特開 2022-143539 押圧制御装置、押圧制御システム及び押圧制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022143539

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】押圧制御装置、押圧制御システム及び押圧制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20220926BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021044094

(22)【出願日】2021-03-17

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【識別番号】000109543

【氏名又は名称】テルモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100186015

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 靖之

(72)【発明者】

【氏名】牧 伸

(72)【発明者】

【氏名】宇佐美 雅司

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601DD14

4C601EE11

4C601FF03

4C601JC08

4C601JC11

(57)【要約】

【課題】穿刺具を生体内に穿刺した際に血管の位置が変位しても、血管内へ穿刺具を挿入し易くする、押圧制御装置、押圧制御システム及び押圧制御プログラム、を提供する。
【解決手段】本開示に係る押圧制御装置は、センサが受信する超音波に基づき生体内の血管の位置を特定し、特定した血管の位置が所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、押圧体による生体表面の押圧を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサが受信する超音波に基づき生体内の血管の位置を特定し、特定した血管の位置が所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、押圧体による生体表面の押圧を制御する制御部と、を備える押圧制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、固定具に生体の一部が固定されている状態、かつ、穿刺具が生体内に穿刺される前の状態、で特定される血管の位置を前記所定位置として、血管の位置の前記所定位置からの変位を判定する、請求項１に記載の押圧制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記センサが受信する前記超音波に基づき前記生体内に穿刺されている穿刺具を特定可能であり、
前記制御部は、前記生体内に穿刺されている前記穿刺具を特定し、かつ、血管の位置が前記所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、前記押圧体による前記生体表面の押圧を制御する、請求項１又は２に記載の押圧制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記押圧体による前記生体表面の押圧位置及び押圧力の少なくとも一方を制御する、請求項１から３のいずれか１つに記載の押圧制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記センサが受信する前記超音波に基づき生成される２次元画像から血管の位置を特定する、請求項１又は２に記載の押圧制御装置。

【請求項6】

超音波を受信可能なセンサと、
生体表面を押圧可能な押圧体と、
前記センサが受信する前記超音波に基づき生体内の血管の位置を特定し、特定した血管の位置が所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、前記押圧体による前記生体表面の押圧を制御する制御部を備える押圧制御装置と、を備える、押圧制御システム。

【請求項7】

生体の一部を固定可能な固定具を備え、
前記制御部は、前記固定具に前記生体の一部が固定されている状態、かつ、穿刺具が生体内に穿刺される前の状態、で特定される血管の位置を前記所定位置として、血管の位置の前記所定位置からの変位を判定する、請求項６に記載の押圧制御システム。

【請求項8】

前記制御部は、前記センサが受信する前記超音波に基づき前記生体内に穿刺されている穿刺具を特定可能であり、
前記制御部は、前記生体内に穿刺されている前記穿刺具を特定し、かつ、血管の位置が前記所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、前記押圧体による前記生体表面の押圧を制御する、請求項６又は７に記載の押圧制御システム。

【請求項9】

前記制御部は、前記押圧体による前記生体表面の押圧位置及び押圧力の少なくとも一方を制御する、請求項６から８のいずれか１つに記載の押圧制御システム。

【請求項10】

前記センサが受信する前記超音波に基づき２次元画像を生成する画像生成装置を備え、
前記制御部は、前記２次元画像から血管の位置を特定する、請求項６から９のいずれか１つに記載の押圧制御システム。

【請求項11】

コンピュータに、
センサが受信する超音波に基づき生体内の血管の位置を特定する処理と、
特定した血管の位置が所定位置から変位しているか否を判定する処理と、
血管の位置が前記所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、押圧体による生体表面の押圧を制御する処理と、を実行させる押圧制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、押圧制御装置、押圧制御システム及び押圧制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、医療現場では、採血、注射、輸液等のために、生体外から血管へ針などの穿刺具を穿刺することが一般的に行われている。また、近年、心臓カテーテル検査やカテーテル治療をより低侵襲に行うため、橈骨動脈よりアプローチする手技が注目されている。この場合、セルディンガー法によりシースを設置するが、この際にも穿刺操作は必須である。この穿刺具の穿刺の際に、例えば患者の血管壁が硬い場合、穿刺具が血管壁を刺通せずに、血管が穿刺具に押されて逃げてしまうことがある。このような場合には、穿刺具の穿刺を再度行う必要がある。

【0003】

特許文献１には、治療チャンバ内で血管の血管構造データの位置及び／又は寸法を測定によって検出するための血管構造測定装置と、血管の位置及び／又は寸法を変更するための血管操作装置と、を備える挿管ロボットが開示されている。特許文献１に記載の挿管ロボットは、血管構造データに応じて血管操作装置を制御するように設計されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０２０－５０５１６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の挿管ロボットでは、血管操作装置などを制御することにより、針などの穿刺具が自動で血管内に挿入される。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の挿管ロボットには、血管内に穿刺具をより確実に挿入する観点において、依然として改善の余地がある。

【0007】

本開示は、穿刺具を生体内に穿刺した際に血管の位置が変位しても、血管内へ穿刺具を挿入し易くする、押圧制御装置、押圧制御システム及び押圧制御プログラム、を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の第１の態様としての押圧制御装置は、センサが受信する超音波に基づき生体内の血管の位置を特定し、特定した血管の位置が所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、押圧体による生体表面の押圧を制御する制御部と、を備える。

【0009】

本開示の１つの実施形態として、前記制御部は、固定具に生体の一部が固定されている状態、かつ、穿刺具が生体内に穿刺される前の状態、で特定される血管の位置を前記所定位置として、血管の位置の前記所定位置からの変位を判定する。

【0010】

本開示の１つの実施形態として、前記制御部は、前記センサが受信する前記超音波に基づき前記生体内に穿刺されている穿刺具を特定可能であり、前記制御部は、前記生体内に穿刺されている前記穿刺具を特定し、かつ、血管の位置が前記所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、前記押圧体による前記生体表面の押圧を制御する。

【0011】

本開示の１つの実施形態として、前記制御部は、前記押圧体による前記生体表面の押圧位置及び押圧力の少なくとも一方を制御する。

【0012】

本開示の１つの実施形態として、前記制御部は、前記センサが受信する前記超音波に基づき生成される２次元画像から血管の位置を特定する。

【0013】

本開示の第２の態様としての押圧制御システムは、超音波を受信可能なセンサと、生体表面を押圧可能な押圧体と、前記センサが受信する前記超音波に基づき生体内の血管の位置を特定し、特定した血管の位置が所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、前記押圧体による前記生体表面の押圧を制御する制御部を備える押圧制御装置と、を備える。

【0014】

本開示の１つの実施形態としての押圧制御システムは、生体の一部を固定可能な固定具を備え、前記制御部は、前記固定具に前記生体の一部が固定されている状態、かつ、穿刺具が生体内に穿刺される前の状態、で特定される血管の位置を前記所定位置として、血管の位置の前記所定位置からの変位を判定する。

【0015】

本開示の１つの実施形態として、前記制御部は、前記センサが受信する前記超音波に基づき前記生体内に穿刺されている穿刺具を特定可能であり、前記制御部は、前記生体内に穿刺されている前記穿刺具を特定し、かつ、血管の位置が前記所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、前記押圧体による前記生体表面の押圧を制御する。

【0016】

本開示の１つの実施形態として、前記制御部は、前記押圧体による前記生体表面の押圧位置及び押圧力の少なくとも一方を制御する。

【0017】

本開示の１つの実施形態としての押圧制御システムは、前記センサが受信する前記超音波に基づき２次元画像を生成する画像生成装置を備え、前記制御部は、前記２次元画像から血管の位置を特定する。

【0018】

本開示の第３の態様としての押圧制御プログラムは、コンピュータに、センサが受信する超音波に基づき生体内の血管の位置を特定する処理と、特定した血管の位置が所定位置から変位しているか否を判定する処理と、血管の位置が前記所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を前記所定位置に復帰させるように、押圧体による生体表面の押圧を制御する処理と、を実行させる。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、穿刺具を生体内に穿刺した際に血管の位置が変位しても、血管内へ穿刺具を挿入し易くする、押圧制御装置、押圧制御システム及び押圧制御プログラム、を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の一実施形態としての押圧制御システムを示す図である。

【図2】図１に示す押圧制御システムの構成例を示す図である。

【図3】図１に示す押圧制御装置の制御部により実行される処理を示す図である。

【図4】図４（ａ）は、図１に示す超音波検出装置が患者の腕に押し当てられている状態を示す図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す状態で超音波検出装置から得られた超音波情報に基づき生成された２次元画像としてのエコー画像のうち、血管の近傍のみを拡大して示す図である。

【図5】図１に示す固定具を示す図である。

【図6A】図１に示す穿刺装置の可動部により保持される穿刺具が、生体内に挿入される直前の状態を示す図である。

【図6B】図６Ａの状態から、穿刺具が生体内に挿入され、血管の血管壁に突き当たっている状態を示す図である。

【図7】図７（ａ）は、図６Ａに示す状態で、超音波検出装置から取得される超音波情報に基づき生成される２次元画像を示す図であり、図７（ｂ）は、図６Ｂに示す状態で、超音波検出装置から取得される超音波情報に基づき生成される２次元画像を示す図である。

【図8】図６Ｂ及び図７（ｂ）に示す血管の所定位置からの変位に対して、押圧体の複数の調整カフを制御した状態を示す図である。

【図9】図８に示す複数の調整カフの制御により、血管の位置が所定位置に復帰し、穿刺具による血管内への挿入が達成された後の状態を示す図である。

【図10】図５に示す押圧体の変形例としての押圧体を示す図であり、図１０（ａ）、図１０（ｂ）はそれぞれ、押圧体の正面図、側面図である。

【図11】図１１（ａ）は、図１０に示す押圧体により生体表面が押圧されていない状態を示す図であり、図１１（ｂ）は、図１０に示す押圧体により生体表面が押圧されている状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本開示に係る押圧制御装置、押圧制御システム及び押圧制御プログラムの実施形態について、図面を参照して例示説明する。各図において共通する構成には同一の符号を付している。

【0022】

図１は、本開示に係る押圧制御システムの一実施形態としての押圧制御システム１００を示す図である。図２は、押圧制御システム１００の構成例を示す図である。図１、図２に示すように、本実施形態の押圧制御システム１００は、固定具２と、超音波検出装置３と、画像生成装置４と、穿刺装置５と、押圧制御装置６と、を備える。図１に示すように、本実施形態の押圧制御システム１００では、筐体７に対して、直接的又は間接的に、固定具２、超音波検出装置３、穿刺装置５及び押圧制御装置６が固定されているが、この構成に限られるものではない。

【0023】

固定具２は、押圧体２１を備える。本実施形態の固定具２は、生体の一部として腕ＡＲを固定可能に構成されている。詳細は後述するが、本実施形態の固定具２は、腕ＡＲを挿通可能な挿通孔２ａ（図５参照）を区画している。押圧体２１は、挿通孔２ａに挿通された腕ＡＲを周囲から押圧することで、腕ＡＲの位置を固定することができる。

【0024】

但し、固定具２は、押圧体２１を備えなくてもよい。押圧体２１は、固定具２とは別に設けられていてもよい。

【0025】

超音波検出装置３は、超音波を送受信可能なセンサ３１を備える。センサ３１が受信する超音波から取得される超音波情報は、画像生成装置４及び押圧制御装置６に送信される。「超音波情報」とは、例えば、一次情報としての超音波そのものであってもよく、二次情報としての超音波から変換された電気信号など、センサ３１が受信した超音波から得られる各種の等価情報であってもよい。

【0026】

本実施形態の超音波検出装置３は、超音波プローブである。超音波検出装置３としての超音波プローブは、患者の腕ＡＲの穿刺部位近傍に対して押し当てられて使用される。超音波検出装置３のセンサ３１から生体に向かって超音波を照射可能である。センサ３１は、超音波を発信し、反射した超音波を受信する。センサ３１が、反射した超音波を受信すると、この受信した超音波から取得される超音波情報が、画像生成装置４及び押圧制御装置６に送信される。

【0027】

画像生成装置４は、制御部４１と、記憶部４２と、入出力部４３と、を備える。

【0028】

制御部４１は、１つ以上のプロセッサである。制御部４１は、超音波検出装置３から受信した超音波情報に基づき２次元画像を生成したり、入出力部４３を介して押圧制御装置６と通信したりする処理に特化した専用プロセッサにより実現されるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサにより実現されてもよい。制御部４１には、１つ以上の専用回路が含まれてもよいし、又は制御部４１において、１つ以上のプロセッサを１つ以上の専用回路に置き換えてもよい。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。制御部４１は、画像生成装置４の各部を制御して、画像生成装置４の動作に関わる情報処理を実行する。

【0029】

記憶部４２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read-Only Memory）を含む任意の記憶モジュールを含む。記憶部４２は、例えば、生成した２次元画像の画像データを記憶する主記憶装置又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部４２は、画像生成装置４の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部４２は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び入出力部４３によって受信された各種情報等を記憶してもよい。

【0030】

入出力部４３は、超音波検出装置３及び押圧制御装置６との間で信号の入出力を行う。本実施形態の画像生成装置４は、入出力部４３を介して、超音波検出装置３から超音波情報を取得する。また、画像生成装置４は、制御部４１が生成した２次元画像のデータを、入出力部４３を介して押圧制御装置６に送信してもよい。更に、画像生成装置４は、制御部４１が生成した２次元画像のデータを、入出力部４３を介してディスプレイ等に出力してもよい。入出力部４３は、ＵＳＢインタフェース、無線ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェース、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェース等の無線通信インタフェース、並びに有線通信インタフェースの少なくともいずれかを備えてもよい。さらに、入出力部４３は、ユーザとの間のインタフェースとして、タッチパネル、ボタン、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、及びブザーの少なくともいずれかを備えてもよい。

【0031】

穿刺装置５は可動部５１を備える。可動部５１は、針などの穿刺具７０を生体に穿刺するように動作する。具体的に、本実施形態の可動部５１は、穿刺具７０を保持した状態で可動する可動アームにより構成されている。但し、可動部５１は、生体上の所定位置に穿刺具７０を穿刺可能な構成であれば、その構成は特に限定されない。

【0032】

本実施形態の可動部５１の動作は、押圧制御装置６の制御部６１からの制御指令に基づき、制御される。したがって、可動部５１は、押圧制御装置６の制御部６１からの制御指令に基づき、針などの穿刺具７０を前進させて、生体内に穿刺する。

【0033】

押圧制御装置６は、制御部６１と、記憶部６２と、入出力部６３と、を備える。

【0034】

制御部６１は、１つ以上のプロセッサである。制御部６１は、超音波検出装置３から受信した超音波情報に基づき生体内の血管の位置を特定したり、血管の位置の変位を判定したり、固定具２の押圧体２１を押圧制御したりする処理に特化した専用プロセッサにより実現されるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサにより実現されてもよい。制御部６１には、１つ以上の専用回路が含まれてもよいし、又は制御部６１において、１つ以上のプロセッサを１つ以上の専用回路に置き換えてもよい。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。制御部６１は、押圧制御装置６の各部を制御して、押圧制御装置６の動作に関わる情報処理を実行する。また、制御部６１は、固定具２の押圧体２１による生体表面への押圧を制御する。更に、制御部６１は、穿刺装置５の可動部５１による生体内への穿刺具７０の穿刺動作を制御する。

【0035】

記憶部６２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read-Only Memory）を含む任意の記憶モジュールを含む。記憶部６２は、例えば、制御部６１が特定した血管の位置情報を記憶する主記憶装置又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部６２は、押圧制御装置６の動作に用いられる任意の情報を記憶する。また、記憶部６２は、固定具２の押圧体２１の動作に用いられる任意の情報を記憶する。更に、記憶部６２は、穿刺装置５の可動部５１の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部６２は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び入出力部６３によって受信された各種情報等を記憶してもよい。

【0036】

入出力部６３は、超音波検出装置３との間で信号の入出力を行う。押圧制御装置６は、入出力部６３を介して、超音波検出装置３から超音波情報を取得する。また、本実施形態のように、入出力部６３は、画像生成装置４との間で信号の入出力を行ってもよい。このようにすることで、押圧制御装置６は、入出力部６３を介して、画像生成装置４が生成した２次元画像を取得してもよい。また、押圧制御装置６は、画像生成装置４から取得した２次元画像のデータを、入出力部６３を介してディスプレイ等に出力してもよい。入出力部４３は、ＵＳＢインタフェース、無線ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェース、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェース等の無線通信インタフェース、並びに有線通信インタフェースの少なくともいずれかを備えてもよい。さらに、入出力部６３は、ユーザとの間のインタフェースとして、タッチパネル、ボタン、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、及びブザーの少なくともいずれかを備えてもよい。

【0037】

押圧制御装置６の一部又は全ての機能は、プログラム（コンピュータプログラム）を、制御部６１に含まれるプロセッサで実行することにより実現されてもよい。すなわち、押圧制御装置６の機能は、ソフトウェアにより実現されてもよい。プログラムは、押圧制御装置６の動作に含まれる処理をコンピュータに実行させることで、そのステップの処理に対応する機能をコンピュータに実現させる。また、押圧制御装置６の一部が他の汎用な情報処理装置により実現されてもよい。

【0038】

以下、図３～図９を参照して、本実施形態の押圧制御システム１００による、押圧体２１の押圧制御、及び、穿刺具７０の穿刺制御、について例示説明する。

【0039】

図３は、押圧制御装置６の制御部６１により実行される処理を示す図である。図３に示すように、制御部６１は、超音波検出装置３のセンサ３１が受信する超音波に基づき生体内の血管の位置を特定し（図３の「Ｓ１」参照）、特定した血管の位置が所定位置から変位しているか否か判定する（図３の「Ｓ２」参照）。制御部６１は、特定された血管の位置が所定位置から変位していると判定した場合に、血管の位置を所定位置に復帰させるように、押圧体２１による生体表面の押圧を制御する（図３の「Ｓ３」参照）。以下、図３に示す各処理Ｓ１～Ｓ３について詳細に説明する。

【0040】

まず、制御部６１が、超音波検出装置３のセンサ３１が受信する超音波に基づき生体内の血管の位置を特定する処理（図３の「Ｓ１」参照）について説明する。図４（ａ）は、超音波検出装置３が患者の腕ＡＲの表面に押し当てられている状態を示す図である。この状態で、センサ３１により超音波の送受信が行われる。図４（ｂ）は、センサ３１が受信した超音波情報に基づき、画像生成装置４によって生成された２次元画像としてのエコー画像を示す図である。図４（ｂ）は、血管ＢＶの近傍のみを拡大して示している。このように、超音波検出装置３を用いることで、生体外から生体内の血管ＢＶの位置を特定することができる。

【0041】

制御部６１は、図４（ｂ）に示す２次元画像を解析することで、その２次元画像から血管ＢＶの位置を特定してもよい。つまり、制御部６１は、センサ３１が受信する超音波に基づき生成される２次元画像から血管ＢＶの位置を特定してもよい。制御部６１による２次元画像からの血管ＢＶの位置の特定は、例えば、予め血管ＢＶを含む大量の２次元画像を機械学習しておき、２次元画像から血管ＢＶの位置を特定するための学習モデルを生成しておいてもよい。

【0042】

また、制御部６１は、センサ３１が受信する超音波に基づき生体内の血管ＢＶの位置を特定できればよく、図４（ｂ）に示す２次元画像に基づき血管ＢＶの位置を特定しなくてもよい。つまり、制御部６１は、センサ３１が受信した超音波から２次元画像を介さずに、血管ＢＶの位置を特定してもよい。

【0043】

次に、制御部６１が、特定した血管の位置が所定位置Ｐ０から変位しているか否かを判定する処理（図３の「Ｓ２」参照）について説明する。

【0044】

本実施形態における所定位置Ｐ０とは、穿刺装置５の可動部５１により穿刺具７０の穿刺目標位置となる血管の位置を意味する。まず、本実施形態における所定位置Ｐ０の決定方法について説明する。本実施形態の制御部６１は、固定具２に生体の一部が固定されている状態、かつ、穿刺具７０が生体内に穿刺される前の状態、で特定される血管の位置を所定位置Ｐ０として、記憶部６２に記憶する。

【0045】

具体的に、本実施形態の制御部６１は、穿刺具７０の穿刺前に、固定具２の押圧体２１を制御することで、所定位置Ｐ０を決定する。

【0046】

図５は、本実施形態の固定具２を示す図である。図５に示すように、本実施形態の固定具２は、押圧体２１と、環状ハウジング２２と、を備える。本実施形態の押圧体２１は、環状のメインカフ２１ａと、複数の調整カフ２１ｂと、を備える。

【0047】

図５に示すように、環状ハウジング２２は、腕ＡＲ（図５では二点鎖線で図示）を挿通可能な挿通孔２ａを区画している。押圧体２１の環状のメインカフ２１ａは、環状ハウジング２２の挿通孔２ａを区画する内壁に取り付けられている。メインカフ２１ａの内部の環状の収容空間への空気等の流体の供給、及び、収容空間からの流体の排出、の制御は、制御部６１がポンプ等を制御することで実行される。したがって、メインカフ２１ａの内部の環状の収容空間に空気等の流体が供給されることで、メインカフ２１ａは拡張し、挿通孔２ａを狭める。これにより、挿通孔２ａに挿通されている腕ＡＲを周囲から略均等に圧迫し、腕ＡＲの挿通孔２ａ内の位置を固定することができる。

【0048】

また、複数の調整カフ２１ｂは、環状のメインカフ２１ａの内壁に取り付けられている。また、複数の調整カフ２１ｂは、メインカフ２１ａの内壁の周方向の異なる位置に配置されている。本実施形態の複数の調整カフ２１ｂは、メインカフ２１ａの内壁の周方向全域に亘って配置されている。各調整カフ２１ｂの内部の収容空間への空気等の流体の供給、及び、収容空間からの流体の排出、の制御は、制御部６１がポンプ等を制御することで実行される。また、制御部６１は、各調整カフ２１ｂを別々に制御可能である。制御部６１が、複数の調整カフ２１ｂの拡張状態を別々に制御することで、腕ＡＲの周囲の位置によって、押圧体２１による押圧力を変えることができる。

【0049】

挿通孔２ａに挿通された患者の腕ＡＲが、上述したメインカフ２１ａのみで固定されている場合は、調整カフ２１ｂを用いず、腕ＡＲの固定具２への固定が完了する。また、挿通孔２ａに挿通された患者の腕ＡＲが、上述したメインカフ２１ａのみでは固定できない場合は、例えば、複数の調整カフ２１ｂを全て均等に拡張させることで、挿通孔２ａを更に狭め、腕ＡＲを固定すればよい。

【0050】

本実施形態における腕ＡＲの固定具２への固定完了は、例えば、周囲の押圧体２１から腕ＡＲに負荷される圧迫力を検出する圧力センサの検出値に基づき、制御部６１が判定すればよい。つまり、制御部６１は、圧力センサの検出値が所定値に達した場合に、腕ＡＲが固定具２に固定されたと判定すればよい。圧力センサは、押圧体２１による圧迫力を検出できればよく、その構成は特に限定されない。

【0051】

このように、本実施形態の押圧制御システム１００では、穿刺具７０の穿刺前に、腕ＡＲを固定具２に固定する。制御部６１は、この状態で特定される血管の位置を所定位置Ｐ０として、記憶部６２に記憶する。

【0052】

次に、制御部６１は、穿刺装置５の可動部５１による穿刺具７０の穿刺目標位置を、上述のように決定した所定位置Ｐ０に合わせるように制御する。本実施形態では、制御部６１が、穿刺装置５の可動部５１としての可動アームに保持される穿刺具７０が所定位置Ｐ０で血管を穿刺するように、可動部５１を制御する。

【0053】

このように、本実施形態では、穿刺具７０の穿刺前に、固定具２の押圧体２１、及び、穿刺装置５の可動部５１、が制御部６１により制御される。これにより、穿刺具７０の穿刺前の準備が完了する。

【0054】

なお、本実施形態では、穿刺具７０を穿刺する前の固定具２による腕ＡＲの固定に基づき、所定位置Ｐ０を決定しているが、この方法に限られない。所定位置Ｐ０は、例えば、穿刺装置５の可動部５１による穿刺具７０の穿刺目標位置を固定し、この穿刺目標位置に腕ＡＲの血管を合わせるように腕ＡＲを固定することで、所定位置Ｐ０を決定してもよい。

【0055】

また、本実施形態の固定具２は、押圧体２１により腕ＡＲの位置を固定する構成であるが、腕ＡＲを固定できる構成であれば、その構成は特に限定されない。

【0056】

次に、制御部６１は、穿刺装置５の可動部５１を制御して、穿刺具７０の穿刺目標位置となる所定位置Ｐ０に向かって穿刺具７０を穿刺する。図６Ａは、穿刺装置５の可動部５１により保持される穿刺具７０が、生体内に挿入される直前の状態を示す図である。また、図６Ｂは、図６Ａの状態から、穿刺具７０が生体内に挿入され、血管ＢＶの血管壁に突き当たっている状態を示す図である。図６Ａ、図６Ｂ及び後に参照する図９では、説明の便宜上、固定具２の位置を二点鎖線により示している。図７（ａ）は、図６Ａに示す状態で、超音波検出装置３から取得される超音波情報に基づき生成される２次元画像を示す図である。また、図７（ｂ）は、図６Ｂに示す状態で、超音波検出装置３から取得される超音波情報に基づき生成される２次元画像を示す図である。

【0057】

患者の血管壁の硬さ等の理由で、穿刺具７０の先端が血管壁を貫通せず、穿刺具７０の先端に押圧された血管ＢＶが逃げる場合がある。これに対して、制御部６１は、超音波検出装置３から取得した超音波情報に基づき特定した血管ＢＶの位置が、所定位置Ｐ０から変位していると判定した場合、血管ＢＶの位置を所定位置Ｐ０に復帰させるように、押圧体２１による生体表面の押圧を制御する。これにより、血管ＢＶを所定位置Ｐ０に維持し、穿刺具７０の先端の血管ＢＶ内への挿入を補助することができる。

【0058】

以下、図６Ａ～図９を参酌して、制御部６１により、血管ＢＶの位置を所定位置Ｐ０に復帰させるように、押圧体２１による生体表面の押圧を制御する一例について説明する。

【0059】

まず、制御部６１は、超音波検出装置３から取得される超音波情報に基づき特定した血管ＢＶの位置が、所定位置Ｐ０から変位しているか否か、穿刺具７０の穿刺前から監視し続ける。なお、制御部６１が、超音波検出装置３の超音波情報から生成される２次元画像から血管ＢＶの位置を特定する場合、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、２次元画像における血管ＢＶの中心位置оの変位を判定すればよい。例えば、所定位置Ｐ０にある血管ＢＶの２次元画像における中心位置оを、ｘｙ平面の原点として、血管ＢＶの中心位置оの原点からの変位を監視すればよい。図７（ｂ）には、所定位置Ｐ０にある血管ＢＶを破線により示している。つまり、図７（ｂ）では、血管ＢＶがｘ方向及びｙ方向に移動したことを示している。

【0060】

また、制御部６１は、所定位置Ｐ０から変位しているか否かを、所定の閾値を設けることで判定してよい。制御部６１は、例えば、変位量（変位距離）が所定値以上になったときに、所定位置Ｐ０から変位していると判定してよい。また、このような閾値は、例えば、上述したｘｙ平面において、血管ＢＶのｘ方向又はｙ方向の長さ分の変位量、又は、その１／２の変位量、など適宜設定すればよい。

【0061】

制御部６１が、血管ＢＶが所定位置Ｐ０から変位していると判定した場合、制御部６１は、押圧体２１の複数の調整カフ２１ｂを制御して、血管ＢＶの位置を所定位置Ｐ０に復帰させるように、生体表面を押圧する。

【0062】

図８は、図６Ｂ及び図７（ｂ）に示す血管ＢＶの所定位置Ｐ０からの変位に対して、複数の調整カフ２１ｂを制御した状態を示す図である。また、図９は、図８に示す複数の調整カフ２１ｂの制御により、血管ＢＶの位置が所定位置Ｐ０に復帰し、穿刺具７０による血管ＢＶ内への挿入が達成された後の状態を示す図である。

【0063】

図８に示すように、制御部６１は、図６Ｂにおける奥行き方向Ａ（図６Ｂの紙面に直交する方向であり、図４、図８の左右方向と同じ方向）の奥側（図６Ｂの紙面奥側であり、図８の左側）に血管ＢＶを押圧するように、複数の調整カフ２１ｂを制御する。具体的に、本実施形態では、環状のメインカフ２１ａの内面に沿って８つ配置されている調整カフ２１ｂのうち、図６Ｂにおける手前側（図６Ｂの紙面手前側方向であり、図８の右側）に位置する３つの調整カフ２１ｂのみ、更に拡張させる。これにより、挿通孔２ａに挿通されている腕ＡＲには、図６Ｂの奥行き方向Ａの手前側から奥側（図８の右側から左側）に向かって大きな圧迫力が作用し、生体内の血管ＢＶに対しても、図６Ｂの奥行き方向Ａの手前側から奥側への圧迫力が作用する。これにより、図６Ｂに示す、所定位置Ｐ０から変位した血管ＢＶを、図６Ｂの上方向に若干持ち上げつつ、図６Ｂの奥行き方向Ａの手前側から奥側へ押圧することで、所定位置Ｐ０に復帰させる、又は、所定位置Ｐ０に近づけることができる。

【0064】

なお、制御部６１は、血管ＢＶの所定位置Ｐ０からの変位方向及び変位量に基づき、複数の調整カフ２１ｂのうち拡張状態を制御する調整カフ２１ｂ、及び、その拡張量、を決定すればよい。つまり、本実施形態の制御部６１は、押圧体２１による生体表面の押圧位置及び押圧力の両方を制御することで、血管ＢＶを所定位置Ｐ０に復帰するように生体表面を押圧する。

【0065】

このように、本実施形態では、血管ＢＶが所定位置Ｐ０に向かって、図６Ｂの奥行き方向Ａの手前側から奥側（図８の右側から左側）に移動すると共に、穿刺具７０の先端により押圧される押圧力に対する反力が、調整カフ２１ｂの圧迫力により負担される。そのため、血管ＢＶが、穿刺具７０の先端の押圧力を受けても逃げ難くなり、穿刺具７０の先端が血管壁を貫通して血管ＢＶ内に挿入され易い状態を実現できる。つまり、穿刺具７０により血管ＢＶが押圧されて、血管ＢＶの位置が変位しても、本実施形態の制御部６１は、血管ＢＶの位置を所定位置Ｐ０に復帰させるように押圧体２１を制御する。これにより、血管ＢＶ内へ穿刺具７０を挿入し易くすることができる。

【0066】

制御部６１は、血管ＢＶが所定位置Ｐ０から変位していると判定した場合、穿刺装置５の可動部５１による穿刺具７０の穿刺動作を停止してもよい。制御部６１は、この状態で、血管ＢＶが所定位置Ｐ０に復帰するように、押圧体２１の押圧を制御してもよい。また、制御部６１は、血管ＢＶが所定位置Ｐ０から変位していることを判定した場合、穿刺装置５の可動部５１を穿刺具７０の抜去方向に移動させてもよい。制御部６１は、この状態で、穿刺具７０が再び前進した際に生じる血管ＢＶの変位を相殺するように、押圧体２１の押圧を予め制御してもよい。

【0067】

また、制御部６１は、血管ＢＶの変位のみならず、生体内に挿入されている穿刺具７０の位置に基づき、押圧体２１を制御してもよい。具体的に、制御部６１は、センサ３１が受信する超音波に基づき生体内に穿刺されている穿刺具７０を特定可能である。制御部６１は、例えば、図７（ｂ）に示すような、超音波情報から生成される２次元画像から穿刺具７０を特定してもよい。また、制御部６１は、センサ３１が受信する超音波に基づき、別の方法で、生体内に穿刺されている穿刺具７０を特定してもよい。

【0068】

制御部６１は、生体内に穿刺されている穿刺具７０を特定し、かつ、血管ＢＶの位置が所定位置Ｐ０から変位していると判定した場合に、血管ＢＶの位置を所定位置Ｐ０に復帰させるように、押圧体２１による生体表面の押圧を制御してもよい。

【0069】

このように、制御部６１が、血管ＢＶの所定位置Ｐ０からの変位のみならず、生体内に穿刺されている穿刺具７０の位置に基づき、押圧体２１の押圧を制御することで、穿刺具７０の先端が血管ＢＶ内に、より挿入され易くなるように、押圧体２１の押圧を制御できる。

【0070】

本開示に係る押圧制御装置、押圧制御システム、及び、押圧制御プログラムは、上述した実施形態で具体的に示す構成及び処理に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない限り、種々の変形、変更、組み合わせが可能である。

【0071】

上述した実施形態の押圧制御システム１００は、押圧制御装置６とは別に画像生成装置４を備える構成であるが、この構成に限られない。押圧制御システム１００は、画像生成装置４を備えなくてもよい。また、押圧制御装置６の制御部６１が、センサ３１が受信する超音波に基づき、２次元画像を生成してもよい。

【0072】

また、上述した実施形態の押圧体２１は、固定具２に備えられているが、押圧体２１は、血管ＢＶを所定位置Ｐ０に復帰するように制御部６１により制御される構成であれば、固定具２とは別に設けられていてもよい。また、固定具２についても、腕ＡＲなどの生体の一部を固定可能な構成であれば、その構成は特に限定されない。但し、本実施形態のように、固定具２が押圧体２１を備えることで、押圧体２１が、腕ＡＲの固定手段と、血管ＢＶの位置復帰手段と、を兼ねる構成となる。そのため、押圧制御システム１００の構成を簡素化できる。

【0073】

また、押圧体２１は、上述した実施形態のメインカフ２１ａ及び複数の調整カフ２１ｂからなる構成に限られない。図１０、図１１は、押圧体２１の変形例としての押圧体１２１を示す図である。図１０（ａ）は押圧体１２１の正面図であり、図１０（ｂ）は、押圧体１２１の側面図である。図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、押圧体１２１は、円筒状又は円柱状の軸部１２１ａと、この軸部１２１ａの両端に連なる円盤部１２１ｂ、１２１ｃと、を備える。図１０（ａ）に示すように、円盤部１２１ｂ、１２１ｃは、軸部１２１ａの軸方向に対して直交しておらず、軸方向に対して傾斜している。

【0074】

図１１（ａ）は、押圧体１２１により生体表面が押圧されていない状態を示す図であり、図１１（ｂ）は、押圧体１２１により生体表面が押圧されている状態を示す図である。図１０、図１１に示す押圧体１２１は、生体の一部としての腕ＡＲの長手方向に沿って、軸部１２１ａを腕ＡＲの表面上で回動させながら移動させることができる。つまり、押圧体１２１を腕ＡＲの表面で回動させることで、図１１（ａ）の状態と、図１１（ｂ）の状態と、で状態変化させることができる。図１０、図１１に示す押圧体１２１は、血管ＢＶが所定位置Ｐ０から変位した場合に、その変位方向（図１１（ａ）、図１１（ｂ）では下方向）と直交する方向（図１１（ａ）、図１１（ｂ）では左右方向）に生体表面を押圧することで、血管ＢＶを所定位置Ｐ０に向かって復帰させる。このように、押圧制御システム１００の押圧体２１、１２１の構成は特に限定されない。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本開示は、押圧制御装置、押圧制御システム及び押圧制御プログラムに関する。

【符号の説明】

【0076】

２：固定具
２ａ：挿通孔
３：超音波検出装置
４：画像生成装置
５：穿刺装置
６：押圧制御装置
７：筐体
２１：押圧体
２１ａ：メインカフ
２１ｂ：調整カフ
２２：環状ハウジング
３１：センサ
４１：制御部
４２：記憶部
４３：入出力部
５１：可動部
６１：制御部
６２：記憶部
６３：入出力部
７０：穿刺具
１２１：押圧体
１２１ａ：軸部
１２１ｂ：円盤部
１００：押圧制御システム
ＢＶ：血管
Ｐ０：所定位置
ＡＲ：腕（生体の一部）
Ａ：奥行き方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】