心脏模拟器的制作方法

本发明涉及心脏模拟器。

背景技术：

为了向循环系统、消化系统等生物体管腔内的低侵袭的治疗或检查，使用导管等医疗用设备。例如，在专利文献1～3公开了医生等手术者能够模拟使用这些医疗用设备的手术的模拟器(模拟人体、模拟血管)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－68505号公报

专利文献2：日本特开2014－228803号公报

专利文献3：日本特开2017－53897号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在此，在使用了导管的治疗或检查中，为了把握血流速度、血液的粘性之类的循环动态、或者血管的堵塞状态等，有时使用血管造影。在血管造影中，从插入到血管内的导管注入x射线透过度低的造影剂来进行x射线摄影。手术者根据所得到的x射线图像(静止图像或者动态图像)的对比度的变化，通过观察造影剂的流动的情形，能够把握循环动态、血管状态。

因此，在模拟器(模拟人体、模拟血管)中使用造影剂的情况下，要求使造影剂的流动与实际的生物体接近。这方面，在专利文献1所记载的模拟人体中，通过将模拟左冠状动脉以及模拟右冠状动脉连接到心脏模型内部的储存空间，来在储存空间稀释造影剂。但是，在专利文献1所记载的技术中，存在至高浓度的造影剂被稀释为止花费时间这样的课题。另外，在专利文献2所记载的模拟器中，向形成为模拟了静脉的形状的流路引导造影剂。但是，在专利文献2所记载的技术中，存在如下课题：由于造影剂未被稀释而仍然以高浓度向流路流入，因此根据观察的角度的不同而得到与实际不符的图像。另外，在专利文献3所记载的模拟血管中，对于造影剂的使用没有任何考虑。

本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而提出的方案，目的在于提供是造影剂使用时的造影剂的流动与实际的生物体相似的心脏模拟器。

用于解决课题的方案

本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而提出的方案，能够作为以下的方案来实现。

(1)根据本发明的一个方案，提供一种心脏模拟器。该心脏模拟器具备：心脏模型，其模拟了心脏；心脏血管模型，其与上述心脏模型相邻地配置；以及流路形成部，其设置在上述心脏血管模型的前端的开口附近，通过使从上述开口流出的流体扩散，来形成模拟了心脏表面的毛细血管的扩散流路。

根据该结构，心脏模拟器具备流路形成部，该流路形成部通过使从心脏血管模型的前端的开口流出的流体扩散，来形成模拟了心脏表面的毛细血管的扩散流路。因此，在本结构的心脏模拟器中，能够使造影剂使用时的造影剂的流动(x射线图像)与沿心脏表面的细动脉扩展后向细静脉扩散而消失的这样的实际的生物体相似。

(2)上述方案的心脏模拟器中，上述流路形成部具备多孔体，该多孔体具有多个细孔。根据该结构，流路形成部具备具有多个细孔的多孔体。多孔体作为使流入到心脏血管模型的造影剂的压力以及流速分散的扩散流路(缓冲流路)发挥功能，因此能够使造影剂使用时的造影剂的流动与沿心脏表面的细动脉扩展后向细静脉扩散而消失的这样的实际的生物体相似。

(3)上述方案的心脏模拟器中，优选上述流路形成部还具备填充在上述多孔体的上述细孔中的弹性体。根据该结构，流路形成部还具备填充在多孔体的细孔中的弹性体，因此在心脏血管模型内的压力较低的期间能够密封多孔体的各细孔，在因造影剂的流入而心脏血管模型内的压力变高时能够敞开多孔体的各细孔。因此，根据本结构，例如，在以将心脏模拟器浸入流体(水、生理盐水等)的湿润状态使用的情况下，能够抑制充满心脏模拟器的周围的流体从多孔体的各细孔向心脏血管模型内逆流。

(4)上述方案的心脏模拟器中，优选上述流路形成部还具备覆盖上述心脏模型的表面的膜状的心膜部，上述心脏血管模型的前端和上述多孔体容纳在上述心膜部的内表面与上述心脏模型的表面之间的空间。根据该结构，流路形成部还具备覆盖心脏模型的表面的膜状的心膜部，心脏血管模型的前端和多孔体容纳在心膜部的内表面与心脏模型的表面之间的空间。因此，根据本结构的流路形成部，能够由心膜部来模拟实际的生物体中的侧壁心膜以及纤维性心膜，并且由心膜部的内表面与心脏模型的表面之间的空间来模拟实际的生物体中的心膜腔。因此，在本结构的心脏模拟器中，能够使造影剂使用时的造影剂的流动更加与实际的生物体相似。

(5)上述方案的心脏模拟器中，优选上述心脏血管模型的至少一部分固定于上述心膜部的内表面。根据该结构，心脏血管模型的至少一部分固定于心膜部的内表面，因此能够将心脏血管模型与心膜部的位置关系维持在所希望的位置。

(6)上述方案的心脏模拟器中，优选就上述流路形成部的上述多孔体中的上述细孔的密度而言，与基端侧相比，前端侧为高密度。根据该结构，就多孔体中的细孔的密度而言，与基端侧相比，前端侧为高密度，因此能够使造影剂的流出以及扩散量在前端侧比基端侧更多。因此，在本结构的心脏模拟器中，能够使造影剂使用时的造影剂的流动更加与实际的生物体相似。

(7)上述方案的心脏模拟器中，优选上述流路形成部具备：膜状的心膜部，其容纳上述心脏血管模型的前端并覆盖上述心脏模型的表面；以及多个粒状体，其配置在上述心膜部的内表面与上述心脏模型的表面之间的空间。根据该结构，流路形成部具备：容纳心脏血管模型的前端并覆盖心脏模型的表面的膜状的心膜部；以及配置在心膜部的内表面与心脏模型的表面之间的空间的多个粒状体。多个粒状体作为使从心脏血管模型的前端流出的造影剂沿起表面、各粒状体的间隙扩散的扩散流路发挥功能，因此能够使造影剂使用时的造影剂的流动与沿心脏表面的细动脉扩展后向细静脉扩散而消失的这样的实际的生物体相似。

(8)上述方案的心脏模拟器中，优选上述心脏血管模型的至少一部分固定于上述心膜部的内表面。根据该结构，由于心脏血管模型的至少一部分固定于心膜部的内表面，因此能够将心脏血管模型与心膜部的位置关系维持在所希望的位置。

(9)上述方案的心脏模拟器中，优选上述流路形成部的上述粒状体的直径不均匀。根据该结构，由于流路形成部的粒状体的直径不均匀，因此造影剂的扩散流路也能够同样地不均匀。因此，在本结构的心脏模拟器中，能够使造影剂使用时的造影剂的流动更加与实际的生物体相似。

此外，本发明能够以各种方式实现，例如，能够以心脏模型、心脏血管模型、包括心脏模型以及心脏血管模型的心脏模拟器、包括上述至少一部分的人体模拟装置、人体模拟装置的控制方法等方式实现。

附图说明

图1是表示人体模拟装置的概略结构的图。

图2是表示人体模拟装置的概略结构的图。

图3是表示大动脉模型的概略结构的图。

图4是表示模型的概略结构的图。

图5是表示模型的概略结构的图。

图6是表示心脏模拟器的概略结构的图。

图7是表示心脏模拟器的概略结构的图。

图8是多孔体的说明图。

图9是表示造影剂的扩散的情形的说明图。

图10是表示第2实施方式的心脏模拟器的概略结构的图。

图11是表示第2实施方式的心脏模拟器的概略结构的图。

图12是表示造影剂的扩散的情形的说明图。

图13是表示第3实施方式的心脏模拟器的概略结构的图。

图14是第4实施方式的流路形成部所具备的多孔体的说明图。

图15是第5实施方式的流路形成部所具备的多孔体的说明图。

图16是第6实施方式的流路形成部所具备的多孔体的说明图。

图17是表示第7实施方式的流路形成部中的造影剂的扩散的情形的说明图。

具体实施方式

＜第1实施方式＞

图1以及图2是表示人体模拟装置1的概略结构的图。本实施方式的人体模拟装置1是为了模拟针对人体的循环系统、消化系统、呼吸器系等生物体管腔内的、使用了导管或导丝等的、用于低侵袭的治疗或检查的医疗用设备的治疗或检查的手术而使用的装置。人体模拟装置1具备模型10、容纳部20、控制部40、输入部45、脉动部50、搏动部60、以及呼吸动作部70。

如图2所示，模型10具备：模拟人体的心脏的心脏模型110；模拟肺的肺模型120；模拟横隔膜的横隔膜模型170；模拟脑的脑模型130；模拟肝脏的肝脏模型140；模拟下肢的下肢模型150；以及模拟大动脉的大动脉模型160。以下，将心脏模型110、肺模型120、横隔膜模型170、脑模型130、肝脏模型140、以及下肢模型150也总称为“生物体模型”。将肺模型120和横隔膜模型170也总称为“呼吸器模型”。除肺模型120和横隔膜模型170以外的各生物体模型与大动脉模型160连接。模型10的详细将于后文详细叙述。

容纳部20具备水槽21和包覆部22。水槽21是上部开口的大致长方体状的水槽。如图1所示，在水槽21的内部装满流体的状态下，在水槽21的底面载置模型10，从而使模型10没入流体内。在本实施方式中，使用水(液体)作为流体，因此能够将模型10与实际的人体相同地保持为湿润状态。此外，也可以采用其它液体(例如，生理盐水、任意的化合物的水溶液等)作为流体。填充在水槽21的流体被取入到模型10的大动脉模型160等的内部，作为模拟血液的“模拟血液”发挥功能。

包覆部22是覆盖水槽21的开口的板状的部件。通过在使包覆部22的一个面与流体接触、使另一个面与外部空气接触的状态下载置包覆部22，从而包覆部22作为消波板发挥功能。由此，能够抑制水槽21的内部的流体起波引起的观察确认性的下降。本实施方式的水槽21以及包覆部22由具有x射线透过性并且透明性高的合成树脂(例如丙烯酸树脂)形成，因此能够提高来自外部的模型10的观察确认性。此外，水槽21以及包覆部22也可以使用其它合成树脂来形成，水槽21和包覆部22也可以有不同的材料形成。

控制部40具备cpu、rom、ram、以及存储部，通过将保存于rom中的计算机程序在ram展开并执行，从而控制脉动部50、搏动部60、以及呼吸动作部70的动作。输入部45是使用者为了对人体模拟装置1输入信息而使用的各种接口。作为输入部45，例如能够采用触摸面板、键盘、操作按钮、操作拨盘、麦克风等。以下，作为输入部45，例示了触摸面板。

脉动部50是相对于大动脉模型160送出使其脉动的流体的“流体供给部”。具体而言，如图1中空白箭头所示，脉动部50使水槽21内的流体循环来向模型10的大动脉模型160供给。本实施方式的脉动部50具备过滤器55、循环泵56、以及脉动泵57。过滤器55经由管状体31而与水槽21的开口21o连接。过滤器55对通过过滤器55的流体进行过滤，由此除去流体中的杂质(例如，手术中使用的造影剂等)。循环泵56例如是非容积式的离心泵，使从水槽21经由管状体31供给的流体以恒定的流量循环。

脉动泵57例如是容积式往复泵，对从循环泵56送出的流体施加脉动。脉动泵57经由管状体51而与模型10的大动脉模型160连接(图2)。因此，从脉动泵57送出的流体向大动脉模型160的内腔供给。此外，作为脉动泵57，也可以代替往复泵而利用低速运转的旋转泵。另外，也可以省略过滤器55以及循环泵56。管状体31以及管状体51是有具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如硅等)形成的具有挠性的管。

搏动部60使心脏模型110搏动。具体而言，如图1中带斜线影线的箭头所示，搏动部60通过向心脏模型110的内腔进行流体的送出来使心脏模型110扩张，并通过进行心脏模型110的内腔的流体的吸出来使心脏模型110收缩。搏动部60通过反复进行这些送出以及吸出动作，来实现心脏模型110的搏动动作(扩张以及收缩动作)。作为在搏动部60中使用的流体(以下，也称为“扩张介质”)，可以与模拟血液相同地使用液体，例如也可以使用空气等气体。扩张介质优选为苯、乙醇等有机溶剂、水等放射线透过性的液体。搏动部60例如能够使用容积式往复泵来实现。搏动部60经由管状体61而与模型10的心脏模型110连接(图2)。管状体61是由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如硅等)形成的具有挠性的管。

呼吸动作部70使肺模型120以及横隔膜模型170进行模拟呼吸动作的动作。具体而言，如图1中带点影线的箭头所示，呼吸动作部70通过对肺模型120的内腔和横隔膜模型170进行流体的送出，从而使肺模型120扩张并且使横隔膜模型170收缩。另外，呼吸动作部70通过从肺模型120的内腔和横隔膜模型170进行流体的吸出，从而使肺模型120收缩并且使横隔膜模型170松弛。呼吸动作部70通过反复进行这些送出以及吸出动作，来实现肺模型120以及横隔膜模型170的呼吸动作。作为在呼吸动作部70中使用的流体，可以与模拟血液相同地使用液体，例如也可以使用空气等气体。呼吸动作部70例如能够使用容积式往复泵来实现。呼吸动作部70经由管状体71而与模型10的肺模型120连接，经由管状体72而与横隔膜模型170连接(图2)。管状体71、72使由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如硅等)形成的具有挠性的管。

图3是表示大动脉模型160的概略结构的图。大动脉模型160由模拟人体的大动脉的各部即模拟上行大动脉的上行大动脉部161、模拟大动脉弓的大动脉弓部162、模拟腹部大动脉的腹部大动脉部163、以及模拟总肠骨大动脉的总肠骨大动脉部164构成。

大动脉模型160在上行大动脉部161的端部具备用于连接心脏模型110的第2连接部161j。同样，在大动脉弓部162的附近具备用于连接脑模型130的第1连接部162j，在腹部大动脉部163的附近具备用于连接肝脏模型140的第3连接部163ja，在总肠骨大动脉部164的端部具有用于连接左右下肢模型150的两个第4连接部164j。此外，第2连接部161j配置在上行大动脉部161或其附近即可，第4连接部164j配置在总肠骨大动脉部164或其附近即可。以下，将这些第1～第4连接部161j～164j也总称为“生物体模型连接部”。另外，大动脉模型160在腹部大动脉部163的附近具备用于连接脉动部50的流体供给部连接部163jb。此外，流体供给部连接部163jb并不限于腹部大动脉部163的附近，也可以配置在上行大动脉部161的附近、脑血管模型131(例如，总颈动脉)的附近等任意的位置。另外，大动脉模型160也可以具备配置在不同的位置的多个流体供给部连接部163jb。

另外，在大动脉模型160的内部，形成有在上述的生物体模型连接部以及流体供给部连接部(第1连接部162j、第2连接部161j、第3连接部163ja、两个第4连接部164j、流体供给部连接部163jb)分别开口的内腔160l。内腔160l作为用于将从脉动部50供给的模拟血液(流体)输送至心脏模型110、脑模型130、肝脏模型140、以及下肢模型150的流路发挥功能。

本实施方式的大动脉模型160由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如，聚乙烯醇(pva)、硅等)形成。尤其是，在使用pva的情况下，由于pva的亲水性，从而能够使没入液体内的大动脉模型160的触感与实际的人体的大动脉的触感相似，在这方面优选。

大动脉模型160例如、能够如下制作。首先，准备模拟了人体的大动脉的形状的模具。模具能够通过将解析实际的人体的计算机断层摄影(ct：computedtomography)图像、核磁共振图像法(mri：magneticresonanceimaging)图像等而生成的人体模型数据中相当于大动脉的部分的数据输入至例如3d打印机印刷来制作。模具可以是石膏、也可以是金属、也可以是树脂。接着，在准备的模具的内侧涂敷液状的合成树脂材料，合成树脂材料冷却凝固后脱模。这样，能够简单地制作具有内腔160l的大动脉模型160。

图4以及图5是表示模型10的概略结构的图。如图4所示，心脏模型110是模拟了心脏的形状，在内部形成有内腔110l。本实施方式的心脏模型110由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如，硅等)形成，与大动脉模型160相同，通过在根据人体模型数据制作出的模具的内侧涂敷合成树脂材料并脱模而能够制作。另外，心脏模型110与心脏血管模型111连接，并且具备管状体115。心脏血管模型111是模拟上行大动脉的一部分和冠状动脉的管状的血管模型，由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如，pva、硅等)形成。管状体115是由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如硅等)形成的具有挠性的管。就管状体115而言，前端115d如与心脏模型110的内腔110l连通那样连接，基端115p如与连接到搏动部60的管状体61连通那样连接。

肺模型120是分别模拟右肺以及左肺的形状，在内部形成有右肺和左肺连通的状态的一个内腔120l。肺模型120成为覆盖心脏模型110的左右的配置。肺模型120的制作所能够采用的材料以及制法与心脏模型110相同。肺模型120的材料与心脏模型110的材料既可以相同、也可以不同。另外，肺模型120具备作为模拟气管的一部分的管状的模型的气管模型121。气管模型121能够利用与心脏模型110的管状体115相同的材料来制作。气管模型121的材料与管状体115的材料既可以相同、也可以不同。就气管模型121而言，前端121d如与肺模型120的内腔120l连通那样连接，基端121p如与连接到呼吸动作部70的管状体71连通那样连接。

横隔膜模型170是模拟横隔膜的形状，在内部形成有内腔170l。横隔膜模型170配置在心脏模型110的下方(换言之，隔着心脏模型110而与脑模型130相反的方向)。横隔膜模型170的制作所能够采用的材料以及制法与心脏模型110相同。横隔膜模型170的材料与心脏模型110的材料既可以相同、也可以不同。另外，在横隔膜模型170连接有管状体72，该管状体72以使横隔膜模型170的内腔170l与管状体72的内腔连通的状态连接到呼吸动作部70。

脑模型130是模拟脑的形状，是没有内腔的实心形状。脑模型130配置在心脏模型110的上方(换言之，隔着心脏模型110而与横隔膜模型170相反的方向)。脑模型130的制作所能够采用的材料以及制法与心脏模型110相同。脑模型130的材料与心脏模型110的材料既可以相同、也可以不同。另外，脑模型130与作为模拟主要动脉中的至少一部分的管状的血管模型的脑血管模型131连接，该主要动脉包含左右一对总颈动脉、左右一对椎骨动脉。脑血管模型131能够利用与心脏模型110的心脏血管模型111相同的材料来制作。脑血管模型131的材料与心脏血管模型111的材料既可以相同、也可以不同。另外，虽然未图示，但脑血管模型131不仅模拟动脉，而且也可以模拟包括上大脑静脉、直窦的主要静脉。

此外，脑模型130也可以是还具备模拟人的颅骨以及颈椎的骨模型的复合体。例如，颅骨模型具有模拟头顶骨、颞骨、后头骨、蝶形骨的硬质树脂外壳、和模拟前端骨的盖，颈椎模型也可以具有多个矩形的树脂体，该矩形的树脂体在内部具有血管模型能够通过的贯通孔。在具备骨模型的情况下，骨模型利用与血管模型、脑模型等脏器模型硬度不同的树脂来制作，例如，能够利用丙烯酸树脂来制作颅骨模型、利用pva来制作颈椎模型。

就脑血管模型131而言，前端131d与脑模型130连接，基端131p与大动脉模型160的第1连接部162j(例如，人的前臂动脉、锁骨下动脉、或其附近)连接。脑血管模型131的前端131d也可以模拟通过椎骨的椎骨动脉以及向脑模型130的表面以及/或者内部配设的其它血管(例如，后大脑动脉、中大脑动脉)，并且也可以模拟后交通动脉并与总颈动脉末梢部连接。另外，脑血管模型131的基端131p以使脑血管模型131的内腔与大动脉模型160的内腔160l连通的状态与第1连接部162j连接。

肝脏模型140是模拟肝脏的形状，是没有内腔的实心形状。肝脏模型140配置在横隔膜模型170的下方。肝脏模型140的制作所能够采用的材料以及制法与心脏模型110相同。肝脏模型140的材料与心脏模型110的材料既可以相同、也可以不同。另外，肝脏模型140与作为模拟肝动脉的一部分的管状的血管模型的肝脏血管模型141连接。肝脏血管模型141能够利用与心脏模型110的心脏血管模型111相同的材料来制作。肝脏血管模型141的材料与心脏血管模型111的材料既可以相同、也可以不同。

就肝脏血管模型141而言，前端141d与肝脏模型140连接，基端141p与大动脉模型160的第3连接部163ja连接。肝脏血管模型141的前端141d也可以模拟向肝脏模型140的表面以及/或者内部配设的其它血管(例如，肝动脉)。另外，肝脏血管模型141的基端141p以使肝脏血管模型141的内腔与大动脉模型160的内腔160l连通的状态与第3连接部163ja连接。

如图5所示，下肢模型150具备相当于右脚的下肢模型150r、和相当于左脚的下肢模型150l。下肢模型150r、150l除了左右对称这一点以外具有相同的结构，因此以后不进行区分而作为“下肢模型150”进行说明。下肢模型150是模拟了位于大腿的大腿四头肌、小腿的胫骨前肌、长腓骨肌、趾伸肌等主要组织中的至少一部分的形状，是没有内腔的实心形状。下肢模型150的制作所能够采用的材料以及制法与心脏模型110相同。下肢模型150的材料与心脏模型110的材料既可以相同、也可以不同。另外，下肢模型150与模拟了包括大腿动脉至脚背动脉的主要动脉的至少一部分的作为管状的血管模型的下肢血管模型151(下肢血管模型151r、151l)连接。下肢血管模型151能够利用与心脏模型110的心脏血管模型111相同的材料来制作。下肢血管模型151的材料与心脏血管模型111的材料既可以相同、也可以不同。另外，虽然未图示，但下肢血管模型151不仅可以模拟动脉，也可以模拟包含总肠骨静脉至大俯卧静脉的主要静脉。

下肢血管模型151成为在下肢模型150的内部从大腿朝向小腿侧沿延伸方向延伸的配置。就下肢血管模型151而言，前端151d向下肢模型150的下端(相当于从脚跟部至脚背部的位置)露出，基端151p与大动脉模型160的第4连接部164j连接。在此，基端151p以使下肢血管模型151的内腔与大动脉模型160的内腔160l连通的状态与第4连接部164j连接。

此外，将上述的心脏血管模型111、脑血管模型131、肝脏血管模型141以及下肢血管模型151也总称为“部分血管模型”。另外，将部分血管模型和大动脉模型160也总称为“血管模型”。根据这样的结构，利用配设在各生物体模型的表面的部分血管模型，能够模拟例如脑的后大脑动脉、心脏的左冠状动脉以及右冠状动脉等。另外，利用配设在各生物体模型的内部的部分血管模型，能够模拟例如脑的中大脑动脉、肝脏的肝动脉、下肢的大腿动脉等。

在本实施方式的人体模拟装置1中，通过相对于大动脉模型160装卸至少一个以上的生物体模型(心脏模型110、肺模型120、横隔膜模型170、脑模型130、肝脏模型140、下肢模型150)，能够构成各种形态的模型10。装配在大动脉模型160上的生物体模型(心脏模型110、肺模型120、横隔膜模型170、脑模型130、肝脏模型140、下肢模型150)的组合能够根据手术所需要的器官来自由地变更。例如，根据构成装配了心脏模型110和下肢模型150的模型10，能够利用人体模拟装置1来模拟pci的股动脉方法(tfi：trans-femoralintervention，经股动脉介入)的手术。除此以外，例如，也可以装配除下肢模型150的全部的生物体模型，也可以装配心脏模型110和肺模型120，也可以装配肺模型120和横隔膜模型170，也可以仅装配肝脏模型140，也可以仅装配下肢模型150。

这样，根据本实施方式的人体模拟装置1，通过在生物体模型连接部(第1连接部162j、第2连接部161j、第3连接部163ja、第4连接部164j)连接模拟了人体内的一部分的生物体模型(心脏模型110、脑模型130、肝脏模型140、下肢模型150)，从而能够模拟对循环系统、消化系统等与所连接的生物体模型相应的各器官的生物体管腔的、使用了导管、导丝等医疗用设备的各种各样的手术。另外，生物体模型连接部161j～164j由于能够装卸地连接生物体模型，因此也可以去除手术中不需要的生物体模型而另外保存，能够提高便利性。

图6以及图7是表示心脏模拟器100的概略结构的图。心脏模拟器100除了具备图4中说明的心脏模型110以及心脏血管模型111以外，还具备流路形成部190。流路形成部190是形成模拟了人的心脏表面的毛细血管的扩散流路的构成部，包括多孔体191、第1固定部193、第2固定部194、心膜部195、以及管状体196。

在图6以及图7中，图示出了相互正交的xyz轴。x轴与心脏模型110的左右方向(宽度方向)对应，y轴与心脏模型110的高度方向对应，z轴与心脏模型110的进深方向对应。图6以及图7的上侧(+y轴方向)相当于“近位侧”，下侧(－y轴方向)相当于“远位侧”。心脏血管模型111以及流路形成部190的各构成部件中，将近位侧(+y轴方向)也称为“基端侧”，将近位侧的端部也称为“基端部”或简称为“基端”。同样，将远位侧(－y轴方向)也称为“前端侧”，将远位侧的端部也称为“前端部”或简称为“前端”。此外，在图6以及图7中，省略了上述的心脏模型110的内腔110l、管状体115、以及第1连接部162j的图示。

在心脏模拟器100中，心脏血管模型111与心脏模型110相邻地配置(图7)。心脏血管模型111的基端111p以心脏血管模型111的内腔111l与大动脉模型160的内腔160l连通的状态与大动脉模型160的第2连接部161j连接。另外，在心脏血管模型111的前端111d形成有与内腔111l连通的开口111o，在开口111o的附近设有多孔体191。

第1固定部193对心脏模型110和心脏血管模型111的至少一部分彼此进行固定。在本实施方式中，第1固定部193是由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如硅等)形成的帯状部件，两端由环氧系粘接剂等粘接剂固定于心脏模型110，通过在中央部插通心脏血管模型111，来固定心脏模型110和心脏血管模型111。第1固定部193能够采用任意的结构，例如，也可以是填充在心脏模型110与心脏血管模型111的间隙的粘接剂。

心膜部195是覆盖心脏模型110的表面110s的膜状的部件。心膜部195是由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如硅等)形成的袋状，在心膜部195的内表面与心脏模型110的表面110s之间的空间sp，容纳有心脏血管模型111的前端侧的一部分和多孔体191。另外，在心膜部195的前端侧(远位侧)设有管状体196。管状体196是由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如硅等)形成的具有挠性的管。管状体196以基端侧与心膜部195的空间sp连通、前端侧与水槽21(图1)内连通的方式连接。因此，在图1所示的使用状态下，心膜部195与心脏模型110之间的空间sp由从管状体196流入的流体(充满水槽21的流体)充满。

第2固定部194对心膜部195和心脏血管模型111的至少一部分彼此进行固定。在本实施方式中，第2固定部194是由具有x射线透过性的软性原材料的合成树脂(例如硅等)形成的帯状部件，两端由环氧系粘接剂等粘接剂固定于心膜部195，通过在中央部插通心脏血管模型111，来固定心膜部195和心脏血管模型111。第2固定部194能够采用任意的结构，例如，也可是填充在心膜部195与心脏血管模型111的间隙的粘接剂。利用这样的第2固定部194，能够将心脏血管模型111与心膜部195的位置关系维持在所希望的位置。

图8是多孔体191的说明图。多孔体191是具有多个细孔191p的多孔部件。多孔体191例如能够由硅泡沫、聚氨酯泡沫、橡胶海绵、丙烯酸泡沫等发泡体形成。在本实施方式的多孔体191中，细孔191p的密度从基端侧(纸面上侧、图6的+y轴方向)至前端侧(纸面下侧、图6的－y轴方向)大致恒定。另外，多孔体191在细孔191p填充有弹性体192。这样的多孔体191例如能够相对于液状的橡胶、热塑性弹性体(tpe)含浸多孔体191来制作。如图6以及图7所示，多孔体191固定于心脏血管模型111的前端111d。固定能够用各种方法实现，例如，也可以在心脏血管模型111的前端侧的内腔111l嵌入多孔体191，也可以使用环氧系粘接剂等粘接剂在心脏血管模型111的前端侧接合多孔体191。另外，也可以并用嵌入和接合。多孔体191的长度l1能够根据所要求的造影剂的扩散性能来任意而决定。

在本实施方式的人体模拟装置1中，在使用了模拟的导管的治疗或检查中，为了把握血流速度、血液的粘性之类的循环动态、或者血管的堵塞状态等，有时使用血管造影。在血管造影中，例如，从导管注入x射线透过度低分造影剂来进行x射线摄影，该导管从总肠骨大动脉部164(图5)插入到血管内，沿大动脉模型160的内腔160l前进至心脏血管模型111。手术者根据所得到的x射线图像(静止图像或者动态图像)中的对比度的变化，来观察造影剂流动的情形，从而能够把握循环动态、血管状态。

在此，在本实施方式的心脏模拟器100中，流路形成部190通过使从心脏血管模型111的前端111d的开口111o流出的流体(造影剂ca以及模拟血液)扩散，能够形成模拟了人的心脏表面的毛细血管的扩散流路。具体而言，流路形成部190具备多孔体191，该多孔体191具有多个细孔191p。如图6以及图7中空白箭头所示，多孔体191的各细孔191p作为使流入到心脏血管模型111的造影剂ca的压力以及流速分散的扩散流路(缓冲流路)发挥功能，因此能够使造影剂使用时的造影剂ca的流动与沿心脏表面的细动脉扩展后向细静脉扩散而消失这样的实际的生物体相似。

另外，在本实施方式的心脏模拟器100中，流路形成部190还具备覆盖心脏模型110的表面110s的膜状的心膜部195，心脏血管模型111的前端111d和多孔体191容纳在心膜部195的内表面与心脏模型110的表面110s之间的空间sp。因此，能够利用心膜部195来模拟实际的生物体中的侧壁心膜以及纤维性心膜，并且能够利用空间sp来模拟实际的生物体中的心膜腔。另外，从多孔体191的各细孔191p排出的造影剂ca不直接向水槽21(图1)排出，而是由暂时向空间sp内排出而充满空间sp的流体被稀释后、经由设于心膜部195的前端部的管状体196向水槽21排出，由充满水槽21的流体稀释。其结果，在本实施方式的心脏模拟器100中，能够使造影剂使用时的造影剂ca的流动更进一步地与实际的生物体相似。

图9是表示造影剂ca的扩散的情形的说明图。在本实施方式的心脏模拟器100中，流路形成部190还具备填充在多孔体191的细孔191p中的弹性体192。因此，例如，在大动脉模型160仅循环有模拟血液，心脏血管模型111内(内腔111l)的压力较低的期间，能够使多孔体191的各细孔191p处于密封状态。另外，例如，通过向心脏血管模型111注入造影剂ca，从而在心脏血管模型111内(内腔111l)的压力变高时，如图9所示，能够使多孔体191的各细孔191p敞开，将造影剂ca向心膜部195与心脏模型110之间的空间sp排出。因此，根据本实施方式的心脏模拟器100，如上所述，在以将心脏模拟器100浸入流体(水、生理盐水等)的湿润状态使用的情况下，能够抑制充满心脏模拟器100的周围的流体从多孔体191的各细孔191p向心脏血管模型111内逆流。

＜第2实施方式＞

图10以及图11是表示第2实施方式的心脏模拟器100a的概略结构的图。图10以及图11的xyz轴分别与图6以及图7的xyz轴对应。第2实施方式的心脏模拟器100a代替第1实施方式中说明的流路形成部190而具备流路形成部190a。与第1实施方式相同，流路形成部190a是形成模拟了人的心脏表面的毛细血管的扩散流路的构成部，代替多孔体191以及弹性体192(图6)而具备多个粒状体197。

本实施方式的粒状体197是由具有x射线透过性的合成树脂(例如，丙烯酸树脂、硅等)形成的球状体。此外，粒状体197并不限于球状体，也可以是多面体、也可以是空心、也可以是实心。另外，各粒状体197的形状也可以分别相同、也可以不相同。多个粒状体197配置(容纳)在心膜部195的内表面与心脏模型110的表面110s之间的空间sp，利用自重集中于心脏模拟器100的下方(－y轴方向)。因此，心脏血管模型111的前端111d成为埋没在多个粒状体197中的状态(图10、图11)。

图12是表示造影剂ca的扩散的情形的说明图。在第2实施方式的心脏模拟器100a中，也与第1实施方式相同，流路形成部190a通过使从心脏血管模型111的前端111d的开口111o流出的流体(造影剂ca以及模拟血液)扩散，能够形成模拟了人的心脏表面的毛细血管的扩散路径。具体而言，流路形成部190a具备：容纳心脏血管模型111的前端111d并覆盖心脏模型110的表面110s的膜状的心膜部195；以及配置在心膜部195的内表面与心脏模型110的表面110s之间的空间sp的多个粒状体197。如图12中空白箭头所示，多个粒状体197作为使从心脏血管模型111的前端111d(开口111o)流出的造影剂ca沿其表面、各粒状体的间隙扩散的扩散流路发挥功能，因此能够使造影剂使用时的造影剂ca的流动与沿心脏表面的细动脉扩展后向细静脉扩散而消失这样的实际的生物体相似。

另外，在第2实施方式的流路形成部190a中，各粒状体197的粒径d1大致相同，因此能够使造影剂ca的扩散流路均匀。粒径d1的大小能够任意地决定。并且，在第2实施方式的心脏模拟器100a中，也与第1实施方式相同地具备心膜部195，因此能够模拟实际的生物体的侧壁心膜、纤维性心膜、以及心膜腔，并且能够将从心脏血管模型111排出的造影剂ca在空间sp内暂时稀释后、向水槽21(图1)排出，从而能够使造影剂使用时的造影剂ca的流动更进一步与实际的生物体相似。

＜第3实施方式＞

图13是表示第3实施方式的心脏模拟器100b的概略结构的图。在图7中说明的第1实施方式中，做成如下结构：心脏模型110被心膜部195覆盖，造影剂ca在心脏模型110与心膜部195之间的空间sp被稀释后，向水槽21排出。但是，第3实施方式的流路形成部190b不具备心膜部195、和附设于心膜部195的管状体196以及第2固定部194。在第3实施方式的心脏模拟器100b中，从多孔体191的各细孔191p排出的造影剂ca直接向水槽21(图1)排出，由充满水槽21的流体稀释。这样，也可以省略心膜部195、管状体196、以及第2固定部194地构成心脏模拟器100b。在这样的心脏模拟器100b中，也能够起到与第1实施方式相同的效果。

＜第4实施方式＞

图14是第4实施方式的流路形成部190c所具备的多孔体191c的说明图。在图8中说明的第1实施方式中，多孔体191中的细孔191p的密度从基端侧至前端侧大致恒定。但是，在第4实施方式的多孔体191c中，就细孔191p的密度而言，与基端侧(纸面上侧、图6的+y轴方向)相比，前端侧(纸面下侧、图6的－y轴方向)为高密度。具体而言，多孔体191c在长度l1方向上具有位于基端侧的区域a1、位于大致中央部的区域a2、位于前端侧的区域a3，细孔191p的密度是区域a3＞区域a2＞区域a1的关系。此外，图14的例子只不过是表示细孔191p的密度的变化的一例。多孔体191c也可以变化为，在长度l1方向上具有两个以上的多个区域，在各区域间，细孔191p的密度越靠前端侧则越为高密度。另外，多孔体191c的细孔191p的密度也可以从基端侧至前端侧连续地变化。

在具备这样的流路形成部190c的心脏模拟器100c，也能够起到与第1实施方式相同的效果。另外，根据第4实施方式的心脏模拟器100c，就多孔体191c中的细孔191p的密度而言，与基端侧相比，前端侧为高密度，因此与基端侧相比，能够使造影剂ca的流出以及扩散量在前端侧更多。因此，在第4实施方式的心脏模拟器100c中，能够使造影剂使用时的造影剂ca的流动更进一步地与实际的生物体相似。

＜第5实施方式＞

图15是第5实施方式的流路形成部190d所具备的多孔体191d的说明图。在图8中说明的第1实施方式中，填充于多孔体191的细孔191p中的弹性体192相同(一种类)。但是，在第5实施方式的多孔体191d中，在细孔191p中在基端侧(纸面上侧、图6的+y轴方向)和前端侧(纸面下侧、图6的－y轴方向)填充有特性不同的多个种类的弹性体192d。具体而言，多孔体191d在长度l1方向上具有位于基端侧并填充有弹性体192d1的区域a1、位于大致中央部并填充有弹性体192d2的区域a2、以及位于前端侧并填充有弹性体192d3的区域a3。弹性体192d1～192d3分别具有不同的特性。此外，图15的例子只不过是表示多孔体191d的变化的一例。多孔体191d也可以在长度l1方向上分为具有特性不同的两种类以上的弹性体192d的区域。另外，在多孔体191d中，也可以使弹性体192d的特性从基端侧至前端侧连续地变化。在具备这样的流路形成部190d的心脏模拟器100d中，也能够起到与第1以及第4实施方式相同的效果。

＜第6实施方式＞

图16是第6实施方式的流路形成部190e所具备的多孔体191e的说明图。在图8中说明的第1实施方式中，在多孔体191的细孔191p中填充有弹性体192。但是，在第6实施方式的多孔体191e中，在细孔191p中未填充弹性体192。在具备这样的流路形成部190e的心脏模拟器100e中，也能够起到与第1实施方式相同的效果。

＜第7实施方式＞

图17是表示第7实施方式的流路形成部190f中的造影剂ca的扩散的情形的说明图。在图12中说明的第2实施方式中，各粒状体197的粒径d1大致相同。但是，在第7实施方式的流路形成部190f中，各粒状体197f分别具有不同的粒径d2。换言之，在流路形成部190f中，粒状体197f的粒径不均匀。在具备这样的流路形成部190f的心脏模拟器100f中，也能够起到与第2实施方式相同的效果。另外，根据第7实施方式的心脏模拟器100f，由于流路形成部190f的粒状体197f的直径不均匀，因此如图17中空白箭头所示，造影剂ca的扩散流路也能够不均匀。因此，在第7实施方式的心脏模拟器100f中，能够使造影剂使用时的造影剂ca的流动更进一步地与实际的生物体相似。

＜本实施方式的变形例＞

在上述实施方式中，也可以将由硬件实现的结构的一部分置换为软件，相反地，也可以将由软件实现的结构的一部分置换为硬件。另外，本发明并不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够在各种方式中实施，例如也能够如下变形。

[变形例1]

在上述第1～7实施方式中，表示人体模拟装置1的结构的一例。但是，人体模拟装置的结构能够进行各种变更。例如，人体模拟装置也可以不具备水槽和包覆水槽的包覆部中的至少一方。例如，人体模拟装置也可以具备触摸面板以外的机构(例如，声音、操作拨盘、按钮等)的输入部。

[变形例2]

在上述第1～7实施方式中，表示了模型10的结构的一例。但是，模型的结构能够进行各种变更。例如，大动脉模型也可以不具备上述的第1～第4连接部中的至少一部分。例如，大动脉模型中的上述第1～第4连接部的配置可以任意地变更，第1连接部也可以不配置在大动脉弓或其附近。同样，第2连接部也可以不配置在上行大动脉或其附近，第3连接部也可以不配置在腹部大动脉或其附近，第4连接部也可以不配置在总肠骨大动脉或其附近。例如，大动脉模型所具有的生物体模型连接部的个数能够任意地变更，也可以具备用于连接未提及的的生物体模型(例如，胃模型、胰腺模型、肾脏模型等)的新的生物体模型连接部。

例如，模型也可以不具备心脏模型、肺模型、脑模型、肝脏模型、下肢模型、横隔膜模型中的至少一部分。在省略了肺模型和横隔膜模型的情况下，也可以同时省略呼吸动作部。例如，模型也可以构成为还具备模拟了肋骨、胸骨、胸椎、腰椎、大腿骨、胫骨等、人的骨格的至少一部分的骨模型的复合体。例如，上述的心脏模型、肺模型、脑模型、肝脏模型、下肢模型、横隔膜模型的结构可以任意地变更。例如，也可以省略向心脏模型的内腔和心脏模型的内腔送出流体的搏动部(图4)。在肺模型中，也可以在左右的肺分别设置独立的内腔(图4)。在下肢模型中，也可以还具备覆盖大腿肌肉的皮肤模型(图5)。

[变形例3]

在上述第1～7实施方式中，表示了心脏模拟器100、100a～100f的结构的一例。但是，心脏模拟器的结构能够进行各种变更。例如，心脏模拟器所具备的心脏模型和心脏血管模型的至少一方具有模拟了健康状态的心脏、心脏血管的模型、和模拟了具有病变部的心脏、心脏血管的模型，也可以对其进行相互替换。例如，心脏血管模型除了上行大动脉的一部分和冠状动脉以外，也可以包括模拟了静脉的模型。

[变形例4]

在上述第1～7实施方式中，表示了流路形成部190、190a～190f的结构的一例。但是，流路形成部的结构能够进行各种变更。例如，也可以省略设于心膜部的管状体。该情况下，也可以在心膜部的下部(心脏模型的心尖部附近)设置将心膜部的内外连通的连通孔，使造影剂、模拟血液从该连通孔排出。例如，心膜部也可以不覆盖心脏模型的整个表面、而是覆盖心脏模型的至少一部分(例如，从右心室以及左心室至心尖部的下半分)的方式。例如，也可以省略第1固定部和第2固定部的至少一方。

例如，成为粒状体至少埋在心脏血管模型的前端的开口附近的配置即可，也可以如图11那样不配置在心膜部的整个下部。例如，流路形成部也可以还具备限制部，该限制部限制粒状体在心脏模型与心膜部之间的空间内的移动。作为限制部，能够采用如下任意的结构：粘接粒状体彼此的粘接剂，介于粒状体间来限制移动的网眼状部件、通过形成于粒状体的贯通孔来将粒状体彼此串珠连接地连结的线材状部件等。

[变形例5]

第1～7实施方式的人体模拟装置以及心脏模拟器的结构、以及上述变形例1～4的人体模拟装置以及心脏模拟器的结构也可以适当组合。

以上，基于实施方式、变形例对本方案进行了说明，上述方案的实施方式是为了容易理解本方案的例子，不对本方案进行限定。本方案在不脱离其主旨以及权利要求书的范围内能够进行变更、改良，并且本方案包括包括其等价物。另外，如果没有说明该技术特征在本说明书中是必须的，则可以适当删除。

符号的说明

1—人体模拟装置，10—模型，20—容纳部，21—水槽，22—包覆部，31—管状体，40—控制部，45—输入部，50—脉动部，51—管状体，55—过滤器，56—循环泵，57—脉动泵，60—搏动部，61—管状体，70—呼吸动作部，71—管状体，72—管状体，100、100a～100f—心脏模拟器，110—心脏模型，111—心脏血管模型，115—管状体，120—肺模型，121—气管模型，130—脑模型，131—脑血管模型，140—肝脏模型，141—肝脏血管模型，150、150l、150r—下肢模型，151、151l、151r—下肢血管模型，160—大动脉模型，161—上行大动脉部，161j—第2连接部，162—大动脉弓部，162j—第1连接部，163—腹部大动脉部，163ja—第3连接部，163jb—流体供给部连接部，164—总肠骨大动脉部，164j—第4连接部，170—横隔膜模型，190、190a～190f—流路形成部，191、191c、191d、191e—多孔体，192，192d—弹性体，193—第1固定部，194—第2固定部，195—心膜部，196—管状体，197、197f—粒状体。