図面 (/)

技術 手術シミュレータ

出願人 豊田合成株式会社
発明者 松田大輔島田雅俊
出願日 2019年10月24日 (1年8ヶ月経過) 出願番号 2019-193186
公開日 2021年4月30日 (2ヶ月経過) 公開番号 2021-067822
状態 未査定
技術分野 特殊な電動機、発電機 教示用装置 電気的に作動する教習具
主要キーワード 各金属プレート 導電性フィラー材料 導電エラストマー 通電態様 誘電エラストマー 平面視略正方形 各枠部材 平面視正方形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2021年4月30日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

印加電圧に対する柔軟膜の変形量を大きくすること。

解決手段

手術シミュレータは、誘電エラストマーからなる誘電層と、導電エラストマーからなり、誘電層を挟む電極層25とを有する誘電エラストマーアクチュエータである柔軟膜21を有し、柔軟膜21の操作者に対向する外面にて模擬臓器40を支持する本体部20と、電極層25間に電圧印加する電源部とを備える。柔軟膜21の操作者に対向する外面が電極層25により構成されており、電極層25がグラウンド電位とされている。

概要

背景

特許文献1には、心臓を対象とした手術訓練に用いられる手術訓練装置が開示されている。上記手術訓練装置は、心臓を模擬した模擬体を、当該心臓の伸縮動作を模擬した態様にて動作させる駆動装置と、駆動装置の駆動態様を制御する制御装置とを備えている。駆動装置は、誘電エラストマーアクチュエータである柔軟膜を有している。この柔軟膜は、誘電エラストマーからなる誘電層と、導電エラストマーからなり、誘電層を挟む電極層と、各電極層をその厚さ方向の両側から挟む絶縁層とを有している。

こうした手術訓練装置においては、電極層間電圧印加することに伴って柔軟膜がその面に直交する方向に変位することを利用して心臓の伸縮動作を模擬した態様にて模擬体を動作させる。

概要

印加電圧に対する柔軟膜の変形量を大きくすること。手術シミュレータは、誘電エラストマーからなる誘電層と、導電エラストマーからなり、誘電層を挟む電極層25とを有する誘電エラストマーアクチュエータである柔軟膜21を有し、柔軟膜21の操作者に対向する外面にて模擬臓器40を支持する本体部20と、電極層25間に電圧を印加する電源部とを備える。柔軟膜21の操作者に対向する外面が電極層25により構成されており、電極層25がグラウンド電位とされている。

目的

特開2019−86759号公報






ところで、こうした手術シミュレータにおいては、電圧の印加に対する柔軟膜の変形量を大きくすることが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

誘電エラストマーからなる誘電層と、導電エラストマーからなり、前記誘電層を挟む電極層とを有する誘電エラストマーアクチュエータである柔軟膜を有し、前記柔軟膜の少なくとも操作者に対向する外面にて模擬臓器を支持する本体部と、前記電極層間電圧印加する電源部と、を備える手術シミュレータにおいて、前記柔軟膜の操作者に対向する外面が前記電極層により構成されており、当該電極層がグラウンド電位とされている、手術シミュレータ。

請求項2

前記柔軟膜の操作者に対向する外面とは反対側の外面が前記電極層により構成されている、請求項1に記載の手術シミュレータ。

請求項3

前記本体部が載置される載置面を有するケースを備え、前記本体部は、前記柔軟膜の厚さ方向において反転された姿勢にて前記載置面に載置可能な形状を有している、請求項2に記載の手術シミュレータ。

請求項4

前記本体部は、前記電極層の一方及び他方にそれぞれ電気的に接続される一対の本体部接点を有しており、前記ケースは、前記本体部が前記載置面に載置されることで前記一対の本体部接点にそれぞれ接する一対のケース接点を有しており、前記一対の本体部接点の一方及び他方は、前記本体部を反転させる軸線に関して対称な位置に設けられている、請求項3に記載の手術シミュレータ。

請求項5

前記模擬臓器は、前記柔軟膜の両外面に支持されている、請求項3または請求項4に記載の手術シミュレータ。

技術分野

0001

本発明は、手術シミュレータに関する。

背景技術

0002

特許文献1には、心臓を対象とした手術訓練に用いられる手術訓練装置が開示されている。上記手術訓練装置は、心臓を模擬した模擬体を、当該心臓の伸縮動作を模擬した態様にて動作させる駆動装置と、駆動装置の駆動態様を制御する制御装置とを備えている。駆動装置は、誘電エラストマーアクチュエータである柔軟膜を有している。この柔軟膜は、誘電エラストマーからなる誘電層と、導電エラストマーからなり、誘電層を挟む電極層と、各電極層をその厚さ方向の両側から挟む絶縁層とを有している。

0003

こうした手術訓練装置においては、電極層間電圧印加することに伴って柔軟膜がその面に直交する方向に変位することを利用して心臓の伸縮動作を模擬した態様にて模擬体を動作させる。

先行技術

0004

特開2019−86759号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、こうした手術シミュレータにおいては、電圧の印加に対する柔軟膜の変形量を大きくすることが望まれている。しかしながら、特許文献1に記載の装置においては、各電極層がその厚さ方向の両側から絶縁層により挟まれているため、柔軟膜の変形が絶縁層によって制限されている。

0006

本発明の目的は、印加電圧に対する柔軟膜の変形量を大きくすることのできる手術シミュレータを提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するための手術シミュレータは、誘電エラストマーからなる誘電層と、導電エラストマーからなり、前記誘電層を挟む電極層とを有する誘電エラストマーアクチュエータである柔軟膜を有し、前記柔軟膜の少なくとも操作者に対向する外面にて模擬臓器を支持する本体部と、前記電極層間に電圧を印加する電源部と、を備える。前記柔軟膜の操作者に対向する外面が前記電極層により構成されており、当該電極層がグラウンド電位とされている。

0008

同構成によれば、柔軟膜の操作者に対向する外面が絶縁層により構成されていないため、絶縁層によって柔軟膜の変形が制限されることを抑制できる。ここで、柔軟膜の操作者に対向する外面を構成する電極層がグラウンド電位とされているため、操作者が万一、上記電極層に触れたとしても感電することはない。したがって、印加電圧に対する柔軟膜の変形量を大きくすることができる。

0009

上記手術シミュレータにおいて、前記柔軟膜の操作者に対向する外面とは反対側の外面が前記電極層により構成されていることが好ましい。
同構成によれば、柔軟膜の両外面が電極層により構成されており、両外面が絶縁層により構成されていない。このため、絶縁層によって柔軟膜の変形が制限されない。したがって、印加電圧に対する柔軟膜の変形量を一層大きくすることができる。

0010

上記手術シミュレータにおいて、前記本体部が載置される載置面を有するケースを備え、前記本体部は、前記柔軟膜の厚さ方向において反転された姿勢にて前記載置面に載置可能な形状を有していることが好ましい。

0011

同構成によれば、本体部の表裏がないため、柔軟膜のいずれの外面に対しても模擬臓器を支持させることができる。したがって、本体部、ひいては手術シミュレータの取り扱いが容易となる。

0012

上記手術シミュレータにおいて、前記本体部は、前記電極層の一方及び他方にそれぞれ電気的に接続される一対の本体部接点を有しており、前記ケースは、前記本体部が前記載置面に載置されることで前記一対の本体部接点にそれぞれ接する一対のケース接点を有しており、前記一対の本体部接点の一方及び他方は、前記本体部を反転させる軸線に関して対称な位置に設けられていることが好ましい。

0013

同構成によれば、ケースの載置面に本体部を載置することで、一対の本体部接点が一対のケース接点にそれぞれ接する。このため、ケースに対して本体部を取り付ける作業や本体部を交換する作業を容易に行うことができる。

0014

上記手術シミュレータにおいて、前記模擬臓器は、前記柔軟膜の両外面に支持されていることが好ましい。
同構成によれば、例えば柔軟膜の一方の外面と他方の外面とで模擬臓器の形状などを異ならせることができる。このため、1つの本体部でより多くの手術シミュレーションを行うことが可能となる。

発明の効果

0015

本発明によれば、印加電圧に対する柔軟膜の変形量を大きくすることができる。

図面の簡単な説明

0016

手術シミュレータの一実施形態の分解斜視図。
同実施形態の手術シミュレータのカバーが取り外された状態の平面図。
同実施形態の本体部の斜視図。
同実施形態の本体部の分解斜視図。
同実施形態の本体部の分解斜視図。
同実施形態の本体部の平面図。
図2の7−7線断面図。
図7の一部の拡大断面図。
同実施形態の手術シミュレータの電気的構成を示すブロック図。

実施例

0017

以下、図1図9を参照して、一実施形態について説明する。本実施形態の手術シミュレータは、心臓血管吻合手術、より詳しくは、拍動下での冠動脈バイパス手術の訓練に用いられるものである。

0018

図1に示すように、手術シミュレータは、誘電エラストマーアクチュエータである柔軟膜21を有し、柔軟膜21の操作者に対向する外面にて模擬臓器40を支持する本体部20と、本体部20が載置される載置面11dを有するケース10と、ケース10に対して着脱可能に設けられ、本体部20を覆うカバー50とを備えている。

0019

次に、手術シミュレータの各構成について詳細に説明する。
<本体部20>
図4に示すように、柔軟膜21は、平面視正方形状をなしている。柔軟膜21には、柔軟膜21の面方向において並んで配置され、柔軟膜21を駆動させる第1駆動部22及び第2駆動部23が設けられている。

0020

図4及び図6に示すように、第1駆動部22は、柔軟膜21の縁に沿って延在する略U字状の外周縁部22aと、外周縁部22aの両端P1,P2間を結ぶとともに直線状に延在する対向縁部22bとを有している。

0021

第2駆動部23は、柔軟膜21の縁に沿って延在する略U字状の外周縁部23aと、外周縁部23aの両端P3,P4間を結ぶとともに直線状に延在する対向縁部23bとを有している。

0022

第1駆動部22及び第2駆動部23の対向縁部22b,23b同士は、間隔をおいて対向している。
図5に示すように、第1駆動部22及び第2駆動部23はそれぞれ、誘電層24と、誘電層24を挟む一対の電極層としての第1電極層25及び第2電極層26とを備えている。第1駆動部22及び第2駆動部23は、誘電層24を共有している。各第1電極層25は、同一面上に位置している。各第2電極層26は、同一面上に位置している。

0023

本実施形態では、柔軟膜21の操作者に対向する外面が、第1電極層25により形成されている。また、柔軟膜21の操作者に対向する外面とは反対側の外面が、第2電極層26により形成されている。

0024

誘電層24は、架橋されたポリロタキサンを含有する誘電エラストマーにより形成されている。具体的には、誘電エラストマーは、直鎖状分子としてのポリエチレングリコールと、環状分子としてのシクロデキストリンと、封鎖基としてのアダマンタンアミンとからなる。誘電層24の厚さは、例えば、1〜1000μmである。

0025

電極層25,26は、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーにより形成されている。上記絶縁性高分子としては、ポリロタキサンが用いられている。また、上記導電性フィラーとしては、ケッチェンブラック登録商標)が用いられている。電極層25,26の厚さは、例えば、0.1〜1000μmである。

0026

図5及び図6に示すように、第1駆動部22の第1電極層25には、柔軟膜21の第1角部21a側に突出する接点25a1が設けられている。
第1駆動部22の第2電極層26には、柔軟膜21の第2角部21b側に突出する接点26a1が設けられている。

0027

第2駆動部23の第1電極層25には、柔軟膜21の第3角部21c側に突出する接点25a2が設けられている。
第2駆動部23の第2電極層26には、柔軟膜21の第4角部21d側に突出する接点26a2が設けられている。

0028

なお、柔軟膜21において、第1角部21aと第3角部21cとが対角に位置し、第2角部21bとの第4角部21dとが対角に位置している。
図3図5に示すように、本体部20は、柔軟膜21を支持する枠体30を備えている。

0029

枠体30は、柔軟膜21を厚さ方向の両側から挟む態様にて柔軟膜21の周縁部を支持する枠部材31A及び枠部材31Bを備えている。枠部材31A及び枠部材31Bは、平面視正方形板状をなしており、平面視角正方形状の中心孔31aを有している。枠部材31A及び枠部材31Bは、いずれも硬質樹脂製である。

0030

枠部材31A及び枠部材31Bの一辺の外側面には、位置決め凸部32が設けられている。
中心孔31aの内側には、柔軟膜21の第1駆動部22、及び第2駆動部23が位置している。

0031

枠部材31A及び枠部材31Bは、柔軟膜21の両主面の周縁部に対してそれぞれ両面テープ27を介して固定されている。
図3図6に示すように、枠部材31Aには、第1駆動部22の接点25a1に電気的に接続される接続部29及び接続部29に電気的に接続される本体部接点28Aが設けられている。

0032

図4図6に示すように、枠部材31Bには、第1駆動部22の接点26a1に電気的に接続される接続部29及び接続部29に電気的に接続される本体部接点28Bが設けられている。

0033

枠部材31Aには、第2駆動部23の接点25a2に電気的に接続される接続部29及び接続部29に電気的に接続される本体部接点28Aが設けられている。
枠部材31Bには、第2駆動部23の接点26a2に電気的に接続される接続部29及び接続部29に電気的に接続される本体部接点28Bが設けられている。

0034

各接続部29は、中心孔31aに沿う略三角形板状をなしている。接続部29は、枠部材31A,枠部材31Bにおける柔軟膜21に対向する内面に固定されており、接点25a1,25a2,26a1,26a2をそれぞれ覆っている。接続部29は、銅などの導電性金属材料により成形されている。

0035

図6図8に示すように、本体部接点28Aは、枠部材31Aを厚さ方向に貫通する貫通部28aと、貫通部28aから枠部材31Aの外側面まで延出される延出部28bと、延出部28bの延出方向における貫通部28aとは反対側において折り返されて枠部材31Aの外側面を覆う接点部28cとを有している。

0036

同様に、本体部接点28Bは、枠部材31Bを厚さ方向に貫通する貫通部28aと、貫通部28aから枠部材31Bの外側面まで延出される延出部28bと、延出部28bの延出方向における貫通部28aとは反対側において屈曲されて枠部材31Bの外側面を覆う接点部28cとを有している。

0037

本体部接点28A,28Bの貫通部28aは、接続部29に固定されている。
本体部接点28A,28Bを構成する貫通部28a、延出部28b、接点部28cは、銅などの導電性金属材料により一体成形されている。

0038

枠体30の両外面には、延出部28bを覆う絶縁層33が設けられている。
各本体部接点28A,28Bの接点部28cは、枠体30の外部に露出している。
本体部20は、柔軟膜21の厚さ方向において反転された姿勢にてケース10の載置面11dに載置可能な形状を有している。すなわち、図3に示すように、本体部20は、第1駆動部22と第2駆動部23との間を通って延在する軸線Cに関して対称な形状を有している。したがって、第1駆動部22の本体部接点28Aと、第2駆動部23の本体部接点28Bとは、上記軸線Cに関して対称な位置に設けられている。また、第1駆動部22の本体部接点28Bと、第2駆動部23の本体部接点28Aとは、上記軸線Cに関して対称な位置に設けられている。

0039

ここで、第1駆動部22の本体部接点28Aと、第2駆動部23の本体部接点28Bとにより、本発明に係る一対の本体部接点が構成されている。また、第1駆動部22の本体部接点28Bと、第2駆動部23の本体部接点28Aとにより、本発明に係る一対の本体部接点が構成されている。したがって、一対の本体部接点28A,28Bの一方及び他方は、本体部20を反転させる軸線Cに関して対称な位置に設けられている。

0040

<模擬臓器40>
図1図3に示すように、柔軟膜21の上面、すなわち操作者に対向する外面の中心部には、生体組織の一部を模擬した模擬臓器40が支持されている。本実施形態においては、冠動脈表出する心臓表面の一部分を模擬した模擬臓器40を用いている。模擬臓器40は、枠部材31Aの中心孔31aよりも小さい平面視円形状の柔軟なシート状の模擬心筋41と、模擬心筋41の中央部から外方に向かって部分的に突出する円筒状の複数の模擬血管42とを有している。模擬臓器40は、シリコーンエラストマー等の弾性部材により一体成形されている。

0041

模擬臓器40は、模擬心筋41全体が、互いに隣り合う第1駆動部22及び第2駆動部23に跨る態様にて柔軟膜21に重ねられた状態で、柔軟膜21の誘電層24及び第1電極層25に接着剤により固定されることにより柔軟膜21に支持されている。

0042

本実施形態では、3本の模擬血管42が各駆動部22,23の対向縁部22b,23bに沿うように、互いに間隔をおいて平行に設けられている。
なお、模擬心筋41の厚さは、0.5〜5mmが好ましい。本実施形態の模擬心筋41の厚さは、1mmである。

0043

ここで、柔軟膜21としては、柔軟膜21における模擬臓器40が配置される直径20mmの領域内に対して10gの荷重を加えた場合に、当該領域の下方への変位量が1〜100mmとなる弾性特性を有することが好ましい。本実施形態の柔軟膜21は、当該領域の下方への変位量が約10mmとなる弾性特性を有している。

0044

<ケース10>
図1及び図2に示すように、ケース10は、平面視略楕円板状のケース本体10aを備えている。ケース本体10aは、上方に向かって開口するとともに本体部20を収容する収容部11を有している。

0045

収容部11には、本体部20が載置される平面視略正方形枠状の載置面11dが設けられている。収容部11は、本体部20の互いに平行な一対の外側面20aに対向する第1内側面11aと、本体部20の互いに平行な一対の外側面20bに対向する第2内側面11bとを有している。

0046

なお、以降において、ケース本体10aの外形である楕円長軸方向(図2の左右方向)を単に長軸方向Xとし、ケース本体10aの楕円の短軸方向(図2の上下方向)を単に短軸方向Yとして説明する。

0047

第1内側面11aは、短軸方向Yに沿って延在している。
第2内側面11bは、長軸方向Xに沿って延在している。
第1内側面11aには、一対の本体部接点28Aにそれぞれ接する一対のケース接点13Aが設けられている。第1内側面11aには、一対の本体部接点28Bにそれぞれ接する一対のケース接点13Bが設けられている。

0048

ケース接点13Aは、ケース接点13Bよりも上方に設けられている(図1参照)。
ケース接点13A,13Bは、銅などの導電性金属材料により成形されている。
第2内側面11bには、本体部20の位置決め凸部32が挿入される位置決め凹部11cが形成されている。

0049

ケース本体10aには、上方に向かって開口する都合4つの磁石収容穴12aが設けられている。より詳しくは、長軸方向Xにおける第1内側面11aよりも外側に、2つの磁石収容穴12aが短軸方向Yに互いに間隔をおいてそれぞれ設けられている。各磁石収容穴12a内には、磁石12が固定されている。

0050

ケース本体10aには、上方に向かって開口する2つのばね収容穴14aが設けられている。より詳しくは、長軸方向Xにおける第1内側面11aよりも外側に、2つの磁石収容穴12aが短軸方向Yに互いに間隔をおいて設けられている。各ばね収容穴14aには、ばね14A,14Bが収容されている。ばね14A,14Bは、鉄などの導電性金属材料により形成されている。ケース10からカバー50が取り外されている状態においては、各ばね14A,14Bの上端部がばね収容穴14aよりも上方に突出している。

0051

図1に示すように、ケース本体10aの載置面11dの内周側には、載置面11dよりも一段低い底面10bが設けられている。底面10bの中央部には、ケース本体10aを厚さ方向に貫通する円孔10cが開口している。円孔10cは、平面視において模擬臓器40と同心円をなすとともに模擬臓器40の直径よりも大きい直径を有している。

0052

ケース本体10aの底面10bと柔軟膜21との間に形成される空間及び円孔10cによって、柔軟膜21の上下方向の変位が許容されている。
図1及び図2に示すように、ケース10の載置面11dに本体部20が載置されることで、各本体部接点28Aが各ケース接点13Aに接するとともに、各本体部接点28Bが各ケース接点13Bに接する。

0053

<カバー50>
図1に示すように、カバー50は、ケース本体10aよりも僅かに小さい平面視略楕円板状のカバー本体51を有している。カバー本体51の中央部には、カバー本体51を厚さ方向に貫通する円孔51aが形成されている。本実施形態のカバー本体51は、アルミニウムにより形成されている。

0054

カバー本体51の下面には、ケース10の4つの磁石12に磁気吸着される一対の金属プレート52が取り付けられている。金属プレート52は、鉄などの導電性金属材料により形成されている。一対の金属プレート52は、平面視長方形板状であり、長軸方向Xにおいて円孔51aを挟むとともに、金属プレート52の長手方向が短軸方向Yに沿うようにして設けられている。なお、本実施形態では、各金属プレート52が両面テープによりカバー本体51に固定されている。

0055

<電源部60>
図9に示すように、手術シミュレータは、第1駆動部22及び第2駆動部23の電極層25,26間に電圧を印加する電源部60を備えている。

0056

各ケース接点13Bには、各駆動部22,23の駆動態様を制御する駆動制御部61が電気的に接続されている。各ケース接点13Aは、グラウンド電位とされている。駆動制御部61には、電極層25,26間に電圧を印加するための電源62がスイッチ63を介して電気的に接続されている。駆動制御部61には、入力部66が電気的に接続されている。

0057

駆動制御部61は、入力部66からの入力信号に基づいて、第1駆動部22及び第2駆動部23の電極層25,26間に電源62から所定範囲(例えば、100〜1500V)の直流電圧を印加する際の印加態様を制御する。具体的には、駆動制御部61は、印加電圧を0〜5Hzの周波数の範囲内で可変設定することにより、第1駆動部22及び第2駆動部23を0〜300BPM(Beats Per Minute)の範囲内で駆動する。

0058

各ケース接点13Bに接する各本体部接点28Bは、高電位とされる一方、各ケース接点13Aに接する各本体部接点28Aは、グラウンド電位とされる。
スイッチ63には、抵抗64を介して電源65が電気的に接続されている。

0059

ばね14Bは、抵抗64とスイッチ63とを接続する電線L1に電気的に接続されている。ばね14Aは、グラウンド電位とされている。
ケース10からカバー50が取り外されている状態においては、スイッチ63の電圧Vswは、電源65の電圧Vddとなる。これにより、スイッチ63が開成され、電源62から本体部20への電力供給禁止される。

0060

一方、ケース10に対してカバー50が取り付けられている状態においては、ばね14A,14Bがカバー50の一方の金属プレート52に接する(図7参照)。このとき、ばね14A,14B同士が金属プレート52を介して電気的に接続されるため、スイッチ63の電圧Vswは、グラウンド電位となる。これにより、スイッチ63が閉成され、電源62から本体部20へ電力が供給される。

0061

次に、本実施形態の作用について説明する。
手術シミュレータを用いた冠動脈バイパス手術の訓練に際しては、駆動制御部61により第1駆動部22及び第2駆動部23への通電態様が制御されることで、第1駆動部22及び第2駆動部23の駆動態様が制御され、柔軟膜21及び模擬臓器40の動作が制御される。

0062

すなわち、第1駆動部22の第1電極層25と第2電極層26との間に直流電圧が印加されると、第1駆動部22の内部においてプラス電荷マイナスの電荷とが近づこうとする力によって、誘電層24が厚さ方向に圧縮されて誘電層24の面に沿った方向に伸張する。そして、第1駆動部22の弾性力が低下することで自重により第1駆動部22の中央部が下方に向けて変位するようになる。

0063

その後、第1駆動部22への電圧の印加が停止されると、誘電層24の厚さが復元されることで第1駆動部22の弾性力が回復し、第1駆動部22が上方に向けて変位することとなる。

0064

第2駆動部23に電圧を印加した場合、及び電圧の印加を停止した場合も第1駆動部22と同様に変位する。本実施形態では、第1駆動部22及び第2駆動部23に対して電圧を印加する位相を互いに異ならせるようにしている。このようにして、柔軟膜21の第1駆動部22及び第2駆動部23が交互に上下動することで、第1駆動部22及び第2駆動部23に跨る態様にて柔軟膜21に固定された模擬臓器40が心臓の伸縮動作を模擬した態様にて動作するようになる。

0065

以上説明した本実施形態に係る手術シミュレータによれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
(1)柔軟膜21の操作者に対向する外面が第1電極層25により構成されており、第1電極層25がグラウンド電位とされている。

0066

こうした構成によれば、柔軟膜21の操作者に対向する外面が絶縁層により構成されていないため、当該絶縁層によって柔軟膜21の変形が制限されることを抑制できる。ここで、柔軟膜21の操作者に対向する外面を構成する第1電極層25がグラウンド電位とされているため、操作者が万一、第1電極層25に触れたとしても感電することはない。したがって、印加電圧に対する柔軟膜の変形量を大きくすることができる。

0067

(2)柔軟膜21の操作者に対向する外面とは反対側の外面が第2電極層26により構成されている。
こうした構成によれば、柔軟膜21の両外面が電極層25,26により構成されており、両外面が絶縁層により構成されていない。このため、絶縁層によって柔軟膜21の変形が制限されない。したがって、印加電圧に対する柔軟膜21の変形量を一層大きくすることができる。

0068

(3)本体部20は、柔軟膜21の厚さ方向において反転された姿勢にてケース10の載置面11dに載置可能な形状を有している。
こうした構成によれば、本体部20の表裏がないため、柔軟膜21のいずれの外面に対しても模擬臓器40を支持させることができる。したがって、本体部20、ひいては手術シミュレータの取り扱いが容易となる。

0069

(4)ケース10は、載置面11dに本体部20が載置されることで一対の本体部接点28A,28Bにそれぞれ接する一対のケース接点13A,13Bを有している。一対の本体部接点28A,28Bの一方及び他方は、本体部20を反転させる軸線Cに関して対称な位置に設けられている。

0070

こうした構成によれば、ケース10の載置面11dに本体部20を載置することで、一対の本体部接点28A,28Bが一対のケース接点13A,13Bにそれぞれ接する。このため、ケース10に対して本体部20を取り付ける作業や本体部20を交換する作業を容易に行うことができる。

0071

(5)電源部60は、ケース10からカバー50が取り外されているときには、電力供給を禁止する。
こうした構成によれば、本体部20を覆うカバー50がケース10に対して着脱可能に設けられている。このため、操作者が本体部接点28A,28Bやケース接点13A,13Bに触れることを抑制できる。

0072

ここで、ケース10に対して本体部20を取り付ける作業や本体部20を交換する作業を行う際に、電源62からケース接点13Bに対して電力供給が行われていると、作業者が万一、ケース接点13Bや本体部接点28Bに触れることで感電するおそれがある。そのため、感電防止のための手袋を付ける必要が生じるなど作業が煩雑になりやすい。

0073

この点、上記構成によれば、上記作業に先立ち、ケース10からカバー50が取り外される。そして、ケース10からカバー50が取り外されているときには、電力供給が禁止される。このため、作業者が万一、ケース接点13Bや本体部接点28Bに触れたとしても感電することはない。したがって、上記作業を一層容易に行うことができる。

0074

(6)本体部接点28A,28Bは、貫通部28a、延出部28b、及び接点部28cを有している。
こうした構成によれば、各枠部材31A,31Bにおける柔軟膜21に対向する内面には、本体部接点28A,28Bによる段差が生じにくい。このため、各枠部材31A,31Bと柔軟膜21とを両面テープ27により固定する際の密着性を高めることができる。

0075

(7)ケース10には、カバー50を磁気吸着する磁石12が設けられている。
こうした構成によれば、ケース10に対してカバー50を隙間無く安定して取り付けることができる。

0076

<変形例>
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

0077

・模擬臓器40を柔軟膜21に対して、両面テープなどの粘着材を介して剥離可能に貼り付けるようにしてもよい。
・誘電層24を構成する誘電エラストマーはポリロタキサンに限定されるものではなく、シリコーンエラストマーやアクリルエラストマーウレタンエラストマー等の他の誘電エラストマーであってもよい。

0078

・電極層25,26を構成する導電エラストマーに含まれる絶縁性高分子はポリロタキサンに限定されるものではなく、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー等の他の絶縁性高分子であってもよい。また、これら絶縁性高分子のうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。

0079

・電極層25,26を構成する導電エラストマーに含まれる導電性フィラーはケッチェンブラックに限定されるものではなく、その他のカーボンブラックや、カーボンナノチューブ、銅や銀等の金属粒子であってもよい。また、これら導電性フィラーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。また、これら導電性フィラー材料自身からなる層であってもよい。

0080

・上記実施形態では、第1駆動部22及び第2駆動部23の2つの駆動部を備える柔軟膜21について例示したが、柔軟膜21は3つ以上の駆動部を備えるものであってもよいし、1つの駆動部を備えるものであってもよい。

0081

・手術シミュレータは、拍動下での冠動脈バイパス手術の訓練に用いられるものに限定されない。例えば、カテーテル手術等の心臓以外の伸縮動作する生体組織を対象とした手術の訓練に用いてもよい。

0082

・模擬臓器40に設けられる模擬血管42の配置は特に限定されるものではなく、訓練内容等に応じて適宜変更できる。例えば、第1駆動部22及び第2駆動部23に跨るように模擬血管42を配置してもよい。

0083

・模擬心筋41と模擬血管42とを各別に形成した後に、模擬心筋41に対して模擬血管42を接着するなどして固定してもよい。
・模擬血管42の数は1本や2本、4本以上であってもよい。

0084

・ケース10からカバー50が取り外されているときに、電源62からの電力供給を禁止しないようにすることもできる。
・カバー50を省略することもできる。

0085

・模擬臓器40が柔軟膜21の両外面に支持されているものであってもよい。この場合、例えば柔軟膜21の一方の外面と他方の外面とで模擬臓器40の形状などを異ならせることができる。このため、1つの本体部20で、より多くの手術シミュレーションを行うことが可能となる。

0086

・本体部20は、反転された姿勢にて載置面11dに載置できない形状であってもよい。
・柔軟膜21の操作者に対向する外面とは反対側の外面が絶縁層によって構成されているものであってもよい。

0087

10…ケース、10a…ケース本体、10b…底面、10c…円孔、11…収容部、11a…第1内側面、11b…第2内側面、11c…位置決め凹部、11d…載置面、12…磁石、12a…磁石収容穴、13A,13B…ケース接点、14A,14B…ばね、14a…ばね収容穴、20…本体部、20a…外側面、20b…外側面、21…柔軟膜、21a…第1角部、21b…第2角部、21c…第3角部、21d…第4角部、22…第1駆動部、22a…外周縁部、22b…対向縁部、23…第2駆動部、23a…外周縁部、23b…対向縁部、24…誘電層、25…第1電極層、25a1…接点、25a2…接点、26…第2電極層、26a1…接点、26a2…接点、27…両面テープ、28A,28B…本体部接点、28a…貫通部、28b…延出部、28c…接点部、30…枠体、31A,31B…枠部材、31a…中心孔、32…位置決め凸部、33…絶縁層、40…模擬臓器、41…模擬心筋、42…模擬血管、50…カバー、51…カバー本体、51a…円孔、52…金属プレート、60…電源部、61…駆動制御部、62…電源、63…スイッチ、64…抵抗、65…電源、66…入力部。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ