脈等の末梢動脈を模している。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、狭窄血管モデル１０は、長手方向の途中に位置して拡張可能に縮径した狭窄部５０ａを有する内側チューブ５０と、内側チューブ５０の外周側に設けられた外側チューブ５２とを備えている。

内側チューブ５０は、その長手方向の中央に位置する狭窄部５０ａと、狭窄部５０ａの長手方向両側に位置する非狭窄部５０ｂとを有する。狭窄部５０ａの内径は非狭窄部５０ｂの内径よりも縮径しており、狭窄部５０ａの外径は非狭窄部５０ｂの外径よりも縮径している。狭窄部５０ａの長さは、１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲が好ましく、１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲がより好ましい。非狭窄部５０ｂは、全長に亘って略一定の内径及び外径を有している。内側チューブ５０の一端はコネクタ５４を介して模擬脚動脈４４に連結し、内側チューブ５０の他端はコネクタ５６を介して第３通路２８に連結している（図１参照）。

内側チューブ５０は、外側チューブ５２とは異なる色（例えば、赤色）で着色されている。内側チューブ５０は、弾性部材である軟質な樹脂材料によって構成されている。具体的には、内側チューブ５０は、シリコーンゴムによって構成されている。内側チューブ５０の硬度は、ショアＡ硬さで５°〜１５°の範囲が好ましく、１０°がより好ましい。

外側チューブ５２は、全長に亘って一定の内径及び外径を有している。外側チューブ５２の内径は、内側チューブ５０の非狭窄部５０ｂの内径よりも僅かに大きい。非狭窄部５０ｂの外周面と外側チューブ５２の内周面との隙間には、ゲル状部材５８が充填されている。ゲル状部材５８としては、例えば、シリコーンゲルが用いられる。つまり、内側チューブ５０は、外側チューブ５２に対して固着されておらず、外側チューブ５２に対して長手方向に移動可能である。

外側チューブ５２のうち狭窄部５０ａの外周側に位置する狭窄外側部５２ａには、狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間にある物質Ｍ（図示例では空気）を外側チューブ５２の外側に導出可能な複数（図示例では４つ）の導出路６０が形成されている。つまり、各導出路６０は、狭窄外側部５２ａの壁部を厚さ方向に貫通した貫通孔であって、狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間と外側チューブ５２の外側とを互いに連通する。複数の導出路６０は、狭窄外側部５２ａの長手方向の略中央に位置するとともに周方向に等間隔（図示例では９０°ずつ位相がずれた位置）に設けられている。

ただし、導出路６０の数、位置、大きさ等は、任意に変更可能である。つまり、導出路６０は、１つであってもよいし、２つ、３つ、５つ以上であってもよい。また、導出路６０が複数である場合、狭窄外側部５２ａの長手方向の両端部と中央部とのそれぞれに導出路６０を設けてもよい。導出路６０を周方向に複数設ける場合には、等間隔に位置させるのが好ましい。

狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間には、空気が存在している。ただし、狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間には、例えば、シリコーンゲル、粘度、粉末状の貝殻等の各種物質Ｍを介在させてもよい。このように隙間に介在させる物質Ｍの種類や量を調整することによって、狭窄部５０ａの完全閉塞、高度狭窄、石灰化、繊維化、粥状等の病変を再現することが可能である。

外側チューブ５２は、内側チューブ５０よりも硬質な樹脂材料によって構成されている。具体的には、外側チューブ５２は、シリコーンゴムによって構成されている。外側チューブ５２の硬度は、ショアＡ硬さで３５°〜４５°の範囲が好ましく、４０°がより好ましい。外側チューブ５２は、内側チューブ５０よりも肉厚に形成されている。これにより、内側チューブ５０の狭窄部５０ａを比較的容易に拡径することができる。ただし、外側チューブ５２は、内側チューブ５０と同じ肉厚に形成されていてもよいし、内側チューブ５０の肉厚よりも厚く形成されていてもよい。

次に、上記のように構成された手技シミュレータ１２による末梢動脈疾患のカテーテル治療の手技の訓練の手順について説明する。具体的には、カテーテル１００に設けられたステントである拡張デバイス１０２を狭窄部５０ａで拡張して留置する手技について説明する。

まず、図１に示すように手技シミュレータ１２をセットして、ポンプ２２を駆動することにより、血液回路モデル１６に模擬血液１４を流通させる。これにより、貯留部１８内の模擬血液１４は、第１通路２０、ポンプ２２、第２通路２４を通り、血管モデル２６に導かれる。血管モデル２６に導かれた模擬血液１４は、模擬頸動脈３８を通り模擬大動脈４０に導かれ、左右の模擬腕動脈４２と左右の模擬脚動脈４４とのそれぞれに分かれて導かれる。各模擬脚動脈４４に導かれた模擬血液１４は、狭窄血管モデル１０の内側チューブ５０内を流通した後、第３通路２８を介して貯留部１８に戻される。

続いて、ユーザは、左右いずれかのカテーテル挿入部４８から模擬腕動脈４２にカテーテル１００を挿入し、模擬大動脈４０及び模擬脚動脈４４を介してカテーテル１００の先端部に設けられた拡張デバイス１０２を左右のいずれかの狭窄血管モデル１０の狭窄部５０ａ内に位置させる（図３Ａ参照）。

続いて、ユーザは、拡張デバイス１０２を拡張させる。そうすると、図３Ｂに示すように、狭窄部５０ａは拡張デバイス１０２によって径方向外方に拡径し、これに伴って、狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間にある空気（物質Ｍ）が各導出路６０を介して外側チューブ５２の外側に導出される。この際、非狭窄部５０ｂが外側チューブ５２に対して長手方向に移動するため、狭窄部５０ａを円滑に拡径させることができる。

そして、図３Ｃに示すように、狭窄部５０ａの外周面が狭窄外側部５２ａの内周面に接触して、拡張デバイス１０２が留置される。その後、ユーザは、カテーテル１００を抜去する。これにより、末梢動脈疾患のカテーテル治療の手技の訓練が終了する。

次に、本実施形態の作用効果について以下に説明する。

内側チューブ５０が外側チューブ５２に対して長手方向に移動可能であり、狭窄外側部５２ａには、狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間にある物質Ｍ（例えば、空気）を外側チューブ５２の外側に導出可能な導出路６０が形成されている。狭窄部５０ａにステント等の拡張デバイス１０２を位置させて拡張させることにより、狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間にある物質Ｍが導出路６０を介して外側チューブ５２の外側に導出するため、狭窄部５０ａを確実に拡張させることができる。よって、狭窄血管モデル１０を用いて人体の血管の狭窄部を拡張デバイス１０２によって拡張する手技を訓練することができる。また、外側チューブ５２内に内側チューブ５０が挿入された二重管構造であるため、チューブの壁部内に別部材を埋設する必要がなく、狭窄血管モデル１０の構成を簡素化することができる。外側チューブ５２内に内側チューブ５０が挿入された二重管構造とすることで、外側チューブ５２と、内側チューブ５０とを別々に製造（成型）できるため、内側チューブ５０に設けられた狭窄部分（狭窄部５０ａ）の長さや形状を任意に形成することができる。また、血管自体の長さが長く、かつ、冠動脈に比べて曲がりが少なく真っ直ぐな末梢動脈の血管走行を模することができる。そして、冠動脈に発生する病変に比べて、病変部の長さが長く、血管自体もあらゆる位置で外力（圧縮、ねじり、屈曲）に応じて動きやすいといった、特に、大腿動脈、膝窩動脈の血管病変を再現することができる。

内側チューブ５０の非狭窄部５０ｂの外周面と外側チューブ５２の内周面との間にはゲル状部材５８が充填されている。そのため、非狭窄部５０ｂの外周面を外側チューブ５２の内周面に対して長手方向に滑り易くさせることができる。換言すれば、非狭窄部５０ｂを外側チューブ５２に対して長手方向に移動させ易くすることができる。従って、狭窄部５０ａをより円滑に拡張させることができる。すなわち、狭窄部５０ａを径方向外方に拡径するときに生じる、内側チューブ５０の長手方向の僅かなズレを緩衝させることができ、実際の病変治療と同じ感触をユーザに与えることができる。

狭窄部５０ａは、弾性部材であるシリコーンゴムによって構成されている。これにより、拡張した拡張デバイス１０２を内側チューブ５０から取り外すことにより、拡張された狭窄部５０ａを元の形状に戻すことができる。よって、狭窄血管モデル１０を繰り返し使用することができる。なお、拡張した拡張デバイス１０２（ステント）は、例えば、冷水等に浸水させて収縮させることにより内側チューブ５０から容易に取り外すことができる。

外側チューブ５２の硬度は、内側チューブ５０の硬度よりも大きい。これにより、狭窄部５０ａの拡張によって狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間にある物質Ｍを導出路６０から外側チューブ５２の外側に円滑に導出させることができる。

導出路６０は、外側チューブ５２の周方向に複数設けられている。これにより、狭窄部５０ａの拡張時に狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間にある物質Ｍを導出路６０から外側チューブ５２の外側により円滑に導出させることができる。

導出路６０は、狭窄外側部５２ａの長手方向の略中央に位置している。そのため、狭窄部５０ａの拡張時に狭窄部５０ａと狭窄外側部５２ａとの隙間にある物質Ｍを導出路６０から外側チューブ５２の外側に一層円滑に導出させることができる。

狭窄外側部５２ａは透明性を有しており、狭窄部５０ａは狭窄外側部５２ａとは異なる色で着色されている。これにより、狭窄部５０ａの拡張度合を外側チューブ５２の外側から容易に視認することができる。

手技シミュレータ１２は、カテーテル１００が挿入可能なカテーテル挿入部４８が設けられた血管モデル２６を備えている。そのため、カテーテル１００を用いて拡張デバイス１０２を狭窄血管モデル１０の狭窄部５０ａに留置する手技を実際の手技に近似させた状態で訓練することができる。

本発明は、上述した構成に限定されない。手技シミュレータ１２は、末梢動脈に発生した狭窄部を拡張デバイス１０２で拡張する手技の訓練に限らず、様々な位置の血管に発生した狭窄部を拡張デバイス１０２で拡張する手技の訓練に適用することができる。

本発明に係る狭窄血管モデル及び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。

１０…狭窄血管モデル１２…手技シミュレータ
２６…血管モデル４８…カテーテル挿入部
５０…内側チューブ５０ａ…狭窄部
５０ｂ…非狭窄部５２…外側チューブ
５２ａ…狭窄外側部６０…導出路

Claims

長手方向の途中に位置して拡張可能に縮径した狭窄部を有する内側チューブと、
前記内側チューブの外周側に設けられた外側チューブと、を備え、
前記内側チューブは、前記外側チューブに対して長手方向に移動可能であり、
前記外側チューブのうち前記狭窄部の外周側に位置する狭窄外側部には、前記狭窄部と前記狭窄外側部との隙間にある物質を前記外側チューブの外側に導出可能な導出路が形成されている、
ことを特徴とする狭窄血管モデル。
請求項１記載の狭窄血管モデルにおいて、
前記内側チューブにおける非狭窄部の外周面と前記内側チューブの内周面との隙間には、ゲル状部材が充填されている、
ことを特徴とする狭窄血管モデル。
請求項１又は２に記載の狭窄血管モデルにおいて、
前記狭窄部は、弾性部材によって構成されている、
ことを特徴とする狭窄血管モデル。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の狭窄血管モデルにおいて、
前記外側チューブの硬度は、前記内側チューブの硬度よりも大きい、
ことを特徴とする狭窄血管モデル。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の狭窄血管モデルにおいて、
前記導出路は、前記外側チューブの周方向に複数設けられている、
ことを特徴とする狭窄血管モデル。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の狭窄血管モデルにおいて、
前記導出路は、前記狭窄外側部の長手方向の略中央に位置している、
ことを特徴とする狭窄血管モデル。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の狭窄血管モデルにおいて、
前記狭窄外側部は、透明性を有しており、
前記狭窄部は、前記狭窄外側部とは異なる色で着色されている、
ことを特徴とする狭窄血管モデル。
人体の血管を模した血管モデルと、
前記血管モデルに設けられてカテーテルが挿入可能なカテーテル挿入部と、を備え、
前記血管モデルは、請求項１〜７のいずれか１項に記載の狭窄血管モデルを有している、
ことを特徴とする手技シミュレータ。