本發(fā)明涉及模擬臟器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，作為注射練習(xí)器具，公開(kāi)有具備穿刺部以及模擬血管的結(jié)構(gòu)(例如專利文獻(xiàn)1)。穿刺部具備相當(dāng)于模仿人體的實(shí)質(zhì)(實(shí)質(zhì)細(xì)胞)的模擬實(shí)質(zhì)的模擬組織層。模擬血管配置為穿入并通過(guò)模擬組織層。模擬組織層由添加了膚色顏料的材料構(gòu)成。

先行技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012-203153號(hào)公報(bào)

在上述現(xiàn)有技術(shù)中，模擬實(shí)質(zhì)(模擬組織層)是膚色等單一顏色，所以當(dāng)將該注射練習(xí)器具用作顯微鏡下進(jìn)行的切除試驗(yàn)用時(shí)，包含在模擬實(shí)質(zhì)中的水分引起光漫反射，從而存在切除時(shí)深度方向的視覺(jué)辨認(rèn)性、立體感不足的問(wèn)題。需要注意的是，這樣的問(wèn)題并不限于用作顯微鏡下進(jìn)行的切除試驗(yàn)用時(shí)，其是利用模擬臟器的試驗(yàn)當(dāng)中普遍性的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提高視覺(jué)辨認(rèn)性、立體感，提高使用方便性。

本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題的至少一部分而完成的，可作為以下的方式而實(shí)現(xiàn)。

(1)本發(fā)明的一方面是模擬臟器。該模擬臟器具備模仿實(shí)質(zhì)細(xì)胞的模擬實(shí)質(zhì)。所述模擬實(shí)質(zhì)具有多種顏色。根據(jù)該方式的模擬臟器，能夠通過(guò)模擬實(shí)質(zhì)中的顏色差異來(lái)提高視覺(jué)辨認(rèn)性、立體感，具有出色的使用方便性。

(2)在上述方式的模擬臟器中，也可以是，所述模擬實(shí)質(zhì)在深度方向上具有不同顏色。根據(jù)該構(gòu)成，能夠提高深度方向上的視覺(jué)辨認(rèn)性、立體感，能夠進(jìn)一步提高使用方便性。

(3)在上述方式的模擬臟器中，也可以是，所述多種顏色通過(guò)大理石紋來(lái)提供。根據(jù)該方式的模擬臟器，僅僅依靠以未充分混雜在一起的形式摻入著色為不同顏色的多個(gè)材料即可容易地形成大理石紋，因而易于制造。

(4)在上述方式的模擬臟器中，也可以是，所述多種顏色在深度方向上通過(guò)不同顏色的層來(lái)提供。根據(jù)該方式的模擬臟器，在深度方向上層狀地呈現(xiàn)出不同顏色，從而能夠進(jìn)一步提高深度方向的視覺(jué)辨認(rèn)性、立體感。

(5)在上述方式的模擬臟器中，也可以是，具備模仿血管的模擬血管，所述多種顏色中的各顏色與所述模擬血管的顏色不同。根據(jù)該方式的模擬臟器，能夠形成具備模擬實(shí)質(zhì)和模擬血管的模擬臟器，能夠提高模擬精度。

(6)在上述方式的模擬臟器中，也可以是，所述模擬實(shí)質(zhì)能通過(guò)從液體噴射裝置噴射的液體來(lái)切除。根據(jù)該方式的模擬臟器，能夠提高作為液體噴射裝置用模擬臟器的使用方便性。

本發(fā)明能夠以上述方式之外的各種方式實(shí)現(xiàn)。例如，還可以作為模擬臟器的制作方法實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是簡(jiǎn)要示出液體噴射裝置的構(gòu)成的說(shuō)明圖。

圖2的(a)和(b)是示出模擬臟器的說(shuō)明圖。

圖3是示出模擬臟器的制作方法的工序圖。

圖4是示出注入第一材料和第二材料的工序的情形的說(shuō)明圖。

圖5是示出利用液體噴射裝置在模擬臟器上開(kāi)孔后的說(shuō)明圖。

圖6的(a)和(b)是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的模擬臟器的說(shuō)明圖。

圖7的(a)和(b)是示出根據(jù)第三實(shí)施方式的模擬臟器的說(shuō)明圖。

圖8是示出在第三實(shí)施方式中利用液體噴射裝置在模擬臟器上開(kāi)孔后的說(shuō)明圖。

符號(hào)說(shuō)明

10…模擬臟器；12…模擬實(shí)質(zhì)；12H…孔；20…液體噴射裝置；30…控制部；31…致動(dòng)器用線纜；32…泵用線纜；35…腳踏開(kāi)關(guān)；40…吸引裝置；41…吸引管；50…液體供給裝置；51…供水袋；52…刺針；53a…第一連接器；53b…第二連接器；53c…第三連接器；53d…第四連接器；53e…第五連接器；54a…第一供水管；54b…第二供水管；54c…第三供水管；54d…第四供水管；55…泵管；56…堵塞檢測(cè)機(jī)構(gòu)；57…過(guò)濾器；60…管泵；100…手持件；200…噴嘴單元；205…噴射管；300…致動(dòng)器單元；400…吸引管；510…容器；512…開(kāi)口部；514…底部；520…第一注入噴嘴；530…第二注入噴嘴；610…模擬臟器；612…模擬實(shí)質(zhì)；614…模擬血管；710…模擬臟器；712…模擬實(shí)質(zhì)；712H…孔；M1…第一材料；M2…第二材料

具體實(shí)施方式

接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先說(shuō)明用于切除根據(jù)實(shí)施方式的模擬臟器的液體噴射裝置。

A、第一實(shí)施方式：

A-1、液體噴射裝置的構(gòu)成：

圖1是簡(jiǎn)要示出液體噴射裝置20的構(gòu)成的說(shuō)明圖。液體噴射裝置20是在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中使用的醫(yī)療設(shè)備，具有對(duì)患部噴射液體來(lái)切除患部的功能。

液體噴射裝置20具備控制部30、致動(dòng)器用線纜31、泵用線纜32、腳踏開(kāi)關(guān)35、吸引裝置40、吸引管41、液體供給裝置50及手持件100。

液體供給裝置50具備供水袋51、刺針(スパイク針)52、第一連接器～第五連接器53a～53e、第一供水管～第四供水管54a～54d、泵管55、堵塞檢測(cè)機(jī)構(gòu)56及過(guò)濾器57。手持件100具備噴嘴單元200和致動(dòng)器單元300。噴嘴單元200具備噴射管205和吸引管400。

供水袋51由透明的合成樹脂制成，其內(nèi)部填充有液體(具體為生理鹽水)。需要說(shuō)明的是，在本申請(qǐng)中，即使填充的是水以外的液體，也稱之為“供水袋51”。刺針52經(jīng)由第一連接器53a連接于第一供水管54a。當(dāng)將刺針52刺入供水袋51時(shí)，填充在供水袋51內(nèi)的液體成為可供應(yīng)至第一供水管54a的狀態(tài)。

第一供水管54a經(jīng)由第二連接器53b連接于泵管55。泵管55經(jīng)由第三連接器53c連接于第二供水管54b。管泵60夾著泵管55。管泵60將泵管55內(nèi)的液體從第一供水管54a一側(cè)送出至第二供水管54b一側(cè)。

堵塞檢測(cè)機(jī)構(gòu)56通過(guò)測(cè)定第二供水管54b內(nèi)的壓力，來(lái)檢測(cè)第一供水管～第四供水管54a～54d內(nèi)的堵塞。

第二供水管54b經(jīng)由第四連接器53d連接于第三供水管54c。過(guò)濾器57連接于第三供水管54c。過(guò)濾器57收集液體中含有的異物。

第三供水管54c經(jīng)由第五連接器53e連接于第四供水管54d。第四供水管54d連接于噴嘴單元200。通過(guò)第四供水管54d供應(yīng)的液體在致動(dòng)器單元300的驅(qū)動(dòng)下，從噴射管205的前端間歇性噴射。通過(guò)這樣地間歇性噴射液體，以少的流量就能確保切除能力。

噴射管205和吸引管400構(gòu)成以噴射管205為內(nèi)管、吸引管400為外管的雙重管。吸引管41連接于噴嘴單元200。吸引裝置40通過(guò)吸引管41對(duì)吸引管400內(nèi)進(jìn)行吸引。通過(guò)該吸引，吸引管400的前端附近的液體、切除片等被吸引。

控制部30控制管泵60和致動(dòng)器單元300。具體而言，控制部30在踩下腳踏開(kāi)關(guān)35的期間，經(jīng)由致動(dòng)器用線纜31和泵用線纜32發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。經(jīng)由致動(dòng)器用線纜31發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)包含于致動(dòng)器單元300的壓電元件(未圖示)。經(jīng)由泵用線纜32發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)管泵60。因而，在用戶踩下腳踏開(kāi)關(guān)35的期間，液體被間歇性噴射，在用戶未踩下腳踏開(kāi)關(guān)35的期間，液體停止噴射。

A-2、模擬臟器的構(gòu)成：

接著說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施方式的模擬臟器。模擬臟器也被稱為人體模型(ファントム)，在本實(shí)施方式中是指，通過(guò)液體噴射裝置20局部將被切除的人造物。本實(shí)施方式中的模擬臟器用于以液體噴射裝置20的性能評(píng)價(jià)、液體噴射裝置20的操作練習(xí)等為目的的模擬手術(shù)。

圖2是示出模擬臟器10的說(shuō)明圖。圖2的(a)示出的是平面圖，圖2的(b)示出的是圖2的(a)的A-A線截面圖。在本實(shí)施方式中，將水平面設(shè)為X-Y平面，將垂直方向(深度方向)設(shè)為Z方向。

模擬臟器10具備模擬實(shí)質(zhì)12以及支承模擬實(shí)質(zhì)12的支承部件(未圖示)。

模擬實(shí)質(zhì)12是模仿生物體器官(例如人的大腦、肝臟等)的實(shí)質(zhì)(實(shí)質(zhì)細(xì)胞)的人造物。實(shí)質(zhì)是指直接關(guān)系到器官的特征性功能的細(xì)胞。模擬實(shí)質(zhì)12具有接近長(zhǎng)方體的塊狀外形，由兩種顏色成形。兩種顏色例如是白色和橙色，它們處于以未充分混雜的形式混在一起的狀態(tài)，在本實(shí)施方式中，兩種顏色形成為大理石紋。圖中，涂有黑色的部分(black solid portion)是橙色部分。大理石紋(marble pattern)是指模仿大理石的花紋，是看起來(lái)像以多種顏色將流動(dòng)樣的形狀多重疊置、或者揉搓在一起的花紋。如圖2的(a)所示，模擬實(shí)質(zhì)12在水平面方向X-Y上形成大理石紋，如圖2的(b)所示，在深度方向Z上也形成大理石紋。

上述兩種顏色并不限于白色和橙色。例如還可以換成白色和膚色、橙色和膚色等各種顏色組合。并且，無(wú)需限定于兩種顏色，還可以是三色以上的顏色數(shù)量。兩色或者三色以上等多種顏色是指多種不同的顏色，但在本說(shuō)明書中，“不同的顏色”是指，兩種顏色的距離(兩種顏色的差異程度)分離為相鄰時(shí)能夠視覺(jué)辨認(rèn)的程度。

模擬實(shí)質(zhì)12由未圖示的支承部件支承。支承部件例如是金屬制的容器，通過(guò)收容模擬實(shí)質(zhì)12來(lái)實(shí)現(xiàn)支承。

A-3、模擬臟器的制作方法：

圖3是示出模擬臟器10的制作方法的工序圖。首先，準(zhǔn)備著色為白色的第一材料(工序S1)。在本實(shí)施方式中，作為模擬實(shí)質(zhì)12的材料，采用了PVA(聚乙烯醇)。在工序S1中，準(zhǔn)備在PVA中混合白色色素(例如顏料)而進(jìn)行了著色的第一材料。

其次，準(zhǔn)備著色為橙色的第二材料(工序S2)。在工序S2中，準(zhǔn)備在PVA中混合橙色色素(例如顏料)而進(jìn)行了著色的第二材料。

接著，將在工序S1中準(zhǔn)備的第一材料和在工序S2中準(zhǔn)備的第二材料注入作為支承部件的容器(工序S3)。

圖4是示出工序S3的情形的說(shuō)明圖。例如，容器510為上方具有開(kāi)口部512、而下方具有底部514的形狀。第一注入噴嘴520和第二注入噴嘴530配置于開(kāi)口部512的上方。在工序S1中準(zhǔn)備的第一材料M1從第一注入噴嘴520注入開(kāi)口部512。同時(shí)，在工序S2中準(zhǔn)備的第二材料M2從第二注入噴嘴530注入開(kāi)口部512。其結(jié)果，第一材料及第二材料M1、M2形成為之前說(shuō)明的大理石紋。

在圖3的工序S3之后，通過(guò)冷凍注入有第一材料及第二材料M1、M2的容器510，從而第一材料及第二材料M1、M2以混合成大理石紋狀的狀態(tài)變化(固化)成凝膠狀(工序S4)。由此，在容器510內(nèi)形成模擬實(shí)質(zhì)12，完成模擬臟器10。

A-4、實(shí)施方式的效果：

圖5是示出利用液體噴射裝置20在模擬臟器10上開(kāi)孔12H之后的說(shuō)明圖。以平面圖示出了模擬臟器10。通過(guò)從液體噴射裝置20(圖1)的噴射管205間歇性噴射的液體將模擬臟器10的模擬實(shí)質(zhì)12慢慢切除，從而在圖中相對(duì)于深度方向Z傾斜的方向上開(kāi)出孔12H。在根據(jù)本實(shí)施方式的模擬臟器10中，模擬實(shí)質(zhì)12是兩種顏色的大理石紋，所以孔12H的壁面上也如圖所示地呈現(xiàn)出大理石紋。為此，通過(guò)大理石紋所帶來(lái)的顏色差異，模擬臟器10能夠提高深度方向的視覺(jué)辨認(rèn)性、立體感，使用方便性優(yōu)異。

并且，根據(jù)本實(shí)施方式的模擬臟器10，如參照?qǐng)D4所說(shuō)明的，只是注入第一材料及第二材料M1、M2這兩種材料即可容易地形成大理石紋，因而易于制造。

B、第二實(shí)施方式：

圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的模擬臟器610的說(shuō)明圖。圖6的(a)示出的是平面圖，圖6的(b)示出的是圖6的(a)的A-A線截面圖。即、圖6與第一實(shí)施方式中的圖2對(duì)應(yīng)。

根據(jù)第二實(shí)施方式的模擬臟器610具備模擬實(shí)質(zhì)612、模擬血管614以及支承部件(未圖示)。模擬實(shí)質(zhì)612與根據(jù)第一實(shí)施方式的模擬臟器10所具備的模擬實(shí)質(zhì)12同樣，具有白色和橙色的大理石紋。

模擬血管614是模擬生物體血管(例如人的腦血管)的人造物，在本實(shí)施方式中形成為實(shí)心部件。作為模擬血管614的材料，采用PVA。模擬血管614通過(guò)紅色成形。模擬血管614埋設(shè)在模擬實(shí)質(zhì)612的內(nèi)部。模擬血管614是在模擬手術(shù)中應(yīng)避免受損的部件。需要說(shuō)明的是，模擬血管614也可以采用中空部件，以此代替實(shí)心部件。另外，模擬血管614的顏色還可以是紅色以外的顏色、例如藍(lán)色，但與模擬實(shí)質(zhì)612所使用的顏色不同。

與第一實(shí)施方式的支承部件同樣，未圖示的支承部件是金屬制的容器，通過(guò)收容埋設(shè)有模擬血管614的模擬實(shí)質(zhì)612來(lái)實(shí)現(xiàn)支承。

與根據(jù)第一實(shí)施方式的模擬臟器10同樣，如上所述構(gòu)成的根據(jù)第二實(shí)施方式的模擬臟器610由于模擬實(shí)質(zhì)612中的顏色差異而能提高深度方向的視覺(jué)辨認(rèn)性、立體感，具有卓越的使用方便性。并且，在模擬臟器610中，模擬實(shí)質(zhì)612中的各顏色(白色、橙色)與模擬血管614的顏色(紅色)不同，因而無(wú)損模擬血管614的視覺(jué)辨認(rèn)性。并且，可以構(gòu)成為具備模擬實(shí)質(zhì)612和模擬血管614的模擬臟器610，從而能夠提高模擬精度。

需要說(shuō)明的是，在第二實(shí)施方式中，模擬實(shí)質(zhì)612雖然采用了白色和橙色，但可以構(gòu)成為只要是與模擬血管614的顏色不同的顏色即可，可以采用任意的顏色。并且，所采用的顏色數(shù)量并不限定于兩色，也可以是三色以上。并且，在第二實(shí)施方式中，模擬臟器610所具備的模擬血管614為一根，但也可以代替此而采用兩根以上。

C、第三實(shí)施方式：

圖7是示出根據(jù)第三實(shí)施方式的模擬臟器710的說(shuō)明圖。圖7的(a)示出的是平面圖，圖7的(b)示出的是圖7的(a)的A-A線截面圖。即、圖7與第一實(shí)施方式中的圖2對(duì)應(yīng)。

在第一和第二實(shí)施方式中，構(gòu)成為模擬實(shí)質(zhì)12、612的多種顏色通過(guò)大理石紋來(lái)提供。相對(duì)于此，在第三實(shí)施方式中，如圖7的(a)所示，模擬臟器710所具備的模擬實(shí)質(zhì)712在平面方向X-Y上為單色，但如圖7的(b)所示，在深度方向Z上成形為不同顏色的層狀。作為不同顏色，例如是白色和橙色。圖中，涂有黑色的部分是橙色部分。需要說(shuō)明的是，不同顏色并不限定于兩種顏色，還可以是三色以上。顏色的組合也不限定于白色和橙色，還可以換成白色和膚色、橙色和膚色等各種顏色的組合。

與根據(jù)第一實(shí)施方式的模擬臟器的制作方法(圖3)同樣，在模擬臟器710的制作方法中，準(zhǔn)備著色為白色的第一材料和著色為橙色的第二材料。接著，交替注入預(yù)定量的第一材料和第二材料進(jìn)行層疊，從而形成層狀圖案。

圖8是示出利用液體噴射裝置20在模擬臟器710上開(kāi)出孔712H之后的說(shuō)明圖。以平面圖示出模擬臟器710。通過(guò)從液體噴射裝置20(圖1)的噴射管205間歇性噴射的液體將模擬臟器710的模擬實(shí)質(zhì)712慢慢切除，從而在圖中相對(duì)于深度方向Z傾斜的方向上開(kāi)出孔712H。在根據(jù)本實(shí)施方式的模擬臟器710中，模擬實(shí)質(zhì)712在深度方向Z上成形為不同顏色的層狀。為此，如圖所示，孔712H的壁面上也呈現(xiàn)出層狀圖案。由此，與第一實(shí)施方式同樣，根據(jù)第三實(shí)施方式的模擬臟器710通過(guò)層狀圖案所帶來(lái)的顏色差異而能提高深度方向的視覺(jué)辨認(rèn)性、立體感，具有出色的使用方便性。

需要說(shuō)明的是，作為第三實(shí)施方式的變形例，也可以構(gòu)成為在深度方向Z上為單色，而在平面方向X-Y上成形為不同顏色的層狀。

D、變形例：

本發(fā)明并不限定于上述各實(shí)施方式及其變形例，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可在各種方式下實(shí)施，例如，也可以有下述這樣的變形。

·變形例1：

雖然模擬臟器所具備的模擬實(shí)質(zhì)的主要材質(zhì)設(shè)為PVA，但不限定于此。例如，還可以是尿烷(ウレタン)、或尿烷以外的橡膠系材料。

·變形例2：

雖然根據(jù)第二實(shí)施方式的模擬臟器所具備的模擬血管的材質(zhì)設(shè)為PVA，但不限定于此。例如，既可以是PVA以外的合成樹脂(例如尿烷)，也可以是天然樹脂。

·變形例3：

也可以使用噴射沉積(基于噴墨方式等的3D打印)來(lái)制作模擬實(shí)質(zhì)。并且，也可以使用3D打印來(lái)制作模擬血管。進(jìn)而，還可以使用3D打印來(lái)統(tǒng)一制作模擬實(shí)質(zhì)和模擬血管。

·變形例4：

模擬實(shí)質(zhì)的形狀設(shè)為接近長(zhǎng)方體的形狀，但不限定于此。例如，還可以是圓柱形、圓錐形、圓錐臺(tái)形等其它形狀。

·變形例5：

也可以通過(guò)從液體噴射裝置噴射的液體以外的方式來(lái)對(duì)模擬臟器進(jìn)行切除。例如，既可以使用連續(xù)噴射的液體進(jìn)行切除，也可以使用被超聲波、光脈澤(maser)賦予了切除能力的液體進(jìn)行切除?；蛘?，還可以使用金屬制的手術(shù)刀進(jìn)行切除。

·變形例6：

在實(shí)施方式中，采用了使用壓電元件作為致動(dòng)器的構(gòu)成，但也可以采用使用光脈澤器(maser)來(lái)噴射液體的構(gòu)成、通過(guò)加熱器使液體中產(chǎn)生氣泡來(lái)噴射液體的構(gòu)成、通過(guò)泵等對(duì)液體加壓來(lái)噴射液體的構(gòu)成。使用光脈澤器來(lái)噴射液體的構(gòu)成是指，對(duì)液體照射光脈澤而使液體中產(chǎn)生氣泡，從而利用由于該氣泡的產(chǎn)生所引起的液體壓力上升的構(gòu)成。

本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)，可用各種構(gòu)成實(shí)現(xiàn)。例如，為了解決上述技術(shù)問(wèn)題的一部分或全部、或者達(dá)到上述效果的一部分或全部，可對(duì)記載于發(fā)明內(nèi)容部分的各方式中的技術(shù)特征所對(duì)應(yīng)的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例中的技術(shù)特征適當(dāng)進(jìn)行替換、組合。如果該技術(shù)特征在本說(shuō)明書中不是作為必須特征被說(shuō)明，則可將其適當(dāng)刪除。