CN112218672A - 穿刺系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够根据手的姿势来调整穿刺针的姿势而能够自动地穿刺手的血管的穿刺系统。穿刺系统(1)是能够自动地穿刺患者的手(H1)的桡动脉(V)的穿刺系统。穿刺系统具有：握持部(10)，其由手握持；血管检测部(30)，其能够检测握着握持部的手的动脉的位置；调整机构(2)，其能够调整握持部与穿刺针(N)的相对的姿势；前进机构(62)，其能够使穿刺针朝向握持部前进；和控制部(81)，其根据血管检测部所检测出的动脉的位置来决定握持部与穿刺针的相对的姿势及穿刺针的前进距离，并且，基于所决定的姿势及前进距离来控制调整机构及前进机构的动作。

Description

穿刺系统
技术领域
本发明涉及穿刺系统。
背景技术
以往以来，进行如下手术：利用穿刺针穿刺手臂、腿部等肢体的血管，经由穿刺部位将引导鞘导入到血管，并经由引导鞘的内腔将导管等医疗器具送达到病变部，从而经皮进行诊断、治疗。
为了能够不依靠医生等的力量而进行穿刺，在下述专利文献1中，公开了一种自动地穿刺血管的系统。下述专利文献1所公开的系统具有获取血管的位置等的获取模块、依赖于获取模块的输出来确定血管的穿刺位置的控制单元、和能够使穿刺针移动的致动机构等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2008-536612号公报
发明内容
然而，近年来，尝试基于dTRI(distal transradial intervention：经远端桡动脉介入)的导管手术，即，穿刺手的血管并经由该穿刺部位进行治疗。在穿刺手时，需要根据手的姿势来调整穿刺针的姿势。但是，专利文献1所公开的系统并不构成为根据手的姿势来调整穿刺针的姿势。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够根据手的姿势调整穿刺针的姿势而自动地穿刺手的血管的穿刺系统。
实现上述目的的本发明的穿刺系统是能够自动地穿刺患者的手的血管的穿刺系统，具有：握持部，其由上述手握持；血管检测部，其能够检测握着上述握持部的上述手的上述血管的位置；调整机构，其能够调整上述握持部与穿刺针的相对的姿势；前进机构，其能够使上述穿刺针朝向上述握持部前进；和控制部，其根据上述血管检测部所检测出的上述血管的位置来决定上述握持部与上述穿刺针的相对的姿势及上述穿刺针的前进距离，并且，基于所决定的上述姿势及上述前进距离来控制上述调整机构及上述前进机构的动作。
发明效果
根据本发明的穿刺系统，能够提供配合手的姿势来调整穿刺针的姿势从而自动地穿刺手的血管的穿刺系统。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的穿刺系统的概要图。
图2是表示本发明的实施方式的穿刺系统的握持部的立体图。
图3是表示本发明的实施方式的穿刺系统的握持部致动器的侧视图。
图4A是用于说明本发明的实施方式的穿刺系统的握持部致动器的动作的图。
图4B是用于说明本发明的实施方式的穿刺系统的握持部致动器的动作的图。
图5是表示本发明的实施方式的穿刺系统的检测致动器的侧视图。
图6是用于说明本发明的实施方式的穿刺系统的检测致动器的动作的图。
图7是表示本发明的实施方式的穿刺系统的穿刺致动器及前进机构的侧视图。
图8A是用于说明本发明的实施方式的穿刺系统的穿刺致动器的动作的图。
图8B是用于说明本发明的实施方式的穿刺系统的穿刺致动器的动作的图。
图9是表示本发明的实施方式的穿刺系统的约束件的立体图。
图10是本发明的实施方式的穿刺系统的框图。
图11是表示基于本发明的实施方式的穿刺系统实施的穿刺方法的流程图。
图12A是表示变形例的穿刺方法的流程图。
图12B是用于说明图12A所示的穿刺方法的图。
图13A是表示变形例1的握持部的立体图。
图13B是表示变形例2的握持部的立体图。
图13C是表示变形例3的握持部的立体图。
图14A是表示变形例1的约束件的开口部的周边的图。
图14B是表示变形例2的约束件的开口部的周边的图。
图15是表示变形例的标记的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，在附图的说明中，对相同要素标注相同附图标记，并省略重复的说明。另外，对于附图的尺寸比例，为了便于说明而被夸张示出，存在与实际比例不同的情况。
图1～图10是用于说明本发明的实施方式的穿刺系统1的图。
如图8B所示，在本实施方式中，穿刺系统1构成为对在患者的手H1的手背侧行进的桡动脉V(相当于血管)中的、鼻烟壶(snuff box)内的桡动脉或比鼻烟壶靠指尖侧行进的远端桡动脉自动进行穿刺的系统。
在此，鼻烟壶内的桡动脉是指位于桡动脉的末梢侧、且拇短伸肌腱与拇长伸肌腱之间的部位的桡动脉(奈特原版书第4版解剖学的鼻烟壶内的桡动脉)，以下称为s-RA。另外，在此，远端桡动脉是指在桡动脉的腕背支位于拇长伸肌腱与桡侧腕长伸肌腱之间的桡动脉，以下称为d-RA。此外，在以下的实施方式的说明中，说明穿刺系统1穿刺患者的左手的s-RA的例子，但穿刺系统1也可以穿刺d-RA。另外，成为穿刺系统1的使用对象的手H1也可以为右手。
若参照图1概略说明穿刺系统1，则穿刺系统1具有握持部10、握持部致动器20、血管检测部30、逆流检测部40、检测致动器50、穿刺致动器61、前进机构62、约束件70和控制单元80。此外，在本实施方式中，握持部致动器20及穿刺致动器61构成调整握持部10与穿刺针N的相对的姿势的调整机构2。以下，对穿刺系统1的各部分进行详细叙述。
(握持部)
如图1所述，握持部10由手H1握持。握持部10构成为能够在被手H1握着的状态下，配置在仰躺于手术台D上的患者的腹部之上。
在本实施方式中，如图2所示，握持部10具有向拇指以外的其他手指的排列方向(轴向a1)延伸的圆柱形状。其中，握持部10的外形形状只要是向拇指以外的其他手指的排列方向延伸的形状而使得由手H1握持，则没有特别限定。
在握持部10的轴向a1的一个端部形成有能够插入拇指的孔部11。在孔部11配置有能够检测拇指放入孔部11这一情况的拇指检测部12。其中，孔部11的位置只要是在拇指以外的其他手指放在握持部10的侧面(周面)的状态下能够插入拇指的位置即可，没有特别限定。
拇指检测部12并不限定于能够检测拇指放入孔部11这一情况，例如，能够由公知的基于超声波或红外线等的接近式传感器、或可根据静电容的变化等检测拇指已接触这一情况的接触式传感器等构成。
握持部10的构成材料没有特别限定，能够由公知的金属材料或塑料材料构成。此外，也可以在握持部10的侧面(周面)设置氨酯等的能够弹性变形的弹性部件(省略图示)。通过在握持部10的握持面设置这样的弹性部件，能够减轻对患者的手H1的负担。
(握持部致动器)
如图3所示，握持部致动器20构成为保持握持部10并且能够调整握持部10的位置及姿势(朝向)。此外，在此，“握持部10的位置”如图2所示，表示三轴X、Y、Z的正交坐标中的构成握持部10的任意的点P1(例如，中心点)的坐标(Px，Py，Pz)。另外，“握持部10的姿势”表示握持部10的拇指以外的其他手指的排列方向(轴向a1)绕三轴X、Y、Z的角度(Rx，Ry，Rz)。此外，在图1中，示出了X轴沿左右方向延伸、Y轴沿进深方向延伸、Z轴沿上下方向延伸的情况，但X轴、Y轴、Z轴的方向只要是相互正交的方向即可，没有特别限定。
在本实施方式中，如图3所示，握持部致动器20由保持握持部10的一端的多自由度的机械臂21构成。
机械臂21具有第1轴22、第2轴23、第3轴24、第4轴25、第5轴26及第6轴27。各轴22～27由例如伺服马达旋转驱动。配置于机械臂21的前端部的握持部10具有6个自由度。此外，在本说明书中“6个自由度”表示能够在沿着X轴方向的方向、沿着Y轴方向的方向、沿着Z轴方向的方向上移动，并且能够绕X轴、绕Y轴、绕Z轴旋转。另外，机械臂21的自由度并不限定于6个自由度，另外，其轴的配置也没有特别限定。
机械臂21例如通过调整各轴22～27的旋转量，如图4A中实线箭头所示，能够以肘为起点，使握持部10绕前臂H2的长轴H3旋转。此外，此时，优选握持部10的旋转角度为肘的可动区域的范围内。作为这样的范围，可列举例如平行于Y轴的直线T1与握持部10的轴向a1所成的角度θ1为0度以上180度以下的范围。像这样，机械臂21能够以肘为起点，使握持部10绕前臂H2的长轴H3旋转，因此能够调整手H1的体表的穿刺预定区域S(穿刺部位及其周边区域)的朝向。
机械臂21例如通过调整各轴22～27的旋转量，如图4B中实线箭头所示，能够以肘为起点使握持部10旋转。此外，此时，优选握持部10的旋转角度为肘的可动区域的范围内。作为这样的范围，可列举例如在以平行于X轴的直线T2为基准将从腹部离开的方向设为+(正)的情况下，直线T2与握持部10的轴向a1所成的角度θ2为-45度以上+90度以下的范围，更优选为0度以上+45度以下的范围。因此，机械臂21能够在患者握着握持部10的状态下以肘为起点使握持部10接近、远离身体。
握持部致动器20构成为能够在两个模式下进行切换、即在能够配合患者的动作来调整握持部10的位置及姿势的自由调整模式、和根据控制部81的指示而强制性地调整握持部10的位置及姿势的强制模式下进行切换。
此外，握持部致动器20的结构只要能够调整握持部10的至少一个方向的姿势即可，没有特别限定。例如，握持部致动器20可以不由机械臂21构成而由能够使握持部10旋转的旋转机构构成。
(血管检测部)
血管检测部30构成为能够检测握着握持部10的手H1的桡动脉V的位置。而且，在本实施方式中，血管检测部30也检测桡动脉V的深度(从体表到血管的距离)、桡动脉V周边的肌腱和骨骼等组织(以下称为周边组织)的位置等。
在本实施方式中，如图5所示，血管检测部30由超声波回波检查装置31构成。其中，血管检测部30只要能够检测桡动脉V的位置即可，没有特别限定，例如也可以由红外线摄像头等构成。
(逆流检测部)
逆流检测部40构成为能够检测桡动脉V被穿刺时向穿刺针N流入的血液(逆流)。在本实施方式中，如图5所示，逆流检测部40由能够检测流向穿刺针N的逆流的摄像头41构成。其中，逆流检测部40只要能够检测流向穿刺针N的逆流即可，没有特别限定。例如，逆流检测部40能够由可测量由逆流导致的穿刺针N的内压变化的压力传感器等构成。
在本实施方式中，摄像头41也作为标记检测部而发挥功能，对作为示出穿刺预定区域S的标记发挥功能的约束件70的周缘部72(参照图9)进行检测。血管检测部30在摄像头41所检测出的周缘部72所示的穿刺预定区域S中，进行桡动脉V的位置等的检测。
(检测致动器)
如图5所示，检测致动器50构成为保持血管检测部30及逆流检测部40，并且能够调整血管检测部30的位置及姿势、逆流检测部40的位置及姿势。此外，在此，“血管检测部30(逆流检测部40)的位置”表示三轴X、Y、Z的正交坐标中的构成血管检测部30(逆流检测部40)的任意的点的坐标。另外，“血管检测部30(逆流检测部40)的姿势”表示血管检测部30(逆流检测部40)的绕三轴X、Y、Z的角度。
在本实施方式中，如图5所示，检测致动器50具有多自由度的机械臂51和设于机械臂51的前端部的直动机构52。
机械臂51具有第1轴53、第2轴54、第3轴55、第4轴56、第5轴57及第6轴58。各轴53～58例如由伺服马达旋转驱动。机械臂51具有6个自由度。其中，机械臂51的自由度并不限定于6个自由度，其轴的配置也没有特别限定。
机械臂51例如通过调整各轴53～58的旋转量，如图6的实线箭头所示，能够使血管检测部30在手H1的桡动脉V的周向上移动。
如图5所示，直动机构52保持血管检测部30及逆流检测部40，并且使血管检测部30及逆流检测部40前进后退。直动机构52能够由线性轴套、冲程汽缸、滚珠丝杠等公知的直动机构构成。此外，在此，“前进”表示使血管检测部30(逆流检测部40)向接近握持部10的方向移动，“后退”表示使血管检测部30(逆流检测部40)向离开握持部10的方向移动。
此外，检测致动器50的结构只要能够至少使血管检测部30相对于握持部10前进后退即可，没有特别限定。例如，检测致动器50也可以不具有机械臂51而仅由直动机构52构成。另外，例如，检测致动器50也可以不通过机械臂51调整血管检测部30的姿势，而通过能够使血管检测部30旋转的旋转机构来调整血管检测部30的姿势。
(穿刺致动器)
穿刺致动器61构成为能够调整穿刺针N的位置及姿势。此外，在此，“穿刺针N的位置”表示三轴X、Y、Z的正交坐标中的构成穿刺针N的任意的点的坐标。另外，“穿刺针N的姿势”表示长尺寸状的穿刺针N的长度方向绕三轴X、Y、Z的角度。
在本实施方式中，如图7所示，穿刺致动器61由多自由度的机械臂63构成。
机械臂63具有第1轴64、第2轴65、第3轴66、第4轴67、第5轴68及第6轴69。各轴64～69例如由伺服马达旋转驱动。机械臂63具有6个自由度。其中，机械臂63的自由度并不限定于6个自由度，其轴的配置也没有特别限定。
机械臂63例如通过调整各轴64～69的旋转量，如图8A中实线箭头所示，能够调整手H1的体表的任意的穿刺预定部位P2的切平面T3与穿刺针N所成的角度θ3(穿刺角度)。穿刺角度θ3并没有特别限定，优选为30度以上45度以下。
机械臂63例如通过调整各轴64～69的旋转量，如图8B所示，能够以使穿刺针N尽可能沿着桡动脉V的延伸方向穿刺桡动脉V的方式调整穿刺针N的姿势。
此外，穿刺致动器61的结构只要能够调整穿刺针N的至少一个方向的姿势即可，没有特别限定。例如，穿刺致动器61也可以不由机械臂63构成而由能够使穿刺针N旋转的旋转机构构成。
(前进机构)
如图7所示，前进机构62保持穿刺针N并且使穿刺针N前进后退。
前进机构62设于穿刺致动器61的前端部。前进机构62能够由线性轴套、冲程汽缸、滚珠丝杠等公知的直动机构构成。此外，在此，“前进”表示使穿刺针N向接近握持部10的方向移动，“后退”表示使穿刺针N向离开握持部10的方向移动。
(约束件)
如图9所示，约束件70构成抑制患者的手腕活动。
在本实施方式中，约束件70由使手指露出且包围手腕的环状部件或带状部件等构成。其中，约束件70只要能够抑制患者的手腕活动即可，没有特别限定，例如也可以由连手指也包覆的手套等构成。
在约束件70上形成有能够使手H1的穿刺预定区域S露出的开口部71。开口部71的周缘部72作为通过围住穿刺预定区域S而示出穿刺预定区域S的标记发挥功能。周缘部72只要能够由摄像头41检测到即可，没有特别限定，以能够易于判断出是生物体以外的要素的方式而优选为蓝色。
此外，在图9中，示出了开口部71使鼻烟壶作为穿刺预定区域S露出的例子。但是，开口部71的位置能够配合穿刺预定区域S的位置而适当变更。
(控制单元)
如图1及图10所示，控制单元80具备控制部81、存储部82、显示部83和操作部84。以下，对各部分的结构进行说明。
控制部81由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)构成。控制部81控制拇指检测部12、握持部致动器20、血管检测部30、逆流检测部40、检测致动器50、穿刺致动器61、前进机构62、存储部82、显示部83及操作部84的动作。
控制部81根据血管检测部30所检测出的桡动脉V的位置，决定握持部10与穿刺针N的相对的姿势及前进距离，并基于所决定的姿势及前进距离来控制调整机构2(握持部致动器20、穿刺致动器61)及前进机构62的动作。
具体地说在本实施方式中，控制部81以根据血管检测部30所检测出的桡动脉V的位置来决定握持部10的位置及姿势、并使握持部10移动到所决定的位置且成为所决定的姿势的方式，控制握持部致动器20的动作。另外，控制部81根据血管检测部30所检测出的桡动脉V的位置来决定穿刺针N的待机位置(前进前的穿刺针N从握着握持部10的手H1离开的位置)及姿势，并以使穿刺针N移动到待机位置且采取所决定的姿势的方式，控制穿刺致动器的动作。控制部81根据血管检测部30所检测出的桡动脉V的位置来决定前进距离，并以使穿刺针N从待机位置前进所决定的前进距离的方式，控制前进机构62的动作。
此外，控制部81也可以不仅考虑桡动脉V的位置，还考虑桡动脉V的深度和/或周边组织的位置等，来决定握持部10与穿刺针N的相对的位置及姿势、穿刺针N的前进距离等。另外，控制部81还可以提取握持部10及穿刺针N的相对的位置及姿势的多个候选，并考虑桡动脉V的位置、桡动脉V的深度和/或周边组织的位置等，从多个候选中选择最佳位置及姿势。
控制部81获取握持部10、握持部致动器20、血管检测部30、逆流检测部40、检测致动器50、穿刺针N、穿刺致动器61及前进机构62的位置及姿势的数据。关于各结构要素的位置及姿势的数据，可以在各结构要素上设置能够检测位置及姿势的公知的传感器，并从该传感器获取。另外，各结构要素的位置及姿势的数据还可以根据各结构要素的尺寸数据及各结构要素的驱动量的数据计算出。控制部81基于各结构要素的位置及姿势的数据，以结构要素彼此不会发生干涉的方式，控制握持部致动器20、检测致动器50、穿刺致动器61及前进机构62的动作。
存储部82由存储各种程序和各种数据的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、作为作业区域而临时性存储程序和数据的RAM(Randam Access Memory：随机存储器)、存储包含操作系统在内的各种程序和各种数据的硬盘等构成。
存储部82存储用于自动地穿刺手H1的桡动脉V的穿刺程序、以及伴随穿刺程序的执行而使用的各种数据。穿刺程序可以由计算机可读的记录介质提供，也可以从互联网下载。存储介质只要能够由计算机读取则没有特别限定，例如能够由CD-ROM、DVD-ROM等光盘、USB存储器、SD存储卡等构成。
显示部83例如能够由液晶显示器等构成。显示部83为了显示用于自动穿刺手H1的桡动脉V的信息而使用。
操作部84能够由例如鼠标等的指针设备及键盘等构成。操作部84为了进行用于自动穿刺手H1的桡动脉V的输入而使用。
此外，显示部83及操作部84的结构并不限于上述。例如，也可以将显示部83及操作部84一体构成为触摸面板。
(穿刺方法)
图11是用于说明使用穿刺系统1的穿刺方法的图。接下来，对使用穿刺系统1的穿刺方法进行说明。
首先，患者仰卧在图1所示那样的手术台D上，在将手H1放于腹部之上的状态下，用穿戴有约束件70的手H1握持握持部10。此时，握持部致动器20处于自由调整模式，患者能够采取对自己来说轻松的姿势。接着，实施手术者对穿刺预定区域S的周边进行消毒，对患者施加麻醉。此外，在以后的步骤中，约束件70能够将手H1的姿势保持为固定。因此，约束件70能够抑制手腕不慎活动、桡动脉V不慎位移的情况。
接着，如图11所示，控制部81使摄像头41检测作为示出手H1的穿刺预定区域S的标记发挥功能的约束件70的周缘部72(步骤S1)。此时，控制部81可以以摄像头41能够检测到周缘部72的方式，使握持部致动器20及检测致动器50调整握持部10与摄像头41的相对的位置及姿势。
接着，控制部81在周缘部72所示的穿刺预定区域S中，使血管检测部30检测桡动脉V的位置及深度、周边组织的位置等(步骤S2)。像这样，通过限制血管检测部30的检查范围，能够将桡动脉V的位置检测高效化。此外，在本实施方式中，血管检测部30由超声波回波检查装置31构成，因此，如图6所示，检测通过将超声波回波检查装置31推抵到手H1的体表的穿刺预定区域S而进行。此时，控制部81可以以血管检测部30能够检测到桡动脉V的位置的方式，使握持部致动器20及检测致动器50调整握持部10与血管检测部30的相对的位置及姿势。在检测完成后，控制部81命令检测致动器50使血管检测部30后退。
接着，如图11所示，控制部81基于在步骤S2中检测出的桡动脉V的位置及深度、周边组织的位置等，决定握持部10的位置及姿势、穿刺针N的姿势、待机位置及前进距离(步骤S3)。
接着，控制部81以握持部10移动到步骤S3中所决定的位置、且成为步骤S3中所决定的姿势的方式，使握持部致动器20调整握持部10的位置及姿势。另外，控制部81以穿刺针N移动到步骤S3中所决定的待机位置、且成为在步骤S3中决定的姿势的方式，使穿刺致动器61调整穿刺针N的位置及姿势(步骤S4)。
接着，控制部81命令穿刺致动器61使穿刺针N从待机位置前进在步骤S3中决定的前进距离(步骤S5)。由此，穿刺针N穿刺生物体。
接着，控制部81通过逆流检测部40检测是否有流向穿刺针N的逆流(步骤S6)。
在步骤S6中确认到有流向穿刺针N的逆流的情况下(步骤S6；是)，控制部81向实施手术者报告穿刺正常完成这一情况(步骤S7)。接着，实施手术者经由穿刺针N的内腔进行导丝或引鞘的插入等以后的手术。此外，在穿刺系统1构成为能够将导丝插入穿刺针N的内腔的情况下，穿刺系统1也可进行导丝等的插入。另外，控制部81在穿刺针N被拔出后，为了方便实施手术者或便于手术，而使握持部致动器20调整握持部10的位置及姿势。
在步骤S6中确认到无流向穿刺针N的逆流的情况下(步骤S6；否)，控制部81命令穿刺致动器61使穿刺针N后退，将穿刺针N拔出生物体外(步骤S8)。
接着，控制部81判断是否重复了规定次数的步骤S6(步骤S9)。
在步骤S9中判定成未重复规定次数的步骤S6的情况下(步骤S9；否)，控制部81再次执行步骤S1～S8。此外，在构成控制部81提取握持部10及穿刺针N的相对的位置及姿势的多个候选的情况下，在第二次以后的步骤S3中，也可以选择曾选过一次的候选以外的候选。
在步骤S9中判定成重复了规定次数的步骤S6的情况下(步骤S9；是)，控制部81向实施手术者报告出错这一情况、以及转移到由实施手术者进行的穿刺这一情况(步骤S10)。报告可以经由显示部83进行，也可以经由扬声器等进行。
此外，在上述步骤S1～S9中，在拇指检测部12检测到拇指没有放入孔部11时，控制部81可以停止各部分的动作，并报告出错。
如以上说明那样，上述实施方式的穿刺系统1是能够自动地穿刺患者的手H1的桡动脉V的穿刺系统。穿刺系统1具有：握持部10，其由手H1握持；血管检测部30，其能够检测握着握持部10的手H1的桡动脉V的位置；调整机构2，其能够调整握持部10与穿刺针N的相对的姿势；前进机构62，其能够使穿刺针N朝向握持部10前进；和控制部81，其根据血管检测部30所检测出的桡动脉V的位置，决定握持部10与穿刺针N的相对的姿势及穿刺针N的前进距离，并且基于所决定的姿势及前进距离来控制调整机构2及前进机构62的动作。因此，上述穿刺系统1能够配合手H1的姿势地调整穿刺针N的姿势之后进行对手H1的血管的穿刺。另外，由于穿刺系统1能够进行自动穿刺，所以能够不依赖于实施手术者的熟练度而进行稳定的穿刺。另外，实施手术者由于无需进行穿刺，所以在此期间能够进行其他作业。
另外，调整机构2具有能够调整握持部10的姿势的握持部致动器20。因此，穿刺系统1能够利用握持部致动器20调整握着握持部10的手H1的姿势。
另外，调整机构2具有能够调整穿刺针N的姿势的穿刺致动器61。因此，穿刺系统1能够利用穿刺致动器61调整穿刺针N的姿势。
另外，调整机构2具有能够调整握持部10的位置及姿势的握持部致动器20、和能够调整穿刺针N的位置及姿势的穿刺致动器61，控制部81获取握持部10的位置及姿势的数据、穿刺针N的位置及姿势的数据。因此，穿刺系统1能够利用握持部致动器20来调整握着握持部10的手H1的姿势，由此使手H1成为各种姿势，并且，能够利用穿刺致动器61调整穿刺针N的姿势，由此对各种姿势的手H1进行穿刺。
另外，穿刺系统1还具有能够检测流向穿刺针N的逆流的逆流检测部40。因此，穿刺系统1能够掌握向桡动脉V的穿刺是否完成。
另外，穿刺系统1还具有摄像头41，其能够对示出手H1的穿刺预定区域S的周缘部72的位置进行检测。血管检测部30在穿刺预定区域S中检测桡动脉V。因此，穿刺系统1能够有效地进行桡动脉V的位置检测。
另外，穿刺系统1还具有检测致动器50，其保持血管检测部30，并且能够调整血管检测部30的位置及姿势。因此，穿刺系统1通过调整血管检测部30的位置及姿势，能够容易地检测桡动脉V的位置。
另外，在握持部10上形成有能够插入手H1的拇指的孔部11，在孔部11配置有检测与拇指接触的状态的拇指检测部12。因此，穿刺系统1能够判断拇指在握持部10中是否放于恰当位置。
另外，穿刺系统1具有抑制患者的手腕活动的约束件70。因此，能够将握着握持部10的手H1的姿势定为固定。
(穿刺方法的变形例)
图12A、图12B是用于说明穿刺系统1的穿刺方法的变形例的图。
如图12A所示，变形例的穿刺方法中，从标记的位置检测(步骤S1)到桡动脉V的位置检测(步骤S2)为止的步骤与上述实施方式的穿刺方法相同。因此，省略步骤S1～步骤S2的说明。
在步骤S2之后，控制部81基于步骤S2中检测出的桡动脉V的位置及深度、周边组织的位置等，决定握持部10的位置及姿势、穿刺针N的姿势、待机位置及前进距离、血管检测部30的位置及姿势(步骤S23)。
接着，控制部81以握持部10移动到在步骤S23中所决定的位置、且成为在步骤S23中所决定的姿势的方式，使握持部致动器20调整握持部10的位置及姿势。另外，控制部81以穿刺针N移动到在步骤S23中所决定的待机位置、且成为在步骤S23中所决定的姿势的方式，使穿刺致动器61调整穿刺针N的位置及姿势。另外，控制部81以血管检测部30移动到在步骤S23中所决定的位置、且成为在步骤S23中所决定的姿势的方式，使检测致动器50调整血管检测部30的位置及姿势(步骤S24)。
接着，如图12A及图12B所示，控制部81使穿刺针N从待机位置前进，并且使血管检测部30的超声波回波检查装置31同时检测桡动脉V和穿刺针N的前端部的位置(步骤S25)。此时，控制部81可以使血管检测部30的超声波回波检查装置31沿桡动脉V的周向移动(参照图6)，从而使检查范围变化。由此，血管检测部30能够容易掌握桡动脉V与穿刺针N的位置关系。
控制部81根据由超声波回波检查装置31检测出的桡动脉V和穿刺针N的前端部的位置，命令穿刺致动器61调整(修正)穿刺针N的位置、姿势及前进距离。因此，即使在将穿刺针N插入生物体时桡动脉V以避开的方式移动的情况等下，也能够调整穿刺针N的姿势。
此外，穿刺针N优选为能够容易利用超声波回波检查装置31进行检测的回声针(在前端部形成有槽或孔部，将超声波漫反射的针)，但也可以不为回声针。
以后的步骤S6～S10(参照图12A)与上述实施方式的穿刺方法相同，因此省略其说明(参照图11)。此外，也可以取代步骤S6而在步骤S24中，利用超声波回波检查装置31确认穿刺针N是否到达桡动脉V且产生流向穿刺针N的逆流。
如以上说明那样，在变形例的穿刺方法中，血管检测部30同时检测桡动脉V及穿刺针N的位置，穿刺致动器61根据血管检测部30所检测出的桡动脉V及穿刺针N的位置，来调整穿刺针N的姿势。因此，即使在例如将穿刺针N插入生物体时桡动脉V以避开的方式移动的情况等下，也能够调整穿刺针N的姿势。
(握持部的变形例)
图13A～图13C是用于说明变形例1～3的握持部110、210、310的图。此外，在以下的说明中，对于与上述实施方式的穿刺系统1相同的附图标记，标注相同附图标记并省略其说明。
如图13A所示，变形例1的握持部110在具有插入拇指以外的其他手指的插入部130这一点上，与上述实施方式的握持部10不同。在本实施方式中，插入部130具有能够插入食指的第1指兜131、能够插入中指的第2指兜132、能够插入无名指的第3指兜133和能够插入小指的第4指兜134。其中，插入部130的结构只要能够插入拇指以外的其他手指即可，没有特别限定。例如，插入部130也可以由能够插入全部食指、中指、无名指、小指的单一指兜构成。
像这样，变形例1的握持部110具有能够插入拇指以外的其他手指的插入部130。因此，即使在对患者施加麻醉等的状态下，也能够容易维持手H1握着握持部110的状态。
如图13B所示，变形例2的握持部210在具有倾斜的圆柱形状这一点上，与上述实施方式的握持部10不同。此外，在此，“倾斜的圆柱形状”表示在从与圆柱的端面211正交的方向观察的情况下，轴向a2倾斜以使得圆柱的相对的端面211、212的中心位置错开的形状。
像这样，变形例2的握持部210具有倾斜的圆柱形状。因此，在以拇指以外的其他手指握着握持部210的状态下，患者容易将拇指放入孔部11。
如图13C所示，变形例3的握持部310在具有圆台形状这一点上，与上述实施方式的握持部10不同。像这样，变形例的握持部310具有圆台形状，因此在以拇指以外的其他手指握着握持部310的状态下，患者能够容易将拇指放入孔部11。
如以上说明那样，握持部的形状只要能够由患者以手H1握持即可，没有特别限定。另外，图13A所示的插入部130也可以设于图13B及图13C所示的变形例2、3的握持部210、310。
(约束件的变形例)
图14A及图14B是用于说明变形例1、2的约束件170、270的图。
变形例1的约束件170与上述实施方式的约束件70同样地，能够由至少包围手腕的环状部件或带体等构成。如图14A所示，变形例1的约束件170在能够使穿刺预定区域S露出的开口部71设有网格173这一点，与上述实施方式的约束件70不同。
网格173以覆盖开口部71的方式设置。网格173的间隙174形成为能够供经由穿刺部位插入生物体的引鞘等医疗器具穿插的程度的大小。
控制部81也可以使例如摄像头41检查网格173。控制部81也可以根据血管检测部30所检测出的桡动脉V的位置和摄像头41所检测出的网格173的对应关系，推算出检测到桡动脉V的间隙174，并以将穿刺针N插入所推算出的间隙174的方式，控制穿刺致动器61及前进机构62的动作。
变形例2的约束件270与上述实施方式的约束件70同样地，能够由至少包围手腕的环状部件或带体等构成。如图14B所示，变形例2的约束件270在能够使穿刺预定区域S露出的开口部271的形状上，与上述实施方式的约束件70不同。
开口部271的周缘部具有锯齿形状。
控制部81也可以使例如摄像头41检测开口部271的周缘部。控制部81可以引出将开口部271的周缘部的相对的山部272或谷部273相连的假想线L，并形成假想的网格。控制部81根据血管检测部30所检测出的桡动脉V的位置与假想的网格的对应关系，推算出网格的多个间隙中的检测到桡动脉V的间隙，并以将穿刺针N插入所推算出的间隙的方式，控制穿刺致动器61的动作。
(标记的变形例)
图15是用于说明变形例的标记M的图。
如图15所示，示出穿刺预定区域S的标记M可以通过用笔等在手H1上描画将穿刺预定区域S包围的线而形成。此外，标记M既可以由构成穿刺系统1的多自由度的机械臂等描画，也可以由实施手术者描画。
此外，标记M既可以如图15所示，局部地包围穿刺预定区域S，也可以完全包围穿刺预定区域S。
以上，通过实施方式及变形例说明了本发明，但本发明不仅限定于所说明的各结构，能够基于权利要求书的记载适当变更。
例如，在上述实施方式中，说明了穿刺系统具有抑制手腕活动的约束件的例子，但也可以不具有约束件。在该情况下，穿刺系统优选构成为在患者的手或手腕穿戴上具有动作捕捉功能的手套，从而能够检测手或手腕的关节的弯曲方式等。
另外，例如，在上述实施方式中，说明了调整机构具有握持部致动器及穿刺致动器双方的例子，但穿刺系统也可以仅有握持部致动器和穿刺致动器中的一方。
另外，例如，在上述实施方式中，说明了穿刺系统检测标记的例子，但穿刺系统也可以不检测标记。
另外，例如，在上述实施方式中，说明了如图1所示那样握持部致动器20、检测致动器50、穿刺致动器61、前进机构62配置于患者的右手侧的例子。但是，握持部致动器20、检测致动器50、穿刺致动器61、前进机构62的配置并不特别限定于图1所示的配置。例如，也可以将检测致动器50配置于患者的左手侧。
本申请基于2018年6月6日提出申请的日本国专利申请第2018-108638号，其公开内容通过参照而作为整体被引用。
附图标记说明
1 穿刺系统，
2 调整机构，
10、110、210、310 握持部，
11 孔部，
12 拇指检测部，
20 握持部致动器，
30 血管检测部，
40 逆流检测部，
41 摄像头(标记检测部)，
50 检测致动器，
61 穿刺致动器，
62 前进机构，
70、170、270 约束件，
72 周缘部(标记)，
81 控制部，
H1 手，
M 标记，
N 穿刺针，
S 穿刺预定区域，
V 动脉(血管)。

Claims (10)

1.一种穿刺系统，能够自动地穿刺患者的手的血管，其特征在于，具有：
握持部，其由所述手握持；
血管检测部，其能够检测握着所述握持部的所述手的所述血管的位置；
调整机构，其能够调整所述握持部与穿刺针的相对的姿势；
前进机构，其能够使所述穿刺针朝向所述握持部前进；和
控制部，其根据所述血管检测部所检测出的所述血管的位置来决定所述握持部与所述穿刺针的相对的姿势及所述穿刺针的前进距离，并且，基于所决定的所述姿势及所述前进距离来控制所述调整机构及所述前进机构的动作。
2.根据权利要求1所述的穿刺系统，其特征在于，
所述调整机构具有能够调整所述握持部的姿势的握持部致动器。
3.根据权利要求1或2所述的穿刺系统，其特征在于，
所述调整机构具有能够调整所述穿刺针的姿势的穿刺致动器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的穿刺系统，其特征在于，
所述调整机构具有能够调整所述握持部的位置及姿势的握持部致动器、和能够调整所述穿刺针的位置及姿势的穿刺致动器，
所述控制部获取所述握持部的位置及姿势的数据、所述穿刺针的位置及姿势的数据。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的穿刺系统，其特征在于，
还具有能够检测血向所述穿刺针的逆流的血逆流检测部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的穿刺系统，其特征在于，
还具有标记检测部，所述标记检测部能够对示出所述手的穿刺预定区域的标记的位置进行检测，
所述血管检测部在所述穿刺预定区域中检测所述血管。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的穿刺系统，其特征在于，
还具有能够调整所述血管检测部的位置及姿势的检测致动器。
8.根据权利要求3或4所述的穿刺系统，其特征在于，
所述血管检测部同时检测所述血管及所述穿刺针的位置，
所述穿刺致动器根据所述血管检测部所检测出的所述血管及所述穿刺针的位置，来调整所述穿刺针的姿势。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的穿刺系统，其特征在于，
在所述握持部上形成有所述手的拇指能够插入的孔部，
在所述孔部配置有检测与所述拇指接触的状态的拇指检测部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的穿刺系统，其特征在于，
具有抑制所述患者的手腕的活动的约束件。
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