WO2019235518A1 - 穿刺システム - Google Patents

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WO2019235518A1
WO2019235518A1 PCT/JP2019/022306 JP2019022306W WO2019235518A1 WO 2019235518 A1 WO2019235518 A1 WO 2019235518A1 JP 2019022306 W JP2019022306 W JP 2019022306W WO 2019235518 A1 WO2019235518 A1 WO 2019235518A1
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puncture
grip
blood vessel
posture
detection unit
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PCT/JP2019/022306
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亮輔 上田
隆 熊澤
遼介 前田
聡朗 篠原
匡昭 渡辺
悠介 内田
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テルモ株式会社
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    • A61M25/0113—Mechanical advancing means, e.g. catheter dispensers

Definitions

  • the present invention relates to a puncture system.
  • Patent Document 1 discloses a system for automatically puncturing blood vessels so that puncture can be performed without depending on the ability of a doctor or the like.
  • the system disclosed in the following Patent Document 1 includes an acquisition module that acquires the position of a blood vessel, a control unit that determines the puncture position of the blood vessel depending on the output of the acquisition module, an operating means that can move the puncture needle, and the like. Have.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a puncture system capable of automatically puncturing a blood vessel of a hand by adjusting the posture of a puncture needle according to the posture of the hand.
  • a puncture system that achieves the above object is a puncture system that can automatically puncture a blood vessel of a patient's hand, and a grip that is gripped by the hand and a position of the blood vessel of the hand that grips the grip
  • a blood vessel detection unit capable of detecting the position
  • an adjustment mechanism capable of adjusting the relative posture of the grip and the puncture needle
  • a forward movement mechanism capable of advancing the puncture needle toward the grip
  • detection of the blood vessel detection unit The relative posture of the grip and the puncture needle and the advance distance of the puncture needle are determined according to the position of the blood vessel, and the adjustment mechanism and the advance mechanism of the advance mechanism are determined based on the determined posture and the advance distance.
  • a control unit for controlling the operation.
  • the puncture system according to the present invention can provide a puncture system that can automatically puncture a blood vessel of a hand by adjusting the posture of the puncture needle in accordance with the posture of the hand.
  • FIG. 12A It is a figure where it uses for description of the puncture method shown to FIG. 12A. It is a perspective view which shows the grip which concerns on the modification 1. FIG. It is a perspective view which shows the grip which concerns on the modification 2. It is a perspective view which shows the grip which concerns on the modification 3. It is a figure which shows the periphery of the opening part of the restraint tool which concerns on the modification 1. FIG. It is a figure which shows the periphery of the opening part of the restraint tool which concerns on the modification 2. FIG. It is a figure which shows the marker which concerns on a modification.
  • FIGS. 1 to 10 are diagrams for explaining the puncture system 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the puncture system 1 is a fingertip of the radial artery V (corresponding to a blood vessel) that runs on the back side of the hand H1 of the patient, rather than the radial artery or the snuff box in the snuff box. It is configured as a system that automatically punctures the distal radial artery that runs to the side.
  • the radial artery in the snuff box is the radial artery in the region located between the short thumb extensor tendon and the long thumb extensor tendon on the distal side of the radial artery (Netter Original 4th Edition Anatomical) (Radial artery in the key cigarette holder), hereinafter referred to as s-RA.
  • the distal radial artery is a radial artery located between the long thumb extensor tendon and the long thumb extensor tendon in the dorsal carpal branch of the radial artery. It is called RA.
  • the puncture system 1 punctures s-RA of the patient's left hand
  • the puncture system 1 may puncture d-RA.
  • the hand H1 to be used for the puncture system 1 may be the right hand.
  • the puncture system 1 will be briefly described with reference to FIG. 1.
  • the grip actuator 20 and the puncture actuator 61 constitute an adjustment mechanism 2 that adjusts the relative posture between the grip 10 and the puncture needle N.
  • each part of the puncture system 1 will be described in detail.
  • the grip 10 is gripped by a hand H1.
  • the grip 10 is configured to be placed on the abdomen of the patient who is lying on the operating table D while being gripped by the hand H1.
  • the grip 10 has a cylindrical shape extending in the direction in which fingers other than the thumb are arranged (axial direction a1), as shown in FIG.
  • the outer shape of the grip 10 is not particularly limited as long as it is a shape extending in a direction in which fingers other than the thumb are arranged so that it can be grasped with the hand H1.
  • a hole 11 into which a thumb can be inserted is formed at one end of the grip 10 in the axial direction a1.
  • a thumb detection unit 12 that can detect that the thumb is placed in the hole portion 11 is disposed.
  • the position of the hole 11 is not particularly limited as long as it is a position where the thumb can be inserted in a state where fingers other than the thumb are arranged on the side surface (circumferential surface) of the grip 10.
  • the thumb detection unit 12 is not particularly limited as long as it is possible to detect that the thumb is disposed in the hole portion 11.
  • the thumb detection unit 12 may be a known proximity sensor using ultrasonic waves, infrared rays, or the like, or a capacitance change or the like. It can be configured by a contact type sensor or the like that can detect that the contact has been made.
  • the constituent material of the grip 10 is not particularly limited, it can be constituted by a known metal material or plastic material.
  • An elastic member such as urethane may be provided on the side surface (circumferential surface) of the grip 10.
  • the grip actuator 20 is configured to hold the grip 10 and adjust the position and posture (orientation) of the grip 10.
  • the “position of the grip 10” means the coordinates of an arbitrary point P1 (for example, the center point) constituting the grip 10 in the orthogonal coordinates of the three axes X, Y, and Z as shown in FIG. Px, Py, Pz).
  • the “posture of the grip 10” means angles (Rx, Ry, Rz) around the three axes X, Y, and Z in the direction in which fingers other than the thumb of the grip 10 are lined up (axial direction a1).
  • FIG. 1 shows the case where the X axis extends in the left-right direction, the Y axis extends in the depth direction, and the Z axis extends in the vertical direction. There is no particular limitation.
  • the grip actuator 20 is configured by a multi-degree-of-freedom robot arm 21 that holds one end of the grip 10 as shown in FIG.
  • the robot arm 21 has a first axis 22, a second axis 23, a third axis 24, a fourth axis 25, a fifth axis 26, and a sixth axis 27.
  • Each of the shafts 22 to 27 is rotationally driven by, for example, a servo motor.
  • the grip 10 disposed at the tip of the robot arm 21 has six degrees of freedom.
  • “6 degrees of freedom” means movement in a direction along the X-axis direction, a direction along the Y-axis direction, and a direction along the Z-axis direction, and around the X axis, around the Y axis, and the Z axis. It means that it can rotate around.
  • the degree of freedom of the robot arm 21 is not limited to six degrees of freedom, and the arrangement of its axes is not particularly limited.
  • the robot arm 21 rotates the grip 10 around the long axis H3 of the forearm H2 with the elbow as a starting point, as indicated by the solid arrows in FIG. 4A, by adjusting the amount of rotation of each of the axes 22 to 27. be able to.
  • the rotation angle of the grip 10 is preferably within the range of the elbow's range of motion.
  • a range for example, a range in which the angle ⁇ 1 formed by the straight line T1 parallel to the Y axis and the axial direction a1 of the grip 10 is 0 degree or more and 180 degrees or less can be given.
  • the puncture planned area S (the puncture site and its surrounding area) on the body surface of the hand H1 ) Can be adjusted.
  • the robot arm 21 can turn the grip 10 starting from the elbow as indicated by the solid arrow in FIG. 4B, for example, by adjusting the rotation amount of each of the axes 22 to 27.
  • the turning angle of the grip 10 is preferably within the range of the movable range of the elbow.
  • Such a range is, for example, when the angle ⁇ 2 formed by the straight line T2 parallel to the X axis and the axial direction a1 of the grip 10 is + (plus) when the direction away from the abdomen with respect to the straight line T2 is + (plus).
  • the grip actuator 20 includes a free adjustment mode in which the position and posture of the grip 10 can be adjusted according to the movement of the patient, and a forced mode in which the position and posture of the grip 10 are forcibly adjusted according to an instruction from the control unit 81. It can be switched in two modes.
  • the configuration of the grip actuator 20 is not particularly limited as long as the posture of the grip 10 can be adjusted in at least one direction.
  • the grip actuator 20 may not be configured by the robot arm 21 but may be configured by a rotation mechanism capable of turning the grip 10.
  • the blood vessel detection unit 30 is configured to be able to detect the position of the radial artery V of the hand H1 that holds the grip 10. Furthermore, in the present embodiment, the blood vessel detection unit 30 includes the depth of the radial artery V (distance from the body surface to the blood vessel) and tissues such as tendons and bones around the radial artery V (hereinafter referred to as peripheral tissues). The position and the like are also detected.
  • the blood vessel detection unit 30 is constituted by an ultrasonic echo 31 as shown in FIG.
  • the blood vessel detection unit 30 is not particularly limited as long as the position of the radial artery V can be detected, and may be configured by, for example, an infrared camera.
  • the reverse blood detection unit 40 is configured to be able to detect blood (reverse blood) flowing into the puncture needle N when the radial artery V is punctured.
  • the reverse blood detection unit 40 is configured by a camera 41 that detects reverse blood to the puncture needle N as shown in FIG.
  • the reverse blood detector 40 is not particularly limited as long as reverse blood to the puncture needle N can be detected.
  • the reverse blood detection unit 40 can be configured by a pressure sensor or the like that can measure a change in the internal pressure of the puncture needle N due to reverse blood.
  • the camera 41 also functions as a marker detection unit that detects the peripheral edge 72 (see FIG. 9) of the restraint tool 70 that functions as a marker indicating the puncture scheduled region S.
  • the blood vessel detection unit 30 detects the position of the radial artery V and the like in the planned puncture region S indicated by the peripheral edge 72 detected by the camera 41.
  • the detection actuator 50 holds the blood vessel detection unit 30 and the reverse blood detection unit 40 and adjusts the position and posture of the blood vessel detection unit 30 and the position and posture of the reverse blood detection unit 40. It is configured as possible.
  • the position of the blood vessel detection unit 30 (reverse blood detection unit 40) is an arbitrary position constituting the blood vessel detection unit 30 (reverse blood detection unit 40) in orthogonal coordinates of three axes X, Y and Z Means the coordinates of a point.
  • the posture of the blood vessel detection unit 30 (reverse blood detection unit 40) means angles around the three axes X, Y, and Z of the blood vessel detection unit 30 (reverse blood detection unit 40).
  • the detection actuator 50 has a multi-degree-of-freedom robot arm 51 and a linear motion mechanism 52 provided at the tip of the robot arm 51 as shown in FIG.
  • the robot arm 51 has a first axis 53, a second axis 54, a third axis 55, a fourth axis 56, a fifth axis 57, and a sixth axis 58.
  • Each of the shafts 53 to 58 is rotationally driven by a servo motor, for example.
  • the robot arm 51 has 6 degrees of freedom.
  • the degree of freedom of the robot arm 51 is not limited to six degrees of freedom, and the arrangement of the axes is not particularly limited.
  • the robot arm 51 moves the blood vessel detection unit 30 in the circumferential direction of the radial artery V of the hand H1 as shown by the solid line arrow in FIG. 6 by adjusting the rotation amount of each of the axes 53 to 58. Can do.
  • the linear motion mechanism 52 holds the blood vessel detection unit 30 and the reverse blood detection unit 40 and moves the blood vessel detection unit 30 and the reverse blood detection unit 40 forward and backward.
  • the linear motion mechanism 52 can be configured by a known linear motion mechanism such as a linear bush, a cylinder stroke, or a ball screw.
  • “advance” means that the blood vessel detection unit 30 (reverse blood detection unit 40) is moved in a direction approaching the grip 10, and “retreat” means separation from the grip 10. This means that the blood vessel detection unit 30 (reverse blood detection unit 40) is moved in the direction.
  • the configuration of the detection actuator 50 is not particularly limited as long as at least the blood vessel detection unit 30 can be advanced and retracted toward the grip 10.
  • the detection actuator 50 may include only the linear motion mechanism 52 without the robot arm 51.
  • the detection actuator 50 may adjust the posture of the blood vessel detection unit 30 by a rotation mechanism capable of turning the blood vessel detection unit 30 instead of adjusting the posture of the blood vessel detection unit 30 by the robot arm 51.
  • the puncture actuator 61 is configured to be able to adjust the position and posture of the puncture needle N.
  • the position of the puncture needle N means the coordinates of an arbitrary point constituting the puncture needle N in the orthogonal coordinates of the three axes X, Y, and Z.
  • the “posture of the puncture needle N” means an angle around the three axes X, Y, Z in the longitudinal direction of the long puncture needle N.
  • the puncture actuator 61 is constituted by a robot arm 63 having a high degree of freedom as shown in FIG.
  • the robot arm 63 has a first axis 64, a second axis 65, a third axis 66, a fourth axis 67, a fifth axis 68, and a sixth axis 69.
  • Each of the shafts 64 to 69 is driven to rotate by a servo motor, for example.
  • the robot arm 63 has 6 degrees of freedom.
  • the degree of freedom of the robot arm 63 is not limited to six degrees of freedom, and the arrangement of the axes is not particularly limited.
  • the robot arm 63 punctures the tangent plane T3 of an arbitrary puncture planned site P2 on the body surface of the hand H1 as shown by a solid arrow in FIG.
  • the angle ⁇ 3 (puncture angle) formed with the needle N can be adjusted. Puncture angle ⁇ 3 is not particularly limited, but is preferably 30 degrees or greater and 45 degrees or less.
  • the robot arm 63 punctures the radial artery V along the radial direction of the radial artery V as much as possible, as shown in FIG. 8B, for example, by adjusting the amount of rotation of each of the axes 64-69. As described above, the posture of the puncture needle N can be adjusted.
  • the configuration of the puncture actuator 61 is not particularly limited as long as the posture of the puncture needle N can be adjusted in at least one direction.
  • the puncture actuator 61 may be configured not by the robot arm 63 but by a rotation mechanism capable of turning the puncture needle N.
  • the advance mechanism 62 is provided at the tip of the puncture actuator 61.
  • the advance mechanism 62 can be constituted by a known linear motion mechanism such as a linear bush, a cylinder stroke, or a ball screw.
  • “advancing” means moving the puncture needle N in a direction approaching the grip 10, and “retreating” moving the puncture needle N in a direction away from the grip 10. Means.
  • the restraining tool 70 is configured to suppress movement of the patient's wrist.
  • the restraining tool 70 is configured by an annular member, a belt-like member, or the like that exposes the finger and surrounds the wrist.
  • the restraint tool 70 is not particularly limited as long as the movement of the patient's wrist can be suppressed, and may be configured of, for example, a glove that covers even a finger.
  • the opening part 71 which can expose the puncture plan area
  • the peripheral edge 72 of the opening 71 functions as a marker indicating the planned puncture area S by surrounding the planned puncture area S.
  • the peripheral portion 72 is not particularly limited as long as it can be detected by the camera 41, but is preferably blue so that it can be easily determined that it is an element other than a living body.
  • the opening part 71 has shown the example which exposes a snuff box as the puncture plan area
  • the position of the opening 71 can be appropriately changed according to the position of the puncture scheduled region S.
  • control unit 80 includes a control unit 81, a storage unit 82, a display unit 83, and an operation unit 84.
  • control unit 81 As shown in FIGS. 1 and 10, the control unit 80 includes a control unit 81, a storage unit 82, a display unit 83, and an operation unit 84.
  • control unit 81 As shown in FIGS. 1 and 10, the control unit 80 includes a control unit 81, a storage unit 82, a display unit 83, and an operation unit 84.
  • the control unit 81 is configured by a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 81 includes a thumb detection unit 12, a grip actuator 20, a blood vessel detection unit 30, a reverse blood detection unit 40, a detection actuator 50, a puncture actuator 61, an advance mechanism 62, a storage unit 82, a display unit 83, and an operation unit 84. To control the operation.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the control unit 81 determines the relative posture and the advance distance of the grip 10 and the puncture needle N according to the position of the radial artery V detected by the blood vessel detection unit 30, and an adjustment mechanism based on the determined posture and the advance distance. 2 (grip actuator 20, puncture actuator 61) and operation of advance mechanism 62 are controlled.
  • the control unit 81 determines the position and posture of the grip 10 according to the position of the radial artery V detected by the blood vessel detection unit 30, and moves to the position determined by the grip 10 and determines the posture. Then, the operation of the grip actuator 20 is controlled. In addition, the control unit 81 waits for the puncture needle N according to the position of the radial artery V detected by the blood vessel detection unit 30 (position where the puncture needle N before moving away from the hand H1 holding the grip 10) and posture. And the operation of the puncture actuator is controlled so that the puncture needle N moves to the standby position and takes the determined posture. The control unit 81 determines the advance distance according to the position of the radial artery V detected by the blood vessel detection unit 30, and controls the operation of the advance mechanism 62 so that the puncture needle N advances by the advance distance determined from the standby position. To do.
  • the control unit 81 considers not only the position of the radial artery V but also the depth of the radial artery V, the position of the surrounding tissue, and the like, and the relative position and posture of the grip 10 and the puncture needle N and the puncture needle N. The forward distance or the like may be determined. Further, the control unit 81 extracts a plurality of relative position and posture candidates of the grip 10 and the puncture needle N, and considers the position of the radial artery V, the depth of the radial artery V, the position of the surrounding tissue, and the like. An optimal position and posture may be selected from the candidates.
  • the control unit 81 acquires position and posture data of the grip 10, the grip actuator 20, the blood vessel detection unit 30, the reverse blood detection unit 40, the detection actuator 50, the puncture needle N, the puncture actuator 61, and the advance mechanism 62.
  • the position and orientation data of each constituent element may be obtained from a known sensor that can detect the position and orientation of each constituent element. Further, the position and orientation data of each component may be calculated from the size data of each component and the drive amount data of each component.
  • the control unit 81 controls the operations of the grip actuator 20, the detection actuator 50, the puncture actuator 61, and the advance mechanism 62 so that the components do not interfere with each other based on the position and orientation data of each component.
  • the storage unit 82 stores various programs and various data including a ROM (Read Only Memory) that stores various programs and various data, a RAM (Randam Access Memory) that temporarily stores programs and data as a work area, and an operating system. It consists of a hard disk or the like.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the storage unit 82 stores a puncture program for automatically puncturing the radial artery V of the hand H1 and various data used in accordance with the execution of the puncture program.
  • the puncture program may be provided by a computer-readable recording medium or downloaded from the Internet.
  • the recording medium is not particularly limited as long as it can be read by a computer.
  • the recording medium can be constituted by an optical disk such as a CD-ROM or a DVD-ROM, a USB memory, an SD memory card, or the like.
  • the display unit 83 can be configured by a liquid crystal display, for example.
  • the display unit 83 is used to display information for automatically puncturing the radial artery V of the hand H1.
  • the operation unit 84 can be configured by, for example, a pointing device such as a mouse and a keyboard.
  • the operation unit 84 is used to perform an input for automatically puncturing the radial artery V of the hand H1.
  • the configurations of the display unit 83 and the operation unit 84 are not limited to the above.
  • the display unit 83 and the operation unit 84 may be integrally configured as a touch panel.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a puncturing method using the puncture system 1. Next, a puncture method using the puncture system 1 will be described.
  • the patient lies on his back on the operating table D as shown in FIG. 1 and holds the grip 10 with the hand H1 to which the restraint tool 70 is attached, with the hand H1 placed on the abdomen.
  • the grip actuator 20 is in the free adjustment mode, the patient can take a comfortable posture for himself / herself.
  • the surgeon disinfects the periphery of the puncture scheduled region S and anesthetizes the patient.
  • the restraint tool 70 can keep the posture of the hand H1 constant. Therefore, the restraint tool 70 can suppress the wrist from moving carelessly and the radial artery V from being unintentionally displaced.
  • the control unit 81 causes the camera 41 to detect the peripheral portion 72 of the restraint tool 70 that functions as a marker indicating the puncture scheduled region S of the hand H1 (step S1). At this time, the control unit 81 may cause the grip actuator 20 and the detection actuator 50 to adjust the relative positions and postures of the grip 10 and the camera 41 so that the camera 41 can detect the peripheral edge 72.
  • the control unit 81 causes the blood vessel detection unit 30 to detect the position and depth of the radial artery V, the position of the surrounding tissue, and the like in the planned puncture region S indicated by the peripheral portion 72 (step S2). In this way, by limiting the examination range of the blood vessel detection unit 30, the position of the radial artery V can be efficiently detected.
  • the blood vessel detection unit 30 is configured by the ultrasonic echo 31, the ultrasonic echo 31 is pressed against the planned puncture region S of the body surface of the hand H1, as shown in FIG. Is done by.
  • control unit 81 causes the grip actuator 20 and the detection actuator 50 to adjust the relative positions and postures of the grip 10 and the blood vessel detection unit 30 so that the blood vessel detection unit 30 can detect the position of the radial artery V. May be.
  • control unit 81 instructs the detection actuator 50 to retract the blood vessel detection unit 30.
  • control unit 81 determines the position and posture of the grip 10 based on the position and depth of the radial artery V detected in step S ⁇ b> 2, the position of surrounding tissue, and the like of the puncture needle N.
  • An attitude, a standby position, and a forward distance are determined (step S3).
  • control unit 81 causes the grip actuator 20 to adjust the position and posture of the grip 10 so that the grip 10 moves to the position determined in step S3 and assumes the posture determined in step S3. Further, the control unit 81 causes the puncture actuator 61 to adjust the position and posture of the puncture needle N so that the puncture needle N moves to the standby position determined in step S3 and assumes the posture determined in step S3 (step S4). ).
  • the controller 81 instructs the puncture actuator 61 to advance the puncture needle N from the standby position by the advance distance determined in step S3 (step S5). Thereby, the puncture needle N punctures the living body.
  • control unit 81 checks whether or not there is reverse blood to the puncture needle N by the reverse blood detection unit 40 (step S6).
  • step S6 When it is confirmed in step S6 that there is back blood to the puncture needle N (step S6; Yes), the control unit 81 notifies the operator that the puncture has been completed normally (step S7). Next, the surgeon performs subsequent procedures such as insertion of a guide wire and a sheath through the lumen of the puncture needle N.
  • the puncture system 1 When the puncture system 1 is configured so that a guide wire can be inserted into the lumen of the puncture needle N, the puncture system 1 may insert a guide wire or the like. Further, after the puncture needle N is removed, the control unit 81 may cause the grip actuator 20 to adjust the position and posture of the grip 10 so that the operator or the surgeon can easily operate.
  • step S6 When it is confirmed in step S6 that there is no reverse blood to the puncture needle N (step S6; No), the control unit 81 causes the puncture actuator 61 to retract the puncture needle N and remove the puncture needle N from the living body. (Step S8).
  • Step S9 the control unit 81 determines whether or not Step S6 has been repeated a predetermined number of times.
  • step S9 If it is determined in step S9 that step S6 has not been repeated a predetermined number of times (step S9; No), the control unit 81 executes steps S1 to S8 again.
  • the control unit 81 is configured to extract a plurality of candidates for the relative positions and postures of the grip 10 and the puncture needle N, candidates other than the candidate selected once in step S3 after the second time. May be selected.
  • step S9 When it is determined in step S9 that step S6 has been repeated a predetermined number of times (step S9; Yes), the control unit 81 informs the operator that there is an error and that the operation is shifted to puncture by the operator (step). S10).
  • the notification may be performed via the display unit 83 or may be performed via a speaker or the like.
  • control unit 81 may stop the operation of each unit and notify an error. .
  • the puncture system 1 is a puncture system that can automatically puncture the radial artery V of the patient's hand H1.
  • the puncture system 1 adjusts the relative posture between the grip 10 held by the hand H1, the blood vessel detection unit 30 capable of detecting the position of the radial artery V of the hand H1 holding the grip 10, and the grip 10 and the puncture needle N.
  • Possible adjustment mechanism 2 advance mechanism 62 that can advance puncture needle N toward grip 10, and relative posture of grip 10 and puncture needle N according to the position of radial artery V detected by blood vessel detection unit 30
  • a control unit 81 that determines the advance distance of the puncture needle N and controls the operation of the adjustment mechanism 2 and the advance mechanism 62 based on the determined posture and advance distance.
  • the puncture system 1 can puncture the blood vessel of the hand H1 by adjusting the posture of the puncture needle N in accordance with the posture of the hand H1.
  • the puncture system 1 can perform automatic puncture, stable puncture can be performed regardless of the skill level of the operator. Further, since the surgeon does not need to perform puncture, other operations can be performed during that time.
  • the adjustment mechanism 2 has a grip actuator 20 that can adjust the posture of the grip 10. Therefore, the puncture system 1 can adjust the posture of the hand H1 that holds the grip 10 by the grip actuator 20.
  • the adjustment mechanism 2 has a puncture actuator 61 that can adjust the posture of the puncture needle N. Therefore, the puncture system 1 can adjust the posture of the puncture needle N by the puncture actuator 61.
  • the adjustment mechanism 2 includes a grip actuator 20 that can adjust the position and posture of the grip 10 and a puncture actuator 61 that can adjust the position and posture of the puncture needle N. Data on the position and posture and data on the position and posture of the puncture needle N are acquired. Therefore, the puncture system 1 can change the posture of the hand H1 holding the grip 10 by the grip actuator 20 to various postures, and various by adjusting the posture of the puncture needle N by the puncture actuator 61. Puncture can be performed on the hand H1 in a proper posture.
  • the puncture system 1 further includes a reverse blood detector 40 that can detect reverse blood to the puncture needle N. Therefore, the puncture system 1 can easily grasp whether or not the radial artery V has been punctured.
  • the puncture system 1 further includes a camera 41 that can detect the position of the peripheral edge 72 indicating the puncture scheduled area S of the hand H1.
  • the blood vessel detection unit 30 detects the radial artery V in the planned puncture region S. Therefore, the puncture system 1 can efficiently detect the position of the radial artery V.
  • the puncture system 1 further includes a detection actuator 50 that holds the blood vessel detection unit 30 and can adjust the position and posture of the blood vessel detection unit 30. Therefore, the puncture system 1 can easily detect the position of the radial artery V by adjusting the position and posture of the blood vessel detection unit 30.
  • the grip 10 is formed with a hole portion 11 into which the thumb of the hand H1 can be inserted, and the hole detection portion 12 for detecting a state in contact with the thumb is disposed in the hole portion 11. Therefore, the puncture system 1 can determine whether or not the thumb is placed at an appropriate position in the grip 10.
  • the puncture system 1 has a restraining tool 70 that suppresses the movement of the patient's wrist. Therefore, the posture of the hand H1 that holds the grip 10 can be fixed.
  • (Variation of puncture method) 12A and 12B are diagrams for explaining a modification of the puncture method of the puncture system 1.
  • step S1 the steps from the marker position detection (step S1) to the radial artery V position detection (step S2) are the same as the puncture method according to the above embodiment. . Therefore, the description of step S1 to step S2 is omitted.
  • control unit 81 determines the position and posture of the grip 10, the posture of the puncture needle N, the standby position, and the like based on the position and depth of the radial artery V detected in step S2, the position of the surrounding tissue, and the like.
  • the advance distance and the position and posture of the blood vessel detection unit 30 are determined (step S23).
  • control unit 81 causes the grip actuator 20 to adjust the position and posture of the grip 10 so that the grip 10 moves to the position determined in step S23 and assumes the posture determined in step S23.
  • control unit 81 causes the puncture actuator 61 to adjust the position and posture of the puncture needle N so that the puncture needle N moves to the standby position determined in step S23 and assumes the posture determined in step S23.
  • control unit 81 causes the detection actuator 50 to adjust the position and posture of the blood vessel detection unit 30 so that the blood vessel detection unit 30 moves to the position determined in step S23 and takes the posture determined in step S23 (step S23). S24).
  • the control unit 81 advances the puncture needle N from the standby position, and at the ultrasonic echo 31 of the blood vessel detection unit 30, the radial artery V and the tip of the puncture needle N The position is detected simultaneously (step S25). At this time, the control unit 81 may change the examination range by moving the ultrasonic echo 31 of the blood vessel detection unit 30 in the circumferential direction of the radial artery V (see FIG. 6). Thereby, the blood vessel detection unit 30 can easily grasp the positional relationship between the radial artery V and the puncture needle N.
  • the control unit 81 adjusts (corrects) the position, posture, and advance distance of the puncture needle N according to the positions of the radial artery V and the tip of the puncture needle N detected by the ultrasonic echo 31. To order. Therefore, even when the radial artery V moves so as to escape when the puncture needle N is inserted into the living body, the posture of the puncture needle N can be adjusted.
  • the puncture needle N is preferably an echo needle that can be easily detected by the ultrasonic echo 31 (a needle having a groove or a hole formed at the tip portion and irregularly reflecting ultrasonic waves). It does not have to be.
  • step S6 to S10 are the same as the puncturing method according to the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted (see FIG. 11).
  • step S24 the ultrasonic echo 31 may be used to confirm whether the puncture needle N has reached the radial artery V and reverse blood flow to the puncture needle N has occurred.
  • the blood vessel detection unit 30 simultaneously detects the positions of the radial artery V and the puncture needle N, and the puncture actuator 61 uses the radial artery V detected by the blood vessel detection unit 30 and The posture of the puncture needle N is adjusted according to the position of the puncture needle N. Therefore, for example, even when the radial artery V moves so as to escape when the puncture needle N is inserted into the living body, the posture of the puncture needle N can be adjusted.
  • FIGS. 13A to 13C are views for explaining the grips 110, 210, and 310 according to the first to third modifications.
  • the same components as those of the puncture system 1 according to the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the grip 110 according to the modification 1 is different from the grip 10 according to the above-described embodiment in that it has an insertion portion 130 into which a finger other than the thumb can be inserted.
  • the insertion unit 130 includes a first pocket 131 into which an index finger can be inserted, a second pocket 132 into which a middle finger can be inserted, a third pocket 133 into which a ring finger can be inserted, and a fourth pocket into which a little finger can be inserted. And a pocket 134.
  • the configuration of the insertion unit 130 is not particularly limited as long as a finger other than the thumb can be inserted.
  • the insertion unit 130 may be configured by a single pocket into which all of the index finger, middle finger, ring finger, and little finger can be inserted.
  • the grip 110 according to the modified example 1 includes the insertion portion 130 into which a finger other than the thumb can be inserted. Therefore, even when the patient is anesthetized, the state where the hand H1 holds the grip 110 can be easily maintained.
  • the grip 210 according to the modification 2 is different from the grip 10 according to the above-described embodiment in that it has an inclined cylindrical shape.
  • the “inclined columnar shape” is a shape in which the axial direction a2 is inclined so that the center positions of the end surfaces 211 and 212 facing each other in the column are shifted when viewed from a direction orthogonal to the end surface 211 of the column. Means.
  • the grip 210 according to the modification 2 has an inclined cylindrical shape. Therefore, the patient can easily place the thumb in the hole 11 in a state in which the grip 210 is gripped by a finger other than the thumb.
  • the grip 310 according to the modification 3 is different from the grip 10 according to the above-described embodiment in that it has a truncated cone shape as shown in FIG. 13C.
  • the grip 310 according to the modification has a truncated cone shape, the patient can easily place the thumb in the hole 11 in a state where the grip 310 is gripped by a finger other than the thumb.
  • the shape of the grip is not particularly limited as long as the patient can hold it with the hand H1.
  • the insertion part 130 shown to FIG. 13A may be provided in the grips 210 and 310 which concern on the modifications 2 and 3 shown to FIG. 13B and FIG. 13C.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams for explaining the restraints 170 and 270 according to the first and second modifications.
  • the restraint tool 170 according to the modified example 1 can be configured by an annular member or a belt that surrounds at least the wrist, like the restraint tool 70 according to the above-described embodiment. As shown in FIG. 14A, the restraint tool 170 according to Modification 1 is different from the restraint tool 70 according to the above-described embodiment in that a lattice 173 is provided in the opening 71 that can expose the puncture scheduled region S. To do.
  • the lattice 173 is provided so as to cover the opening 71.
  • the gap 174 of the lattice 173 is formed to a size that allows a medical instrument such as a sheath to be inserted into the living body through the puncture site.
  • the control unit 81 may cause the camera 41 to detect the grid 173, for example.
  • the control unit 81 determines the gap 174 in which the radial artery V is detected from the correspondence relationship between the position of the radial artery V detected by the blood vessel detection unit 30 and the lattice 173 detected by the camera 41, and sets the calculated gap 174 to the calculated gap 174.
  • the operation of the puncture actuator 61 and the advance mechanism 62 may be controlled so that the puncture needle N is inserted.
  • the restraint tool 270 according to the modification 2 can be configured by an annular member or a belt that surrounds at least the wrist, like the restraint tool 70 according to the above-described embodiment. As shown in FIG. 14B, the restraint tool 270 according to the modification 2 is different from the restraint tool 70 according to the above-described embodiment in the shape of the opening 271 that can expose the puncture scheduled region S.
  • the peripheral edge of the opening 271 has a zigzag shape.
  • Control part 81 may make camera 41 detect the peripheral part of opening 271, for example.
  • the control unit 81 may draw a virtual line L that connects the ridges 272 or the valleys 273 facing each other at the periphery of the opening 271 to form a virtual lattice.
  • the control unit 81 determines the gap where the radial artery V is detected from among the plurality of gaps of the lattice from the correspondence between the position of the radial artery V detected by the blood vessel detection unit 30 and the virtual lattice.
  • the operation of the puncture actuator 61 may be controlled so that the puncture needle N is inserted into the gap.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the marker M according to the modification.
  • the marker M indicating the planned puncture area S may be formed by drawing a line surrounding the planned puncture area S with a pen or the like on the hand H1.
  • the marker M may be drawn by a multi-degree-of-freedom robot arm or the like constituting the puncture system 1 or may be drawn by an operator.
  • the marker M may partially surround the puncture scheduled area S as shown in FIG. 15, or may completely surround the puncture scheduled area S.
  • the puncture system includes a restraint that suppresses wrist movement, but the restraint may not be provided.
  • the puncture system is configured so that a glove having a motion capture function is attached to the patient's hand or wrist so that the bending of the joint of the hand or wrist can be detected.
  • the adjustment mechanism has both the grip actuator and the puncture actuator has been described, but the puncture system may have only one of the grip actuator or the puncture actuator.
  • the puncture system may not detect the marker.
  • the grip actuator 20, the detection actuator 50, the puncture actuator 61, and the advance mechanism 62 are arranged on the right hand side of the patient.
  • the arrangement of the grip actuator 20, the detection actuator 50, the puncture actuator 61, and the advance mechanism 62 is not particularly limited to the arrangement shown in FIG.
  • the detection actuator 50 may be arranged on the left hand side of the patient.
  • 1 Puncture system 2 adjustment mechanism, 10, 110, 210, 310 grip, 11 hole, 12 thumb detection unit, 20 grip actuator, 30 Blood vessel detection unit, 40 Reverse blood detection unit, 41 Camera (marker detector), 50 detection actuator, 61 Puncture actuator, 62 Advance mechanism, 70, 170, 270 restraints, 72 peripheral edge (marker), 81 control unit, H1 hand, M marker, N puncture needle, S puncture planned area, V Arteries (blood vessels).

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Abstract

【課題】手の姿勢に応じて穿刺針の姿勢を調整して手の血管を自動的に穿刺可能な穿刺システムを提供する。 【解決手段】穿刺システム１は、患者の手Ｈ１の橈骨動脈Ｖを自動的に穿刺可能な穿刺システムである。穿刺システムは、手によって握られるグリップ１０と、グリップを握る手の動脈の位置を検出可能な血管検出部３０と、グリップと穿刺針Ｎとの相対的な姿勢を調整可能な調整機構２と、グリップに向かって穿刺針を前進可能な前進機構６２と、血管検出部の検出した動脈の位置に応じてグリップと穿刺針の相対的な姿勢および穿刺針の前進距離を決定するとともに、決定した姿勢および前進距離に基づいて調整機構および前進機構の動作を制御する制御部８１と、を有する。

Description

穿刺システム
　本発明は、穿刺システムに関する。
　従来から腕や脚等の肢体の血管を穿刺針で穿刺し、穿刺部位を介して血管にイントロデューサーシースを導入し、イントロデューサーシースの内腔を介してカテーテル等の医療器具を病変部に送達し、経皮的に診断・治療する手技が行われている。
　穿刺を医師等の力量によらずに行えるように、下記特許文献１には、血管を自動的に穿刺するシステムが開示されている。下記特許文献１に開示されているシステムは、血管の位置等を取得する取得モジュール、取得モジュールの出力に依存して血管の穿刺位置を確定する制御ユニット、穿刺針を移動可能な作動手段等を有する。
特表２００８－５３６６１２号公報
　ところで、近年、手の血管を穿刺し、その穿刺部位を介して治療を行うｄＴＲＩ（ｄｉｓｔａｌ　ｔｒａｎｓｒａｄｉａｌ　ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）によるカテーテル手技が試みられている。手を穿刺する際は、手の姿勢に応じて穿刺針の姿勢を調整する必要がある。しかしながら、特許文献１に開示されているシステムは、手の姿勢に応じて穿刺針の姿勢を調整するように構成されていない。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、手の姿勢に応じて穿刺針の姿勢を調整して手の血管を自動的に穿刺可能な穿刺システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成する本発明に係る穿刺システムは、患者の手の血管を自動的に穿刺可能な穿刺システムであって、前記手によって握られるグリップと、前記グリップを握る前記手の前記血管の位置を検出可能な血管検出部と、前記グリップと穿刺針との相対的な姿勢を調整可能な調整機構と、前記グリップに向かって前記穿刺針を前進可能な前進機構と、前記血管検出部の検出した前記血管の位置に応じて前記グリップと前記穿刺針の相対的な姿勢および前記穿刺針の前進距離を決定するとともに、決定した前記姿勢および前記前進距離に基づいて前記調整機構および前記前進機構の動作を制御する制御部と、を有する。
　本発明に係る穿刺システムによれば、手の姿勢に合わせて穿刺針の姿勢を調整して手の血管を自動的に穿刺可能な穿刺システムを提供できる。
本発明の実施形態に係る穿刺システムを示す概略図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムのグリップを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムのグリップアクチュエータを示す側面図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムのグリップアクチュエータの動作の説明に供する図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムのグリップアクチュエータの動作の説明に供する図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムの検出アクチュエータを示す側面図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムの検出アクチュエータの動作の説明に供する図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムの穿刺アクチュエータおよび前進機構を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムの穿刺アクチュエータの動作の説明に供する図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムの穿刺アクチュエータの動作の説明に供する図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムの拘束具を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムのブロック図である。 本発明の実施形態に係る穿刺システムによる穿刺方法を示すフローチャートである。 変形例に係る穿刺方法を示すフローチャートである。 図１２Ａに示す穿刺方法の説明に供する図である。 変形例１に係るグリップを示す斜視図である。 変形例２に係るグリップを示す斜視図である。 変形例３に係るグリップを示す斜視図である。 変形例１に係る拘束具の開口部の周辺を示す図である。 変形例２に係る拘束具の開口部の周辺を示す図である。 変形例に係るマーカを示す図である。
　以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
　図１～図１０は、本発明の実施形態に係る穿刺システム１の説明に供する図である。
　穿刺システム１は、図８Ｂに示すように、本実施形態では、患者の手Ｈ１の甲側を走行する橈骨動脈Ｖ（血管に相当）のうち、スナッフボックス内の橈骨動脈またはスナッフボックスよりも指先側を走行する遠位橈骨動脈を自動的に穿刺するシステムとして構成している。
　ここで、スナッフボックス内の橈骨動脈とは、橈骨動脈の末梢側で、短母指伸筋腱と長母指伸筋腱の間に位置する部位の橈骨動脈（ネッター原書第４版解剖学的カギ煙草入れ内の橈骨動脈）であり、以下ｓ－ＲＡという。また、ここで、遠位橈骨動脈とは、橈骨動脈の背側手根枝で、長母指伸筋腱と、長橈側手根伸筋腱の間に位置する橈骨動脈であり、以下ｄ－ＲＡという。なお、以下の実施形態の説明では、穿刺システム１が患者の左手のｓ－ＲＡを穿刺する例を説明するが、穿刺システム１はｄ－ＲＡを穿刺してもよい。また、穿刺システム１の使用対象となる手Ｈ１は、右手であってもよい。
　穿刺システム１は、図１を参照して概説すると、グリップ１０と、グリップアクチュエータ２０と、血管検出部３０と、逆血検出部４０と、検出アクチュエータ５０と、穿刺アクチュエータ６１と、前進機構６２と、拘束具７０と、制御ユニット８０と、を有する。なお、本実施形態では、グリップアクチュエータ２０および穿刺アクチュエータ６１は、グリップ１０と穿刺針Ｎとの相対的な姿勢を調整する調整機構２を構成する。以下、穿刺システム１の各部について詳述する。
　（グリップ）
　グリップ１０は、図１に示すように、手Ｈ１によって握られる。グリップ１０は、手Ｈ１に握られた状態で、手術台Ｄの上に仰向けになった患者の腹部の上に配置可能に構成している。
　グリップ１０は、本実施形態では、図２に示すように、親指以外の他の指の並ぶ方向（軸方向ａ１）に延在する円柱形状を有する。ただし、グリップ１０の外形形状は、手Ｈ１で握れるように親指以外の他の指の並ぶ方向に延在する形状である限り、特に限定されない。
　グリップ１０の軸方向ａ１の一の端部には、親指を挿入可能な孔部１１が形成されている。孔部１１には、親指が孔部１１に配置されたことを検出可能な親指検出部１２が配置されている。ただし、孔部１１の位置は、グリップ１０の側面（周面）に親指以外の他の指を配置した状態で、親指を挿入できる位置である限り特に限定されない。
　親指検出部１２は、親指が孔部１１に配置されたことを検出可能な限り特に限定されないが、例えば、超音波や赤外線等による公知の近接式のセンサや、静電容量の変化等によって親指が接触したことを検出可能な接触式のセンサ等によって構成することができる。
　グリップ１０の構成材料は、特に限定されないが、公知の金属材料やプラスチック材料によって構成できる。なお、グリップ１０の側面（周面）に、ウレタン等の弾性変形可能な弾性部材（図示省略）を設けてもよい。グリップ１０の握り面にこのような弾性部材を設けることによって、患者の手Ｈ１への負担を軽減できる。
　（グリップアクチュエータ）
　グリップアクチュエータ２０は、図３に示すように、グリップ１０を保持するとともに、グリップ１０の位置および姿勢（向き）を調整可能に構成している。なお、ここで、「グリップ１０の位置」とは、図２に示すように、３軸Ｘ、Ｙ、Ｚの直交座標におけるグリップ１０を構成する任意の点Ｐ１（例えば、中心点）の座標（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）を意味する。また、「グリップ１０の姿勢」とは、グリップ１０の親指以外の他の指の並ぶ方向（軸方向ａ１）の３軸Ｘ、Ｙ、Ｚ周りの角度（Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ）を意味する。なお、図１では、Ｘ軸が左右方向、Ｙ軸が奥行方向、Ｚ軸が上下方向に延びる場合を示しているが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向は、互いに直交する方向である限り特に限定されない。
　グリップアクチュエータ２０は、本実施形態では、図３に示すように、グリップ１０の一端を保持する多自由度のロボットアーム２１によって構成している。
　ロボットアーム２１は、第１軸２２、第２軸２３、第３軸２４、第４軸２５、第５軸２６、および、第６軸２７を有する。各軸２２～２７は、例えば、サーボモータによって回転駆動される。ロボットアーム２１の先端部に配置されるグリップ１０は、６自由度を有する。なお、本明細書において「６自由度」とは、Ｘ軸方向に沿う方向、Ｙ軸方向に沿う方向、Ｚ軸方向に沿う方向に移動可能、かつ、Ｘ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りに回転可能であることを意味する。また、ロボットアーム２１の自由度は６自由度に限定されず、またその軸の配置も特に限定されない。
　ロボットアーム２１は、例えば、各軸２２～２７の回転量を調整することで、図４Ａに実線の矢印で示すように、肘を起点として、前腕Ｈ２の長軸Ｈ３周りにグリップ１０を回転させることができる。なお、この際、グリップ１０の回転角度は、肘の可動域の範囲内であることが好ましい。そのような範囲としては、例えば、Ｙ軸に平行な直線Ｔ１とグリップ１０の軸方向ａ１の成す角度θ１が、０度以上１８０度以下となる範囲が挙げられる。このように、ロボットアーム２１は、肘を起点として、前腕Ｈ２の長軸Ｈ３周りにグリップ１０を回転させることができるため、手Ｈ１の体表の穿刺予定領域Ｓ（穿刺部位およびその周辺の領域）の向きを調整できる。
　ロボットアーム２１は、例えば、各軸２２～２７の回転量を調整することで、図４Ｂに実線の矢印で示すように、肘を起点として、グリップ１０を旋回させることができる。なお、この際、グリップ１０の旋回角度は、肘の可動域の範囲内であることが好ましい。そのような範囲としては、例えば、Ｘ軸に平行な直線Ｔ２とグリップ１０の軸方向ａ１の成す角度θ２が、直線Ｔ２を基準として腹部から離間する方向を＋（プラス）とした場合に、－４５度以上＋９０度以下となる範囲、より好ましくは０度以上＋４５度以下となる範囲が挙げられる。そのため、ロボットアーム２１は、患者がグリップ１０を握った状態において肘を起点として、グリップ１０を胴体に接近離反させることができる。
　グリップアクチュエータ２０は、患者の動作に合わせてグリップ１０の位置および姿勢を調整可能な自由調整モードと、制御部８１の指示にしたがってグリップ１０の位置および姿勢を強制的に調整する強制モードと、の２つのモードで切り替え可能に構成している。
　なお、グリップアクチュエータ２０の構成は、グリップ１０の少なくとも一方向の姿勢を調整可能である限り特に限定されない。例えば、グリップアクチュエータ２０は、ロボットアーム２１によって構成するのではなく、グリップ１０を旋回可能な回転機構によって構成してもよい。
　（血管検出部）
　血管検出部３０は、グリップ１０を握る手Ｈ１の橈骨動脈Ｖの位置を検出可能に構成している。さらに、本実施形態では、血管検出部３０は、橈骨動脈Ｖの深さ（体表から血管までの距離）と、橈骨動脈Ｖの周辺の腱や骨等の組織（以下、周辺組織と称する）の位置等も検出する。
　血管検出部３０は、本実施形態では、図５に示すように、超音波エコー３１によって構成している。ただし、血管検出部３０は、橈骨動脈Ｖの位置を検出可能である限り特に限定されず、例えば、赤外線カメラ等によって構成してもよい。
　（逆血検出部）
　逆血検出部４０は、橈骨動脈Ｖが穿刺された際の穿刺針Ｎへの流れ込む血液（逆血）を検出可能に構成している。逆血検出部４０は、本実施形態では、図５に示すように、穿刺針Ｎへの逆血を検出するカメラ４１によって構成している。ただし、逆血検出部４０は、穿刺針Ｎへの逆血を検出可能である限り特に限定されない。例えば、逆血検出部４０は、逆血による穿刺針Ｎの内圧の変化を測定可能な圧力センサ等によって構成できる。
　カメラ４１は、本実施形態では、穿刺予定領域Ｓを示すマーカとして機能する拘束具７０の周縁部７２（図９参照）を検出するマーカ検出部としても機能する。血管検出部３０は、カメラ４１が検出した周縁部７２が示す穿刺予定領域Ｓにおいて、橈骨動脈Ｖの位置等の検出を行う。
　（検出アクチュエータ）
　検出アクチュエータ５０は、図５に示すように、血管検出部３０および逆血検出部４０を保持するとともに、血管検出部３０の位置および姿勢と、逆血検出部４０の位置および姿勢と、を調整可能に構成している。なお、ここで、「血管検出部３０（逆血検出部４０）の位置」とは、３軸Ｘ、Ｙ、Ｚの直交座標における血管検出部３０（逆血検出部４０）を構成する任意の点の座標を意味する。また、「血管検出部３０（逆血検出部４０）の姿勢」とは、血管検出部３０（逆血検出部４０）の３軸Ｘ、Ｙ、Ｚ周りの角度を意味する。
　検出アクチュエータ５０は、本実施形態では、図５に示すように多自由度のロボットアーム５１と、ロボットアーム５１の先端部に設けられる直動機構５２と、を有する。
　ロボットアーム５１は、第１軸５３、第２軸５４、第３軸５５、第４軸５６、第５軸５７、および、第６軸５８を有する。各軸５３～５８は、例えば、サーボモータによって回転駆動される。ロボットアーム５１は、６自由度を有する。ただし、ロボットアーム５１の自由度は６自由度に限定されるものではなく、その軸の配置も特に限定されない。
　ロボットアーム５１は、例えば、各軸５３～５８の回転量を調整することによって、図６の実線の矢印で示すように、手Ｈ１の橈骨動脈Ｖの周方向に血管検出部３０を移動させることができる。
　直動機構５２は、図５に示すように、血管検出部３０および逆血検出部４０を保持するとともに、血管検出部３０および逆血検出部４０を前進後退させる。直動機構５２は、リニアブッシュ、シリンダーストローク、ボール螺子等の公知の直動機構によって構成できる。なお、ここで、「前進させる」とは、グリップ１０に接近する方向に血管検出部３０（逆血検出部４０）を移動させることを意味し、「後退させる」とは、グリップ１０から離間する方向に血管検出部３０（逆血検出部４０）を移動させることを意味する。
　なお、検出アクチュエータ５０の構成は、少なくとも血管検出部３０をグリップ１０に向かって前進後退可能である限り特に限定されない。例えば、検出アクチュエータ５０は、ロボットアーム５１を有さず、直動機構５２のみによって構成してもよい。また、例えば、検出アクチュエータ５０は、ロボットアーム５１によって血管検出部３０の姿勢を調整するのではなく、血管検出部３０を旋回可能な回転機構によって血管検出部３０の姿勢を調整してもよい。
　（穿刺アクチュエータ）
　穿刺アクチュエータ６１は、穿刺針Ｎの位置および姿勢を調整可能に構成している。なお、ここで、「穿刺針Ｎの位置」とは、３軸Ｘ、Ｙ、Ｚの直交座標における穿刺針Ｎを構成する任意の点の座標を意味する。また、「穿刺針Ｎの姿勢」とは、長尺状の穿刺針Ｎの長手方向の３軸Ｘ、Ｙ、Ｚ周りの角度を意味する。
　穿刺アクチュエータ６１は、本実施形態では、図７に示すように多自由度のロボットアーム６３によって構成している。
　ロボットアーム６３は、第１軸６４、第２軸６５、第３軸６６、第４軸６７、第５軸６８、および、第６軸６９を有する。各軸６４～６９は、例えば、サーボモータによって回転駆動される。ロボットアーム６３は、６自由度を有する。ただし、ロボットアーム６３の自由度は６自由度に限定されるものではなく、その軸の配置も特に限定されない。
　ロボットアーム６３は、例えば、各軸６４～６９の回転量を調整することによって、図８Ａに実線の矢印で示すように、手Ｈ１の体表の任意の穿刺予定部位Ｐ２の接平面Ｔ３と穿刺針Ｎとの成す角度θ３（穿刺角度）を調整することができる。穿刺角度θ３は、特に限定されないが、３０度以上４５度以下であることが好ましい。
　ロボットアーム６３は、例えば、各軸６４～６９の回転量を調整することによって、図８Ｂに示すように、穿刺針Ｎが橈骨動脈Ｖの延在方向になるべく沿って橈骨動脈Ｖに穿刺されるように、穿刺針Ｎの姿勢を調整できる。
　なお、穿刺アクチュエータ６１の構成は、穿刺針Ｎの少なくとも一方向の姿勢を調整可能である限り特に限定されない。例えば、穿刺アクチュエータ６１は、ロボットアーム６３によって構成するのではなく、穿刺針Ｎを旋回可能な回転機構によって構成してもよい。
　（前進機構）
　前進機構６２は、図７に示すように、穿刺針Ｎを保持するとともに、穿刺針Ｎを前進後退させる。
　前進機構６２は、穿刺アクチュエータ６１の先端部に設けられている。前進機構６２は、リニアブッシュ、シリンダーストローク、ボール螺子等の公知の直動機構によって構成できる。なお、ここで「前進させる」とは、グリップ１０に接近する方向に穿刺針Ｎを移動させることを意味し、「後退させる」とは、グリップ１０から離間する方向に穿刺針Ｎを移動させることを意味する。
　（拘束具）
　拘束具７０は、図９に示すように、患者の手首の動きを抑制するように構成している。
　拘束具７０は、本実施形態では、指を露出し、かつ、手首を包囲する環状部材や帯状部材等によって構成している。ただし、拘束具７０は、患者の手首の動きを抑制できれば特に限定されず、例えば、指まで覆われるグローブ等で構成してもよい。
　拘束具７０には、手Ｈ１の穿刺予定領域Ｓを露出可能な開口部７１が形成されている。開口部７１の周縁部７２は、穿刺予定領域Ｓを囲むことによって穿刺予定領域Ｓを示すマーカとして機能する。周縁部７２は、カメラ４１によって検出可能である限り特に限定されないが、生体以外の要素であると容易に判断できるように青色であることが好ましい。
　なお、図９では、開口部７１が穿刺予定領域Ｓとしてスナッフボックスを露出する例を示している。ただし、開口部７１の位置は、穿刺予定領域Ｓの位置に合わせて適宜変更可能である。
　（制御ユニット）
　制御ユニット８０は、図１および図１０に示すように、制御部８１と、記憶部８２と、表示部８３と、操作部８４と、を備えている。以下、各部の構成について説明する。
　制御部８１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）によって構成している。制御部８１は、親指検出部１２、グリップアクチュエータ２０、血管検出部３０、逆血検出部４０、検出アクチュエータ５０、穿刺アクチュエータ６１、前進機構６２、記憶部８２、表示部８３、および、操作部８４の動作を制御する。
　制御部８１は、血管検出部３０の検出した橈骨動脈Ｖの位置に応じて、グリップ１０と穿刺針Ｎの相対的な姿勢および前進距離を決定し、決定した姿勢および前進距離に基づいて調整機構２（グリップアクチュエータ２０、穿刺アクチュエータ６１）および前進機構６２の動作を制御する。
　具体的に本実施形態では、制御部８１は、血管検出部３０の検出した橈骨動脈Ｖの位置に応じてグリップ１０の位置および姿勢を決定し、グリップ１０が決定した位置に移動し決定した姿勢となるように、グリップアクチュエータ２０の動作を制御する。また、制御部８１は、血管検出部３０の検出した橈骨動脈Ｖの位置に応じて穿刺針Ｎの待機位置（前進する前の穿刺針Ｎがグリップ１０を握る手Ｈ１から離間した位置）および姿勢を決定し、穿刺針Ｎが待機位置に移動し、かつ、決定した姿勢をとるように、穿刺アクチュエータの動作を制御する。制御部８１は、血管検出部３０の検出した橈骨動脈Ｖの位置に応じて前進距離を決定し、穿刺針Ｎが待機位置から決定した前進距離だけ前進するように、前進機構６２の動作を制御する。
　なお、制御部８１は、橈骨動脈Ｖの位置だけでなく、橈骨動脈Ｖの深さや周辺組織の位置等を考慮して、グリップ１０と穿刺針Ｎとの相対的な位置および姿勢や穿刺針Ｎの前進距離等を決定してもよい。また、制御部８１は、グリップ１０および穿刺針Ｎの相対的な位置および姿勢の候補を複数抽出し、橈骨動脈Ｖの位置、橈骨動脈Ｖの深さや周辺組織の位置等を考慮して、複数の候補の中から最適な位置および姿勢を選択してもよい。
　制御部８１は、グリップ１０、グリップアクチュエータ２０、血管検出部３０、逆血検出部４０、検出アクチュエータ５０、穿刺針Ｎ、穿刺アクチュエータ６１、および、前進機構６２の位置および姿勢のデータを取得する。各構成要素の位置および姿勢のデータは、各構成要素に位置および姿勢を検出可能な公知のセンサを設け、当該センサから取得してもよい。また、各構成要素の位置および姿勢のデータは、各構成要素の寸法のデータ、および、各構成要素の駆動量のデータから算出してもよい。制御部８１は、各構成要素の位置および姿勢のデータに基づいて、構成要素同士が干渉しないように、グリップアクチュエータ２０、検出アクチュエータ５０、穿刺アクチュエータ６１、および、前進機構６２の動作を制御する。
　記憶部８２は、各種プログラムや各種データを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、オペレーティングシステムを含む各種プログラムや各種データを記憶するハードディスク等によって構成している。
　記憶部８２は、手Ｈ１の橈骨動脈Ｖを自動的に穿刺するための穿刺プログラム、および穿刺プログラムの実行に伴って使用される各種データを記憶する。穿刺プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネットからダウンロードされてもよい。記録媒体は、コンピュータ読み取り可能である限り特に限定されないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等の光ディスク、ＵＳＢメモリ、ＳＤメモリーカード等によって構成できる。
　表示部８３は、例えば、液晶ディスプレイ等によって構成することができる。表示部８３は、手Ｈ１の橈骨動脈Ｖを自動的に穿刺するための情報を表示するために使用される。
　操作部８４は、例えば、マウス等のポインティングデバイス、およびキーボード等によって構成できる。操作部８４は、手Ｈ１の橈骨動脈Ｖを自動的に穿刺するための入力を行うために使用される。
　なお、表示部８３および操作部８４の構成は上記に限定されない。例えば、表示部８３および操作部８４をタッチパネルとして一体的に構成してもよい。
　（穿刺方法）
　図１１は、穿刺システム１を用いた穿刺方法の説明に供する図である。次に、穿刺システム１を用いた穿刺方法について説明する。
　まず、患者は、図１に示すような手術台Ｄの上に仰向けになり、手Ｈ１を腹部の上に配置した状態で、拘束具７０が装着された手Ｈ１でグリップ１０を握る。この際、グリップアクチュエータ２０は自由調整モードにあるため、患者は、自分にとって楽な姿勢を取ることができる。次に、術者は、穿刺予定領域Ｓの周辺を消毒し、患者に麻酔をかける。なお、以降のステップでは、拘束具７０は、手Ｈ１の姿勢を一定に保つことができる。そのため、拘束具７０は、手首が不用意に動いて、橈骨動脈Ｖが不用意に位置ずれするのを抑制できる。
　次に、制御部８１は、図１１に示すように、カメラ４１に、手Ｈ１の穿刺予定領域Ｓを示すマーカとして機能する拘束具７０の周縁部７２を検出させる（ステップＳ１）。この際、制御部８１は、カメラ４１が周縁部７２を検出できるように、グリップ１０とカメラ４１との相対的な位置および姿勢をグリップアクチュエータ２０および検出アクチュエータ５０に調整させてもよい。
　次に、制御部８１は、周縁部７２が示す穿刺予定領域Ｓにおいて、血管検出部３０に橈骨動脈Ｖの位置および深さ、周辺組織の位置等を検出させる（ステップＳ２）。このように、血管検出部３０の検査範囲を制限することで、橈骨動脈Ｖの位置の検出を効率化することができる。なお、本実施形態では、血管検出部３０は超音波エコー３１によって構成しているため、図６に示すように、検出は手Ｈ１の体表の穿刺予定領域Ｓに超音波エコー３１を押し当てることによって行われる。この際、制御部８１は、血管検出部３０が橈骨動脈Ｖの位置を検出できるように、グリップ１０と血管検出部３０との相対的な位置および姿勢をグリップアクチュエータ２０および検出アクチュエータ５０に調整させてもよい。検出が完了したら、制御部８１は、検出アクチュエータ５０に血管検出部３０を後退させるよう命令する。
　次に、制御部８１は、図１１に示すように、ステップＳ２で検出された橈骨動脈Ｖの位置および深さ、周辺組織の位置等に基づいてグリップ１０の位置および姿勢と、穿刺針Ｎの姿勢、待機位置および前進距離と、を決定する（ステップＳ３）。
　次に、制御部８１は、グリップ１０がステップＳ３で決定した位置に移動し、ステップＳ３で決定した姿勢となるように、グリップアクチュエータ２０にグリップ１０の位置および姿勢を調整させる。また、制御部８１は、穿刺針ＮがステップＳ３で決定した待機位置に移動し、ステップＳ３で決定した姿勢となるように、穿刺アクチュエータ６１に穿刺針Ｎの位置および姿勢を調整させる（ステップＳ４）。
　次に、制御部８１は、穿刺アクチュエータ６１に穿刺針ＮをステップＳ３で決定した前進距離だけ待機位置から前進させるよう命令する（ステップＳ５）。これによって、穿刺針Ｎが生体を穿刺する。
　次に、制御部８１は、逆血検出部４０によって穿刺針Ｎへの逆血があるか否かを確認する（ステップＳ６）。
　ステップＳ６で穿刺針Ｎへの逆血があると確認された場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、制御部８１は、穿刺が正常に完了した旨を術者に報知する（ステップＳ７）。次に、術者は、穿刺針Ｎの内腔を介してガイドワイヤやシースの挿入等の以降の手技を行う。なお、穿刺システム１がガイドワイヤを穿刺針Ｎの内腔に挿入できるように構成されている場合、穿刺システム１がガイドワイヤ等の挿入を行ってもよい。また、制御部８１は、穿刺針Ｎの抜去後、術者や手術しやすいように、グリップアクチュエータ２０にグリップ１０の位置および姿勢を調整させてもよい。
　ステップＳ６で穿刺針Ｎへの逆血が無いと確認された場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、制御部８１は、穿刺アクチュエータ６１に穿刺針Ｎを後退させ、穿刺針Ｎを生体外へ抜去するように命令する（ステップＳ８）。
　次に、制御部８１は、ステップＳ６を所定回数繰り返したか否かを判断する（ステップＳ９）。
　ステップＳ９でステップＳ６を所定回数繰り返していないと判断された場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、制御部８１は、ステップＳ１～Ｓ８を再び実行する。なお、制御部８１が、グリップ１０および穿刺針Ｎの相対的な位置および姿勢の候補を複数抽出するように構成している場合、２回目以降のステップＳ３では、一度選択された候補以外の候補を選択してもよい。
　ステップＳ９でステップＳ６を所定回数繰り返したと判断された場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、制御部８１は、術者に、エラーである旨、および、術者による穿刺に移行する旨を報知する（ステップＳ１０）。報知は、表示部８３を介して行われてもよいし、スピーカ等を介して行われてもよい。
　なお、上記ステップＳ１～Ｓ９において、親指検出部１２が親指が孔部１１に配置されていないことを検出した際は、制御部８１は、各部の動作を停止し、エラーを報知してもよい。
　以上説明したように、上記実施形態に係る穿刺システム１は、患者の手Ｈ１の橈骨動脈Ｖを自動的に穿刺可能な穿刺システムである。穿刺システム１は、手Ｈ１によって握られるグリップ１０と、グリップ１０を握る手Ｈ１の橈骨動脈Ｖの位置を検出可能な血管検出部３０と、グリップ１０と穿刺針Ｎとの相対的な姿勢を調整可能な調整機構２と、グリップ１０に向かって穿刺針Ｎを前進可能な前進機構６２と、血管検出部３０の検出した橈骨動脈Ｖの位置に応じてグリップ１０と穿刺針Ｎの相対的な姿勢および穿刺針Ｎの前進距離を決定するとともに、決定した姿勢および前進距離に基づいて調整機構２および前進機構６２の動作を制御する制御部８１と、を有する。そのため、上記穿刺システム１は、手Ｈ１の姿勢に合わせて穿刺針Ｎの姿勢を調整して手Ｈ１の血管の穿刺が可能である。また、穿刺システム１は、自動的な穿刺が可能であるため、術者の熟練度によらず、安定した穿刺を行うことができる。また、術者は、穿刺を行う必要がないため、その間に他の作業を行うことができる。
　また、調整機構２は、グリップ１０の姿勢を調整可能なグリップアクチュエータ２０を有する。そのため、穿刺システム１は、グリップアクチュエータ２０によってグリップ１０を握る手Ｈ１の姿勢を調整できる。
　また、調整機構２は、穿刺針Ｎの姿勢を調整可能な穿刺アクチュエータ６１を有する。そのため、穿刺システム１は、穿刺アクチュエータ６１によって穿刺針Ｎの姿勢を調整できる。
　また、調整機構２は、グリップ１０の位置および姿勢を調整可能なグリップアクチュエータ２０と、穿刺針Ｎの位置および姿勢を調整可能な穿刺アクチュエータ６１と、を有し、制御部８１は、グリップ１０の位置および姿勢のデータと、穿刺針Ｎの位置および姿勢のデータと、を取得する。そのため、穿刺システム１は、グリップアクチュエータ２０によってグリップ１０を握る手Ｈ１の姿勢を調整することによって手Ｈ１を様々な姿勢にでき、かつ、穿刺アクチュエータ６１によって穿刺針Ｎの姿勢を調整することによって様々な姿勢の手Ｈ１に対して穿刺を行える。
　また、穿刺システム１は、穿刺針Ｎへの逆血を検出可能な逆血検出部４０をさらに有する。そのため、穿刺システム１は、橈骨動脈Ｖへの穿刺が完了したか否かを容易に把握できる。
　また、穿刺システム１は、手Ｈ１の穿刺予定領域Ｓを示す周縁部７２の位置を検出可能なカメラ４１をさらに有する。血管検出部３０は、穿刺予定領域Ｓにおいて橈骨動脈Ｖを検出する。そのため、穿刺システム１は、橈骨動脈Ｖの位置の検出を効率的に行うことができる。
　また、穿刺システム１は、血管検出部３０を保持するとともに、血管検出部３０の位置および姿勢を調整可能な検出アクチュエータ５０をさらに有する。そのため、穿刺システム１は、血管検出部３０の位置および姿勢を調整することによって、橈骨動脈Ｖの位置を容易に検出できる。
　また、グリップ１０には、手Ｈ１の親指を挿入可能な孔部１１が形成されており、孔部１１には、親指に接触した状態を検出する親指検出部１２が配置されている。そのため、穿刺システム１は、親指がグリップ１０において適正な位置に配置されているか否かを判断できる。
　また、穿刺システム１は、患者の手首の動きを抑制する拘束具７０を有する。そのため、グリップ１０を握る手Ｈ１の姿勢を一定に定めることができる。
　（穿刺方法の変形例）
　図１２Ａ、図１２Ｂは、穿刺システム１の穿刺方法の変形例の説明に供する図である。
　変形例に係る穿刺方法は、図１２Ａに示すように、マーカの位置検出（ステップＳ１）から橈骨動脈Ｖの位置検出（ステップＳ２）までのステップは、上記実施形態に係る穿刺方法と同様である。そのため、ステップＳ１～ステップＳ２の説明は省略する。
　ステップＳ２の後、制御部８１は、ステップＳ２で検出された橈骨動脈Ｖの位置および深さ、周辺組織の位置等に基づいてグリップ１０の位置および姿勢と、穿刺針Ｎの姿勢、待機位置および前進距離と、血管検出部３０の位置および姿勢と、を決定する（ステップＳ２３）。
　次に、制御部８１は、グリップ１０がステップＳ２３で決定した位置に移動し、ステップＳ２３で決定した姿勢となるように、グリップアクチュエータ２０にグリップ１０の位置および姿勢を調整させる。また、制御部８１は、穿刺針ＮがステップＳ２３で決定した待機位置に移動し、ステップＳ２３で決定した姿勢となるように、穿刺アクチュエータ６１に穿刺針Ｎの位置および姿勢を調整させる。また、制御部８１は、血管検出部３０がステップＳ２３で決定した位置に移動し、ステップＳ２３で決定した姿勢をとるように、検出アクチュエータ５０に血管検出部３０の位置および姿勢を調整させる（ステップＳ２４）。
　次に、制御部８１は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、穿刺針Ｎを待機位置から前進させるとともに、血管検出部３０の超音波エコー３１に橈骨動脈Ｖと穿刺針Ｎの先端部の位置を同時に検出させる（ステップＳ２５）。この際、制御部８１は、血管検出部３０の超音波エコー３１を橈骨動脈Ｖの周方向に移動させて（図６参照）、検査範囲を変化させてもよい。これによって、血管検出部３０は、橈骨動脈Ｖと穿刺針Ｎの位置関係を容易に把握できる。
　制御部８１は、超音波エコー３１によって検出した橈骨動脈Ｖと穿刺針Ｎの先端部の位置に応じて、穿刺針Ｎの位置、姿勢、および前進距離を調整（修正）するように穿刺アクチュエータ６１に命令する。そのため、穿刺針Ｎを生体に挿入した際に橈骨動脈Ｖが逃げるように移動してしまった場合等においても、穿刺針Ｎの姿勢を調整できる。
　なお、穿刺針Ｎは、超音波エコー３１で容易に検出可能なエコー針（先端部に溝や孔部が形成されており、超音波を乱反射する針）であることが好ましいが、エコー針でなくてもよい。
　以降のステップＳ６～Ｓ１０（図１２Ａ参照）は、上記実施形態に係る穿刺方法と同一であるため、その説明を省略する（図１１参照）。なお、ステップＳ６の代わりにステップＳ２４において、超音波エコー３１によって、穿刺針Ｎが橈骨動脈Ｖに達して穿刺針Ｎへの逆血が生じたか否かを確認してもよい。
　以上説明したように、変形例に係る穿刺方法では、血管検出部３０は、橈骨動脈Ｖおよび穿刺針Ｎの位置を同時に検出し、穿刺アクチュエータ６１は、血管検出部３０の検出した橈骨動脈Ｖおよび穿刺針Ｎの位置に応じて、穿刺針Ｎの姿勢を調整する。そのため、例えば穿刺針Ｎを生体に挿入した際に橈骨動脈Ｖが逃げるように移動してしまった場合等においても、穿刺針Ｎの姿勢を調整できる。
　（グリップの変形例）
　図１３Ａ～図１３Ｃは、変形例１～３に係るグリップ１１０、２１０、３１０の説明に供する図である。なお、以下の説明では、上記実施形態に係る穿刺システム１と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
　変形例１に係るグリップ１１０は、図１３Ａに示すように、親指以外の他の指を挿入可能な挿入部１３０を有する点において、上記実施形態に係るグリップ１０と相違する。挿入部１３０は、本実施形態では、人差し指を挿入可能な第１ポケット１３１と、中指を挿入可能な第２ポケット１３２と、薬指を挿入可能な第３ポケット１３３と、小指を挿入可能な第４ポケット１３４と、を有する。ただし、挿入部１３０の構成は、親指以外の他の指を挿入可能な限り特に限定されない。例えば、挿入部１３０は、人差し指、中指、薬指、小指の全てを挿入可能な単一のポケットによって構成してもよい。
　このように、変形例１に係るグリップ１１０は、親指以外の他の指を挿入可能な挿入部１３０を有する。そのため、患者に麻酔等が掛けられた状態においても、手Ｈ１がグリップ１１０を握った状態を容易に維持できる。
　変形例２に係るグリップ２１０は、図１３Ｂに示すように、傾斜した円柱形状を有する点において、上記実施形態に係るグリップ１０と相違する。なお、ここで「傾斜した円柱形状」とは、円柱の端面２１１と直交する方向から見た場合に、円柱の向かい合う端面２１１、２１２の中心位置がずれるように軸方向ａ２が傾斜している形状を意味する。
　このように、変形例２に係るグリップ２１０は、傾斜した円柱形状を有する。そのため、親指以外の他の指でグリップ２１０を握った状態で、患者は、親指を孔部１１に容易に配置できる。
　変形例３に係るグリップ３１０は、図１３Ｃに示すように、円錐台形状を有する点において、上記実施形態に係るグリップ１０と相違する。このように、変形例に係るグリップ３１０は、円錐台形状を有するため、親指以外の他の指でグリップ３１０を握った状態で、患者は、親指を孔部１１に容易に配置できる。
　以上説明したように、グリップの形状は、患者が手Ｈ１で握れる限り特に限定されない。また、図１３Ａに示した挿入部１３０は、図１３Ｂおよび図１３Ｃに示す変形例２、３に係るグリップ２１０、３１０に設けられていてもよい。
　（拘束具の変形例）
　図１４Ａおよび図１４Ｂは、変形例１、２に係る拘束具１７０、２７０の説明に供する図である。
　変形例１に係る拘束具１７０は、上記実施形態に係る拘束具７０と同様に、少なくとも手首を包囲する環状部材または帯体等によって構成できる。変形例１に係る拘束具１７０は、図１４Ａに示すように、穿刺予定領域Ｓを露出可能な開口部７１に、格子１７３が設けられている点において、上記実施形態に係る拘束具７０と相違する。
　格子１７３は、開口部７１を覆うように設けられている。格子１７３の隙間１７４は、穿刺部位を介して生体に挿入されるシース等の医療器具を、挿通可能な程度の大きさに形成されている。
　制御部８１は、例えば、カメラ４１に格子１７３を検出させてもよい。制御部８１は、血管検出部３０が検出した橈骨動脈Ｖの位置とカメラ４１の検出した格子１７３との対応関係から、橈骨動脈Ｖが検出された隙間１７４を割り出し、割り出された隙間１７４に穿刺針Ｎを挿入するように、穿刺アクチュエータ６１および前進機構６２の動作を制御してもよい。
　変形例２に係る拘束具２７０は、上記実施形態に係る拘束具７０と同様に、少なくとも手首を包囲する環状部材または帯体等によって構成できる。変形例２に係る拘束具２７０は、図１４Ｂに示すように、穿刺予定領域Ｓを露出可能な開口部２７１の形状において、上記実施形態に係る拘束具７０と相違する。
　開口部２７１の周縁部は、ジグザグ形状を有する。
　制御部８１は、例えば、カメラ４１に開口部２７１の周縁部を検出させてもよい。制御部８１は、開口部２７１の周縁部の向かい合う山部２７２または谷部２７３を繋ぐ仮想線Ｌを引き、仮想上の格子を形成してもよい。制御部８１は、血管検出部３０が検出した橈骨動脈Ｖの位置と仮想上の格子との対応関係から、格子の複数の隙間のうち橈骨動脈Ｖが検出された隙間を割り出し、割り出された隙間に穿刺針Ｎを挿入するように、穿刺アクチュエータ６１の動作を制御してもよい。
　（マーカの変形例）
　図１５は、変形例に係るマーカＭの説明に供する図である。
　図１５に示すように、穿刺予定領域Ｓを示すマーカＭは、手Ｈ１にペン等で穿刺予定領域Ｓを囲う線を描画することで形成されてもよい。なお、マーカＭは、穿刺システム１を構成する多自由度のロボットアーム等によって描画してもよく、術者が描画してもよい。
　なお、マーカＭは、図１５に示すように、穿刺予定領域Ｓを部分的に囲んでもよいし、穿刺予定領域Ｓを完全に囲んでもよい。
　以上、実施形態および変形例を通じて本発明を説明したが、本発明は説明した各構成のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。
　例えば、上記実施形態では、穿刺システムが、手首の動きを抑制する拘束具を有する例を説明したが、拘束具は有さなくてもよい。この場合、穿刺システムは、患者の手や手首にモーションキャプチャー機能を備えるグローブを装着させ、手や手首の関節の曲がり方等を検出可能に構成することが好ましい。
　また、例えば、上記実施形態では、調整機構がグリップアクチュエータおよび穿刺アクチュエータの両方を有する例を説明したが、穿刺システムはグリップアクチュエータまたは穿刺アクチュエータの一方のみを有していてもよい。
　また、例えば、上記実施形態では、穿刺システムがマーカを検出する例を説明したが、穿刺システムはマーカを検出しなくてもよい。
　また、例えば、上記実施形態では、図１に示すように、グリップアクチュエータ２０、検出アクチュエータ５０、穿刺アクチュエータ６１、前進機構６２が、患者の右手側に配置されている例を説明した。しかし、グリップアクチュエータ２０、検出アクチュエータ５０、穿刺アクチュエータ６１、前進機構６２の配置は、図１に示す配置に特に限定されない。例えば、検出アクチュエータ５０を患者の左手側に配置してもよい。
　本出願は、２０１８年６月６日に出願された日本国特許出願第２０１８－１０８６３８号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。
１　　　穿刺システム、
２　　　調整機構、
１０、１１０、２１０、３１０　グリップ、
１１　　孔部、
１２　　親指検出部、
２０　　グリップアクチュエータ、
３０　　血管検出部、
４０　　逆血検出部、
４１　　カメラ（マーカ検出部）、
５０　　検出アクチュエータ、
６１　　穿刺アクチュエータ、
６２　　前進機構、
７０、１７０、２７０　拘束具、
７２　　周縁部（マーカ）、
８１　　制御部、
Ｈ１　　手、
Ｍ　　　マーカ、
Ｎ　　　穿刺針、
Ｓ　　　穿刺予定領域、
Ｖ　　　動脈（血管）。

Claims (10)

  1. 　患者の手の血管を自動的に穿刺可能な穿刺システムであって、
    　前記手によって握られるグリップと、
    　前記グリップを握る前記手の前記血管の位置を検出可能な血管検出部と、
    　前記グリップと穿刺針との相対的な姿勢を調整可能な調整機構と、
    　前記グリップに向かって前記穿刺針を前進可能な前進機構と、
    　前記血管検出部の検出した前記血管の位置に応じて前記グリップと前記穿刺針の相対的な姿勢および前記穿刺針の前進距離を決定するとともに、決定した前記姿勢および前記前進距離に基づいて前記調整機構および前記前進機構の動作を制御する制御部と、を有する、穿刺システム。
  2. 　前記調整機構は、前記グリップの姿勢を調整可能なグリップアクチュエータを有する、請求項１に記載の穿刺システム。
  3. 　前記調整機構は、前記穿刺針の姿勢を調整可能な穿刺アクチュエータを有する、請求項１または請求項２に記載の穿刺システム。
  4. 　前記調整機構は、前記グリップの位置および姿勢を調整可能なグリップアクチュエータと、前記穿刺針の位置および姿勢を調整可能な穿刺アクチュエータと、を有し、
    　前記制御部は、前記グリップの位置および姿勢のデータと前記穿刺針の位置および姿勢のデータと、を取得する、請求項１～３のいずれか一項に記載の穿刺システム。
  5. 　前記穿刺針への逆血を検出可能な逆血検出部をさらに有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の穿刺システム。
  6. 　前記手の穿刺予定領域を示すマーカの位置を検出可能なマーカ検出部をさらに有し、
    　前記血管検出部は、前記穿刺予定領域において前記血管を検出する、請求項１～５のいずれか一項に記載の穿刺システム。
  7. 　前記血管検出部の位置および姿勢を調整可能な検出アクチュエータをさらに有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の穿刺システム。
  8. 　前記血管検出部は、前記血管および前記穿刺針の位置を同時に検出し、
    　前記穿刺アクチュエータは、前記血管検出部の検出した前記血管および前記穿刺針の位置に応じて、前記穿刺針の姿勢を調整する、請求項３または請求項４に記載の穿刺システム。
  9. 　前記グリップには、前記手の親指を挿入可能な孔部が形成されており、
    　前記孔部には、前記親指に接触した状態を検出する親指検出部が配置されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の穿刺システム。
  10. 　前記患者の手首の動きを抑制する拘束具を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の穿刺システム。
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