JP6941357B2 - 術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置 - Google Patents

Description

本発明は、手術中に脳動脈瘤が破裂した際の対処訓練を行うための装置に関する。

脆弱化した脳内血管の一部が風船のように膨らんだ脳動脈瘤は、ある程度の大きさまで大きくなるか、あるいは破裂するまで一般的に症状を示すことはない。すべての脳動脈瘤が破裂するわけでなく、脳動脈瘤が破裂する確率は低いものの、未破裂脳動脈瘤が破裂した場合には半数以上の患者が死亡し、死亡に至らなくても多くの場合に社会復帰不能な障害が患者に残る。

脳動脈瘤が発見された場合、脳動脈瘤の位置、大きさ、形状及び破裂の可能性、並びに患者の年齢等が考慮され、破裂を防止するための治療を行うか、あるいは経過観察とするかが決定される。脳動脈瘤の治療法としては、全身麻酔下で開頭し、脳動脈瘤の根元に金属製クリップを装着させることによって脳動脈瘤への血流を遮断するクリッピング術と、動脈に挿入したカテーテルを通してコイルを脳動脈瘤の内部に留置して脳動脈瘤への血流を遮断する血管内治療であるコイル塞栓術とが知られている。

従来から多く行われているクリッピング術において、最も恐ろしい合併症の１つは手術中に脳動脈瘤が破裂すること（以下「術中脳動脈瘤破裂」ということがある。）である。術中脳動脈瘤破裂が発生した場合、脳動脈瘤の破裂箇所から多量の血液が噴出するため、執刀医が脳動脈瘤からの出血を迅速かつ適切にコントールすることができないと、望ましくない結果につながる可能性が高い。そこで、クリッピング術を行う執刀医には、実際の手術を行う前に、術中脳動脈瘤破裂が発生した際の対処訓練を行うことが望まれる。この点、下記非特許文献１には、屍体頭部を用いる訓練方法が記載されており、この屍体頭部の血管には脳動脈瘤が形成されていると共に人工血液を供給するポンプが接続されている。そして、この訓練方法によれば、術中脳動脈瘤破裂が発生した際の対処訓練が行われ得る。

Emad Aboud, Ghaith Aboud, Ossama Al-Mefty, Talal Aboud, StylianosRammos, Mohammad Abolfotoh, Sanford P. C. Hsu, Sebastian Koga, Adam Arthur, andAli Krisht, "Live cadavers" for training in the management of intraoperativeaneurysmal rupture, Journal of Neurosurgery, November 2015, Vol.123, No.5, pp.1339-1346

しかし、上記非特許文献１に開示された訓練方法では、屍体頭部及び特殊な設備が必要であると共に膨大な費用がかかってしまうという問題がある。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、手術中に脳動脈瘤が破裂した際の対処訓練を行うための簡易な構成の装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明の第１の局面が提供するのは以下の術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置である。すなわち、前頭葉の少なくとも一部及び側頭葉の少なくとも一部を含み、前記前頭葉の少なくとも一部と前記側頭葉の少なくとも一部との間に外側溝が形成された大脳模型と、開口を有し、前記開口を通して前記大脳模型が収容され、かつ前記大脳模型の前記外側溝が前記開口を通して露呈される脳硬膜模型と、前記外側溝に離脱自在に配置される脳動脈瘤付き血管模型と、前記血管模型に液体を供給する液体供給手段と、前記大脳模型が収容された前記脳硬膜模型を傾斜状態で支持する支持台と、前記脳硬膜模型が前記支持台に支持された状態における前記脳硬膜模型の前記開口の半部を覆うカバー部材とを備える術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置である。

本発明の第２の局面が提供するのは以下の術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置である。すなわち、前頭葉の少なくとも一部及び頭頂葉の少なくとも一部を含み、前記前頭葉の少なくとも一部と前記頭頂葉の少なくとも一部との間に中心溝が形成された大脳模型と、開口を有し、前記開口を通して前記大脳模型が収容され、かつ前記大脳模型の前記中心溝が前記開口を通して露呈される脳硬膜模型と、前記中心溝に離脱自在に配置される脳動脈瘤付き血管模型と、前記血管模型に液体を供給する液体供給手段と、前記大脳模型が収容された前記脳硬膜模型を傾斜状態で支持する支持台と、前記脳硬膜模型が前記支持台に支持された状態における前記脳硬膜模型の前記開口の半部を覆うカバー部材とを備える術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置である。

本発明の第３の局面が提供するのは以下の術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置である。すなわち、前頭葉の少なくとも一部、側頭葉の少なくとも一部及び頭頂葉の少なくとも一部を含み、前記前頭葉の少なくとも一部と前記側頭葉の少なくとも一部との間に外側溝が形成され、前記前頭葉の少なくとも一部と前記頭頂葉の少なくとも一部との間に中心溝が形成された大脳模型と、開口を有し、前記開口を通して前記大脳模型が収容され、かつ前記大脳模型の前記外側溝又は前記中心溝が前記開口を通して露呈される脳硬膜模型と、前記外側溝又は前記中心溝に離脱自在に配置される脳動脈瘤付き血管模型と、前記血管模型に液体を供給する液体供給手段と、前記大脳模型が収容された前記脳硬膜模型を傾斜状態で支持する支持台と、前記脳硬膜模型が前記支持台に支持された状態における前記脳硬膜模型の前記開口の半部を覆うカバー部材とを備える術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置である。

前記大脳模型が収容された前記脳硬膜模型を離脱自在に収容する頭蓋模型を更に備えるのが好都合である。

本発明が提供する術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置では、外側溝又は中心溝に配置された血管模型の脳動脈瘤が損傷されると、液体供給手段から供給された液体が脳動脈瘤の損傷箇所から流出するので、簡易な構成で手術中に脳動脈瘤が破裂した際の対処訓練が行われ得る。

本発明に従って構成された術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置の平面図。 図１に示す大脳模型の平面図。 図１に示す脳硬膜模型の平面図。 図３に示す脳硬膜模型の第２の開口に血管模型の供給チューブが挿入された状態を示す平面図。 図２に示す大脳模型が図３に示す脳硬膜模型に収容された状態を示す平面図。 支持台の斜視図。 図５に示す大脳模型及び脳硬膜模型にカバー部材が装着された状態を示す平面図。 頭蓋模型の平面図。 図７に示す大脳模型等が図８に示す頭蓋模型に収容された状態を示す平面図。

以下、本発明に従って構成された術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１において全体を符号２で示す術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置は、大脳模型４と、大脳模型４が収容される脳硬膜模型６と、大脳模型４に離脱自在に配置される血管模型８と、血管模型８に液体を供給する液体供給手段１０とを備える。図示の実施形態では図２に示すとおり、人体の右脳が再現された大脳模型４は、前頭葉の右側部分１２、側頭葉の右側部分１４、頭頂葉の右側部分１６及び後頭葉の右側部分１８を含む。前頭葉の右側部分１２と側頭葉の右側部分１４との間には外側溝（シルビウス裂）２０が形成されている。前頭葉の右側部分１２と頭頂葉の右側部分１６との間には中心溝（ローランド裂）２２が形成されている。大脳模型４の下面（図示していない。）は平坦面でよい。このような大脳模型４は、たとえば下記の方法で製造することができる。まず、ＭＲＩやＣＴ等で人体頭部を撮影し、次いで、人体頭部の断層撮影情報から生成される３次元画像データに基づき、粉末焼結積層造形法により大脳模型４の型を作製する。そして、作製した大脳模型４の型に適宜のエラストマー材料を流し入れることにより、大脳模型４を製造することができる。大脳模型４用のエラストマー材料としては、たとえば、エステル系、スチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系、ウレタン系、ポリアミド系、フッ素樹脂系、共役ジエン系等の熱可塑性エラストマー、さらにはシリコンゴム等のゴム状弾性体を挙げることができる。なお、大脳模型４においては外側溝２０又は中心溝２２のいずれか一方が形成されていればよい。すなわち、大脳模型４に外側溝２０が形成され中心溝２２が形成されていない場合には、大脳模型４は前頭葉の少なくとも一部及び側頭葉の少なくとも一部を含んでいればよい。あるいは、大脳模型４に中心溝２２が形成され外側溝２０が形成されていない場合には、大脳模型４は前頭葉の少なくとも一部及び頭頂葉の少なくとも一部を含んでいればよい。また、大脳模型については、図示の実施形態では右脳が再現されているが、左脳が再現されていてもよく、あるいは右脳及び左脳の双方が再現されていてもよい。

図３ないし図５を参照して脳硬膜模型６について説明する。人体頭部の断層撮影情報から生成される３次元画像データに基づき、適宜のエラストマー（たとえば、シリコンゴム）から形成され得る脳硬膜模型６は、大脳模型４の形状及び大きさに対応して形成されている。図示の実施形態における脳硬膜模型６は、右脳が再現された大脳模型４を収容可能な形状及び大きさに形成されている。図３及び図４に示すとおり、脳硬膜模型６には、大脳模型４を収容する際に大脳模型４を通すための第１の開口２４と、血管模型８に接続された後述の供給チューブ３２を通すための第２の開口２６とが形成されている。そして、第１の開口２４を通して脳硬膜模型６に大脳模型４が収容された状態においては、図５に示すとおり、脳硬膜模型６の内面が大脳模型４の表面にほぼ密着していると共に、大脳模型４の外側溝２０及び中心溝２２が第１の開口２４を通して露呈されている。なお、外側溝２０又は中心溝２２のいずれか一方が大脳模型４に形成されている場合には、大脳模型４に形成された外側溝２０又は中心溝２２のいずれか一方が脳硬膜模型６の第１の開口２４を通して露呈されていればよい。

図４及び図５を参照して血管模型８について説明する。人体の脳内血管の一部が再現された中空の血管模型８は、人体頭部の断層撮影情報から生成される３次元画像データに基づき、適宜の軟質ポリマーからインクジェット方式の積層造形法により形成され得る。血管模型８には、風船のように膨らんだ未破裂の脳動脈瘤２８が付設されている。図示の実施形態では図４に示すとおり、血管模型８には、血管模型８の内部に通じる開口３０が１ヶ所形成され、この開口３０には適宜のコネクタ（図示していない。）を介して中空の供給チューブ３２が接続されている。供給チューブ３２の外径は脳硬膜模型６の第２の開口２６の直径よりも若干大きく、供給チューブ３２が脳硬膜模型６の第２の開口２６に挿入されると第２の開口２６が閉塞される。そして、脳硬膜模型６に収容された大脳模型４の外側溝２０又は中心溝２２に離脱自在に配置される血管模型８は、図示の実施形態では図５に示すとおり、大脳模型４の外側溝２０に配置されている。図５においては外側溝２０から突出した状態の血管模型８を示しているが、術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置２を用いて訓練を行う際は、外側溝２０の奥に血管模型８を配置する。

図１を参照して液体供給手段１０について説明する。図示の実施形態における液体供給手段１０は、液体を収容した注射器から構成されている。注射器に収容される液体は、血液を模した不透明な有色液体が好ましく、たとえば、水に赤色インクを混入した赤色水を用いることができる。また、液体供給手段１０として、弾性を有する袋状容器を加圧することにより袋状容器内の液体を押し出すことができる加圧バッグ（たとえば点滴用の加圧バッグ）を用いることもできる。

術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置２は、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６を傾斜状態で支持する支持台３４を更に備えるのが好ましい。図示の実施形態における支持台３４は、図６に示すとおり、矩形状の底面板３６と、底面板３６の一端部及び他端部から上方に延びる一対の三角形状の側面板３８、３８と、側面板３８の上端間に架け渡された一対の傾斜天面板４０とを含む。下側の傾斜天面板４０の上面には、間隔をおいて３個の支持片４２が付設されている。底面板３６と傾斜天面板４０とのなす角度は、たとえば３０度でよい。そして支持台３４は、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６を傾斜天面板４０の上面において傾斜状態で支持することできる。また、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６が傾斜天面板４０の上面において滑り落ちるのが支持片４２によって阻止される。

術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置２は、脳硬膜模型６が支持台３４に支持された状態における脳硬膜模型６の第１の開口２４の半部を覆うカバー部材４４を更に備えるのが好適である。図示の実施形態におけるカバー部材４４は、図７に示すとおり、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６の後頭部側の半部を覆う袋状のカバー片４６と、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６にカバー片４６を密着させるための環状のゴムバンド４８とを有する。脳硬膜模型６と同様に、人体頭部の断層撮影情報から生成される３次元画像データに基づき、適宜のエラストマー（たとえば、シリコンゴム）から形成され得るカバー片４６は、脳硬膜模型６の大きさに対応して形成されている。

図１、図８及び図９を参照して説明する。術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置２は、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６を離脱自在に収容する頭蓋模型５０を更に備えるのが好都合である。人体頭部の断層撮影情報から生成される３次元画像データに基づき、適宜の粉末焼結材料から粉末焼結積層造形法により形成され得る頭蓋模型５０は、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６の形状及び大きさに対応して形成されている。図示の実施形態における頭蓋模型５０は、右脳が再現された大脳模型４に対応して、人体頭蓋の右側部分が再現されている。人骨のように比較的硬く、大脳模型４や脳硬膜模型６とは異なり容易に変形しない材料から形成されているのが好ましい頭蓋模型５０を形成するための粉末焼結材料としては、ポリアミド（ナイロン）、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリブチレン、ＡＢＳ樹脂、セルロース系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂等の合成樹脂粉末を挙げることができるが、粉末焼結積層造形法による成形性、強度及び硬度の点から特にポリアミド１１が好適である。図８に示すとおり、頭蓋模型５０の上部（人体頭部における側頭部に相当する部分）には、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６を収容する際に脳硬膜模型６を通すための上部開口５２が形成されている。平坦でよい頭蓋模型５０の下部（人体頭部における内側部分に相当する部分）には、血管模型８に接続された供給チューブ３２を通すための下部開口５４が形成されている。また、頭蓋模型５０は、上部開口５２の一部を開放自在に覆う骨片５６（図１参照。）を有する。図示の実施形態における骨片５６は、頭頂骨及び側頭骨のそれぞれの後頭部側を含む。図示の実施形態では図１に示すとおり、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６を頭蓋模型５０に収容し、頭蓋模型５０の上部開口５２に骨片５６を装着させると、大脳模型４の外側溝２０が脳硬膜模型６の第１の開口２４及び頭蓋模型５０の上部開口５２を通して露呈されている。なお、頭蓋模型５０の上部開口５２に骨片を装着した際に大脳模型４の中心溝２２が露呈されるように骨片を形成してもよい。

上述したとおりの術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置２を用いて訓練を行う際は、まず、脳硬膜模型６の第２の開口２６に供給チューブ３２を挿入する（図４参照。）。次いで、供給チューブ３２の一端部にコネクタを介して血管模型８を接続すると共に、供給チューブ３２の他端部に液体供給手段１０を接続する。次いで、大脳模型４の外側溝２０又は中心溝２２に血管模型８を配置する。次いで、血管模型８を配置した大脳模型４を脳硬膜模型６に収容する（図５参照。）。次いで、大脳模型４を収容した脳硬膜模型６にカバー部材４４を装着させる（図７参照。）。次いで、カバー部材４４を装着させた脳硬膜模型６を頭蓋模型５０に収容する（図９参照。）。次いで、血管模型８の位置を適宜調整する。次いで、頭蓋模型５０の上部開口５２に骨片５６を装着させる（図１参照。）。次いで、大脳模型４等を収容した頭蓋模型５０を支持台３４に載せる。そして、血管模型８の脳動脈瘤２８にピンホールを開ける等して、脳動脈瘤２８を損傷させる。そうすると、液体供給手段１０から血管模型８に供給された液体が脳動脈瘤２８のピンホールから流出するので、手術中に脳動脈瘤が破裂した際の止血等の対処訓練が行われ得る。なお、訓練者以外の者がピンポールの開けることにより、実際の脳動脈瘤の破裂点に相当するピンホールを訓練者が検出する作業を対処訓練に含ませることができる。また、術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置２においてはクリッピング術の訓練も行われ得る。

図示の実施形態では、術中脳動脈瘤破裂の訓練装置２が備えているのが好ましい支持台３４、カバー部材４４及び頭蓋模型５０を含む例を説明したが、術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置２においては、外側溝２０又は中心溝２２が形成された大脳模型４と、第１の開口２４を有し、第１の開口２４を通して大脳模型４が収容され、かつ大脳模型４の外側溝２０又は中心溝２２が第１の開口２４を通して露呈される脳硬膜模型６と、外側溝２０又は中心溝２２に離脱自在に配置される脳動脈瘤２８付き血管模型８と、血管模型８に液体を供給する液体供給手段１０とを少なくとも備えていれば、手術中に脳動脈瘤が破裂した際の対処訓練が行われ得る。したがって、術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置２では、屍体頭部を用いる従来の訓練方法と比較して、簡易な構成かつ低コストで手術中に脳動脈瘤が破裂した際の対処訓練が行われ得る。また、屍体頭部を用いる従来の訓練方法では、一度訓練に用いた屍体頭部については再度訓練に用いることはできないが、術中動脈瘤破裂の訓練装置２にでは、損傷した血管模型８以外の部品については適宜洗浄した上で繰り返し使用することができる。

実際のクリッピング術では、脳動脈瘤の位置に応じて患者の側頭部を上に向けた状態から患者の頭部を執刀医側に向けて約３０度傾斜させて行うことが多いところ、図示の実施形態では、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６が支持台３４によって傾斜状態で支持されているので、実際の手術状況により近い状況で訓練が行われ得る。

実際に脳動脈瘤が破裂した場合には脳動脈瘤から流出する血液によって脳動脈瘤の周囲に血溜まりが形成されるところ、大脳模型４が収容された脳硬膜模型６が支持台３４によって傾斜状態で支持される場合には、脳硬膜模型６の第１の開口２４の大きさや傾斜角度によっては、脳硬膜模型６が支持台３４に支持された状態における脳硬膜模型６の第１の開口２４の下部から、血管模型８の脳動脈瘤２８から流出した液体が漏れ出てしまい、血管模型８の脳動脈瘤２８の周囲に液体溜まりが形成されない場合がある。そこで、図示の実施形態のように大脳模型４が収容された脳硬膜模型６にカバー部材４４を装着させることで、訓練の際に血管模型８の脳動脈瘤２８から流出した液体が、脳硬膜模型６が支持台３４に支持された状態における脳硬膜模型６の第１の開口２４の下部から漏れ出てしまうことが防止される。これによって、脳動脈瘤２８の周囲に液体溜まりが形成されるので、実際の手術状況により近い状況で訓練が行われ得る。

図示の実施形態では、比較的硬い材料から形成されている頭蓋模型５０に大脳模型４等が収容されているので、より人体の解剖に近い状況で訓練が行われ得る。

２：術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置
４：大脳模型
６：脳硬膜模型
８：血管模型
１０：液体供給手段
１２：前頭葉の右側部分
１４：側頭葉の右側部分
１６：頭頂葉の右側部分
２０：外側溝（シルビウス裂）
２２：中心溝（ローランド裂）
２４：脳硬膜模型の第１の開口
２８：血管模型の脳動脈瘤
３４：支持台
４４：カバー部材
５０：頭蓋模型

Claims (4)

1. 前頭葉の少なくとも一部及び側頭葉の少なくとも一部を含み、前記前頭葉の少なくとも一部と前記側頭葉の少なくとも一部との間に外側溝が形成された大脳模型と、
   開口を有し、前記開口を通して前記大脳模型が収容され、かつ前記大脳模型の前記外側溝が前記開口を通して露呈される脳硬膜模型と、
   前記外側溝に離脱自在に配置される脳動脈瘤付き血管模型と、
   前記血管模型に液体を供給する液体供給手段と、
   前記大脳模型が収容された前記脳硬膜模型を傾斜状態で支持する支持台と、
   前記脳硬膜模型が前記支持台に支持された状態における前記脳硬膜模型の前記開口の半部を覆うカバー部材とを備える術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置。
2. 前頭葉の少なくとも一部及び頭頂葉の少なくとも一部を含み、前記前頭葉の少なくとも一部と前記頭頂葉の少なくとも一部との間に中心溝が形成された大脳模型と、
   開口を有し、前記開口を通して前記大脳模型が収容され、かつ前記大脳模型の前記中心溝が前記開口を通して露呈される脳硬膜模型と、
   前記中心溝に離脱自在に配置される脳動脈瘤付き血管模型と、
   前記血管模型に液体を供給する液体供給手段と、
   前記大脳模型が収容された前記脳硬膜模型を傾斜状態で支持する支持台と、
   前記脳硬膜模型が前記支持台に支持された状態における前記脳硬膜模型の前記開口の半部を覆うカバー部材とを備える術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置。
3. 前頭葉の少なくとも一部、側頭葉の少なくとも一部及び頭頂葉の少なくとも一部を含み、前記前頭葉の少なくとも一部と前記側頭葉の少なくとも一部との間に外側溝が形成され、前記前頭葉の少なくとも一部と前記頭頂葉の少なくとも一部との間に中心溝が形成された大脳模型と、
   開口を有し、前記開口を通して前記大脳模型が収容され、かつ前記大脳模型の前記外側溝又は前記中心溝が前記開口を通して露呈される脳硬膜模型と、
   前記外側溝又は前記中心溝に離脱自在に配置される脳動脈瘤付き血管模型と、
   前記血管模型に液体を供給する液体供給手段と、
   前記大脳模型が収容された前記脳硬膜模型を傾斜状態で支持する支持台と、
   前記脳硬膜模型が前記支持台に支持された状態における前記脳硬膜模型の前記開口の半部を覆うカバー部材とを備える術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置。
4. 前記大脳模型が収容された前記脳硬膜模型を離脱自在に収容する頭蓋模型を更に備える、請求項１に記載の術中脳動脈瘤破裂の対処訓練装置。

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