(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿刺針を穿刺開始位置から穿刺深さ方向に直動させる直動部と、
前記穿刺針を穿刺開始位置に位置させたときの前記直動部の位置を、前記穿刺針の穿刺開始位置として設定する穿刺開始位置設定部と、
前記直動部が直動することで前記穿刺針が前記穿刺開始位置設定部で設定された穿刺開始位置から設定穿刺深さまで進んだ際の前記直動部の位置を、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置として設定する穿刺深さ目標位置設定部と、
前記直動部の現在位置情報を取得する取得部と、
前記穿刺深さ目標位置設定部で設定された前記穿刺針の穿刺深さ目標位置を表示すると共に、前記穿刺針の現在位置を前記取得部で取得した前記直動部の現在位置情報から特定して表示する表示部、
を備えた穿刺ロボットシステム。
【請求項２】
前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置の相対位置関係を表示するものである、
請求項１に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項３】
前記表示部は、前記直動部の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置及び前記穿刺針の穿刺深さ目標位置を表示する、
請求項１又は２に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項４】
前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記穿刺針の穿刺開始位置と、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置の相対位置関係を表示するものである、
請求項１に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項５】
前記表示部は、前記穿刺深さ方向直動軸の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置、前記穿刺針の穿刺開始位置及び前記穿刺針の穿刺深さ目標位置を表示する、
請求項１又は４に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項６】
前記直動部が前記穿刺開始位置から、前記穿刺針が許容される穿刺深さの最大値まで進んだ位置を、ソフトリミット設定値として設定するソフトリミット設定値設定部を備え、
前記表示部に、前記ソフトリミット設定値設定部で設定されたソフトリミット設定値に対応する位置を表示する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項７】
前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置と、前記ソフトリミット設定値に対応する位置の相対位置関係を表示するものである、
請求項６に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項８】
前記表示部は、前記直動部の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置及び前記ソフトリミット設定値に対応する位置を表示する、
請求項６又は７に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項９】
前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記穿刺針の穿刺開始位置と、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置と、前記ソフトリミット設定値に対応する位置の相対位置関係を表示するものである、
請求項６に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１０】
前記表示部は、前記直動部の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置、前記穿刺針の穿刺開始位置、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置及び前記ソフトリミット設定値に対応する位置を表示する、
請求項６又は９に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１１】
前記穿刺開始位置設定部による穿刺開始位置の設定と、前記穿刺深さ目標位置設定部による穿刺深さ目標位置の設定は、操作インタフェースの表示画面上で行われる、
請求項１から５のいずれ一項に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１２】
前記穿刺開始位置設定部による穿刺開始位置の設定と、前記穿刺深さ目標位置設定部による穿刺深さ目標位置の設定と、前記ソフトリミット設定値設定部によるソフトリミット設定値の設定は、操作インタフェースの表示画面上で行われる、
請求項６から１０のいずれ一項に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１３】
前記操作インタフェースの表示画面上に、前記穿刺開始位置を設定する操作と、前記穿刺深さ目標位置を設定する操作を指示するナビゲーション表示部が設けられている、
請求項１１に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１４】
前記操作インタフェースの表示画面上に、前記穿刺開始位置を設定する操作と、前記穿刺深さ目標位置を設定する操作と、前記ソフトリミット設定値を設定する操作を指示するナビゲーション表示部が設けられている、
請求項１２に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１５】
穿刺針を穿刺開始位置から穿刺深さ方向に直動させる直動部と、
前記穿刺針を穿刺開始位置に位置させたときの前記直動部の位置を、前記穿刺針の穿刺開始位置として設定する穿刺開始位置設定部と、
前記直動部が前記穿刺開始位置から、前記穿刺針が許容される穿刺深さの最大値まで直動した位置を、ソフトリミット設定値として設定するソフトリミット設定値設定部と、
前記直動部の現在位置情報を取得する取得部と、
前記ソフトリミット設定値設定部で設定されたソフトリミット設定値に対応する位置を表示すると共に、前記穿刺針の現在位置を前記取得部で取得した前記直動部の現在位置情報から特定して表示する表示部、
を備えた穿刺ロボットシステム。
【請求項１６】
前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記ソフトリミット設定値に対応する位置の相対位置関係を表示するものである、
請求項１５に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１７】
前記表示部は、前記直動部の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置及び前記ソフトリミット設定値に対応する位置を表示する、
請求項１５又は１６に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１８】
前記穿刺開始位置設定部による穿刺開始位置の設定と、前記ソフトリミット設定値設定部によるソフトリミット設定値の設定は、操作インタフェースの表示画面上で行われる、
請求項１５から１７のいずれ一項に記載の穿刺ロボットシステム。
【請求項１９】
前記操作インタフェースの表示画面上に、前記穿刺開始位置を設定する操作と、前記ソフトリミット設定値を設定する操作を指示するナビゲーション表示部が設けられている、
請求項１８に記載の穿刺ロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿刺ロボットシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
穿刺ロボットを用いて穿刺を行うには、ＣＴ透視画像で穿刺深さを確認しながら、穿刺開始位置から穿刺深さ目標位置まで、穿刺深さ方向直動軸（針を穿刺/抜去する駆動軸）を直動させる穿刺操作、つまり操作用コントローラによる操作を行う必要がある。
【０００３】
特許文献１（特開2009-45081号公報）には、生体内に穿刺される穿刺針の穿刺長を検出する穿刺長検出手段と、穿刺針の穿刺限度長を設定する設定手段を備え、現在の穿刺針の位置と、穿刺限度長との相対位置関係を表示可能な超音波診断装置について記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開2006-149560号公報）には、表示されたスライス画像上で穿刺開始点と穿刺目標点を設定し、術具と登録部位の相対位置情報として、術具先端から登録部位（穿刺目標点）までの距離を算出して表示する態様が記載されている。
【０００５】
特許文献３（特開2020-39406号公報）には、穿刺ロボットに関し、穿刺針の体表上の刺入位置と、穿刺対象位置とを設定し、これらを結ぶ直線状の領域を穿刺経路とし、ディスプレイにはＣＴ画像や穿刺経路を表示する態様が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９-４５０８１号公報
【特許文献２】特開２００６-１４９５６０号公報
【特許文献３】特開２０２０-３９４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
穿刺ロボットを用いて穿刺される患者の被ばく低減のためには、ＣＴ透視時間を限りなく短くする必要がある。
【０００８】
ＣＴ透視画像だけに頼って穿刺操作を行うとすると、ＣＴ透視時間に応じた患者の被ばく量が問題となる。
【０００９】
特許文献１（特開2009-45081号公報）記載の発明は、超音波プロープに設けられた検出器で穿刺長を検出するものでしかなく、ロボットの駆動軸の位置に基づき穿刺針の目標位置を設定するものではない。
【００１０】
特許文献２（特開2006-149560号公報）記載の発明は、術前断面画像上の位置を目標点として設定するものでしかなく、ロボットの駆動軸の位置に基づき穿刺針の目標位置を設定するものではない。
【００１１】
特許文献３（特開2020-39406号公報）記載の発明は、穿刺経路を表示するものであって、穿刺針の穿刺深さ方向直動軸の現在位置と穿刺深さ目標点との相対位置関係を表示するものではない。
【００１２】
ソフトリミット値を設定することは、周知慣用な一般的な技術である。しかし、穿刺ロボットの分野で、許容される穿刺深さの最大値としてソフトリミット値を設定するという技術は従来知られていなかった。
【００１３】
本発明は、ＣＴ透視画像から穿刺深さを確認する頻度を減らし、結果的に、ＣＴ透視時間を減らし、穿刺ロボットを用いて穿刺される患者の被ばく量を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の態様は、穿刺針を穿刺開始位置から穿刺深さ方向に直動させる直動部と、前記穿刺針を穿刺開始位置に位置させたときの前記直動部の位置を、前記穿刺針の穿刺開始位置として設定する穿刺開始位置設定部と、前記直動部が直動することで前記穿刺針が前記穿刺開始位置設定部で設定された穿刺開始位置から設定穿刺深さまで進んだ際の前記直動部の位置を、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置として設定する穿刺深さ目標位置設定部と、前記直動部の現在位置情報を取得する取得部と、前記穿刺深さ目標位置設定部で設定された前記穿刺針の穿刺深さ目標位置を表示すると共に、前記穿刺針の現在位置を前記取得部で取得した前記直動部の現在位置情報から特定して表示する表示部、を備えた穿刺ロボットシステムである。
【００１５】
第２の態様は、第１の態様において、前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置の相対位置関係を表示するものである、穿刺ロボットシステムである。
【００１６】
第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記表示部は、前記直動部の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置及び前記穿刺針の穿刺深さ目標位置を表示する、穿刺ロボットシステムである。
【００１７】
第４の態様は、第１の態様において、前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記穿刺針の穿刺開始位置と、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置の相対位置関係を表示するものである、穿刺ロボットシステムである。
【００１８】
第５の態様は、第1又は第４の態様において、前記表示部は、前記穿刺深さ方向直動軸の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置、前記穿刺針の穿刺開始位置及び前記穿刺針の穿刺深さ目標位置を表示する、穿刺ロボットシステムである。
【００１９】
第６の態様は、第１から第５の態様のいずれかにおいて、前記直動部が前記穿刺開始位置から、前記穿刺針が許容される穿刺深さの最大値まで進んだ位置を、ソフトリミット設定値として設定するソフトリミット設定値設定部を備え、前記表示部に、前記ソフトリミット設定値設定部で設定されたソフトリミット設定値に対応する位置を表示する、穿刺ロボットシステムである。
【００２０】
第７の態様は、第６の態様において、前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置と、前記ソフトリミット設定値に対応する位置の相対位置関係を表示するものである、穿刺ロボットシステムである。
【００２１】
第８の態様は、第６又は第７の態様において、前記表示部は、前記直動部の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置及び前記ソフトリミット設定値に対応する位置を表示する、穿刺ロボットシステムである。
【００２２】
第９の態様は、第６の態様において、前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記穿刺針の穿刺開始位置と、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置と、前記ソフトリミット設定値に対応する位置の相対位置関係を表示するものである、穿刺ロボットシステムである。
【００２３】
第１０の態様は、第６又は第９の態様において、前記表示部は、前記直動部の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置、前記穿刺針の穿刺開始位置、前記穿刺針の穿刺深さ目標位置及び前記ソフトリミット設定値に対応する位置を表示する、穿刺ロボットシステムである。
【００２４】
第１１の態様は、第１から第５の態様のいずれかにおいて、前記穿刺開始位置設定部による穿刺開始位置の設定と、前記穿刺深さ目標位置設定部による穿刺深さ目標位置の設定は、操作インタフェースの表示画面上で行われる、穿刺ロボットシステムである。
【００２５】
第１２の態様は、第６から第１０の態様のいずれかにおいて、前記穿刺開始位置設定部による穿刺開始位置の設定と、前記穿刺深さ目標位置設定部による穿刺深さ目標位置の設定と、前記ソフトリミット設定値設定部によるソフトリミット設定値の設定は、操作インタフェースの表示画面上で行われる、穿刺ロボットシステムである。
【００２６】
第１３の態様は、第１１の態様において、前記操作インタフェースの表示画面上に、前記穿刺開始位置を設定する操作と、前記穿刺深さ目標位置を設定する操作を指示するナビゲーション表示部が設けられている、穿刺ロボットシステムである。
【００２７】
第１４の態様は、第１２の態様において、前記操作インタフェースの表示画面上に、前記穿刺開始位置を設定する操作と、前記穿刺深さ目標位置を設定する操作と、前記ソフトリミット設定値を設定する操作を指示するナビゲーション表示部が設けられている、穿刺ロボットシステムである。
【００２８】
第１５の態様は、穿刺針を穿刺開始位置から穿刺深さ方向に直動させる直動部と、前記穿刺針を穿刺開始位置に位置させたときの前記直動部の位置を、前記穿刺針の穿刺開始位置として設定する穿刺開始位置設定部と、前記直動部が前記穿刺開始位置から、前記穿刺針が許容される穿刺深さの最大値まで直動した位置を、ソフトリミット設定値として設定するソフトリミット設定値設定部と、前記直動部の現在位置情報を取得する取得部と、前記ソフトリミット設定値設定部で設定されたソフトリミット設定値に対応する位置を表示すると共に、前記穿刺針の現在位置を前記取得部で取得した前記直動部の現在位置情報から特定して表示する表示部、
を備えた穿刺ロボットシステムである。
【００２９】
第１６の態様は、第１５の態様において、前記表示部は、前記穿刺針の現在位置と、前記ソフトリミット設定値に対応する位置の相対位置関係を表示するものである、穿刺ロボットシステムである。
【００３０】
第１７の態様は、第１５又は第１６の態様において、前記表示部は、前記直動部の可動範囲に対応づけて、前記穿刺針の現在位置及び前記ソフトリミット設定値に対応する位置を表示する、穿刺ロボットシステムである。
【００３１】
第１８の態様は、第１５から第１７の態様のいずれかにおいて、前記穿刺開始位置設定部による穿刺開始位置の設定と、前記ソフトリミット設定値設定部によるソフトリミット設定値の設定は、操作インタフェースの表示画面上で行われる、穿刺ロボットシステムである。
【００３２】
第１９の態様は、第１８の態様において、前記操作インタフェースの表示画面上に、前記穿刺開始位置を設定する操作と、前記ソフトリミット設定値を設定する操作を指示するナビゲーション表示部が設けられている、穿刺ロボットシステムである。
【発明の効果】
【００３３】
第１乃至第１４の態様によれば、表示部に、穿刺針の現在位置と、穿刺針の穿刺深さ目標位置が表示される。このため、術者は、ＣＴ透視画像から得られる穿刺深さの情報に加え、表示部に表示される穿刺深さの情報を併用して、穿刺深さ方向直動軸を直動させる穿刺操作を行うことができる。表示部に表示される穿刺深さの情報を確認しながら、穿刺操作が行われるため、相対的にＣＴ透視画像を確認する頻度が減る。結果的に、本発明を実施しないで穿刺操作を行った場合と比較して、ＣＴ透視時間を減らすことができ、穿刺ロボットを用いて穿刺される患者の被ばく量を低減させることができる。
【００３４】
第１５乃至第１９の態様によれば、表示部に、穿刺針の穿刺深さ目標位置の代わりにソフトリミット設定値が表示され、同様にして本発明を実施しないで穿刺操作を行った場合と比較して、ＣＴ透視時間を減らすことができ、穿刺ロボットを用いて穿刺される患者の被ばく量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、穿刺ロボットシステムの全体の構成を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、穿刺ロボットの外観を示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、穿刺ロボットの各第１乃至第８駆動軸の動作方向と可動範囲を示す表である。
【図３】図３は、穿刺ロボットの駆動制御部のブロック図である。
【図４】図４は、操作インタフェースの外観を示す図である。
【図５】図５は、操作インタフェースを構成する操作用コントローラの外観を示す図である。
【図６】図６は、操作用ＰＣのハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施形態の穿刺ロボットシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施形態の穿刺ロボットシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図９】図９は、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１２】図１２は、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１３】図１３は、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１５】図１５は、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１６】図１６は、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１７】図１７は、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１８】図１８は、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、ディスプレイの表示画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、穿刺ロボットシステムの実施の形態について説明する。
【００３７】
図１は、穿刺ロボットシステムの全体の構成を示す。
【００３８】
穿刺ロボットシステムは、大きくは、穿刺針１１０を穿刺開始位置から穿刺深さ方向に直動させる穿刺深さ方向直動軸６を含む各駆動軸１〜８を備えた穿刺ロボット１００と、寝台２１０上の患者に対してＸ線を照射してＣＴ撮影（Computed Tomography；コンピュータ断層撮影）してＣＴ透視画像（体軸断面、矢状断面、冠状断面の各断層画像）を取得するＣＴ装置２００と、ＣＴ装置２００で取得したＣＴ透視画像及び術野モニタ用カメラ３１０で撮影した患者の術野を示す術野画像を表示画面３２０に表示する外部モニタ３００と、穿刺ロボット１００の駆動を操作する操作インタフェース１０００を含んで構成される。
【００３９】
操作インタフェース１０００は、タッチパネルで構成された表示画面１１１０を有するディスプレイ１１００と、操作用コントローラ１２００と、操作用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１３００を含んで構成される。
【００４０】
以下、穿刺ロボット１００、操作インタフェース１０００について図２乃至図７を併せ参照して説明する。
【００４１】
（穿刺ロボット）
【００４２】
図２Ａは、穿刺ロボット１００の外観を斜視図で示す。図２Ａにおいて図中手前側が患者の頭方向、図中奥側が患者の足（尾）方向とする。
【００４３】
図２Ｂは、穿刺ロボット１００の各第１乃至第８駆動軸１〜８の動作方向と可動範囲を表で示す。
【００４４】
穿刺ロボット１００は、第１駆動軸１、第２駆動軸２、第３駆動軸３、第４駆動軸４、第５駆動軸５、第６駆動軸（穿刺深さ方向直動軸）６、第７駆動軸（瞬発穿刺軸）７、第８駆動軸８を有した８軸のマニピュレータである。なお第８駆動軸８は、手動制御軸である。
【００４５】
基台１０９は、下部に設けられた３つのキャスタ１０９Ａにより床面上で移動自在となっている。したがって基台１０９は、図１に示す寝台２１０の左右のいずれにも配置可能である。
【００４６】
第１及び第２駆動軸部１０１は、基台１０９の上端に取り付けられ、穿刺針１１０が床面から高さ方向に移動する方向及び患者の頭尾方向に移動する方向に直動する。
【００４７】
第３駆動軸部１０３は、第１及び第２駆動軸部１０１の上端に取り付けられ、穿刺針１１０が患者の左右方向に移動する方向に直動する。
【００４８】
第４駆動軸部１０４は、第３駆動軸部１０３の先端に取り付けられ、穿刺針１１０が患者の左右方向に傾斜する方向に回転する。
【００４９】
第５駆動軸部１０５は、第４駆動軸部１０４の先端に取り付けられ、穿刺軸１１０が患者の頭尾方向に傾斜する方向に回転する。
【００５０】
第６駆動軸部（穿刺深さ方向直動軸）１０６は、第５駆動軸部１０５の先端に取り付けられ、穿刺針１１０が穿刺深さ方向に/穿刺深さ方向とは逆方向に穿刺/抜去する方向に直動する。
【００５１】
第７駆動軸部（瞬発穿刺軸）１０７は、第６の駆動軸部１０６の先端に取り付けられ、穿刺針１１０が穿刺深さ方向に高速で移動するように直動する。第７駆動軸部（瞬発穿刺軸）１０７は、穿刺針１１０を短い可動範囲で超高速で動かすための軸である。第６駆動軸部（穿刺深さ方向直動軸）１０６及び第７駆動軸部（瞬発穿刺軸）１０７は、穿刺針１１０を穿刺開始位置から穿刺深さ方向に直動させる直動部を構成する。
【００５２】
第７駆動軸部（瞬発穿刺軸）１０７の先端に、穿刺針１１０が設けられている。穿刺針１１０は、第７駆動軸部（瞬発穿刺軸）１０７の先端に着脱自在に把持されている。
ディスプレイ１１００の表示画面１１１０に表示される穿刺針１１０の穿刺開始位置、現在位置、穿刺深さ目標位置、ソフトリミット設定値に対応する位置は、直動部を構成する第６駆動軸部１０６及び第７駆動軸部１０７の位置を用いて表すことができる。したがってディスプレイ１１００の表示画面１１１０に表示される穿刺針１１０の穿刺開始位置、現在位置、穿刺深さ目標位置、ソフトリミット設定値に対応する位置は、穿刺深さ方向直動軸６及び第７駆動軸（瞬発穿刺軸）７の位置を用いて表すことができる。
上述したように、穿刺針１１０は、第６駆動軸部１０６及び第７駆動軸部１０７によって、穿刺する方向に直動可能としているが、穿刺針１１０が穿刺する方向に直動可能となっていれば、その構成は、第６駆動軸部１０６及び第７駆動軸部１０７に限定されることはない。
第６駆動軸部１０６や第７駆動軸部１０７以外の機構で穿刺針１１０を直動させてもよい。たとえば、いわゆるシリアルリンク型のロボットアームや、パラレルリンク型のロボットアーム等を適宜用いることで、穿刺針１１０を穿刺する方向に直動可能としていてもよい。
【００５３】
第８駆動軸部１０８は、手動で、穿刺針１１０が患者の左右方向に傾斜する方向に回転する。
【００５４】
図３は、穿刺ロボット１００の駆動制御部１２０のブロック図を示す。
【００５５】
穿刺ロボット１００には、各第１乃至第７駆動軸１〜７を駆動制御するための駆動制御部１２０が設けられている。
【００５６】
第１乃至第６駆動軸１〜６はそれぞれ、電源１３１を駆動源とし、アクチュエータとしての例えば電動モータ１１〜１６によって駆動される。第７軸７は、空圧源１３２を駆動源とし、アクチュエータとしての例えばエアシリンダ１７によって駆動される。なお、各第１乃至第７駆動軸１〜７の駆動源、アクチュエータの種類は任意である。また、電動、空圧に限定されるわけでなく、油圧を用いる実施も可能である。
【００５７】
第１乃至第７駆動軸１〜７の現在の直動位置又は回転位置（以下、適宜「駆動軸の位置」という）を検出し取得するエンコーダ等で構成されたセンサはそれぞれ、取得部１２１〜１２７を構成する。
【００５８】
駆動制御部１２０は、コントローラ接続ケーブル１９１を介して操作用コントローラ１２００に電気的に接続されている。操作用コントローラ１２００で行われる操作に応じた操作信号は、コントローラ接続ケーブル１９１を介して駆動制御部１２０に入力される。駆動制御部１２０は、入力された操作信号に応じて各第１乃至第７駆動軸１〜７を駆動制御する。
【００５９】
制御装置１２９は、例えば取得部１２１〜１２７で取得された各駆動軸１〜７の位置をフィードバックして、入力された操作信号（操作量及び操作方向）に対応する所望位置になるように各第１乃至第７駆動軸１〜７の位置を調整する。
【００６０】
駆動制御部１２０は、ＬＡＮケーブル１９０を介して操作用ＰＣ１３００に、データの送受信が可能に接続されている。
【００６１】
取得部１２１〜１２７で取得された各第１乃至第７駆動軸１〜７の現在位置を示すデータは、ＬＡＮケーブル１９０を介して操作用ＰＣ１３００に送信される。また操作用ＰＣ１３００からは、後述するソフトリミット指令信号が、ＬＡＮケーブル１９０を介して駆動制御部１２０に送信される。
【００６２】
（操作インタフェース）
【００６３】
図４は操作インタフェース１０００の外観を示す。図５は、操作インタフェース１０００を構成する操作用コントローラ１２００の外観を示す。
【００６４】
操作用コントローラ１２００は、穿刺ロボット１００の第１乃至第７駆動軸１〜７の駆動を操作する操作部として構成されている。なお、第８の駆動軸８については手動制御される。
【００６５】
操作用コントローラ１２００は、穿刺ロボット１００の第１乃至第７駆動軸１〜７の駆動を操作する駆動用操作具１２０１〜１２０７と、穿刺ロボット１００の駆動軸１〜７の駆動速度を低速に設定する速度設定用操作具１２１０、穿刺ロボット１００の駆動軸１〜７の駆動速度を高速に設定する速度設定用操作具１２１１を備えている。
【００６６】
操作用ＰＣ１３００は、パーソナルコンピュータで構成される。
【００６７】
図６は、操作用ＰＣ１３００のハードウェア構成を例示するブロック図である。
図６に示すように、操作用ＰＣ１３００では、システムバス１３１５を介してＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１３１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３１３、ストレージ１３１４、入力装置１３１６、ディスプレイ（表示装置）１１００、通信Ｉ／Ｆ１３１８が相互に通信可能に接続されている。
ＣＰＵ１３１１は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、システムバス１３１５に接続される各デバイスを制御したりする。すなわち、ＣＰＵ１３１１は、ＲＯＭ１３１２又はストレージ１３１４からプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３１３を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１３１１は、ＲＯＭ１３１２又はストレージ１３１４に記録されているプログラムにしたがって、システムバス１３１５に接続される各デバイスの制御及び各種の演算処理を行う。ＲＯＭ１３１２又はストレージ１３１４は、ＣＰＵ１３１１が実行する制御プログラムであるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）やＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や、実施形態を実現するためのコンピュータで読み取りが可能で実行が可能な「穿刺ロボットシステム」のプログラム及び必要な各種データを保持している。
【００６８】
ＲＯＭ１３１２は、各種制御プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭ１３１３は、ＣＰＵ１１の主メモリ、ワークエリア等として機能し作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ１３１４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）により構成され、ＢＩＯＳ、ＯＳを含む各種プログラム及び各種データを格納する。
【００６９】
入力装置１３１６は、マウス等のポインティングデバイス、及びキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。
【００７０】
ディスプレイ１１００は、例えば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示画面１１１０に表示する。ディスプレイ１１００は、実施形態ではタッチパネル方式を採用しており、入力装置１３１６として機能する。
【００７１】
ディスプレイ１１００の表示画面１１１０の表示内容については後述する。
【００７２】
通信インタフェース１３１８は、穿刺ロボット１００の駆動制御部１２０、操作用コントローラ１２００を含む他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。通信インタフェース１３１８は、ＬＡＮ等のネットワークと接続してデータの送受信の制御を行う。
【００７３】
通信インタフェース１３１８は、ＬＡＮケーブル１９０を介して穿刺ロボット１００の駆動制御部１２０に接続されており、穿刺ロボット１００と操作インタフェース１０００の間でデータの送受信を行う。
【００７４】
（穿刺ロボットシステムの機能構成）
【００７５】
図７Ａ、７Ｂは、実施形態の穿刺ロボットシステムの機能構成を示すブロック図である。
【００７６】
図７Ａ、７Ｂに示す機能構成は、図６に示す操作用ＰＣ１３００のハードウェア構成を含むハードウェアとしての操作インタフェース１０００、穿刺ロボット１００及びＲＯＭ１３１２又はストレージ１３１４に格納された「穿刺ロボットシステム」のプログラムを含むソフトウェアによって実現される。
【００７７】
図７Ａに示すように、操作インタフェース１０００及び穿刺ロボット１００は、穿刺開始位置設定部１０１０と、穿刺深さ目標位置設定部１０２０と、ソフトリミット設定値設定部１０３０と、表示部１０４０と、取得部１２１〜１２７を備えている。
【００７８】
ディスプレイ１１００の表示画面１１１０に表示される穿刺針１１０の穿刺開始位置、穿刺深さ目標位置、ソフトリミット設定値に対応する位置は、穿刺深さ方向直動軸６の位置を用いて設定することができる。また穿刺針１１０の現在位置は、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置の情報を用いて特定してディスプレイ１１００の表示画面１１１０に表示することができる。
穿刺開始位置設定部１０１０は、穿刺針１１０を穿刺開始位置に位置させたときの穿刺深さ方向直動軸６の位置を、穿刺針１１０の穿刺開始位置として設定する。
【００７９】
穿刺深さ目標位置設定部１０２０は、穿刺深さ方向直動軸６が穿刺開始位置設定部１０１０で設定された穿刺開始位置から設定穿刺深さまで進んだ位置を、穿刺針１１０の穿刺深さ目標位置として設定する。
【００８０】
ソフトリミット設定値設定部１０３０は、穿刺深さ方向直動軸６が穿刺開始位置から、穿刺針１１０が許容される穿刺深さの最大値まで進んだ位置を、ソフトリミット設定値として設定する。
【００８１】
表示部１０４０は、取得部１２６で取得した穿刺深さ方向直動軸６の現在位置を穿刺針１１０の現在位置として表示し、穿刺開始位置設定部１０１０で設定された穿刺針１１０の穿刺開始位置を表示し、設定穿刺深さ目標位置設定部１０２０で設定された穿刺針１１０の穿刺深さ目標位置を表示し、ソフトリミット設定値設定部１０３０で設定されたソフトリミット設定値を表示する。
【００８２】
表示部１０４０は、穿刺針１１０の現在位置と、穿刺針１１０の穿刺開始位置と、穿刺針１１０の穿刺深さ目標位置と、ソフトリミット設定値の相対位置関係を表示する。また表示部１０４０は、穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲に対応づけて、穿刺針１１０の現在位置、穿刺針１１０の穿刺開始位置、穿刺針の穿刺深さ目標位置及びソフトリミット設定値に対応する位置を表示する。
【００８３】
穿刺開始位置設定部１０１０による穿刺開始位置の設定と、穿刺深さ目標位置設定部１０２０による穿刺深さ目標位置の設定と、ソフトリミット設定値設定部１０３０によるソフトリミット設定値の設定は、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０上で行われる。
【００８４】
また図７Ｂに示すように、操作インタフェース１０００及び穿刺ロボット１００は、操作用コントローラとして構成される操作部１２００と、選択部１０６０と、制御部１０７０を備えている。
【００８５】
操作部１２００は、第１乃至第７駆動軸１〜７の駆動を操作する。
【００８６】
選択部１０６０は、穿刺針位置決めモード又は穿刺モードを選択する。
【００８７】
制御部１０７０は、選択部１０６０で穿刺針位置決めモードが選択されていることを条件に、操作部１２００の操作によって穿刺駆動軸６、７を除いた駆動軸１乃至５が駆動されることを許容する。制御部１０７０は、選択部１０６０で穿刺モードが選択されていることを条件に、操作部１２００の操作によって穿刺駆動軸６、７が駆動されることを許容する。
【００８８】
制御部１０７０は、駆動用操作具１２０１〜１２０７と速度設定用操作具１２１０、１２１１が同時に操作されていることを条件に、穿刺ロボット１００の対応する駆動軸１〜７が駆動されることを許容する。ただし、実施形態では、穿刺針位置決めモードが選択されている場合は、低速の速度設定用操作具１２１０が操作されていることを条件として駆動軸１乃至５が駆動されることを許容する。
【００８９】
選択部１０６０による穿刺針位置決めモード又は穿刺モードの選択は、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０上で行われる。
【００９０】
図８は、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０の表示内容を示す。
【００９１】
図８に示すように、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０には、術者が行うべき操作を指示するナビゲーション表示部１１２０、各第１乃至第５駆動軸１〜５の現在位置を表示する現在位置表示部１１３０、穿刺針位置決めモードの選択をオン／オフするサーボオン／オフボタン１１４０Ａ／Ｂ、針ターゲッティング完了ボタン１１４５、穿刺針１１０の穿刺開始位置を設定するための穿刺開始位置設定ボタン１１５０、穿刺針１１０の穿刺深さを設定するための穿刺深さ設定ボタン１１６０、穿刺針１１０のソフトリミット設定値を設定するためのソフトリミット設定部１１７０、穿刺モードの選択をオン／オフする穿刺モードオン／オフボタン１１８０Ａ／Ｂ、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置を、穿刺開始位置、穿刺深さ目標位置、ソフトリミット設定値と共に、これらの相対位置関係を、穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲に対応づけて表示する穿刺深さ位置表示部１１９０が配置されている。
【００９２】
ナビゲーション表示部１１２０には、術者が行うべき各操作を指示する各表示部が配置されている。ナビゲーション表示部１１２０は、「ロボットサーボオン」表示部１１２１、「針のターゲッティング完了」表示部１１２２、「穿刺開始位置の設定」表示部１１２３、「穿刺深さの設定」表示部１１２４、「ソフトリミットの有効化」表示部１１２５、「穿刺モードオン」表示部１１２６を含んでいる。各表示部１１２１〜１１２６は、操作の順序に応じて、表示画面の上から下に順次配置されている。なお、「穿刺開始位置の設定」表示部１１２３、「穿刺深さの設定」表示部１１２４の順序を入れ替えてもよい。
【００９３】
各表示部１１２１〜１１２６の内実行済みの操作に対応する表示部は、表示画面１１１０の地色（例えば白色）と識別できる色、例えばグリーン（図中白抜きで示す）で識別表示され、未だ実行されていない操作に対応する表示部は、実行済みの操作に対応する表示部の識別色と識別できる色、例えばピンク（図中ハッチングで示す）で識別表示される。
【００９４】
サーボオン／オフボタン１１４０Ａ／Ｂ、針ターゲッティング完了ボタン１１４５、穿刺開始位置設定ボタン１１５０、穿刺深さ設定ボタン１１６０、ソフトリミット設定部１１７０、穿刺モードオン／オフボタン１１８０Ａ／Ｂそれぞれに対応して、サーボオン／オフ表示部１１４０Ｄ、針ターゲッティング完了／未完了表示部１１４５Ｄ、穿刺開始位置設定／未設定表示部１１５０Ｄ、穿刺深さ設定／未設定表示部１１６０Ｄ、ソフトリミット有効／無効表示部１１７０Ｄ、穿刺モードオン／オフ表示部１１８０Ｄが付設されている。
【００９５】
ナビゲーション表示部１１２０の各表示部１１２１〜１１２６の上記識別表示に対応して、サーボオン／オフ表示部１１４０Ｄ、針ターゲッティング完了／未完了表示部１１４５Ｄ、穿刺開始位置設定／未設定表示部１１５０Ｄ、穿刺深さ設定／未設定表示部１１６０Ｄ、ソフトリミット有効／無効表示部１１７０Ｄ、穿刺モードオン／オフ表示部１１８０Ｄの内実行済みの操作に対応する表示部は、同じグリーン（図中白抜きで示す）で識別表示され、未だ実行されていない操作に対応する表示部は、同じピンク（図中ハッチングで示す）で識別表示される。
【００９６】
現在位置表示部１１３０には、取得部１２１〜１２５でそれぞれ取得された第１乃至第５駆動軸１〜５（図８中では軸１〜５で示される）の現在位置が、それぞれの可動範囲に対応づけられて表示される。
【００９７】
第１駆動軸１の現在位置１１３１が第１駆動軸１の可動範囲１１３１Ａに対応づけられて表示される。第１駆動軸１の可動範囲１１３１Ａの正負の両エンド位置から所定範囲（例えば１０ｍｍ）１１３１ＥＤ１、１１３１ＥＤ２は、アラートゾーンである。アラートゾーン１１３１ＥＤ１、１１３１ＥＤ２は、アラートゾーン１１３１ＥＤ１、１１３１ＥＤ２を除いた可動範囲と識別できる色、例えばオレンジ色（図中クロスハッチングで示す）で識別表示されている。
【００９８】
同様に第２駆動軸２の現在位置１１３２が、アラートゾーン１１３２ＥＤ１、１１３２ＥＤ２を含む第２駆動軸２の可動範囲１１３２Ａに対応づけられて表示される。
【００９９】
同様に第３駆動軸３の現在位置１１３３が、アラートゾーン１１３３ＥＤ１、１１３３ＥＤ２を含む第３駆動軸３の可動範囲１１３３Ａに対応づけられて表示される。
【０１００】
また第４駆動軸４の現在位置１１３４が、第４駆動軸４の可動範囲１１３４Ａに対応づけられて表示される。
【０１０１】
同様に第５駆動軸５の現在位置１１３５が、第５駆動軸５の可動範囲１１３５Ａに対応づけられて表示される。
【０１０２】
穿刺深さ位置表示部１１９０には、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂ（＋０．０ｍｍ）が、アラートゾーン１１９５ＥＤを含む第６駆動軸（穿刺方向直動軸）６の可動範囲１１９５Ａ（０〜＋１７３ｍｍ）に対応づけられて表示される。
【０１０３】
以下、図８〜図１８を参照して操作の手順について説明する。
【０１０４】
ディスプレイ１１００の表示画面１１１０は、各操作が実行されるに応じて、図８〜図１８に各画面に順次遷移する。
【０１０５】
ナビゲーション表示部１１２０によって指示されながら、穿刺開始位置を設定する操作と、穿刺深さ目標位置を設定する操作と、ソフトリミット設定値を設定する操作を行うことができる。また、ナビゲーション表示部１１２０によって指示されながら、穿刺針位置決めモードを選択する操作と、穿刺モードを選択する操作を行うことができる。
【０１０６】
（穿刺針位置決めモードの選択）
【０１０７】
操作用ＰＣ１３００を起動させ、ＲＯＭ１３１２又はストレージ１３１４に格納された「穿刺ロボットシステム」のプログラムが実行されると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０は、図８に示す表示に遷移する。
【０１０８】
図８に示す表示画面１１１０には、「ロボットサーボオン」表示部１１２１が、未実行の操作を示す識別色で識別表示されていると共に、サーボオン／オフ表示部１１４０Ｄが、同様に未実行の操作を示す識別色で識別表示されている。
【０１０９】
術者は、この識別表示に従い、表示画面１１１０上で、サーボオンボタン１１４０Ａを押す操作を行い、穿刺針位置決めモードを選択する。
【０１１０】
（穿刺針の位置決め）
【０１１１】
穿刺針位置決めモードが選択されると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０は、図９に示す表示に遷移する。サーボオンボタン１１４０Ａを押す操作が行われると、サーボオン／オフ表示部１１４０Ｄの表示は、「サーボオン；穿刺位置決めモード選択」となる。
【０１１２】
図９に示す表示画面１１１０には、「針のターゲッティング完了」表示部１１２２が、未実行の操作を示す識別色で識別表示されていると共に、針ターゲッティング完了／未完了表示部１１４５Ｄが、同様に未実行の操作を示す識別色で識別表示されている。
【０１１３】
術者は、この識別表示に従い、穿刺針１１０を穿刺開始位置に位置決めする操作を実行する。
【０１１４】
穿刺針位置決めモードが選択されているため、術者は、穿刺駆動軸６、７以外の各駆動軸１乃至５を、低速の速度設定用操作具１２１０が同時に操作されていることを条件に、操作用コントローラ１２００の駆動用操作具１２０１〜１２０５の操作によって駆動できるようになっている。
【０１１５】
術者は、低速の速度設定用操作具１２１０を押す操作をしながら、同時に駆動用操作具１２０１〜１２０５を操作することで、各駆動軸１乃至５を動かし穿刺針１１０を患者の体表面の穿刺開始位置に位置決めする。なお、低速の速度設定用操作具１２１０を押す操作が同時になされていない場合には、駆動用操作具１２０１〜１２０５を操作したとして操作信号は無効化され、対応する第１乃至第５駆動軸１〜５は駆動されないように制御される。また穿刺駆動軸６、７に対応する駆動用操作具１２０６、１２０７を操作した場合にも、同様に操作信号は無効化され、対応する第６、第７駆動軸６、７は駆動されないように制御される。
【０１１６】
このため穿刺針１１０を患者の体表面に位置決めする穿刺針位置決め操作をしている段階で、操作用コントローラ１２００の不用意な操作によって穿刺ロボット１００の穿刺駆動軸６、７が動作してしまうことが防止される。
【０１１７】
穿刺針１１０が患者の体表面の穿刺開始位置に位置決めされると、術者は、表示画面１１１０上で、針ターゲッティング完了ボタン１１４５を押す操作を行う。
【０１１８】
（穿刺開始位置の設定）
【０１１９】
針ターゲッティング完了ボタン１１４５を押す操作が行われると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０は、図１０Ａに示す表示に遷移する。
【０１２０】
図１０Ａに示す表示画面１１１０には、「穿刺開始位置の設定」表示部１１２３が、未実行の操作を示す識別色で識別表示されていると共に、穿刺開始位置設定／未設定表示部１１５０Ｄが、同様に未実行の操作を示す識別色で識別表示されている。
【０１２１】
術者は、この識別表示に従い、穿刺開始位置設定ボタン１１５０を押す操作を実行する。
【０１２２】
穿刺開始位置設定ボタン１１５０を押す操作が行われると、図１０Ｂに示すように表示画面１１１０上に、「現在の穿刺深さ方向直動軸６の位置を、穿刺針１１０の穿刺開始位置に設定する」旨の穿刺開始位置の承認を促す表示がなされたウインドウ画面１１１０Ｗ１が表示される。ウインドウ画面１１１０Ｗ１上の穿刺開始位置承認ボタン１１１０ＡＣを押す操作がなされると、取得部１２６で取得された刺深さ方向直動軸６の現在位置（例えば＋３０．０ｍｍ）が、穿刺針１１０の穿刺開始位置として設定される。
【０１２３】
（穿刺深さの設定）
【０１２４】
穿刺開始位置承認ボタン１１１０ＡＣを押す操作が行われると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０は、図１１Ａに示す表示に遷移する。
【０１２５】
図１１Ａに示す表示画面１１１０には、「穿刺深さの設定」表示部１１２４が、未実行の操作を示す識別色で識別表示されていると共に、穿刺深さ設定／未設定表示部１１６０Ｄが、同様に未実行の操作を示す識別色で識別表示されている。
【０１２６】
術者は、この識別表示に従い、穿刺深さ設定ボタン１１６０を押す操作を実行する。穿刺深さ設定ボタン１１６０を押す操作が行われると、図１１Ｂに示すように表示画面１１１０上に、「穿刺深さ設定」のためのウインドウ画面１１１０Ｗ２が表示される。ウインドウ画面１１１０Ｗ２には、患者の体表面の穿刺開始位置から穿刺深さ方向の距離「−１０ｍｍ」、「−５ｍｍ」、「−１ｍｍ」、「＋１ｍｍ」、「＋５ｍｍ」、「＋１０ｍｍ」を選択する穿刺深さ方向距離選択ボタン１１６１〜１１６６と、設定確定ボタン１１６７が配置されている。穿刺深さ方向距離選択ボタン１１６１〜１１６６を押す操作がなされ、穿刺深さ設定確定ボタン１１６７が押されると、押された穿刺深さ方向距離選択ボタンに対応する穿刺深さ方向距離、対応する穿刺深さ方向距離選択ボタンを押した回数に応じた穿刺深さが、穿刺針１１０の穿刺深さ（例えば６０．０ｍｍ）として設定される。
【０１２７】
（穿刺開始位置と穿刺深さ目標位置の表示）
【０１２８】
穿刺深さ設定確定ボタン１１６７を押す操作が行われると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０上の穿刺深さ位置表示部１１９０には、図１２に示す表示がなされる。
【０１２９】
図１２に示すように、穿刺深さ位置表示部１１９０には、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂ（＋３０．０ｍｍ）が、穿刺開始位置１１９２（＋３０．０ｍｍ）、穿刺深さ目標位置１１９３（＋９０．０ｍｍ）と共に、これらの相対位置関係が、穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲１１９５Ａ（０〜＋１７３ｍｍ）に対応づけて表示される。
【０１３０】
穿刺深さ（６０．０ｍｍ）に、穿刺開始位置１１９２（＋３０．０ｍｍ）を加算した値が、穿刺深さ目標位置１１９３（＋９０ｍｍ）となる。
【０１３１】
（ソフトリミット設定値の設定（ソフトリミットの有効化））
【０１３２】
穿刺深さ設定確定ボタン１１６７を押す操作が行われると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０は、図１３に示す表示に遷移する。
【０１３３】
図１３に示す表示画面１１１０には、「ソフトリミットの有効化」表示部１１２５が、未実行の操作を示す識別色で識別表示されていると共に、ソフトリミット有効／無効表示部１１７０Ｄが、同様に未実行の操作を示す識別色で識別表示されている。
【０１３４】
術者は、この識別表示に従い、ソフトリミット設定部１１７０でソフトリミット設定値の設定及びソフトリミットの有効／無効を選択する操作を実行する。
【０１３５】
ソフトリミット設定部１１７０には、ソフトリミットの有効ボタン１１７１、ソフトリミットの無効ボタン１１７２、距離「−５ｍｍ」、「−１ｍｍ」、「＋１ｍｍ」、「＋５ｍｍ」を選択する距離選択ボタン１１７３〜１１７６が配置されている。距離選択ボタン１１７３〜１１７６を押す操作がなされると、押された距離選択ボタンに対応する距離、対応する距離選択ボタンを押した回数に応じた距離（例えば−２２．０ｍｍ）を、第６駆動軸（穿刺深さ方向直動軸）６のエンド位置（＋１７３ｍｍ）に加算した値が、ソフトリミット設定値（例えば１５１．０ｍｍ）として設定される。
【０１３６】
ソフトリミット設定値は、穿刺深さ方向直動軸６が穿刺開始位置から、穿刺針１１０が許容される穿刺深さの最大値まで進んだ位置であり、ＣＴ透視画像から測定するなどして予め求めておくことができる。
【０１３７】
例えば、患者の穿刺対象領域をＣＴ撮影し外部モニタ３００の表示画面３２０に穿刺対象領域を含む穿刺対象領域断面画像を表示させる。この穿刺対象領域断面画像上に穿刺針１１０の穿刺経路を設定し穿刺経路角度を測定する。穿刺針１１０が、設定した穿刺経路に沿って、測定した穿刺経路角度に応じた姿勢角度で移動したときに、その穿刺針１１０の許容される穿刺深さの最大値を穿刺断面画像上で測定するようにする。
【０１３８】
ソフトリミットの有効ボタン１１７１が押されると、ソフトリミット有効／無効表示部１１７０Ｄの表示は、「ソフトリミット有効」となる。
【０１３９】
ソフトリミットの有効ボタン１１７１が押された場合には、仮に第６駆動軸（穿刺深さ方向直動軸）６の位置がソフトリミット設定値（例えば＋１５１．０ｍｍ）に達したならば、ソフトウェア上で第６駆動軸（穿刺深さ方向直動軸）６の動きがロックされる。すなわち、ソフトリミットの有効ボタン１１７１が押されると、ソフトリミット設定値（例えば＋１５１．０ｍｍ）で第６駆動軸（穿刺深さ方向直動軸）６の動きをロックするためのソフトリミット指令信号が穿刺ロボット１００の駆動制御部１２０に送信される。駆動制御部１２０は、ソフトリミット指令信号に従い第６駆動軸（穿刺深さ方向直動軸）６の位置がソフトリミット設定値（例えば＋１５１．０ｍｍ）に達すると、第６駆動軸（穿刺深さ方向直動軸）６がソフトリミット設定値（例えば＋１５１．０ｍｍ）以上に達しないように第６駆動軸（穿刺深さ方向直動軸）６を制御する。
【０１４０】
ソフトリミットの無効ボタン１１７２が押されると、ソフトリミット有効／無効表示部１１７０Ｄの表示は、「ソフトリミット無効」となる。ソフトリミットの無効ボタン１１７２が押されると、ソフトリミット指令信号の送信はオフされる。
【０１４１】
（穿刺開始位置と穿刺深さ目標位置とソフトリミット設定値の表示）
【０１４２】
ソフトリミットの有効ボタン１１７１を押す操作が行われると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０上の穿刺深さ位置表示部１１９０には、図１４Ａに示す表示がなされる。
【０１４３】
図１４Ａに示すように、穿刺深さ位置表示部１１９０には、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂ（＋３０．０ｍｍ）が、穿刺開始位置１１９２（＋３０．０ｍｍ）、穿刺深さ目標位置１１９３（＋９０．０ｍｍ）、ソフトリミット設定値１１９４（＋１５１．０ｍｍ）と共に、これらの相対位置関係が、穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲１１９５Ａ（０〜＋１７３ｍｍ）に対応づけて表示される。穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲１１９５Ａの内ソフトリミット設定値１１９４（＋１５１．０ｍｍ）からエンド位置（＋１７３ｍｍ）の範囲のソフトリミット有効領域１１９４Ａは、他の可動範囲と識別できる色、例えば紺色（図中クロスハッチングで示す）で識別表示される。
【０１４４】
なお、ソフトリミットの無効ボタン１１７２を押す操作が行われると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０上の穿刺深さ位置表示部１１９０には、図１４Ｂに示す表示がなされる。図１４Ｂに示すように、図１４Ａに示す表示からソフトリミット設定値１１９４、ソフトリミット有効領域１１９４Ａが除去された表示がなされる。
【０１４５】
（穿刺モードの選択）
【０１４６】
ソフトリミットの有効ボタン１１７１（またはソフトリミットの無効ボタン１１７２）を押す操作が行われると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０は、図１５に示す表示に遷移する。
【０１４７】
図１５に示す表示画面１１１０には、「穿刺モードオン」表示部１１２６が、未実行の操作を示す識別色で識別表示されていると共に、穿刺モードオン／オフ表示部１１８０Ｄが、同様に未実行の操作を示す識別色で識別表示されている。
【０１４８】
術者は、この識別表示に従い、表示画面１１１０上で、穿刺モードオンボタン１１８０Ａを押す操作を行い、穿刺モードを選択する。
【０１４９】
（穿刺）
【０１５０】
穿刺モードが選択されると、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０は、図１６に示す表示に遷移する。穿刺モードオンボタン１１８０Ａを押す操作が行われると、穿刺モードオン／オフ表示部１１８０Ｄの表示は、「穿刺モードオン；穿刺モード選択」となる。
【０１５１】
穿刺モードが選択されているため、術者は、穿刺駆動軸６、７を、速度設定用操作具１２１０又は１２１１が同時に操作されていることを条件に、操作用コントローラ１２００の駆動用操作具１２０７、１２０８の操作によって駆動できるようになっている。
【０１５２】
術者は、低速又は高速の速度設定用操作具１２１０、１２１１を押す操作をしながら、同時に駆動用操作具１２０６を操作することで、穿刺駆動軸６を直動させ穿刺針１１０を患者の体表面内に穿刺する。穿刺駆動軸７を駆動させず穿刺駆動軸６のみを直動させて穿刺してもよく、穿刺駆動軸６、７を併用動作させて穿刺してもよい。
【０１５３】
なお、速度設定用操作具１２１０、１２１１を押す操作が同時になされていない場合には、駆動用操作具１２０６、１２０７を操作したとして操作信号は無効化され、対応する穿刺駆動軸６、７は駆動されないように制御される。
【０１５４】
また、穿刺モードが選択されている場合には、術者は、第１乃至第５駆動軸１〜５を、速度設定用操作具１２１０が同時に操作されていることを条件に、操作用コントローラ１２００の駆動用操作具１２０１〜１２０５の操作によって駆動できるようになっている。
【０１５５】
したがって、穿刺針１１０が撓んだ場合には、穿刺針１１０の移動経路を修正するために、適宜、第１乃至第５駆動軸１〜５を動作させて、穿刺針１１０の姿勢を補正してもよい。
【０１５６】
また、穿刺駆動軸６、７と第１駆動軸１を併用動作させて穿刺針１１０を直動させてもよい。第１駆動軸１を併用動作させた場合には、第１駆動軸１の変位が加算されて、穿刺駆動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂが表示される。
【０１５７】
穿刺中、ディスプレイ１１００の表示画面１１１０上の穿刺深さ位置表示部１１９０には、図１７に示す表示がなされる。
【０１５８】
このため術者は、穿刺中に、穿刺深さ位置表示部１１９０を見て、穿刺針１１０の現在位置１１９１Ｂが、穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲１１９５Ａのいずれの箇所にあるか、刺針１１０の現在位置１１９１Ａが、穿刺深さ目標位置１１９３及びソフトリミット設定値１１９４までどの程度の余裕があるかを確認することができる。
【０１５９】
術者は、穿刺深さ位置表示部１１９０から得られる情報に基づいて、操作用コントローラ１２００で穿刺深さ方向直動軸６を操作して穿刺経路に沿って穿刺深さ目標位置１１９３まで正確に移動させることができる。
【０１６０】
術者は、穿刺針１１０が許容される穿刺深さの最大値（ソフトリミット設定値）１１９４を超えないように穿刺深さ位置表示部１１９０で確認しながら穿刺作業を進めることができる。仮に、穿刺針１１０の現在位置１１９１Ａが、穿刺深さ目標位置１１９３を超えてもソフトリミット設定値１１９４を超えて進まないようにソフトウェア上で制限される。したがって穿刺針１１０を患者の体外から体内の穿刺標的まで安全、確実に移動させることができる。
【０１６１】
術者は、穿刺深さ位置表示部１１９０から得られる情報に基づいて、穿刺作業を進めることができ、相対的に、外部モニタ３００の表示画面３２０上のＣＴ透視画像で穿刺深さを確認する時間及び頻度が減る。結果的に、実施形態の穿刺ロボットシステムを用いなかった場合と比較して、ＣＴ透視が間欠的に行われＣＴ透視時間が減り、患者の被ばく量を低減させることができる。
【０１６２】
（穿刺終了）
【０１６３】
穿刺が終了すると、図１８に示すように、表示画面１１１０上で、穿刺モードオフボタン１１８０Ｂを押す操作を行い、穿刺モードの選択をオフにする。穿刺モードオン／オフ表示部１１８０Ｄの表示は、「穿刺モードオフ」となる。
【０１６４】
上述した実施形態は一例であり、種々変形して実施することができる。
【０１６５】
以下に、表示画面１１１０上の穿刺深さ位置表示部１１９０の他の表示例について説明する。図１４Ａに示す表示から適宜表示要素を省略することができる。
【０１６６】
（表示例１）
【０１６７】
図１９Ａに示すように、穿刺開始位置１１９２及びソフトリミット設定値１１９４（ソフトリミット有効領域１１９４Ａ）の表示を省略し、穿刺深さ位置表示部１１９０に、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂと、穿刺深さ目標位置１１９３のみを表示する実施も可能である。
【０１６８】
（表示例２）
【０１６９】
図１９Ｂに示すように、ソフトリミット設定値１１９４（ソフトリミット有効領域１１９４Ａ）の表示を省略し、穿刺深さ位置表示部１１９０に、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂと、穿刺開始位置１１９２と、穿刺深さ目標位置１１９３のみを表示する実施も可能である。
【０１７０】
（表示例３）
【０１７１】
図２０Ａに示すように、穿刺開始位置１１９２の表示を省略し、穿刺深さ位置表示部１１９０に、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂと、穿刺深さ目標位置１１９３、ソフトリミット設定値１１９４（ソフトリミット有効領域１１９４Ａ）のみを表示する実施も可能である。
【０１７２】
図１４Ａの表示例、上記表示例１、表示例２、表示例３において、穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲１１９５Ａを除去した表示をしてもよい。
【０１７３】
（表示例４）
【０１７４】
たとえば図２０Ｂに示すように、図１４Ａに示す表示例から穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲１１９５Ａを除去した表示をしてもよい。
【０１７５】
また穿刺深さ目標位置１１９３を省略し、その代わりにソフトリミット設定値１１９４を表示する実施であってもよい。
【０１７６】
（表示例５）
【０１７７】
図２１Ａに示すように、穿刺深さ位置表示部１１９０に、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂと、ソフトリミット設定値１１９４（ソフトリミット有効領域１１９４Ａ）を表示する実施も可能である。
【０１７８】
（表示例６）
【０１７９】
図２１Ｂに示すように、穿刺深さ位置表示部１１９０に、穿刺深さ方向直動軸６の現在位置１１９１Ａ、１１９１Ｂと、穿刺開始位置１１９２と、ソフトリミット設定値１１９４（ソフトリミット有効領域１１９４Ａ）を表示する実施も可能である。
【０１８０】
上記表示例５、表示例６において、穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲１１９５Ａを除去した表示をしてもよい。
【０１８１】
（表示例７、８）
【０１８２】
図２２Ａ、Ｂに示すように、図２１Ａ、Ｂの表示例５、表示例６から穿刺深さ方向直動軸６の可動範囲１１９５Ａを除去した表示をしてもよい。
【符号の説明】
【０１８３】
１〜７  駆動軸
６      穿刺方向直動軸
７      瞬発穿刺軸
１００  穿刺ロボット
１１０  穿刺針
１２１〜１２７  取得部
１０００  操作インタフェース
１０１０  穿刺開始位置設定部
１０２０  穿刺深さ目標位置設定部
１０３０  ソフトリミット設定値設定部
１０４０  表示部
１２１〜１２７  取得部
１１００  ディスプレイ
１１１０  表示画面
１２００  操作用コントローラ
１３００  操作用ＰＣ
【要約】      （修正有）【課題】ＣＴ透視画像から穿刺深さを確認する頻度を減らし、穿刺される患者の被ばく量を低減させる穿刺ロボットを提供する。【解決手段】穿刺ロボット１００は、穿刺針を穿刺開始位置に位置させたときの直動部の位置を穿刺針の穿刺開始位置として設定する穿刺開始位置設定部１０１０と、直動部が直動することで穿刺針が穿刺開始位置から設定穿刺深さまで進んだ際の直動部の位置を穿刺針の穿刺深さ目標位置として設定する穿刺深さ目標位置設定部１０２０と、直動部の現在位置情報を取得し、穿刺針の穿刺深さ目標位置を表示すると共に、直動部の現在位置情報から穿刺針の現在位置を特定して表示する表示部１０４０を備える。【選択図】図７Ａ【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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