本發(fā)明涉及模擬臟器。

背景技術：

現(xiàn)有技術中，作為注射練習器具，公開有具備穿刺部以及模擬血管的結構(例如專利文獻1)。穿刺部具備相當于模仿人體的實質(實質細胞)的模擬實質的模擬組織層。模擬血管配置為穿入并通過模擬組織層。模擬組織層由添加了膚色顏料的材料構成。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-203153號公報

在上述現(xiàn)有技術中，模擬實質(模擬組織層)是膚色等單一顏色，所以當將該注射練習器具用作顯微鏡下進行的切除試驗用時，包含在模擬實質中的水分引起光漫反射，從而存在切除時深度方向的視覺辨認性、立體感不足的問題。需要注意的是，這樣的問題并不限于用作顯微鏡下進行的切除試驗用時，其是利用模擬臟器的試驗當中普遍性的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題在于，提高視覺辨認性、立體感，提高使用方便性。

本發(fā)明是為了解決上述技術問題的至少一部分而完成的，可作為以下的方式而實現(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質細胞的模擬實質。所述模擬實質具有多種顏色。根據(jù)該方式的模擬臟器，能夠通過模擬實質中的顏色差異來提高視覺辨認性、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，所述模擬實質在深度方向上具有不同顏色。根據(jù)該構成，能夠提高深度方向上的視覺辨認性、立體感，能夠進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，所述多種顏色通過大理石紋來提供。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不同顏色的層來提供。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，從而能夠進一步提高深度方向的視覺辨認性、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質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，所述模擬實質能通過從液體噴射裝置噴射的液體來切除。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現(xiàn)。例如，還可以作為模擬臟器的制作方法實現(xiàn)。

附圖說明

圖1是簡要示出液體噴射裝置的構成的說明圖。

圖2的(a)和(b)是示出模擬臟器的說明圖。

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明圖。

圖5是示出利用液體噴射裝置在模擬臟器上開孔后的說明圖。

圖6的(a)和(b)是示出根據(jù)第二實施方式的模擬臟器的說明圖。

圖7的(a)和(b)是示出根據(jù)第三實施方式的模擬臟器的說明圖。

圖8是示出在第三實施方式中利用液體噴射裝置在模擬臟器上開孔后的說明圖。

符號說明

10…模擬臟器；12…模擬實質；12H…孔；20…液體噴射裝置；30…控制部；31…致動器用線纜；32…泵用線纜；35…腳踏開關；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…堵塞檢測機構；57…過濾器；60…管泵；100…手持件；200…噴嘴單元；205…噴射管；300…致動器單元；400…吸引管；510…容器；512…開口部；514…底部；520…第一注入噴嘴；530…第二注入噴嘴；610…模擬臟器；612…模擬實質；614…模擬血管；710…模擬臟器；712…模擬實質；712H…孔；M1…第一材料；M2…第二材料

具體實施方式

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

A、第一實施方式：

A-1、液體噴射裝置的構成：

圖1是簡要示出液體噴射裝置20的構成的說明圖。液體噴射裝置20是在醫(yī)療機構中使用的醫(yī)療設備，具有對患部噴射液體來切除患部的功能。

液體噴射裝置20具備控制部30、致動器用線纜31、泵用線纜32、腳踏開關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、堵塞檢測機構56及過濾器57。手持件100具備噴嘴單元200和致動器單元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)。需要說明的是，在本申請中，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。當將刺針52刺入供水袋51時，填充在供水袋51內(nèi)的液體成為可供應至第一供水管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一側送出至第二供水管54b一側。

堵塞檢測機構56通過測定第二供水管54b內(nèi)的壓力，來檢測第一供水管～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。過濾器57連接于第三供水管54c。過濾器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。通過第四供水管54d供應的液體在致動器單元300的驅動下，從噴射管205的前端間歇性噴射。通過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通過吸引管41對吸引管400內(nèi)進行吸引。通過該吸引，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和致動器單元300。具體而言，控制部30在踩下腳踏開關35的期間，經(jīng)由致動器用線纜31和泵用線纜32發(fā)送驅動信號。經(jīng)由致動器用線纜31發(fā)送的驅動信號驅動包含于致動器單元300的壓電元件(未圖示)。經(jīng)由泵用線纜32發(fā)送的驅動信號驅動管泵60。因而，在用戶踩下腳踏開關35的期間，液體被間歇性噴射，在用戶未踩下腳踏開關35的期間，液體停止噴射。

A-2、模擬臟器的構成：

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

圖2是示出模擬臟器10的說明圖。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。在本實施方式中，將水平面設為X-Y平面，將垂直方向(深度方向)設為Z方向。

模擬臟器10具備模擬實質12以及支承模擬實質12的支承部件(未圖示)。

模擬實質12是模仿生物體器官(例如人的大腦、肝臟等)的實質(實質細胞)的人造物。實質是指直接關系到器官的特征性功能的細胞。模擬實質12具有接近長方體的塊狀外形，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，是看起來像以多種顏色將流動樣的形狀多重疊置、或者揉搓在一起的花紋。如圖2的(a)所示，模擬實質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)分離為相鄰時能夠視覺辨認的程度。

模擬實質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，通過收容模擬實質12來實現(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，準備著色為白色的第一材料(工序S1)。在本實施方式中，作為模擬實質12的材料，采用了PVA(聚乙烯醇)。在工序S1中，準備在PVA中混合白色色素(例如顏料)而進行了著色的第一材料。

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

接著，將在工序S1中準備的第一材料和在工序S2中準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的情形的說明圖。例如，容器510為上方具有開口部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配置于開口部512的上方。在工序S1中準備的第一材料M1從第一注入噴嘴520注入開口部512。同時，在工序S2中準備的第二材料M2從第二注入噴嘴530注入開口部512。其結果，第一材料及第二材料M1、M2形成為之前說明的大理石紋。

在圖3的工序S3之后，通過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)形成模擬實質12，完成模擬臟器10。

A-4、實施方式的效果：

圖5是示出利用液體噴射裝置20在模擬臟器10上開孔12H之后的說明圖。以平面圖示出了模擬臟器10。通過從液體噴射裝置20(圖1)的噴射管205間歇性噴射的液體將模擬臟器10的模擬實質12慢慢切除，從而在圖中相對于深度方向Z傾斜的方向上開出孔12H。在根據(jù)本實施方式的模擬臟器10中，模擬實質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，通過大理石紋所帶來的顏色差異，模擬臟器10能夠提高深度方向的視覺辨認性、立體感，使用方便性優(yōu)異。

并且，根據(jù)本實施方式的模擬臟器10，如參照圖4所說明的，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、第二實施方式：

圖6是示出根據(jù)第二實施方式的模擬臟器610的說明圖。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與第一實施方式中的圖2對應。

根據(jù)第二實施方式的模擬臟器610具備模擬實質612、模擬血管614以及支承部件(未圖示)。模擬實質612與根據(jù)第一實施方式的模擬臟器10所具備的模擬實質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，在本實施方式中形成為實心部件。作為模擬血管614的材料，采用PVA。模擬血管614通過紅色成形。模擬血管614埋設在模擬實質612的內(nèi)部。模擬血管614是在模擬手術中應避免受損的部件。需要說明的是，模擬血管614也可以采用中空部件，以此代替實心部件。另外，模擬血管614的顏色還可以是紅色以外的顏色、例如藍色，但與模擬實質612所使用的顏色不同。

與第一實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，通過收容埋設有模擬血管614的模擬實質612來實現(xiàn)支承。

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

需要說明的是，在第二實施方式中，模擬實質612雖然采用了白色和橙色，但可以構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、第三實施方式：

圖7是示出根據(jù)第三實施方式的模擬臟器710的說明圖。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與第一實施方式中的圖2對應。

在第一和第二實施方式中，構成為模擬實質12、612的多種顏色通過大理石紋來提供。相對于此，在第三實施方式中，如圖7的(a)所示，模擬臟器710所具備的模擬實質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，交替注入預定量的第一材料和第二材料進行層疊，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上開出孔712H之后的說明圖。以平面圖示出模擬臟器710。通過從液體噴射裝置20(圖1)的噴射管205間歇性噴射的液體將模擬臟器710的模擬實質712慢慢切除，從而在圖中相對于深度方向Z傾斜的方向上開出孔712H。在根據(jù)本實施方式的模擬臟器710中，模擬實質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，與第一實施方式同樣，根據(jù)第三實施方式的模擬臟器710通過層狀圖案所帶來的顏色差異而能提高深度方向的視覺辨認性、立體感，具有出色的使用方便性。

需要說明的是，作為第三實施方式的變形例，也可以構成為在深度方向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質的主要材質設為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)第二實施方式的模擬臟器所具備的模擬血管的材質設為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)來制作模擬實質。并且，也可以使用3D打印來制作模擬血管。進而，還可以使用3D打印來統(tǒng)一制作模擬實質和模擬血管。

·變形例4：

模擬實質的形狀設為接近長方體的形狀，但不限定于此。例如，還可以是圓柱形、圓錐形、圓錐臺形等其它形狀。

·變形例5：

也可以通過從液體噴射裝置噴射的液體以外的方式來對模擬臟器進行切除。例如，既可以使用連續(xù)噴射的液體進行切除，也可以使用被超聲波、光脈澤(maser)賦予了切除能力的液體進行切除?；蛘撸€可以使用金屬制的手術刀進行切除。

·變形例6：

在實施方式中，采用了使用壓電元件作為致動器的構成，但也可以采用使用光脈澤器(maser)來噴射液體的構成、通過加熱器使液體中產(chǎn)生氣泡來噴射液體的構成、通過泵等對液體加壓來噴射液體的構成。使用光脈澤器來噴射液體的構成是指，對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成。

本發(fā)明并不限于上述的實施方式、實施例、變形例，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)，可用各種構成實現(xiàn)。例如，為了解決上述技術問題的一部分或全部、或者達到上述效果的一部分或全部，可對記載于發(fā)明內(nèi)容部分的各方式中的技術特征所對應的實施方式、實施例、變形例中的技術特征適當進行替換、組合。如果該技術特征在本說明書中不是作為必須特征被說明，則可將其適當刪除。