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公開番号2025033588
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139390
出願日2023-08-29
発明の名称血管モデルの観察装置及びその方法
出願人ファイン・バイオメディカル有限会社
代理人個人,個人
主分類G09B 23/28 20060101AFI20250306BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】エックス線を用いずに、血管モデル内に挿入されたカテーテルの透視像と血管モデル自体を同時に観察できる観察装置を提供する。
【解決手段】血管モデル5内部には該血管モデル5の構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質が配置され、カテーテル1はシース2と該シース2に挿入されるワイヤ3類とを備え、ワイヤ3類は本体部とマーカ部とを有し、ワイヤ3類の本体部は第1蛍光特性を有し、マーカ部は第2蛍光特性を有し、第1近赤外線を放出する第1光源20、第1蛍光特性若しくは第2蛍光特性の何れか一方を活性化する蛍光化光源30、第1近赤外線と本体部若しくはマーカ部からの蛍光を受光可能な第1受光部111と、該第1受光部111が撮影した第1近赤外線と蛍光に基づき第1画像を生成する第1画像生成部121と、該第1画像を表示するディスプレイ17を備えた観察装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
カテーテルが挿入された血管モデルを観察対象とする観察装置であって、前記血管モデル内部には該血管モデルの構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質が配置され、前記カテーテルはシースと該シースに挿入されるワイヤ類とを備え、前記ワイヤ類は本体部とマーカ部とを有し、
前記ワイヤ類の前記本体部は第１蛍光特性を有し、前記マーカ部は第２蛍光特性を有し、
第１近赤外線を放出する第１光源、
前記第１蛍光特性若しくは前記第２蛍光特性の何れか一方を活性化する蛍光化光源、
前記第１近赤外線及び／又は前記本体部若しくは前記マーカ部からの蛍光を受光可能な受光部と、
該受光部が撮影した前記第１近赤外線と蛍光に基づき第１画像を生成する第１画像生成部と、該第１画像を表示するディスプレイを備えた観察装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は血管モデルと該血管モデルへ挿入されたカテーテルを観察する装置および方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
血管内へ挿入されるカテーテルの評価や、血管内手術の技術トレーニングや技術評価において、血管モデルの形状（以下、「血管形状」という）と該血管モデルへ挿入されたカテーテルの状態を観察する必要がある。
血管形状と血管モデルに挿入されたカテーテルの状態を観察するため、目視による直接観察が行われるほかに、可視光カメラやエックス線投影装置を用いることが多い。
血管モデルを透明な材料で形成し、該血管モデルの内腔部（以下、「内腔領域」という）を色素等で着色した液体で満たすことで、血管形状と血管モデルへ挿入したカテーテルを目視、若しくは可視光カメラで観察する方法は簡便である。しかしこの場合には、カテーテルを透視できず、カテーテルを構成するガイドワイヤ等の位置や状態を確認できないことから血管内手術の再現性が低い。エックス線を利用すればこの問題は解決されるが、被爆や管理の面からその利用は容易でない。
【０００３】
一般的にカテーテルは細筒状のシースへワイヤ類（バルーン、コイル、ステント等の治療機能を備えるもの、薬剤（造影剤や血栓溶解剤等の液体）及び他のシース）を挿入した多層構造であり、可視光を使った観察では、シース内部に多層的に挿入されたワイヤ類の先端位置やその状態の検出ができない。
カテーテルを用いた実際の治療では、シース内におけるワイヤ類の先端位置やその状態の情報が必要である。また実用カテーテルでは、シースやワイヤ類の特定位置を明示するために、その先端や中間部分などにエックス線を透過させない材料（エックス線不透過マーカー）が付設されており、治療時に用いられるエックス線投影装置において、それぞれの相対的な位置の確認が可能になっている。
【０００４】
エックス線の被爆を避けつつ、シース内におけるワイヤ類の先端位置やその状態を観察できるようにするため、蛍光観察技術と画像処理技術とを組み合わせた観察方法が提案されている（非特許文献１）。
また、血管モデルとカテーテルとの潤滑性を確保する潤滑液が特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５９９２０３１号公報
【非特許文献】
【０００６】
深作和明ら “いつでもどこでも血管内治療トレーニングが可能に－医師がＸ線被爆しない血管内治療シミュレーションを開発－”、［online］、２０２２年２月１９日、第５１回日本神経放射線学会https://www.u-ryukyu.ac.jp/news/32074/
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１で紹介した観察方法によれば、可視化したい部分に蛍光材料を付設することとなる。その結果、２つの領域の識別しての透過観察が可能となる。例えば、ワイヤ類において本体部とマーカ部の識別を可能にしたり、シースとワイヤとの識別が可能となる。
しかしながら、この方法によっては、蛍光材料を塗布した領域では、該塗布面が不透過となるため、当該塗布面のさらに奥にある構造体は透過観察できない。このためワイヤ類の本体部、マーカ部、及びシースを同時に識別可能な状態で透過的に可視化することはできなかった。
更には、血管モデルを顕現させるため血管モデルの内腔領域を満たす液体に造影剤（蛍光色素を含む液体）を導入する必要がある。
【０００８】
例えば血管モデルがポリビニルアルコール等からなるゲル材料で形成されていた場合、造影剤が血管モデル形成材料に染み出したり、血管モデルの内表面に固着したりするおそれがあるので、長時間の使用に耐えることは困難である。
他方、血管モデルがシリコーンゴムなどの架橋された高分子材料で形成されている場合、カテーテルと血管モデルとの潤滑性を確保するため、血管モデルの内腔を潤滑液で満たす必要がある（特許文献１参照）。潤滑液に造影剤を混合させたとき、潤滑液の潤滑機能が低下するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、可視光に比べて物質透過性が高く、また可視光と比べて材質や波長に応じて光の吸収率が多様に変化する近赤外線を用いることによって、造影剤等を使用すること無く、血管形状とカテーテルのシースとワイヤ類とを同時に可視化できることを見出した。
他方、近赤外線の利用のみでは、ワイヤ類における本体部とマーカ部との違い（金属構造体上に、他の金属構造が積層された領域）を可視化することは困難であった。そこで、本体部とマーカ部との可視化を蛍光手段により行うこととした。
【００１０】
近赤外線吸収率は、物質の種類や、使用する近赤外線の波長によって多様に変化する。この特性によって、近赤外線分光法では、近赤外線領域における吸収率の変化を測定し、測定結果と吸収特性を示すスペクトル表と照合することで物質の成分を特定する。また多くの物質において、可視光領域と近赤外線領域で吸収率が大きく変化する。近赤外線が有するこの特性によれば、可視光領域では不透明に見える色素等を含有する液体を、近赤外線領域では透明に観察できたり、可視光領域では透明に見えるシリコーンゴムなどの各種の軟質高分子、アクリル樹脂などの各種の硬質高分子、水や油等の各種液体を、造影剤等を用いること無く、近赤外線領域においてそれぞれ異なった色（濃淡）として観察（以下、「近赤外線分光観察」という）できたりする。さらに各物質の近赤外線吸収率（すなわち近赤外線透過率）は、近赤外線領域で波長を変えることで多様に変化するため、この特性を利用することで異なる物質で構成された複合構造体の各部の形状や材質の違いを識別できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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