JP2014164029A - Vascular model production apparatus, vascular model production method and vascular model - Google Patents
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Abstract
【課題】切開感、縫合感がヒト脈管を模した脈管モデル、及び該モデルを作成するための装置を提供する。
【解決手段】記憶装置2に記憶された脈管形状に基づいて、ノズル4位置とテーブル5位置を相対的に移動させながらポリビニルアルコールを吐出させることによって、実際のヒト脈管と同一形状で、弾性等物理的性質が良く似た脈管モデルを作成する。また、多層構造の脈管モデルを作成するためにノズル形状を工夫した脈管モデル製造装置を開示する。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a vascular model imitating a human vasculature with a sense of incision and stitching, and an apparatus for creating the model.
Based on the vascular shape stored in the storage device 2, by discharging polyvinyl alcohol while relatively moving the nozzle 4 position and the table 5 position, the same shape as an actual human vascular vessel is obtained. Create a vascular model with similar physical properties such as elasticity. Also disclosed is a vascular model manufacturing apparatus in which the nozzle shape is devised to create a multi-layer vascular model.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、手技練習用の脈管モデルを製造するための脈管モデル製造装置、製造方法、及び脈管モデルに関する。 The present invention relates to a vascular model manufacturing apparatus, a manufacturing method, and a vascular model for manufacturing a vascular model for practice.
外科医による手術のなかでも、動脈瘤に対するステントグラフトの挿入や、脈管の切除、縫合手術は熟練した技術が要求される非常に難しい手術であると言われている。そのため外科医をはじめ、研修医、医学生などは、技術を身につけるために脈管モデルを使用して手術練習を重ねる必要がある。 Among surgeons' operations, it is said that insertion of a stent graft into an aneurysm, excision of a vessel, and suture operation are very difficult operations that require skilled techniques. Therefore, surgeons, residents, medical students, etc. need to practice surgery using a vascular model in order to acquire skills.
また、動脈瘤の形状は患者によって様々であり、複雑な形状をしているものもあることから、実際のステントグラフト挿入に先立って同形状の動脈瘤を有する脈管モデルを使用して、予めステントグラフトの挿入方法等を確認しておくことが望ましい。動脈瘤を発症している患者の脈管壁は、脆弱になっていることから、機械的衝撃に弱く、少しの衝撃を与えるだけでも破裂する虞があるからである。 In addition, since the shape of the aneurysm varies depending on the patient and some of them have complicated shapes, a vascular model having the same shape of the aneurysm prior to the actual stent graft insertion is used in advance. It is desirable to confirm the insertion method and the like. This is because the vascular wall of a patient who develops an aneurysm is weak, so that it is vulnerable to mechanical impact and may be ruptured even with a slight impact.
さらに、リンパ浮腫の治療を目的とするリンパ管の縫合は、リンパ管が0.3〜5mm程度と細いことや、弾性が低いことから、非常に高度の技術を要する。 Furthermore, the lymphatic suture for the purpose of treating lymphedema requires a very advanced technique because the lymphatic vessel is as thin as about 0.3 to 5 mm and has low elasticity.
従来から脈管の切除、縫合、また動脈瘤に対するステントグラフトの挿入練習用の脈管モデルが提案されていた。 Conventionally, a vascular model has been proposed for vascular resection, suturing, and practice of stent graft insertion for aneurysms.
特許文献1には、病変血管に近い狭窄部を有する模擬血管が開示されている。血管部分はシリコーン等の高分子材料、狭窄部は炭酸カルシウムとシリコーン等の混合材料を用いることにより狭窄部を模擬した血管としている。 Patent Document 1 discloses a simulated blood vessel having a stenosis portion close to a diseased blood vessel. The blood vessel portion is a blood vessel simulating the stenosis by using a polymer material such as silicone and the stenosis using a mixed material such as calcium carbonate and silicone.
特許文献2には、ポリビニルアルコールとシリカ粒子を含む血管モデルが開示されており、動脈瘤に対するステントグラフト挿入練習用の血管モデルの製造方法も開示されている。 Patent Document 2 discloses a blood vessel model containing polyvinyl alcohol and silica particles, and also discloses a method of manufacturing a blood vessel model for practice of stent graft insertion for an aneurysm.
しかしながら、これらのモデルは、個々の患者の動脈瘤と同形状のものを製造するものではなく、また、弾力性がヒト血管に比べて高いことから、切開感、縫合感等が微妙に異なると外科医から指摘されていた。 However, these models do not produce the same shape as the aneurysm of each patient, and the elasticity is higher than that of human blood vessels. It was pointed out by a surgeon.
本発明は、人体の脈管により近い弾力性や切開感を備えた脈管モデルを製造し、脈管外科医、心臓外科医らが手技練習をするのに適した脈管モデルを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to manufacture a vascular model having elasticity and incision feeling closer to those of the human body, and to provide a vascular model suitable for vascular surgeons and cardiac surgeons to practice techniques. It is said.
血管は、動脈、静脈と2種に大別され、弾力性が大きく異なっている。また、リンパ管は血管に比べると、弾力性がなく細い管が多い。このように、脈管は種類によって物理的性質が大きく異なるため、「切開感」、「縫合感」といった外科医に与える感覚は微妙に異なっている。また、脈管は通常内膜、中膜、外膜からなる三層構造をしており、それぞれ弾力等、物理的性質が異なっている。これまでに、このような脈管の物理的性質を備えた脈管モデルはなく、外科医が手技練習を行うためのヒト脈管により近い脈管モデルの製造が望まれていた。 Blood vessels are roughly divided into arteries and veins, and their elasticity is greatly different. In addition, lymphatic vessels are less elastic than blood vessels, and many are thin. As described above, since the physical properties of the blood vessels are greatly different depending on the type, the senses given to the surgeon such as “feeling of incision” and “feeling of suturing” are slightly different. The vasculature usually has a three-layer structure consisting of an inner membrane, a middle membrane, and an outer membrane, each having different physical properties such as elasticity. To date, there has been no vascular model having such vascular physical properties, and it has been desired to produce a vascular model that is closer to the human vasculature for a surgeon to practice a technique.
また、切開感等、外科医に与える感覚だけではなく、実際の患者の動脈瘤等病変部と同じ形状を備えた脈管モデルが望まれていた。動脈瘤は患者によって形状が異なるため、実際の手術に先立って、同形状の病変部モデルを用いてステントグラフトの挿入等、手技を確認しておくことによって、手術におけるリスクを減じることができるからである。 In addition, not only a sense of incision and the like given to the surgeon, but also a vascular model having the same shape as a lesion such as an aneurysm of an actual patient has been desired. Because aneurysms vary in shape from patient to patient, the risk of surgery can be reduced by confirming procedures such as stent graft insertion using the same lesion model prior to actual surgery. is there.
本発明者らは、先に「三次元粘弾性構造体製造装置及び製造方法」を発明し、すでに開示している(特許文献3)。これは脈管を含む生体軟組織のモデルを製造する装置であるが、脈管モデルを作成するに適した装置にするために、さらに改良を重ね、本発明の脈管モデル製造装置を完成した。本発明の脈管モデル製造装置を用いることにより、ヒト脈管に弾力性等、物理的性質が近似し、また、形状も個々の患者の病変部を備えた脈管を容易に作成することが可能となる。 The present inventors previously invented and disclosed “a three-dimensional viscoelastic structure manufacturing apparatus and manufacturing method” (Patent Document 3). This is a device for producing a model of a living soft tissue including a blood vessel. However, in order to make the device suitable for creating a blood vessel model, further improvements were made and the blood vessel model producing device of the present invention was completed. By using the vascular model manufacturing apparatus of the present invention, physical properties such as elasticity can be approximated to a human vasculature, and a vascular vessel having a lesioned part of an individual patient can be easily created. It becomes possible.
本発明は、二次元断層データに基づいて脈管モデルを製造する装置であって、取得された二次元断層データを記憶する記憶装置と、液状のポリビニルアルコールを入れる容器と、ポリビニルアルコールを吐出し、脈管モデルを吐出しながら造形するノズルと、前記容器と前記ノズルとを接続する接続管と、前記ノズルから吐出されたポリビニルアルコールにより形成される脈管モデルを保持するテーブルと、前記テーブル上にて保持される脈管モデルを冷却する冷却装置とを備え、前記記憶装置に記憶されている二次元断層データに基づいて、前記ノズルと前記テーブルを相対的に移動させる移動調節機構により、前記ノズルから吐出されるポリビニルアルコールを所望の形状に造形することを特徴とする。 The present invention is an apparatus for manufacturing a vascular model based on two-dimensional tomographic data, a storage device for storing the acquired two-dimensional tomographic data, a container for storing liquid polyvinyl alcohol, and discharging polyvinyl alcohol. A nozzle for modeling while discharging the vascular model, a connecting pipe for connecting the container and the nozzle, a table for holding a vascular model formed by polyvinyl alcohol discharged from the nozzle, and the table A cooling device that cools the vascular model held in the storage device, and based on the two-dimensional tomographic data stored in the storage device, the movement adjustment mechanism that relatively moves the nozzle and the table, The polyvinyl alcohol discharged from the nozzle is shaped into a desired shape.
本発明の脈管モデル製造装置によって、実際の患者の動脈瘤等、取得された病変部の二次元断層データをもとに、患者の病変部と同形状の脈管モデルを作成することができる。 With the vascular model manufacturing apparatus of the present invention, a vascular model having the same shape as a patient's lesion can be created based on the acquired two-dimensional tomographic data of the lesion such as an aneurysm of an actual patient. .
また、本発明では、脈管モデルを作成する材料としてポリビニルアルコールを用い、その濃度を調整することによって、ヒト脈管と切開感、縫合感等が良く似たモデルを製造することができる。 Further, in the present invention, a model having a similar incision feeling, stitching feeling, and the like can be manufactured by using polyvinyl alcohol as a material for creating a vascular model and adjusting the concentration thereof.
また、本発明は、前記ノズルが冷却装置に近接して設けられ、前記ノズルを加熱するヒータを備えることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the nozzle is provided in the vicinity of a cooling device and includes a heater for heating the nozzle.
加熱され液状のポリビニルアルコールは、積層後すぐに固化させないと所望の形状を保てないため、ノズル部は冷媒を満たした冷却装置に近接して配置する必要がある。そのため、ノズル部は低温に曝されることになり、ポリビニルアルコールが固化され、ノズルから吐出されないことがある。ノズル部に、加熱ヒータを配置することによって、ポリビニルアルコールを造形に適した一定の温度に保つことが可能となる。 The heated liquid polyvinyl alcohol cannot be kept in a desired shape unless it is solidified immediately after lamination, and therefore the nozzle portion needs to be arranged close to the cooling device filled with the refrigerant. Therefore, the nozzle portion is exposed to a low temperature, and polyvinyl alcohol is solidified and may not be discharged from the nozzle. By arranging a heater in the nozzle portion, it becomes possible to keep polyvinyl alcohol at a constant temperature suitable for modeling.
さらに、本発明は、前記冷却装置が脈管モデルに接触させた液状冷媒であって、テーブルとノズルを相対的に移動させる移動調節機構と連動しながら、積層造形される脈管モデルの上面に冷媒の液面位置を調節する冷媒レベル調節機構を備えることを特徴とする。 Further, the present invention is a liquid refrigerant in which the cooling device is brought into contact with the vascular model, and is connected to a movement adjusting mechanism for moving the table and the nozzle relatively, and is formed on the upper surface of the vascular model to be layered. A refrigerant level adjustment mechanism for adjusting the liquid level position of the refrigerant is provided.
加熱され液状のポリビニルアルコールを用いて脈管形状を作成するためには、所望の形状にポリビニルアルコールをノズルから吐出しながら、すぐに冷却し固化する必要がある。固化に時間がかかると、重力によって液だれがおき、形状が変化してしまい、所望の形状にならないからである。これを防ぐために、本発明の脈管モデル製造装置は、吐出されたポリビニルアルコールがすぐに固化されるように冷媒レベルを調節する機構を備えている。 In order to create a vascular shape using heated and liquid polyvinyl alcohol, it is necessary to cool and solidify immediately while discharging polyvinyl alcohol into a desired shape from a nozzle. This is because if solidification takes time, dripping occurs due to gravity and the shape changes, and the desired shape is not obtained. In order to prevent this, the vascular model manufacturing apparatus of the present invention includes a mechanism for adjusting the refrigerant level so that the discharged polyvinyl alcohol is immediately solidified.
また、本発明の冷媒レベル調節機構は冷媒供給装置により、冷媒を供給することによって行われることを特徴とする。 Further, the refrigerant level adjusting mechanism of the present invention is performed by supplying a refrigerant with a refrigerant supply device.
冷媒供給装置により、冷媒位置を調節することによって、積層造形された脈管モデルの形成位置と冷媒レベルとが同じ高さになるように調節が可能となる。 By adjusting the refrigerant position with the refrigerant supply device, it is possible to adjust so that the formation position of the layered vascular model and the refrigerant level are the same.
さらに、本発明は、ノズルより吐出された脈管モデルが、積層後ただちに液化炭酸ガスにより冷却されることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that the vascular model discharged from the nozzle is cooled by liquefied carbon dioxide gas immediately after lamination.
ノズルより吐出された脈管モデルは、ただちに固化しないと所望の形状とすることができないため、吐出後急激に冷却する必要がある。そこで、液化炭酸ガスをノズル孔直下で吹き付けることにより、急速に冷却し固化する。 Since the vascular model discharged from the nozzle cannot be formed into a desired shape unless it is immediately solidified, it must be cooled rapidly after discharge. Therefore, the liquefied carbon dioxide gas is sprayed immediately below the nozzle hole to rapidly cool and solidify.
また、本発明の脈管モデル製造装置は、多層構造の脈管モデルを製造することも可能であり、この場合には、容器は、2又は3の異なる濃度のポリビニルアルコール溶液を蓄える容器であり、前記ノズルは2又は3の異なる濃度のポリビニルアルコールを吐出する吐出孔を備え、前記2又は3の異なる濃度のポリビニルアルコール溶液は前記容器からノズルの各吐出孔に各々接続するように接続管によって接続され、前記ノズルの吐出孔が異なる濃度のポリビニルアルコール溶液を脈管モデルの断面において同心円を形成するように吐出するように配設されていることを特徴とする。 The vascular model manufacturing apparatus of the present invention can also manufacture a multi-layered vascular model. In this case, the container is a container for storing two or three polyvinyl alcohol solutions having different concentrations. The nozzle includes discharge holes for discharging 2 or 3 different concentrations of polyvinyl alcohol, and the polyvinyl alcohol solutions of 2 or 3 different concentrations are connected to the discharge holes of the nozzle from the container by connecting pipes, respectively. The discharge holes of the nozzles are connected so as to discharge polyvinyl alcohol solutions having different concentrations so as to form concentric circles in the cross section of the vascular model.
実際の脈管は弾力性等、物理的性質の異なる内膜、中膜、外膜からなる多層構造となっている。これを模した脈管とするため、異なるポリビニルアルコール濃度が同心円状に2層、又は3層の多層構造となるようにノズルの吐出孔を配設し、異なる濃度のポリビニルアルコールからなる多層構造の脈管モデルを製造する。多層構造とすることにより、ヒト脈管に切開感、縫合感がより近いモデルとすることができる。 An actual vessel has a multilayer structure composed of an inner membrane, a middle membrane, and an outer membrane, which have different physical properties such as elasticity. In order to create a blood vessel that simulates this, nozzle discharge holes are arranged so that different polyvinyl alcohol concentrations are concentrically arranged in a two-layer or three-layer multilayer structure, and a multilayer structure composed of polyvinyl alcohol having different concentrations. Produce a vascular model. By adopting a multilayer structure, it is possible to provide a model that has a feeling of incision and stitching closer to a human vessel.
また、実際に縫合する際には、脈管の内膜のみを縫合するが、二層以上の多層構造からなる脈管モデルを用いることによって、実際の脈管を用いた場合により近い手技練習を行うことが可能となる。 Also, when actually sewing, only the intima of the vessel is sutured, but by using a vascular model consisting of two or more layers, it is possible to practice a technique that is closer to that when using an actual vessel. Can be done.
本発明の脈管モデル製造装置は、前記容器が圧力装置に接続され、ポリビニルアルコール溶液が前記ノズル部に圧出されることを特徴とする。 The vascular model manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that the container is connected to a pressure device, and a polyvinyl alcohol solution is pressed out to the nozzle portion.
容器に接続された圧力装置によって、一定の圧力でポリビニルアルコールを吐出し、脈管モデルを所望の形状に積層することができる。ポリビニルアルコールは、濃度及び温度によって、その粘性が変化することから、圧力装置の圧力を調節することによって、一定の速度でノズルからポリビニルアルコールを吐出し、所望の形状に積層することができる。 By using a pressure device connected to the container, polyvinyl alcohol can be discharged at a constant pressure, and the vascular model can be laminated in a desired shape. Since the viscosity of polyvinyl alcohol varies depending on the concentration and temperature, the polyvinyl alcohol can be discharged from the nozzle at a constant speed and laminated in a desired shape by adjusting the pressure of the pressure device.
本発明は、脈管モデルの製造方法であって、脈管の物理的性質に基づいて選択された濃度のポリビニルアルコール溶液を容器に蓄え、前記容器に接続管によって接続されたノズルから、記憶媒体に記憶された二次元断層データに基づいて、脈管モデルを保持するテーブルと前記ノズルの相対位置を調節することによって、所望の形状にポリビニルアルコールを吐出造形することを特徴とする。 The present invention relates to a method for manufacturing a vascular model, in which a polyvinyl alcohol solution having a concentration selected based on a physical property of a vascular vessel is stored in a container, and a storage medium is provided from a nozzle connected to the container by a connecting pipe. Based on the two-dimensional tomographic data stored in the table, the relative position between the nozzle holding the vascular model and the nozzle is adjusted to discharge and shape polyvinyl alcohol into a desired shape.
本発明者らは、ポリビニルアルコールの濃度を変えて、脈管モデルを製造し、体積弾性率を測定し、脈管モデルとして適性な濃度を確立した。これにより、動脈、静脈、リンパ管と各々に適した脈管モデルを製造することが可能となる。 The inventors changed the concentration of polyvinyl alcohol, manufactured a vascular model, measured the bulk modulus, and established an appropriate concentration as a vascular model. This makes it possible to manufacture a vascular model suitable for each of arteries, veins, and lymph vessels.
さらに、本発明の脈管モデルは、ポリビニルアルコールゾルから製造される脈管モデルであって、疑似する脈管の物理的性質によって、動脈は8〜20重量%、静脈は8〜15重量%、リンパ管は6〜13重量%の濃度範囲でポリビニルアルコール濃度を選択することを特徴とする。 Furthermore, the vascular model of the present invention is a vascular model manufactured from polyvinyl alcohol sol, and the artery is 8 to 20% by weight, the vein is 8 to 15% by weight, depending on the physical properties of the simulated blood vessel. The lymphatic vessels are characterized by selecting a polyvinyl alcohol concentration in the concentration range of 6-13% by weight.
動脈、静脈等、脈管の種類によって弾力性等、脈管の物理的性質が異なることは良く知られている。本発明者らは、ポリビニルアルコール濃度を調整することによって、脈管の物理的性質を疑似することができることを見出し、その濃度範囲を確立した。体積弾性率測定や、医師の評価によって、動脈、静脈等のモデルとして、適切なポリビニルアルコール濃度範囲を定めることができた。これにより、単一の材料でありながら、様々な脈管によく似た物理的性質を模擬することができる。 It is well known that the physical properties of a blood vessel, such as elasticity, vary depending on the type of vessel, such as an artery or vein. The present inventors have found that by adjusting the polyvinyl alcohol concentration, the physical properties of the blood vessel can be simulated, and the concentration range has been established. An appropriate polyvinyl alcohol concentration range could be determined as a model of arteries, veins, etc. by measuring bulk elastic modulus and evaluating by a doctor. Thereby, although it is a single material, the physical property which resembles various vascular vessels can be simulated.
以下に図を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の脈管モデル製造装置の構成の概略を示すものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of the configuration of the vascular model manufacturing apparatus of the present invention.
図1に示すように、脈管モデル製造装置1は、MRIやCTスキャンによって取得された二次元断層データを記憶する記憶装置2に記憶されているデータに基づいて、制御部3により、ノズル位置や冷却機構の動作を制御している。制御部3は、ノズル4とテーブル5を相対的に移動させつつ、ノズル4からポリビニルアルコールを吐出させ、冷却装置6内の冷媒によって所定の固化温度以下にポリビニルアルコールを固化して、所望の脈管の構造を作成するものである。 As shown in FIG. 1, the vascular model manufacturing apparatus 1 uses a control unit 3 to change the nozzle position based on data stored in a storage device 2 that stores two-dimensional tomographic data acquired by MRI or CT scan. And controls the operation of the cooling mechanism. The controller 3 discharges polyvinyl alcohol from the nozzle 4 while relatively moving the nozzle 4 and the table 5, solidifies the polyvinyl alcohol below a predetermined solidification temperature by the refrigerant in the cooling device 6, and performs a desired pulse. It creates the structure of the tube.
脈管モデルの作成にあたっては、まず、個々の患者から形成すべき二次元断層像データを取得し記憶装置2に記憶させる。二次元断層像データはMRIやCTスキャン等公知技術によって撮像されたものを用いることができる。 In creating a vascular model, first, two-dimensional tomographic image data to be formed from individual patients is acquired and stored in the storage device 2. As the two-dimensional tomographic image data, data taken by a known technique such as MRI or CT scan can be used.
記憶装置2に記憶された二次元断層像データに基づいて、患者の脈管又は動脈瘤等の病変部と同形状の疑似脈管モデルを作成する。ノズル4から吐出されるポリビニルアルコールが、記憶装置2に記憶されている脈管形状と同じになるように、制御部3によって、ノズル4とテーブル5の相対的位置関係を調整しながら、ノズル4からポリビニルアルコールを吐出させる。 Based on the two-dimensional tomographic image data stored in the storage device 2, a pseudo vascular model having the same shape as a lesion such as a patient's vascular vessel or aneurysm is created. The controller 4 adjusts the relative positional relationship between the nozzle 4 and the table 5 so that the polyvinyl alcohol discharged from the nozzle 4 becomes the same as the vascular shape stored in the storage device 2. To discharge polyvinyl alcohol.
ノズル4とテーブル5は、形成する脈管の形状に合わせて相対的に位置が移動できればよく、ノズル4又はテーブル5のどちらか一方、あるいは両者が三次元的に可動とするような構成とすることが可能である。 The nozzle 4 and the table 5 need only be able to move relative to each other in accordance with the shape of the vessel to be formed, and either the nozzle 4 or the table 5 or both of them can be moved three-dimensionally. It is possible.
図1には、テーブル5をX軸、Y軸の二次元可動テーブルとし、ノズル4がZ軸方向に可動する場合を例示している。制御部3からのテーブル制御信号に応じて、テーブル5が、X軸、Y軸相対的位置を移動できるように、テーブル5の下部に可動軸X7、可動軸Y8、ノズルに接続している腕部9を上下に移動可能な可動軸Z10を設けている。可動機構はサーボ機構等、周知の技術を用いればよい。 FIG. 1 illustrates a case where the table 5 is a two-dimensional movable table of the X axis and the Y axis, and the nozzle 4 is movable in the Z axis direction. Arms connected to the movable axis X7, the movable axis Y8, and the nozzles at the lower part of the table 5 so that the table 5 can move relative positions of the X axis and the Y axis in accordance with a table control signal from the control unit 3. A movable axis Z10 that can move the portion 9 up and down is provided. The movable mechanism may use a known technique such as a servo mechanism.
保温されたポリビニルアルコールは、PVA容器11からノズル4に、コンプレッサー12によって圧出される。ポリビニルアルコールの圧出速度は、圧力計13によってモニターしながら、コンプレッサー12の出力、電磁弁14によって調節する。 The insulated polyvinyl alcohol is discharged from the PVA container 11 to the nozzle 4 by the compressor 12. The pressure of polyvinyl alcohol is adjusted by the output of the compressor 12 and the electromagnetic valve 14 while being monitored by the pressure gauge 13.
冷却装置6には、吐出されたポリビニルアルコールがすぐに冷却し、固化するように冷媒が満たされている。冷却装置6には炭酸ガスボンベ15が接続され、冷却装置を一定温度に冷却できるように構成されている。 The cooling device 6 is filled with a refrigerant so that the discharged polyvinyl alcohol is immediately cooled and solidified. A carbon dioxide gas cylinder 15 is connected to the cooling device 6 so that the cooling device can be cooled to a constant temperature.
図2(A)に、第2実施形態の脈管製造装置のテーブル5a上部、冷却装置6a、ノズル4aの部分を示す。第2実施形態では、ノズル4aはポリビニルアルコールを蓄えるPVA容器11aと接続管16によって接続されている。ノズル4a及び/又は容器11aには加熱ヒータ17、18を設けることができる。加熱ヒータ17、18は、冷却装置6aによってテーブル5a上で脈管モデルが形成される前に、ポリビニルアルコールが固化しないように所定の温度を維持する。また、必要に応じて、ノズル4aやPVA容器11aだけではなく、接続管16にもヒータを設け、加熱してもよい。具体的にはノズル4aから吐出される際にポリビニルアルコールの温度範囲が30〜70℃を維持できるように前記加熱ヒータ17、18によって温度調整することが好ましい。 FIG. 2A shows the upper portion of the table 5a, the cooling device 6a, and the nozzle 4a of the vascular manufacturing apparatus of the second embodiment. In the second embodiment, the nozzle 4 a is connected to a PVA container 11 a that stores polyvinyl alcohol by a connecting pipe 16. Heaters 17 and 18 can be provided in the nozzle 4a and / or the container 11a. The heaters 17 and 18 maintain a predetermined temperature so that the polyvinyl alcohol does not solidify before the vascular model is formed on the table 5a by the cooling device 6a. Further, if necessary, a heater may be provided not only in the nozzle 4a and the PVA container 11a but also in the connection pipe 16, and heated. Specifically, it is preferable to adjust the temperature by the heaters 17 and 18 so that the temperature range of polyvinyl alcohol can be maintained at 30 to 70 ° C. when being discharged from the nozzle 4a.
加熱ヒータ17、18は制御部3aからの加熱信号を受け、ポリビニルアルコールの粘性が造形に最適となるように加熱を行う。また、PVAノズル4aに温度センサを設けて、ポリビニルアルコールの温度を検出し、検出された温度に応じて加熱ヒータ17、18をフィードバック制御する機構を設けても良い。 The heaters 17 and 18 receive a heating signal from the control unit 3a and perform heating so that the viscosity of polyvinyl alcohol is optimal for modeling. Further, a temperature sensor may be provided in the PVA nozzle 4a to detect a temperature of polyvinyl alcohol, and a mechanism for feedback controlling the heaters 17 and 18 according to the detected temperature may be provided.
ノズル4aは、先端部分が絞られた構造となっており、その先端部分からポリビニルアルコールを高い位置精度で吐出できる構成となっている。ノズル4aから吐出されるポリビニルアルコールの量は、制御部3aからPVA容器11aとノズル4aの間に設けられた電磁弁19に対し出力される開閉信号と圧力装置20に対する供給制御信号によって調整される。ノズル4aからポリビニルアルコールが射出される際の射出圧力の範囲は、0〜0.2MPaの範囲であり、ポリビニルアルコールの粘度にしたがって好適な圧力に調整される。高粘度のポリビニルアルコールを用いる場合ほど、より高い射出圧力が必要となる。 The nozzle 4a has a structure in which the tip portion is narrowed, and is configured to discharge polyvinyl alcohol from the tip portion with high positional accuracy. The amount of polyvinyl alcohol discharged from the nozzle 4a is adjusted by an opening / closing signal output from the control unit 3a to the electromagnetic valve 19 provided between the PVA container 11a and the nozzle 4a and a supply control signal to the pressure device 20. . The range of the injection pressure when the polyvinyl alcohol is injected from the nozzle 4a is in the range of 0 to 0.2 MPa, and is adjusted to a suitable pressure according to the viscosity of the polyvinyl alcohol. The higher the polyvinyl alcohol with higher viscosity, the higher the injection pressure is required.
ポリビニルアルコールに射出圧をかける圧力装置20は、コンプレッサーの他に、ポンプやガスを用いる圧力装置を採用することができる。 The pressure device 20 that applies the injection pressure to polyvinyl alcohol can employ a pressure device using a pump or gas in addition to the compressor.
記憶装置2aに記憶された脈管の形状に基づいて、ノズル4aから吐出されるポリビニルアルコールが冷却装置6a内の支持板21上で積層され、脈管モデルが形成される。支持板21上で積層することにより、積層後の脈管モデルを支持板21ごと取り出すことができるため取り扱いやすい。 Based on the shape of the vessel stored in the storage device 2a, polyvinyl alcohol discharged from the nozzle 4a is laminated on the support plate 21 in the cooling device 6a to form a vessel model. By laminating on the support plate 21, the vascular model after lamination can be taken out together with the support plate 21, so that it is easy to handle.
また、ノズル4aから吐出されるポリビニルアルコールは加温され液状であるが、テーブル上で所望の形状に積層された後、脈管モデルは冷媒によってすぐに固化される必要がある。固化までに時間を要すると、液状のポリビニルアルコールは重力により下方に液だれを起こすため、所望の形状とはならないからである。 The polyvinyl alcohol discharged from the nozzle 4a is heated and in a liquid state, but after being laminated in a desired shape on the table, the vascular model needs to be immediately solidified by the refrigerant. This is because, if it takes time to solidify, liquid polyvinyl alcohol causes dripping downward due to gravity, and thus does not have a desired shape.
ノズル4aより吐出されたポリビニルアルコールをテーブル上ですぐに固化するためには液状の冷媒を用いるのが好ましい。冷媒により冷却装置6a内は、一定温度に保たれている。 In order to immediately solidify the polyvinyl alcohol discharged from the nozzle 4a on the table, it is preferable to use a liquid refrigerant. The cooling device 6a is kept at a constant temperature by the refrigerant.
ノズル4aから吐出されたポリビニルアルコールがすぐに冷却固化されないと、重力によって下方に垂れるので所望の形状とすることができない。また、冷媒に対してノズル4aが近づきすぎたり、ノズルが冷媒に接するようなことがあれば、ノズル4a内でポリビニルアルコールが固化してしまい、ノズル4aから吐出することができない。そのため、ノズル4aの冷媒に対する位置関係は非常に重要であり、0.1〜2mm程度になるように厳密に制御する必要がある。 If the polyvinyl alcohol discharged from the nozzle 4a is not immediately cooled and solidified, the polyvinyl alcohol hangs down due to gravity and cannot be formed into a desired shape. If the nozzle 4a is too close to the refrigerant or the nozzle contacts the refrigerant, the polyvinyl alcohol is solidified in the nozzle 4a and cannot be discharged from the nozzle 4a. Therefore, the positional relationship of the nozzle 4a with respect to the refrigerant is very important and must be strictly controlled so as to be about 0.1 to 2 mm.
図2(B)は、冷却装置6a、及びノズル部と液化炭酸ガスの噴出口の位置関係を模式的に示している。冷却装置6aは、外層22、中間層23、内層24からなる。外層22は保温性の良い材質、例えば、発砲スチロールのような断熱材を用い、中間層23及び内層24は熱伝導性の良い金属等の材質を用いる。 FIG. 2B schematically shows the positional relationship between the cooling device 6a, the nozzle portion, and the liquefied carbon dioxide jet outlet. The cooling device 6 a includes an outer layer 22, an intermediate layer 23, and an inner layer 24. The outer layer 22 is made of a material having good heat retention, for example, a heat insulating material such as foamed polystyrene, and the intermediate layer 23 and the inner layer 24 are made of a material such as a metal having good heat conductivity.
また、ポリビニルアルコールの積層に伴って、積層造形される脈管モデル26の上面に冷媒25の液面位置がくるように調節される必要がある。積層造形された脈管モデル26がすぐに冷却固化される必要があるからである。冷媒25の液面位置の調整は、図示していない冷媒タンクから冷媒25をポンプによって冷却装置6aに供給することによって冷媒25を増やすことにより行うことができる。また、冷却装置6a内に上下に可動する位置調整部を設け、冷媒25は一定量に保ちながら、脈管モデル26の形成に伴って脈管モデル26を下方に下げていくことによって、形成中の脈管モデル26の上面と冷媒25の液面位置との関係を調整してもよい。冷媒は0〜−50℃の範囲であればよい。 Moreover, it is necessary to adjust so that the liquid level position of the refrigerant | coolant 25 may come to the upper surface of the vascular model 26 by which lamination | stacking modeling is carried out with lamination | stacking of polyvinyl alcohol. This is because the layered vascular model 26 needs to be cooled and solidified immediately. The liquid level position of the refrigerant 25 can be adjusted by increasing the refrigerant 25 by supplying the refrigerant 25 from a refrigerant tank (not shown) to the cooling device 6a by a pump. In addition, a position adjusting unit that is movable up and down is provided in the cooling device 6a, and the refrigerant 25 is being formed by lowering the vascular model 26 downward along with the formation of the vascular model 26 while maintaining a constant amount. The relationship between the upper surface of the vascular model 26 and the liquid level position of the refrigerant 25 may be adjusted. The refrigerant may be in the range of 0 to -50 ° C.
また、冷媒25の液面位置と脈管モデル26の上面の位置はセンサを用いて測定し調整することができる。また、記憶装置2aに記憶されている造形すべき脈管の形状から推算し、液面調整することも可能である。 The liquid level position of the refrigerant 25 and the position of the upper surface of the vascular model 26 can be measured and adjusted using a sensor. Moreover, it is also possible to estimate from the shape of the vessel to be modeled stored in the storage device 2a and adjust the liquid level.
また、ノズル直下で、積層された脈管モデルに液化炭酸ガスを1MPa〜30MPaで吹き付ける。脈管モデル26は、冷媒25により冷却されるとともに、液化炭酸ガスによって急速に固化される。冷媒25及び液化炭酸ガスによって急速に固化されるため、脈管モデルは所望の形状に積層することができる。 Moreover, liquefied carbon dioxide gas is sprayed at 1 MPa to 30 MPa on the laminated vascular model directly under the nozzle. The vascular model 26 is cooled by the refrigerant 25 and rapidly solidified by liquefied carbon dioxide. Since it is rapidly solidified by the refrigerant 25 and liquefied carbon dioxide, the vascular model can be laminated in a desired shape.
最後まで形成が完了した時点で脈管モデル26の冷媒25による冷却を終了し、成形された脈管モデル26を常温に戻す。常温では形成されたポリビニルアルコール製の脈管モデル26は、ヒト脈管の物理的性質に非常によく似た性質を備える。 When the formation is completed to the end, the cooling of the vascular model 26 by the refrigerant 25 is finished, and the formed vascular model 26 is returned to room temperature. A vascular model 26 made of polyvinyl alcohol formed at room temperature has properties very similar to the physical properties of human vasculature.
実際に造形した脈管モデルの例を図3に示す。本発明の脈管モデル製造装置を用いれば、複雑形状の脈管モデルも容易に作成することが可能となる。図3(A)は直径4mmの分岐している脈管モデルを製造したものである。また、図3(B)は、動脈瘤を模したものである。いずれも、実際の血管の形状をもとに製造されている。 An example of a vascular model actually formed is shown in FIG. By using the vascular model manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to easily create a vascular model having a complicated shape. FIG. 3A shows a branched vessel model having a diameter of 4 mm. FIG. 3B is a simulation of an aneurysm. Both are manufactured based on the actual blood vessel shape.
さらに、本発明の脈管モデル製造装置を用いれば、図3(C)のような中に隔壁部を設けた球形のモデルを製造することも可能である。図3(C)右は、写真で示した図3(C)左の球体モデルの透視図を示しているが、中央に隔壁を有する球体形状をしている。このように、本発明の脈管モデル製造装置を用いれば、所望の形状のモデルを製造することができる。したがって、例えば心臓モデルのような、中空隔壁を備えた複雑な形状を形成することも可能となる。 Furthermore, if the vascular model manufacturing apparatus of the present invention is used, it is also possible to manufacture a spherical model in which a partition wall is provided in FIG. 3C. The right side of FIG. 3C shows a perspective view of the spherical model of the left side of FIG. 3C shown in the photograph, and has a spherical shape with a partition wall at the center. Thus, a model having a desired shape can be manufactured by using the vascular model manufacturing apparatus of the present invention. Therefore, it is possible to form a complicated shape having a hollow partition wall, such as a heart model.
また、実際の脈管構造に、より近似したモデルとするためには、多層構造の脈管モデルにする必要がある。脈管を縫合する場合には、脈管の最も内側に位置する内膜のみを縫合するが、内膜と中膜、外膜では弾性等の物理的性質が異なる。そのため縫合練習を行うためには、脈管モデルは多層構造、少なくとも縫合を行う内膜に物理的性質を模した内層を備えた二層構造であると、縫合感がより近似したものとなる。 In addition, in order to obtain a model that more closely approximates the actual vascular structure, it is necessary to use a multi-layered vascular model. When a vessel is sutured, only the inner membrane located on the innermost side of the vessel is sutured, but physical properties such as elasticity are different between the inner membrane, the media and the outer membrane. Therefore, in order to practice stitching, if the vascular model has a multilayer structure, at least a two-layer structure having an inner layer imitating physical properties on the inner membrane to be stitched, the stitching feeling is more approximate.
図4(A)は、二層構造とするための容器及びノズル部分を模式的に示す。二層構造の脈管モデルを作成するためには、内膜用と、中膜用又は外膜用の濃度の異なるポリビニルアルコールを用意し、各々容器11b、11cに蓄える。なお、図示していないが、容器11b、11cやノズル4bは、図1と同様に加熱ヒータを設け、一定温度に保温することができる。また、ポンプ、電磁弁等、ポリビニルアルコールを射出できる構成を備えている。 FIG. 4 (A) schematically shows a container and a nozzle portion for making a two-layer structure. In order to create a two-layer vascular model, polyvinyl alcohol having different concentrations for the inner membrane and for the middle membrane or outer membrane are prepared and stored in the containers 11b and 11c, respectively. Although not shown, the containers 11b and 11c and the nozzle 4b can be kept at a constant temperature by providing a heater as in FIG. Moreover, the structure which can inject polyvinyl alcohol, such as a pump and a solenoid valve, is provided.
図4(B)は、三重管構造のノズル4bの断面形状を示している。異なる濃度のポリビニルアルコールは、図4(A)に示す接続管16b、16cによって、ノズル4bまで運ばれる。ノズルの内孔は図4(B)の断面図に示すように異なる濃度のポリビニルアルコールを別個に吐出できるような形状となっている。 FIG. 4B shows the cross-sectional shape of the nozzle 4b having a triple tube structure. Different concentrations of polyvinyl alcohol are conveyed to the nozzle 4b by connecting pipes 16b and 16c shown in FIG. As shown in the cross-sectional view of FIG. 4B, the inner hole of the nozzle has such a shape that polyvinyl alcohol having different concentrations can be discharged separately.
接続管16cは中央の管孔27に、接続管16bは外方の管孔28にそれぞれ接続し、ノズル4b内にポリビニルアルコールを充填する。各管孔27、28はそれぞれ下部でドーナツ形状に分岐し、ノズルの先端に同心円状の開口29,30を形成している。この構造により、内側の開口29からは内膜の弾性等物理的性質を模することのできる濃度のポリビニルアルコールが吐出され、外側の開口30からは中膜又は外膜の物理的性質を模するポリビニルアルコールがノズル孔から吐出される。 The connecting tube 16c is connected to the central tube hole 27, and the connecting tube 16b is connected to the outer tube hole 28, and the nozzle 4b is filled with polyvinyl alcohol. Each of the tube holes 27 and 28 is branched into a donut shape at the lower portion, and concentric openings 29 and 30 are formed at the tip of the nozzle. With this structure, polyvinyl alcohol having a concentration that can simulate physical properties such as elasticity of the inner membrane is ejected from the inner opening 29, and the physical properties of the middle film or outer membrane are simulated from the outer opening 30. Polyvinyl alcohol is discharged from the nozzle hole.
異なる濃度のポリビニルアルコールが隣接したノズル孔より吐出される構造となっており、ノズルの吐出孔の2つの孔の境は非常に細く形成されているため、2種のポリビニルアルコールは吐出されながら互いに密着して脈管形状を形成する。 The polyvinyl alcohol having different concentrations is discharged from the adjacent nozzle holes, and the boundary between the two discharge holes of the nozzle is formed so as to be very thin. Adhere closely to form a vascular shape.
この構造のノズルは一定の太さの脈管モデルを製造するためのものである。ノズル径を変えることによって、様々な径の二層構造の脈管を製造することができるため、脈管の縫合練習を行うための脈管モデルを多量に作成するのに非常に適している。 The nozzle of this structure is for manufacturing a vascular model having a constant thickness. By changing the nozzle diameter, it is possible to manufacture a two-layered vascular vessel having various diameters, which is very suitable for creating a large amount of vascular models for performing vascular suturing practice.
なお、三層構造の脈管モデルを作成する場合には3つの容器、ノズルの吐出孔が3重になるように構成すればよい。 In the case of creating a three-layered vascular model, the three container and nozzle discharge holes may be configured to be triple.
また、動脈と静脈では脈管の弾性等物理的性質が異なるため、術者に対して異なる縫合感、切開感を与える。これを再現するために、例えば、粘度平均分子量約92,000、重量平均分子量約106,000、重合度1,800のポリビニルアルコールを用い、動脈の場合には8〜20重量%、静脈の場合には8〜15重量%、リンパ管の場合は6〜13重量%で用いることにより、ヒト脈管に似た縫合感等の感触を与える脈管を製造することができる。 In addition, since the physical properties such as elasticity of the blood vessels are different between the artery and the vein, different stitching feelings and incision feelings are given to the operator. In order to reproduce this, for example, polyvinyl alcohol having a viscosity average molecular weight of about 92,000, a weight average molecular weight of about 106,000, and a polymerization degree of 1,800 is used. By using 8 to 15% by weight and 6 to 13% by weight in the case of lymphatic vessels, it is possible to produce a vascular vessel that gives a feeling such as a suturing feeling similar to a human vascular vessel.
前記ポリビニルアルコールの濃度範囲は、用いるポリビニルアルコールの平均分子量等によっても異なるが、作成した脈管モデルの弾性率を測定したり、実際に術者に評価を行ってもらい、最適な濃度範囲を求める必要がある。 The concentration range of the polyvinyl alcohol varies depending on the average molecular weight of the polyvinyl alcohol used, etc., but the elastic modulus of the created vascular model is measured, or the operator is actually evaluated to obtain the optimum concentration range. There is a need.
図5は、ポリビニルアルコール濃度と体積弾性率との関係を示した図である。疾患の有無、年齢等によって、脈管の弾性率は異なるが、測定を行ったヒト動脈の体積弾性率は70kPa程度である(図5中 ●で示す)。また。静脈は動脈に比べ、より弾性率が低く、リンパ管は、さらに弾性率が低い。図5中、網掛けで示した部分は、動脈硬化をおこしていないヒト動脈の体積弾性率の範囲を示している。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the polyvinyl alcohol concentration and the bulk modulus. Depending on the presence or absence of disease, age, etc., the elastic modulus of the vasculature varies, but the volume elastic modulus of the measured human artery is about 70 kPa (indicated by ● in FIG. 5). Also. Veins have a lower modulus of elasticity than arteries, and lymph vessels have a lower modulus of elasticity. In FIG. 5, the shaded portion indicates the range of the bulk modulus of a human artery that has not undergone arteriosclerosis.
したがって、動脈を疑似した血管の場合には、ポリビニルアルコールは濃度11〜15%程度のものを用いて作製すればよい。実際に、各濃度で作成した脈管モデルに関し、複数の医師に動脈の縫合に用いる模擬脈管として縫合練習に使用してもらい、切開感、縫合感に関して、評価を行ってもらった。結果を表1に示す。 Therefore, in the case of a blood vessel that simulates an artery, polyvinyl alcohol having a concentration of about 11 to 15% may be used. Actually, with regard to the vascular model created at each concentration, a plurality of doctors were asked to use it as a simulated vascular used for suturing an artery for suturing practice, and the incision feeling and suturing feeling were evaluated. The results are shown in Table 1.
として、評価を行った。 As an evaluation.
これらの結果から、動脈の場合には8〜20重量%で動脈血管モデルを製造することが好ましいが、動脈硬化をおこしていない血管モデルを製造する場合、10〜15重量%のポリビニルアルコールを用いて製造することにより、切開感、縫合感がヒト動脈に似ていると、医師の評価を得ることができた。 From these results, it is preferable to produce an arterial blood vessel model with 8 to 20% by weight in the case of an artery, but when producing a blood vessel model without arteriosclerosis, 10 to 15% by weight of polyvinyl alcohol is used. As a result, it was possible to obtain a doctor's evaluation that the feeling of incision and stitching resembled that of a human artery.
また、静脈の場合には8〜15重量%、より好ましくは8〜13重量%、リンパ管の場合は6〜13重量%、より好ましくは6〜11重量%の濃度で脈管モデルを製造することにより、ヒトの脈管に類似した感触のモデルを製造することができる。 In addition, a vascular model is produced at a concentration of 8 to 15% by weight for veins, more preferably 8 to 13% by weight, and 6 to 13% by weight for lymphatic vessels, more preferably 6 to 11% by weight. As a result, it is possible to manufacture a feeling model similar to that of a human blood vessel.
先に体積弾性率より求めたポリビニルアルコール濃度で作製した動脈モデルでは、切開感、縫合感ともに、近似したものであるという評価が得られた。 In the arterial model prepared with the polyvinyl alcohol concentration previously obtained from the bulk modulus, it was evaluated that both the incision feeling and the suturing feeling were approximate.
静脈モデル、リンパ管モデルについても同様にポリビニルアルコール濃度を変えて作製し、医師による評価を行い、適性な濃度範囲を定めることができる。 Similarly, a vein model and a lymph vessel model can be prepared by changing the polyvinyl alcohol concentration, evaluated by a doctor, and an appropriate concentration range can be determined.
本発明の脈管モデル製造装置を用いることによって、様々な形状の脈管モデルを作成することができる。そのため、患者の病変部の形状と同一の脈管モデルの作成を行い、予めステントグラフト挿入方法等の確認を行うことができる。 By using the vascular model manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to create vascular models of various shapes. Therefore, a vascular model having the same shape as the lesioned part of the patient can be created and the stent graft insertion method and the like can be confirmed in advance.
また、二層構造、三層構造の脈管モデルを作成することができるため、より実際の脈管に近いモデルを用いて縫合練習等を行うことが可能となる。 In addition, since a vascular model having a two-layer structure or a three-layer structure can be created, it is possible to practice stitching using a model closer to an actual vascular structure.
1、1a・・・脈管モデル製造装置、2、2a・・・記憶装置、3、3a・・・制御部、4、4a、4b・・・ノズル、11、11a、11b、11c・・・容器、5、5a・・・テーブル、17、18・・・ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a ... Vascular model manufacturing apparatus 2, 2a ... Memory | storage device 3, 3a ... Control part 4, 4a, 4b ... Nozzle 11, 11, 11a, 11b, 11c ... Container, 5, 5a ... Table, 17, 18 ... Heater
Claims (9)
取得された二次元断層データを記憶する記憶装置と、
液状のポリビニルアルコールを入れる容器と、
ポリビニルアルコールを吐出し、脈管モデルを吐出しながら造形するノズルと、
前記容器と前記ノズルとを接続する接続管と、
前記ノズルから吐出されたポリビニルアルコールにより形成される脈管モデルを保持するテーブルと、
前記テーブル上にて保持される脈管モデルを冷却する冷却装置と、
前記記憶装置に記憶されている二次元断層データに基づいて、前記ノズルと前記テーブルを相対的に移動させるノズル位置調節機構とを備え、
前記ノズルから吐出されるポリビニルアルコールを所望の形状に造形することを特徴とする脈管モデル製造装置。 An apparatus for producing a vascular model based on two-dimensional tomographic data,
A storage device for storing the acquired two-dimensional tomographic data;
A container for liquid polyvinyl alcohol;
A nozzle that discharges polyvinyl alcohol and forms a vascular model,
A connecting pipe connecting the container and the nozzle;
A table for holding a vascular model formed by polyvinyl alcohol discharged from the nozzle;
A cooling device for cooling the vascular model held on the table;
A nozzle position adjusting mechanism that relatively moves the nozzle and the table based on the two-dimensional tomographic data stored in the storage device;
An apparatus for manufacturing a vascular model, wherein the polyvinyl alcohol discharged from the nozzle is shaped into a desired shape.
前記ノズルが冷却装置に近接して設けられ、前記ノズルを加熱するヒータを備えることを特徴とする脈管モデル製造装置。 The vascular model manufacturing apparatus according to claim 1,
An apparatus for manufacturing a vascular model, wherein the nozzle is provided in proximity to a cooling device, and includes a heater for heating the nozzle.
前記冷却装置は、脈管モデルに接触させた液状冷媒が満たされ、
テーブルとノズルを相対的に移動させる移動調節機構と連動しながら、積層造形される脈管モデルの上面に冷媒の液面位置を調節する冷媒レベル調節機構を備えることを特徴とする脈管モデル製造装置。 In the vascular model manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
The cooling device is filled with a liquid refrigerant brought into contact with the vascular model,
A vascular model manufacturing system comprising a refrigerant level adjusting mechanism for adjusting a liquid level position of a refrigerant on an upper surface of a vascular model to be layered while interlocking with a movement adjusting mechanism for relatively moving a table and a nozzle. apparatus.
前記冷媒レベル調節機構は冷媒供給装置によって、冷媒を供給することによって行われることを特徴とする脈管モデル製造装置。 In the vascular model manufacturing apparatus according to claim 3,
2. The vascular model manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the refrigerant level adjusting mechanism is performed by supplying a refrigerant with a refrigerant supply device.
前記ノズルより吐出された脈管モデルは、積層後直ちに液化炭酸ガスにより冷却されることを特徴とする脈管モデル製造装置。 In the vascular model manufacturing apparatus of any one of Claims 1-4,
The vascular model manufacturing apparatus characterized in that the vascular model discharged from the nozzle is cooled by liquefied carbon dioxide immediately after lamination.
前記容器は、2又は3の異なる濃度のポリビニルアルコール溶液を蓄える容器であり、
前記ノズルは2又は3の異なる濃度のポリビニルアルコールを吐出する吐出孔を備え、
前記2又は3の異なる濃度のポリビニルアルコール溶液は前記容器からノズルの各吐出孔に各々接続するように接続管によって接続され、
前記ノズルの吐出孔が異なる濃度のポリビニルアルコール溶液を脈管モデルの断面において同心円を形成するように吐出するように配設されていることを特徴とする多層構造の脈管モデルを製造する脈管モデル製造装置。 The vascular model manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The container is a container for storing two or three different concentrations of polyvinyl alcohol solutions;
The nozzle includes discharge holes for discharging 2 or 3 different concentrations of polyvinyl alcohol,
The two or three different concentration polyvinyl alcohol solutions are connected by connecting pipes so as to be connected from the container to the discharge holes of the nozzle, respectively.
A vessel for producing a multi-layered vascular model, characterized in that the discharge holes of the nozzles are arranged to discharge polyvinyl alcohol solutions having different concentrations so as to form concentric circles in the cross section of the vascular model. Model manufacturing equipment.
前記容器は圧力装置に接続され、
ポリビニルアルコール溶液が圧出されることを特徴とする脈管モデル製造装置。 The vascular model manufacturing apparatus according to claim 1,
The container is connected to a pressure device;
An apparatus for producing a vascular model, wherein a polyvinyl alcohol solution is extruded.
脈管の物理的性質に基づいて選択された濃度のポリビニルアルコール溶液を容器に蓄え、
前記容器に接続管によって接続されたノズルから、記憶媒体に記憶された二次元断層データに基づいて、脈管モデルを保持するテーブルと前記ノズルの相対位置を調節することによって、所望の形状にポリビニルアルコールを吐出造形することを特徴とする脈管モデルの製造方法。 A method for manufacturing a vascular model,
Store in a container a polyvinyl alcohol solution of a concentration selected based on the physical properties of the vessel,
By adjusting the relative position between the nozzle holding the vascular model and the nozzle based on the two-dimensional tomographic data stored in the storage medium from the nozzle connected to the container by the connection pipe, the polyvinyl chloride is formed into a desired shape. A method of manufacturing a vascular model, characterized by discharging and molding alcohol.
疑似する脈管の物理的性質によって、動脈は8〜20重量%、静脈は8〜15重量%、リンパ管は6〜13重量%の濃度範囲でポリビニルアルコール濃度を選択することを特徴とする脈管モデル。 A vascular model manufactured by the method for manufacturing a vascular model according to claim 8,
Depending on the physical properties of the simulated vessel, the artery is selected with a concentration range of 8-20% by weight for the arteries, 8-15% by weight for the veins, and 6-13% by weight for the lymph vessels. Tube model.
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