WO2016111255A1 - 穿刺支援システム - Google Patents

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blood vessel
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ultrasonic
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正克 藤江
洋 小林
まり子 築根
健 一柳
小笠原 伸浩
張 博
誠 橋爪
池田 哲夫
朋比古 赤星
龍 中楯
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学校法人早稲田大学
株式会社菊池製作所
国立大学法人九州大学
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Definitions

  • the present invention relates to a system for supporting blood vessel puncture under an ultrasound guide.
  • the puncture of the patient's body tissue is used in various medical scenes, and among them, there is a blood vessel puncture under an ultrasonic guide.
  • the blood vessel puncture is performed by searching for a desired blood vessel position on the ultrasonic image while a doctor visually observes an ultrasonic image of the blood vessel cross section of the patient acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus, and placing the tip of the puncture needle in the blood vessel. To do.
  • the skin above it is pushed to some extent with the ultrasonic probe, but if the pressure of the ultrasonic probe at this time is too large, the blood vessel to be punctured is greatly crushed, It may be difficult to puncture.
  • the doctor in order to facilitate the puncture of the blood vessel, the doctor must adjust the pressing force of the ultrasonic probe so as to keep the collapse state of the blood vessel within an appropriate range and maintain the state after the adjustment for a predetermined time.
  • Patent Document 1 discloses a system for determining an optimum puncture position when a cannula or a needle is punctured into a blood vessel based on an ultrasonic image and automatically inserting a cannula or the like into the blood vessel position. Yes.
  • an appropriate puncture position is specified from parameters such as the position, size, and type of a blood vessel, and puncture is not performed at a blood vessel position where the parameter is not within an appropriate range.
  • the puncture is performed by searching for an appropriate position. For this reason, the pressing force of the ultrasonic probe is not adjusted without changing the blood vessel position, and information on whether or not the blood vessel state is easy to puncture cannot be presented.
  • the present invention has been devised by paying attention to such a problem, and the object thereof is related to a collapsed state of the blood vessel due to the pushing of the ultrasonic probe when acquiring an ultrasonic image of the blood vessel to be punctured. It is an object of the present invention to provide a puncture support system that provides information and enables blood vessel puncture by a doctor or a robot to be performed quickly and accurately.
  • the present invention mainly uses the ultrasonic image from an ultrasonic diagnostic apparatus for acquiring an ultrasonic image of a subcutaneous blood vessel cross section by bringing an ultrasonic probe into contact with a patient's skin.
  • a system for supporting blood vessel puncture wherein a blood vessel diameter detecting means for detecting a blood vessel diameter at the time of acquiring the ultrasonic image, a current blood vessel diameter detected by the blood vessel diameter detecting means and a standard stored in advance Puncture support information generating means for generating puncture support information for determining whether or not puncture is possible from the collapsed state of the blood vessel due to the pressure of the ultrasonic probe against the skin, and the puncture support And a presentation means for presenting information.
  • the puncture support information for determining whether or not puncture is possible is generated from the collapsed state of the blood vessel due to the pressure of the ultrasonic probe, the doctor can view the ultrasonic image showing the blood vessel to be punctured.
  • the puncture support information it is possible to more reliably grasp whether or not the current push-in state of the ultrasonic probe is easy to puncture, and blood vessel puncture can be performed more quickly and accurately.
  • the present invention is applied to a puncture support robot that operates while holding an ultrasonic probe, the operation of the puncture support robot is controlled based on the puncture support information, thereby pushing the ultrasonic probe into the patient's skin. In this case, blood vessel puncture can be performed more rapidly and accurately.
  • the schematic block diagram of the puncture assistance system which concerns on 1st Embodiment The schematic block diagram of the puncture assistance system which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a puncture support system according to the first embodiment.
  • the puncture support system 10 according to the present embodiment is a system that provides puncture support information, which is information for supporting the puncture, to the doctor when the doctor performs blood vessel puncture under an ultrasound guide. .
  • This puncture support system 10 provides puncture support information based on the ultrasonic diagnostic apparatus 11 for acquiring an ultrasonic image of an internal part including a blood vessel B of a patient to be punctured and the acquired ultrasonic image of the blood vessel B.
  • a puncture support information generating device 12 (puncture support information generating means) is provided.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 11 is in contact with an ultrasonic probe 15 that contacts a patient's skin S and transmits ultrasonic pulses and receives echoes, and the ultrasonic probe 15 contacts the ultrasonic probe 15 with a signal from the ultrasonic probe 15.
  • the blood vessel B Based on the image data of the ultrasonic image generated by the image generation means 17 and the image generation means 17 for generating an ultrasonic image of the body part under the skin S to be performed, the blood vessel B reflected at a predetermined position in the image
  • a blood vessel diameter detecting means 18 for detecting a blood vessel diameter and a monitor 19 as a presenting means for presenting an ultrasonic image, the puncture support information and the like to a doctor or the like are provided.
  • the image generation means 17 and the blood vessel diameter detection means 18 employ the structures and methods employed in the known ultrasonic diagnostic apparatus 11 and are not essential parts of the present invention. The detailed description is omitted.
  • the puncture support information generating device 12 has an input unit 21 for inputting various information such as patient information and a blood vessel type to be punctured, a storage unit 22 in which various types of data are stored, and a storage unit 22. Based on the data and the blood vessel diameter detected by the blood vessel diameter detecting means 18, the information generating unit 23 is configured to generate the puncture support information by calculation or the like.
  • the puncture support information generated by the puncture support information generation device 12 is information for determining whether or not puncture is possible based on the collapsed state of the blood vessel B due to the ultrasound probe 15 being pressed against the skin S.
  • the puncture support information the current blood vessel diameter at the time of acquiring an ultrasonic image for a standard blood vessel diameter that is not pressed by the ultrasonic probe 15 (hereinafter referred to as “standard blood vessel diameter”).
  • standard blood vessel diameter a puncture possibility rate representing the ease of puncture in the current deformed state of the blood vessel B due to the pushing of the ultrasonic probe 15.
  • the storage unit 22 stores various data of the standard blood vessel diameter and relationship data representing the relationship of the puncture rate with respect to the blood vessel compression rate.
  • the standard blood vessel diameter is determined by age (or by adult child) and by blood vessel type to be punctured (for example, central vein, internal jugular vein, clavicle) based on the knowledge of doctors or the like, clinical data acquired in advance, and the like. Lower veins, femoral veins, etc.) and blood pressure (minimum blood pressure).
  • the relational data is set as a mathematical formula or a table so that the blood vessel compression rate and the puncture rate are in a one-to-one relationship based on the knowledge of a doctor or the like, clinical data acquired in advance, or the like.
  • the information processing unit 23 includes a blood vessel compression rate calculation unit 25 that obtains the blood vessel compression rate from the current blood vessel diameter detected by the blood vessel diameter detection unit 18, and the blood vessel compression rate calculated by the blood vessel compression rate calculation unit 25. And a puncture rate determination unit 26 for deriving the puncture rate at the time of acquiring an ultrasound image based on the relational data stored in the storage unit 22.
  • a standard blood vessel diameter that matches the information is input from the various types of information input from the input unit 21, that is, information on the patient (age, blood pressure, etc.) and blood vessel type of the puncture target.
  • the value is obtained as the blood vessel compression rate.
  • the puncture rate determination unit 26 the puncture rate corresponding to the vascular compression rate obtained by the vascular compression rate calculation unit 25 is extracted from the storage unit 22, so that the blood vessel B is collapsed when the current ultrasonic image is acquired.
  • a puncture rate that indicates the ease of puncture is specified.
  • the blood vessel compression rate and the puncture rate determined as described above are displayed on the monitor 19 together with the current ultrasonic image as the puncture support information, and can be visually recognized by the doctor.
  • the puncture support information only one of the blood vessel compression rate and the puncture rate may be presented on the monitor 19, and if only the blood vessel compression rate is presented, the above-described various types relating to the derivation of the puncture rate The configuration can also be omitted.
  • the doctor can quantitatively grasp the collapsed state of the blood vessel B and the ease of puncture with the puncture support information while looking at the ultrasonic image.
  • the doctor can quickly make a decision such as loosening the pushing of the ultrasonic probe 15 into the patient, and supports quick and reliable blood vessel puncture. be able to.
  • a threshold may be provided for the puncture rate, and a warning may be issued by voice, image, or the like when the puncture rate is less than the threshold.
  • the ultrasonic probe 15 is provided with a force sensor capable of detecting the magnitude of the pressing force when the patient's skin S is pushed in, and the magnitude of the force detected by the force sensor is associated with the blood vessel compression rate and the puncture rate. Then, it may be presented to a doctor or the like through the monitor 19.
  • the puncture support system 30 operates the puncture needle N on the basis of the ultrasonic image acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus 11 with respect to the configuration of the first embodiment.
  • a puncture assisting robot 33 for puncturing a target in the blood vessel B is further provided, and the puncture assisting robot 33 controls the pushing state of the ultrasonic probe 15 into the patient's skin S based on the puncture assisting information.
  • the ultrasonic probe 15 can be maintained in position and posture so as to facilitate puncturing.
  • the puncture assisting robot 33 is configured to hold the ultrasonic probe 15 and the puncture needle N, respectively, and while the doctor can manually move the ultrasonic probe 15 to acquire an ultrasonic image, This is a hand-held robot that can automatically adjust the pushing state of the ultrasonic probe 15 against the skin S and move the puncture needle N.
  • the puncture assisting robot 33 is attached to a probe holder 35 that holds the ultrasonic probe 15, a probe operation device 36 that moves the probe holder 35 in a predetermined direction, and the probe holder 35, and the ultrasonic probe 15 is attached to the patient's skin.
  • a force sensor 37 that can detect the pressing force when S is pushed in
  • a probe operation control device 38 that controls the operation of the probe operation device 36
  • a probe holder 35 are provided integrally with the puncture needle N.
  • a puncture needle operation device 39 to be operated and a puncture needle operation control device 40 for controlling the operation of the puncture needle operation device 39 are provided.
  • the ultrasonic probe 15 held by the probe holder 35 moves away from and close to the skin S of the patient, and the ultrasonic probe 15 can be maintained at a desired position and posture.
  • the ultrasonic probe 15 is comprised by various members and mechanisms, such as various motors and links which are not shown.
  • the probe operation control device 38 Based on the puncture support information generated by the puncture support information generation device 12, the probe operation control device 38 appropriately maintains the pressing force of the ultrasonic probe 15 against the patient's skin S. The movement in the direction in which the patient's skin S is pressed is controlled.
  • the probe operation control device 38 determines whether or not the ultrasonic probe 15 is in an appropriate pressing state for puncturing, and based on the determination by the determination unit 42, And an operation command means 43 for issuing an operation command to the probe operating device 26.
  • the determination means 42 when the puncture possibility rate in the current pushing state of the ultrasonic probe 15 is equal to or higher than a preset threshold value, it is determined as an appropriate pressing state, while the puncture possibility rate is less than the threshold value. In this case, it is determined that the pressing state is not appropriate.
  • the determination here may use a blood vessel compression rate, and may determine whether or not the pressure state is appropriate depending on whether the blood vessel compression rate is equal to or higher than a preset threshold value.
  • the determination unit 42 determines that the pressing state is appropriate, an operation to the probe operation unit 36 is commanded so as to maintain the pressing force detected by the force sensor 37 at that time.
  • the determination means 42 determines that the pressure state is not appropriate, the determination is made because the blood vessel is collapsed to such an extent that the ultrasound probe 15 is strongly pushed into the skin S and difficult to puncture.
  • the operation to the probe operating device 36 is commanded so that the ultrasonic probe 15 moves in the direction away from the skin until it is determined by the means 42 that the pressure is appropriate.
  • the puncture needle operation device 39 and the puncture needle operation control device 40 employ other known structures and methods in addition to the configuration and operation of Japanese Patent No. 553239 already proposed by the present inventors. However, since it is not an essential part of the present invention, detailed description is omitted here.
  • the doctor holds the probe holder 35 by hand, and moves the ultrasonic probe 15 within a predetermined range with his / her hand while contacting the skin S of the patient, thereby performing puncture.
  • the blood vessel B to be performed is searched for, and the movement of the ultrasonic probe 15 is stopped when the part to be punctured appears on the ultrasonic image while looking at the monitor 19.
  • Puncture support information is generated by the puncture support information generation device 12 for the state in which the ultrasonic probe 15 is pushed into the skin S at this time.
  • the determination means 42 determines from the puncture support information that the blood vessel B is easy to puncture, the operation of the probe operating device 36 is locked, and the position of the ultrasonic probe 15 at that time and Posture is maintained. Then, the puncture needle N is operated by the puncture needle operating device 39 to puncture the target in the blood vessel B. On the other hand, if it is determined by the determination means 42 that the blood vessel is not easily punctured, the probe moves so that the ultrasonic probe 15 moves away from the patient's skin S until it reaches an appropriate pressed state. The operating device 36 operates.
  • the puncture assisting robot 33 omits the puncture needle operation device 39 and the puncture needle operation control device 40, and has only a function that enables the ultrasonic probe 15 to be held and moved so as to be in an appropriate pressing state. It is also possible to employ a robot having the same.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 11 and the puncture support information generating apparatus 12 have different device configurations, but the present invention is not limited to this, and the ultrasonic diagnostic apparatus. 11, it is also possible to incorporate some or all of the above-described various configurations of the puncture support information generation device 12.
  • the puncture support system according to the present invention can be used as a system for assisting a doctor so that the pushing state of the ultrasonic probe is appropriate when the doctor performs blood vessel puncture under an ultrasonic guide.

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Abstract

本発明は、穿刺対象の血管の超音波画像を取得する際に、超音波プローブの押し込みによる当該血管の潰れ状態に関する情報を提供することを目的とする。穿刺支援システム10は、超音波診断装置11からの超音波画像取得時の血管径を検出する血管径検出手段18と、血管径検出手段18で検出された現在の血管径と予め記憶された標準の血管径とを比較することで、超音波プローブ15の皮膚Sへの押圧による血管Bの潰れ状態から穿刺の可否を判断するための穿刺支援情報を生成する穿刺支援情報生成手段12と、穿刺支援情報を提示するモニタ19とを備えている。穿刺支援情報として、予め記憶された標準血管径に対する超音波画像取得時の血管径の割合を表す血管圧縮率と、超音波プローブ15の押し込みによる現在の血管Bにおける穿刺のし易さを表す穿刺可能率とが求められる。

Description

穿刺支援システム
 本発明は、超音波ガイド下における血管穿刺を支援するためのシステムに関する。
 患者の体内組織への穿刺は、医療の様々な場面に用いられており、その中で、超音波ガイド下における血管穿刺がある。当該血管穿刺は、超音波診断装置で取得した患者の血管断面の超音波画像を医師が目視しながら、超音波画像上で所望の血管位置を探索し、当該血管内に穿刺針の先端を留置する。この際、血管の超音波画像を取得するために、その上方の皮膚を超音波プローブである程度押し込むが、このときの超音波プローブの押圧力が大き過ぎると穿刺対象の血管が大きく潰れてしまい、穿刺し難くなることがある。従って、医師は、血管への穿刺を行い易くするため、血管の潰れ具合を適正範囲に留めるように超音波プローブの押圧力を調整し、当該調整後の状態を所定時間維持しなければならない。しかしながら、取得した超音波画像の目視だけでは、血管の潰れ具合を明確に把握することができず、現時点での超音波プローブの押し込み状態が、当該患者にとって血管穿刺のし易い最良の状態か否かの判断が難しい。
 ところで、特許文献1には、超音波画像に基づいてカニューレ又は針を血管に穿刺する際に、最適な穿刺位置を決定し、当該血管位置にカニューレ等を自動的に挿入するシステムが開示されている。
特表2008-539932号公報
 前記特許文献1のシステムにあっては、血管の位置、大きさ、種類等のパラメータから適切な穿刺位置を特定するものであって、前記パラメータが適正範囲でない血管位置では穿刺が行われず、別の適正位置を探して穿刺を行うようになっている。このため、血管位置を変えずに、超音波プローブの押圧力を調整するものではなく、また、穿刺がし易い血管状態になっているか否かの情報を提示することもできない。
 本発明は、このような課題に着目して案出されたものであり、その目的は、穿刺対象の血管の超音波画像を取得する際に、超音波プローブの押し込みによる当該血管の潰れ状態に関する情報を提供し、医師若しくはロボットによる血管穿刺を迅速且つ正確に行えるようにする穿刺支援システムを提供することにある。
 前記目的を達成するため、本発明は、主として、患者の皮膚に超音波プローブを接触させることにより、皮下の血管断面の超音波画像を取得する超音波診断装置からの前記超音波画像を用いて、血管穿刺を支援するためのシステムであって、前記超音波画像取得時の血管径を検出する血管径検出手段と、当該血管径検出手段で検出された現在の血管径と予め記憶された標準の血管径とを比較することで、前記超音波プローブの前記皮膚への押圧による血管の潰れ状態から穿刺の可否を判断するための穿刺支援情報を生成する穿刺支援情報生成手段と、前記穿刺支援情報を提示する提示手段とを備える、という構成を採っている。
 本発明によれば、超音波プローブの押圧による血管の潰れ状態から穿刺の可否を判断するための穿刺支援情報が生成されるため、医師は、穿刺対象の血管が映った超音波画像を見ながら、穿刺支援情報を参照することで、現在の超音波プローブの押し込み状態が、穿刺し易い状態か否かをより確実に把握することができ、血管穿刺をより迅速且つ正確に行うことができる。また、超音波プローブを保持して動作させる穿刺支援ロボットに本発明を適用した場合には、穿刺支援情報に基づき穿刺支援ロボットの動作制御を行うことで、患者の皮膚への超音波プローブの押し込みを穿刺のし易い状態に維持することができ、この場合も、血管穿刺をより迅速且つ正確に行うことが可能になる。
第1実施形態に係る穿刺支援システムの概略構成図。 第2実施形態に係る穿刺支援システムの概略構成図。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
 (第1実施形態)
 図1には、第1実施形態に係る穿刺支援システムの概略構成図が示されている。この図において、本実施形態に係る穿刺支援システム10は、医師が超音波ガイド下における血管穿刺を行う際に、当該穿刺を支援するための情報である穿刺支援情報を医師に提供するシステムである。
 この穿刺支援システム10は、穿刺対象とする患者の血管Bを含む体内部分の超音波画像を取得するための超音波診断装置11と、取得した血管Bの超音波画像に基づき、穿刺支援情報を生成する穿刺支援情報生成装置12(穿刺支援情報生成手段)とを備えている。
 前記超音波診断装置11は、患者の皮膚Sに接触して超音波パルスの送波及びエコーの受波を行う超音波プローブ15と、超音波プローブ15からの信号によって、超音波プローブ15が接触する皮膚Sの下の体内部分の超音波画像を生成する画像生成手段17と、画像生成手段17で生成された超音波画像の画像データに基づいて、当該画像内の所定位置に映る血管Bの血管径を検出する血管径検出手段18と、超音波画像と前記穿刺支援情報等を医師等に提示する提示手段としてのモニタ19とを備えている。
 なお、画像生成手段17及び血管径検出手段18は、公知の超音波診断装置11に採用されている構造及び手法が適用されており、本発明の本質部分ではないため、ここでは、それらの構成等、詳細な説明を省略する。
 前記穿刺支援情報生成装置12は、患者の情報や穿刺対象の血管種類等の各種情報が入力される入力部21と、各種のデータが記憶された記憶部22と、記憶部22に記憶されたデータ及び前記血管径検出手段18で検出された血管径に基づき、演算等によって前記穿刺支援情報を生成する情報生成部23とにより構成される。
 この穿刺支援情報生成装置12で生成される穿刺支援情報は、超音波プローブ15の皮膚Sへの押圧による血管Bの潰れ状態から穿刺の可否を判断するための情報である。本実施形態では、当該穿刺支援情報として、超音波プローブ15で押圧されていない状態の標準の血管径(以下、「標準血管径」と称する)に対する超音波画像の取得時である現在の血管径の割合を表す血管圧縮率と、超音波プローブ15の押し込みによる現在の血管Bの変形状態における穿刺のし易さを表す穿刺可能率とが求められる。
 前記記憶部22では、前記標準血管径の各種データと、前記血管圧縮率に対する前記穿刺可能率の関係を表す関係データとが記憶されている。ここで、前記標準血管径は、医師等の知見や予め取得した臨床データ等に基づき、年齢別(若しくは成人子供の別)、穿刺対象の血管種類別(例えば、中心静脈、内頸静脈、鎖骨下静脈、大腿の静脈等)、血圧(最低血圧)の大きさ別に設定されている。また、前記関係データは、医師等の知見や予め取得した臨床データ等に基づき、前記血管圧縮率と前記穿刺可能率とが一対一の関係になるように、数式若しくはテーブルとして設定されている。
 前記情報処理部23は、前記血管径検出手段18で検出された現在の血管径から前記血管圧縮率を求める血管圧縮率算出部25と、血管圧縮率算出部25で算出された前記血管圧縮率から、記憶部22に記憶された前記関係データに基づき、超音波画像取得時の前記穿刺可能率を導出する穿刺可能率決定部26とを備えている。
 前記血管圧縮率算出部25では、入力部21から入力された各種情報、すなわち、患者の情報(年齢、血圧等)及び穿刺対象の血管種別の情報から、それら情報に合致する標準血管径が記憶部22から抽出され、抽出された標準血管径で、血管径検出手段18により検出された現在の血管径を除算することにより、その値が血管圧縮率として求められる。
 前記穿刺可能率決定部26では、血管圧縮率算出部25で求めた血管圧縮率に対応する穿刺可能率が記憶部22から抽出されることで、現状の超音波画像取得時の血管Bの潰れ具合における穿刺のし易さを表す穿刺可能率が特定される。
 以上のようにして求めた血管圧縮率及び穿刺可能率は、前記穿刺支援情報として、現在の超音波画像とともにモニタ19に表示され、医師が視認可能となる。なお、穿刺支援情報として、血管圧縮率若しくは穿刺可能率の何れか一方のみをモニタ19に提示するようにしても良く、血管圧縮率のみの提示であれば、穿刺可能率の導出に関する前述の各種構成を省略することもできる。
 従って、このような第1実施形態によれば、医師が、超音波画像を見ながら、血管Bの潰れ状態と穿刺のし易さを穿刺支援情報で定量的に把握することができ、当該穿刺支援情報により、穿刺が行い難い状態であるような場合には、医師は、超音波プローブ15の患者への押し込みを緩める等の判断を素早く行うことができ、迅速且つ確実な血管穿刺を支援することができる。
 なお、穿刺可能率に閾値を設け、当該閾値未満の穿刺可能率のときに、音声、画像等により警告を発するようにしても良い。
 また、超音波プローブ15に、患者の皮膚Sを押し込む際の押圧力の大きさを検出可能な力センサを設け、当該力センサで検出された力の大きさと血管圧縮率や穿刺可能率を関連付けて、モニタ19を通じて医師等に提示するようにしても良い。
 次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、前記第1実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いるものとし、説明を省略若しくは簡略にする。
 (第2実施形態)
 図2に示されるように、本実施形態に係る穿刺支援システム30は、前記第1実施形態の構成に対し、超音波診断装置11によって取得した超音波画像に基づき、穿刺針Nを動作させて血管B内のターゲットに穿刺を行う穿刺支援ロボット33を更に備えており、当該穿刺支援ロボット33により、前記穿刺支援情報に基づいて超音波プローブ15の患者の皮膚Sへの押し込み状態を制御することで、穿刺が行い易いように超音波プローブ15の位置及び姿勢を維持可能としたところに特徴を有する。
 前記穿刺支援ロボット33は、超音波プローブ15及び穿刺針Nをそれぞれ保持するようになっており、医師が超音波画像を取得するために超音波プローブ15の移動を手動で行える一方で、患者の皮膚Sに対する超音波プローブ15の押し込み状態の調整と穿刺針Nの移動を自動で行える手持ち型のロボットとなっている。
 この穿刺支援ロボット33は、超音波プローブ15を保持するプローブホルダー35と、所定の方向にプローブホルダー35を移動させるプローブ動作装置36と、プローブホルダー35に取り付けられ、超音波プローブ15が患者の皮膚Sを押し込む際の押圧力を検出可能な力センサ37と、プローブ動作装置36の動作を制御するプローブ動作制御装置38と、プローブホルダー35に一体的に設けられるとともに、穿刺針Nを保持して動作させる穿刺針動作装置39と、穿刺針動作装置39の動作を制御する穿刺針動作制御装置40とを備えている。
 前記プローブ動作装置36は、プローブホルダー35に保持された超音波プローブ15が、患者の皮膚Sに対して離間接近する方向に移動し、超音波プローブ15を所望の位置及び姿勢で維持可能となるように、図示省略した各種モータ、リンク等の各種部材や機構によって構成されている。
 前記プローブ動作制御装置38は、前記穿刺支援情報生成装置12で生成された穿刺支援情報に基づいて、患者の皮膚Sに対する超音波プローブ15の押圧力を適正に維持するように、超音波プローブ15における患者の皮膚Sを押圧する方向の移動を制御するようになっている。
 このプローブ動作制御装置38は、前記穿刺支援情報に基づき、超音波プローブ15が穿刺を行うために適正な押圧状態が否かを判定する判定手段42と、判定手段42での判定に基づいて、プローブ動作装置26への動作指令を行う動作指令手段43とを備えている。
 前記判定手段42では、現在の超音波プローブ15の押し込み状態における前記穿刺可能率が予め設定された閾値以上の場合に、適正な押圧状態と判定される一方、前記穿刺可能率が前記閾値未満の場合に、適正な押圧状態でないと判定される。なお、ここでの判定は、血管圧縮率を用いても良く、当該血管圧縮率が予め設定された閾値以上か未満かによって、適正な押圧状態か否かを判定しても良い。
 前記動作指令手段43では、判定手段42で適正な押圧状態と判定された場合に、そのときに力センサ37で検出された押圧力を維持するように、プローブ動作装置36への動作が指令される。一方で、判定手段42で適正な押圧状態でないと判定された場合は、超音波プローブ15の皮膚Sへの押し込みが強く、穿刺し難い程度に血管が潰れた状態になっていることから、判定手段42で適正な押圧状態と判定されるまで、超音波プローブ15が皮膚から離れる方向に移動するように、プローブ動作装置36への動作が指令される。
 前記穿刺針動作装置39及び前記穿刺針動作制御装置40は、本発明者らが既に提案している特許第5531239号公報の構成及び作用の他、他の公知の構造や手法等を採用することができ、本発明の本質部分ではないため、ここでは詳細な説明を省略する。
 本実施形態の穿刺支援システム30において、医師は、プローブホルダー35を手で把持し、超音波プローブ15を患者の皮膚Sに接触させながら自身の手で所定範囲内を移動することで、穿刺を行う血管Bを探索し、モニタ19を見ながら、穿刺を行いたい部位が超音波画像上に表れたときに超音波プローブ15の移動を停止する。このときの超音波プローブ15の皮膚Sへの押し込み状態について、穿刺支援情報生成装置12により穿刺支援情報が生成される。そして、当該穿刺支援情報から、判定手段42で穿刺がし易い血管Bの状態になっていると判定されると、プローブ動作装置36の動作がロックされ、そのときの超音波プローブ15の位置及び姿勢が維持される。そして、穿刺針動作装置39で穿刺針Nを動作させ、血管B内のターゲットへの穿刺がなされる。一方、判定手段42で穿刺がし易い血管の状態になってないと判定されると、超音波プローブ15が、適正な押圧状態になるまで患者の皮膚Sから離れる方向に移動するように、プローブ動作装置36が動作する。
 なお、穿刺支援ロボット33としては、前記穿刺針動作装置39及び前記穿刺針動作制御装置40を省略し、適正な押圧状態になるように超音波プローブ15の保持及び移動を可能にする機能のみを有するロボットを採用することもできる。
 また、前記第1及び第2実施形態では、超音波診断装置11と穿刺支援情報生成装置12とを別の装置構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、超音波診断装置11に、穿刺支援情報生成装置12の前述の各種構成を一部若しくは全て組み込むことも可能である。
 その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
 本発明に係る穿刺支援システムは、超音波ガイド下で医師が血管穿刺を行う際に、超音波プローブの押し込み状態が適切となるように、医師を支援するシステムとして利用可能となる。
 10 穿刺支援システム
 11 超音波診断装置
 12 穿刺支援情報生成装置(穿刺支援情報生成手段)
 15 超音波プローブ
 18 血管径検出手段
 19 モニタ(提示手段)
 22 記憶部
 25 血管圧縮率算出部
 26 穿刺可能率決定部
 30 穿刺支援システム
 33 穿刺支援ロボット
 36 プローブ動作装置
 37 力センサ
 38 プローブ動作制御装置
 42 判定手段
 43 動作指令手段
 B 血管
 S 皮膚

Claims (5)

  1.  患者の皮膚に超音波プローブを接触させることにより、皮下の血管断面の超音波画像を取得する超音波診断装置からの前記超音波画像を用いて、血管穿刺を支援するためのシステムであって、
     前記超音波画像取得時の血管径を検出する血管径検出手段と、当該血管径検出手段で検出された現在の血管径と予め記憶された標準の血管径とを比較することで、前記超音波プローブの前記皮膚への押圧による血管の潰れ状態から穿刺の可否を判断するための穿刺支援情報を生成する穿刺支援情報生成手段と、前記穿刺支援情報を提示する提示手段とを備えたことを特徴とする穿刺支援システム。
  2.  前記穿刺支援情報生成手段は、前記標準の血管径に対する前記現在の血管径の割合を表す血管圧縮率を前記穿刺支援情報として算出する血管圧縮率算出部を備えたことを特徴とする請求項1記載の穿刺支援システム。
  3.  前記穿刺支援情報生成手段は、穿刺のし易さを表す穿刺可能率と前記血管圧縮率との関係データが予め記憶された記憶部と、前記関係データに基づき、前記血管圧縮率算出部で算出された前記血管圧縮率から、前記超音波画像取得時の前記穿刺可能率を前記穿刺支援情報として導出する穿刺可能率決定部とを更に備えたことを特徴とする請求項2記載の穿刺支援システム。
  4.  患者の皮膚に超音波プローブを接触させることにより、皮下の血管断面の超音波画像を取得する超音波診断装置からの前記超音波画像を用いて、血管穿刺を支援するためのシステムであって、
     前記超音波画像に基づいて検出された現在の血管径と予め記憶された標準の血管径とを比較することで、前記超音波プローブの前記皮膚への押圧による血管の潰れ状態から穿刺の可否を判断するための穿刺支援情報を生成する穿刺支援情報生成装置と、前記穿刺支援情報に基づいて、前記超音波プローブを移動可能に動作する穿刺支援ロボットとを備え、
     前記穿刺支援ロボットは、前記超音波プローブを患者の皮膚に対して離間接近する方向に移動し、所望の状態で前記超音波プローブを保持するプローブ動作装置と、前記超音波プローブが皮膚を押し込む際の押圧力を検出可能な力センサと、前記プローブ動作装置の動作を制御するプローブ動作制御装置とを備え、
     前記プローブ動作制御装置は、前記穿刺支援情報及び前記力センサの検出結果に基づき、前記皮膚に対する前記超音波プローブの押圧力を穿刺可能な状態に維持するように、前記プローブ動作装置の動作制御をすることを特徴とする穿刺支援システム。
  5.  前記プローブ動作制御装置は、前記穿刺支援情報に基づき、前記超音波プローブが穿刺を行うために適正な押圧状態が否かを判定する判定手段と、当該判定手段での判定に基づいて、前記プローブ動作装置への動作指令を行う動作指令手段とを備え、
     前記動作指令手段では、前記判定手段で適正な押圧状態と判定された場合に、そのときに前記力センサで検出された押圧力を維持するように、前記プローブ動作装置への動作が指令される一方、前記判定手段で適正な押圧状態でないと判定された場合に、適正な押圧状態と判定されるまで前記超音波プローブが移動するように、前記プローブ動作装置への動作が指令されることを特徴とする請求項4記載の穿刺支援システム。
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