DE102010021037A1 - Operating theater-service robot arrangement for use in health care system during surgical operation, has robot formed to pick up and hand over instruments stored in storage area on tray to users based on request - Google Patents

Operating theater-service robot arrangement for use in health care system during surgical operation, has robot formed to pick up and hand over instruments stored in storage area on tray to users based on request Download PDF

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Abstract

The arrangement has a tray (121) i.e. fresh instrument tray, positionable in a range of an operating theater (OP)-service robot (110). The tray has a preset storage area i.e. trough, in which certain OP-instruments (211-21 5) e.g. knife, shears, forceps, clamps, needle with threads, cloths and swabs, are stored, where a position of the storage area is known to the robot. The robot is formed to pick up and hand over the instruments stored in the storage area on the tray to users (40, 50, 60) based on a request, where shape of the storage area is adapted to shape of the instruments. The users are operating-and assistant surgeons.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die das bei einer chirurgischen Operation benötigte OP-Hilfspersonal, beispielsweise eine OP-Schwester, ersetzt.The invention relates to an arrangement which replaces the surgical assistants required for a surgical operation, for example an operating theater nurse.

Im Gesundheitssystem spielen Maßnahmen zur Kostenbegrenzung und -senkung speziell in Krankenhäusern eine immer größere Rolle. Bei steigendem technischen Fortschritt in der Medizintechnik sowie einer steigenden Lebenserwartung der Bevölkerung beispielsweise aufgrund körperlich leichterer Tätigkeiten, besserer Ernährung und Hygiene sowie besserer medizinischer Betreuung sind die Gesundheitskosten nur dann kontrollierbar, wenn der zunehmende Einsatz von Technik, insbesondere Automatisierungstechnik, im Krankenhaus neben einer höheren Behandlungsqualität und erweiterten Behandlungsmöglichkeit gleichzeitig auch eine Kostensenkung pro Behandlungsfall verspricht. Diese Kostensenkung kann durch Einsparung von medizinischem Personal erreicht werden.In the healthcare system, cost containment and reduction measures are playing an increasingly important role, especially in hospitals. With increasing technical progress in medical technology and an increasing life expectancy of the population, for example, due to physically lighter activities, better nutrition and hygiene and better medical care, the health costs can only be controlled if the increasing use of technology, especially automation technology, in the hospital in addition to a higher quality of treatment and at the same time promises a cost reduction per treatment case. This cost reduction can be achieved by saving medical staff.

Speziell im Operationssaal (OP) ist OP-Hilfspersonal tätig, um beispielsweise

  • – dem Chirurgen Instrumente wie Messer, Scheren, Pinzetten, Klemmen, Nadeln mit Faden etc. oder Tücher, Tupfer und andere Verbrauchsgegenstände anzureichen,
  • – Instrumente und Verbrauchsgegenstände vom Chirurgen entgegenzunehmen und/oder
  • – Instrumente und Verbrauchsgegenstände abzuzählen, um so sicherzustellen, dass kein Material im Patienten verbleibt.
Especially in the operating theater (OP), surgical assistants are active, for example
  • - to provide the surgeon with instruments such as knives, scissors, tweezers, clamps, needles with thread etc. or cloths, swabs and other consumables,
  • - Receive instruments and consumables from the surgeon and / or
  • - Count instruments and consumables to ensure that no material remains in the patient.

Im Rahmen der Anstrengungen, medizinisches Personal einzusparen, wurde beispielsweise im Artikel ”Future Trends in the Design and Application of Surgical Robots.” von Richard M. Satava in Surgical Innovation 2004 11: 129–135 vorgeschlagen, das OP-Hilfspersonal durch einen Roboter zu ersetzen.As part of the effort to save medical staff, for example, in the article "Future Trends in the Design and Application of Surgical Robots." By Richard M. Satava in Surgical Innovation 2004 11: 129-135 proposed to replace the operating room staff with a robot.

In der US 7164968 B2 wird darüber hinaus ein OP-Service-Roboter beschrieben, der auf Anfrage durch den Chirurgen das angefragte Instrument oder Verbrauchsmaterial sucht, lokalisiert und/oder anhand eines charakteristischen Merkmals identifiziert. Dies erfordert ein komplexes System mit einer aufwändigen Programmierung und Signalverarbeitung etc., so dass der Roboter mit dem dahinter stehenden System dementsprechend teuer ist. An die Zuverlässigkeit und Schnelligkeit eines solchen Systems werden sehr hohe Anforderungen gestellt, insbesondere in Situationen während der Operation, in denen der Chirurg darauf angewiesen ist, dass der Roboter schnell auf eine Anfrage reagiert und das angefragte Instrument anreicht. Aufgrund der notwendigen Komplexität des in US 7164968 B2 vorgestellten Systems, insbesondere aufgrund der Fähigkeit des Systems, angefragte Instrumente etc. selbständig zu suchen und zu identifizieren, ist nicht auszuschließen, dass eine derartige dringende Anfrage nicht rechtzeitig bedient werden kann, falls der Roboter das angefragte Instrument nicht schnell genug findet.In the US 7164968 B2 In addition, an OR service robot is described which, upon request by the surgeon, searches, locates and / or identifies the requested instrument or consumable by means of a characteristic feature. This requires a complex system with a complex programming and signal processing, etc., so that the robot with the system behind it is correspondingly expensive. Very high demands are placed on the reliability and speed of such a system, especially in situations during the operation in which the surgeon relies on the robot responding quickly to a request and reaching the requested instrument. Due to the necessary complexity of in US 7164968 B2 In particular, due to the system's ability to independently search and identify requested instruments, etc., it can not be ruled out that such an urgent request can not be timely served if the robot does not find the requested instrument fast enough.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit anzugeben, einen zuverlässigen Ersatz oder eine zuverlässige Unterstützung für das OP-Hilfspersonal zu schaffen.It is therefore the object of the present invention to provide a way to provide a reliable replacement or reliable support for the operating room assistant.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindungen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the inventions specified in the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit einem OP-Service-Roboter, einer Elektronikeinheit und zumindest einer in Reichweite des OP-Service-Roboters positionierbaren ersten Ablage, insbesondere einem Frischinstrumente-Tablett, welche zumindest eine vorgegebene Ablagestelle aufweist, insbesondere eine Mulde, an der ein bestimmtes OP-Istrument ablegbar ist und deren Position dem OP-Service-Roboter bekannt ist. Der OP-Service-Roboter ist ausgebildet, um einem Bediener auf Anfrage das an der vorgegebenen Ablagestelle auf der ersten Ablage abgelegte OP-Instrument aufzunehmen und anzureichen.The object is achieved by an arrangement with an OP service robot, an electronics unit and at least one positionable within reach of the OP service robot first shelf, especially a fresh instruments tray, which has at least one predetermined storage location, in particular a trough at a particular surgical instrument can be stored and whose position is known to the surgical service robot. The OP service robot is designed to receive and submit to an operator on request the surgical instrument placed on the first storage area at the predetermined storage location.

Der OP-Service-Roboter ist insbesondere sprachgesteuert, wobei die Anfrage durch zumindest ein Befehlswort stellbar ist und die Anfrage per Spracherkennung verarbeitet wird.The OP service robot is in particular voice-controlled, wherein the request is adjustable by at least one command word and the request is processed by voice recognition.

Die Ablagestelle der ersten Ablage ist derart ausgebildet, dass dort nur ein bestimmtes OP-Instrument, insbesondere nur ein bestimmter OP-Instrumententyp, ablegbar ist.The storage location of the first storage is designed such that only a specific surgical instrument, in particular only a specific surgical instrument type, can be deposited there.

Dabei ist insbesondere die Form der Ablagestelle der ersten Ablage an die Form des dort ablegbaren, bestimmten OP-Instruments angepasst.In particular, the shape of the storage location of the first storage compartment is adapted to the shape of the particular surgical instrument that can be stored there.

Darüber hinaus ist eine zweite Ablage, insbesondere Gebrauchtinstrumente-Tablett, vorgesehen, auf der zumindest ein OP-Instrument ablegbar ist.In addition, a second tray, in particular a second-hand tablet, is provided on which at least one surgical instrument can be placed.

Der OP-Service-Roboter ist ausgebildet, um zusätzlich auf Anfrage ein OP-Instrument vom Bediener zurück zu nehmen. Darüber hinaus ist der OP-Service-Roboter ausgebildet, um das zurück genommene OP-Instrument auf der zweiten Ablage abzulegen.The surgical service robot is designed to additionally take back an operating instrument from the operator on request. In addition, the surgical service robot is designed to place the returned surgical instrument on the second shelf.

Die Elektronikeinheit ist mit einer Zählfunktion für OP-Instrumente ausgestattet, die

  • – die Anzahl der von der ersten Ablage genommenen OP-Instrumente sowie die Anzahl der auf der zweiten Ablage abgelegten OP-Instrumente detektiert und/oder
  • – die Anzahl der vom OP-Service-Roboter von der ersten Ablage genommenen OP-Instrumente sowie die Anzahl der vom OP-Service-Roboter auf der zweiten Ablage abgelegten OP-Instrumente detektiert.
The electronics unit is equipped with a counting function for surgical instruments, the
  • - detects and / or detects the number of surgical instruments taken from the first tray and the number of surgical instruments stored on the second tray
  • - Detects the number of surgical instruments taken by the OR service robot from the first shelf and the number of OP instruments stored by the OR service robot on the second shelf.

Dabei ist die Elektronikeinheit ausgebildet, um die mit der Zählfunktion detektierten Anzahlen miteinander zu vergleichen und einen Hinweis auszugeben, wenn die Anzahlen nicht miteinander übereinstimmen.In this case, the electronic unit is designed to compare the numbers detected with the counting function with one another and to output a message if the numbers do not coincide with one another.

Die erste Ablage weist zumindest eine weitere vorgegebene Ablagestelle auf, an der ein bestimmter Verbrauchsgegenstand ablegbar ist und deren Position dem OP-Service-Roboter bekannt ist, wobei der OP-Service-Roboter ausgebildet ist, um auf Anfrage durch den Bediener den an der weiteren vorgegebenen Ablagestelle abgelegten bestimmten Verbrauchsgegenstand aufzunehmen und anzureichen.The first tray has at least one further predetermined storage location at which a particular consumable item can be stored and whose position is known to the OP service robot, wherein the OP service robot is designed to request the operator on request to pick up and submit the specified consumed item.

Alternativ oder zusätzlich ist eine weiteres Ablage, insbesondere Verbrauchsmaterial-Tablett, vorgesehen, welche zumindest eine weitere vorgegebene Ablagestelle aufweist, an der ein bestimmter Verbrauchsgegenstand ablegbar ist und deren Position dem OP-Service-Roboter bekannt ist, wobei der OP-Service-Roboter ausgebildet ist, um auf Anfrage durch den Bediener den an der vorgegebenen Ablagestelle abgelegten bestimmten Verbrauchsgegenstand aufzunehmen und anzureichen.Alternatively or additionally, a further tray, in particular a consumable tray, is provided which has at least one further predetermined storage location at which a certain consumable item can be stored and whose position is known to the OP service robot, the OP service robot being formed is to pick up and submit on request by the operator the particular consumable deposited at the designated storage location.

Weiterhin ist ein Verbrauchsmaterialbehälter zur Entsorgung eines benutzten Verbrauchsgegenstands vorgesehen, wobei die Elektronikeinheit mit einer weiteren Zählfunktion für in den Verbrauchsmaterialbehälter abgelegte Verbrauchsgegenstände ausgestattet ist, die die Anzahl der vom ersten und/oder von der weiteren Ablage genommenen Verbrauchsgegenstände sowie die Anzahl der in den Verbrauchsmaterialbehälter abgelegten Verbrauchsgegenstände detektiert.Furthermore, a consumable container for disposing of a used consumable is provided, wherein the electronic unit is provided with a further counting function for consumables stored in the consumable container, the number of consumables taken from the first and / or from the further storage and the number of stored in the consumables container Consumables detected.

Die Elektronikeinheit ist ausgebildet, um die mit der weiteren Zählfunktion detektierten Anzahlen miteinander zu vergleichen und einen Hinweis auszugeben, wenn die Anzahlen nicht miteinander übereinstimmen.The electronic unit is designed to compare the numbers detected with the further counting function with one another and to output an indication if the numbers do not coincide with one another.

Vorteilhafterweise ist zumindest eine Zielposition vorgegeben,

  • – in die der OP-Service-Roboter ein angefragtes OP-Instrument oder einen angefragten Verbrauchsgegenstand anreicht oder
  • – in der eine Haltevorrichtung des OP-Service-Roboters positionierbar ist, um vom Bediener ein OP-Instrument oder einen Verbrauchsgegenstand zurück zu nehmen.
Advantageously, at least one target position is predetermined,
  • - in which the OP service robot reaches a requested surgical instrument or a requested consumable item or
  • - In which a holding device of the OP service robot can be positioned to take back from the operator an operating instrument or a consumable item.

Diese Zielposition ist vom Bediener individuell vorgebbar und im OP-Service-Roboter abspeicherbar.This target position can be individually specified by the operator and stored in the OP service robot.

Ein OP-Service-Roboter weist die folgenden Vorteile auf:

  • – Personaleinsparung,
  • – Programmierbarkeit/Adaptierbarkeit auf die Präferenzen beispielsweise des operierenden Chirurgen,
  • – höhere Zuverlässigkeit (insbesondere bei der Zählfunktion)
  • – permanente Verfügbarkeit,
  • – keine emotionalen/menschlichen Beeinträchtigungen (Reizbarkeit, Unkonzentriertheit)
  • – automatische Dokumentation.
An OR service robot has the following advantages:
  • - personnel savings,
  • Programmability / adaptability to the preferences of, for example, the operating surgeon,
  • - higher reliability (especially with the counting function)
  • - permanent availability,
  • - no emotional / human impairments (irritability, lack of concentration)
  • - automatic documentation.

Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße OP-Service-Roboter zusätzlich beispielsweise die Vorteile auf, dass zum Einen durch die Verwendung von Befehlsworten und durch den Verzicht auf die aufwändig zu realisierende automatische optische Erkennung beispielsweise der chirurgischen Instrumente eine einfache technische Realisierung möglich ist. Die automatische optische Instrumentenerkennung ist nicht nur wegen der Vielzahl an OP-Instrumenten schwierig, sondern auch weil die Instrumente nach Benutzung nicht mehr genauso aussehen wie vor der Benutzung, beispielsweise wegen Verschmutzung. Weiterhin ist durch die spezielle Ausgestaltung eine Entsorgung und eine Zählfunktion von Verbrauchsmaterialien wie beispielsweise Tupfern und/oder Tüchern gegeben.In addition, the surgical service robot according to the invention additionally has, for example, the advantages that, on the one hand, a simple technical realization is possible by the use of command words and by dispensing with the complex automatic realization of, for example, the surgical instruments. The automatic optical instrument recognition is difficult not only because of the variety of surgical instruments, but also because the instruments after use no longer look the same as before use, for example because of pollution. Furthermore, given by the special design of a disposal and a counting function of consumables such as swabs and / or towels.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiment described below and with reference to the drawings.

Dabei zeigtIt shows

1 eine Draufsicht auf einen OP-Saal mit der erfindungsgemäßen Anordnung, 1 a plan view of an operating room with the inventive arrangement,

2 einen OP-Service-Roboter. 2 an operating room service robot.

In den Figuren sind identische bzw. einander entsprechende Bereiche, Bauteile, Bauteilgruppen oder Verfahrensschritte mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.In the figures, identical or corresponding areas, components, component groups or method steps are identified by the same reference numerals.

Die 1 zeigt exemplarisch eine Draufsicht auf einen Operationsraum (OP). Dargestellt sind der Operationstisch 10, auf dem sich ein Patient 20 befindet, ein Anästhesist 30, ein operierender Chirurg 40 sowie ein erster 50 und einer zweiter assistierender Chirurg 60. The 1 shows an example of a plan view of an operating room (OP). Shown are the operating table 10 on which a patient is 20 is an anesthesiologist 30 , an operating surgeon 40 as well as a first 50 and a second assistant surgeon 60 ,

Weiterhin ist die erfindungsgemäße Anordnung 100 dargestellt. Diese umfasst einen OP-Service-Roboter 110, ein Gestell 120, auf dem ein Frischinstrumente-Tablett 121, ein Gebrauchtinstrumente-Tablett 122 und ein Verbrauchsmaterial-Tablett 123 gelagert sind, sowie einen Verbrauchsmaterialbehälter 130, beispielsweise ein Verbrauchsmaterial-Auffangbecken mit einem darunter angeordneten Container oder ein Auffangtrichter mit Absaugfunktion o. ä.Furthermore, the arrangement according to the invention 100 shown. This includes a surgical service robot 110 , a frame 120 on which a fresh-ingredients tray 121 , a used instruments tray 122 and a consumable tray 123 are stored, and a consumable container 130 , For example, a consumable catch basin with a container arranged underneath or a collecting funnel with suction o. Ä.

In der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, dass ein zur OP gehöriges Instrumentenset 210 mit einer Vielzahl von OP-Instrumententypen, beispielsweise Messern 211, Scheren 212, Pinzetten 213, Klemmen 214 und Nadeln 215, auf dem Frischinstrumente-Tablett 121 bereitliegt, wobei von jedem Instrumententyp zu Anfang mehrere Instrumente vorhanden sind und wobei jedes Instrument des Instrumentensets 210 auf dem Tablett 121 an einer vorgegebenen und dem Roboter 110 bekannten Position bzw. Ablagestelle auf dem Frischinstrumente-Tablett 121 liegt. Idealerweise ist eine Ablagestelle für ein OP-Instrument eine Mulde, deren Position dem OP-Service-Roboter 110 bekannt ist und die eine eindeutig zum Instrumententyp passende Größe und Form aufweist (nicht dargestellt). Es ist demnach im Idealfall nicht möglich, beispielsweise ein Messer in einer Mulde für eine Pinzette zu legen und umgekehrt.In the present invention, it is assumed that an instrument set belonging to the OP 210 with a variety of surgical instrument types, such as knives 211 , Scissors 212 , Tweezers 213 , Clamps 214 and needles 215 , on the fresh-ingredients tray 121 At the beginning, there are several instruments of each type of instrument, and each instrument of the instrument set 210 on the tray 121 on a given and the robot 110 known position or storage location on the fresh instruments tray 121 lies. Ideally, a storage location for a surgical instrument is a well whose position is the surgical service robot 110 is known and which has a unique size and shape to the instrument type (not shown). It is therefore ideally not possible, for example, to lay a knife in a trough for a tweezers and vice versa.

Neben dem zu Anfang der Operation vollen Tablett 121 mit OP-Instrumenten steht auch ein zu Beginn der OP leeres Gebrauchtinstrumente-Tablett 122 zur Verfügung. Das Gebrauchtinstrumente-Tablett 122 und das Frischinstrumente-Tablett 121 können identisch ausgebildet sein, d. h. beide Tabletts weisen beispielsweise Mulden für die jeweiligen Instrumente auf.Next to the tray full at the beginning of the operation 121 with surgical instruments, there is also a used instruments tray that is empty at the beginning of the OP 122 to disposal. The used instruments tray 122 and the fresh instruments tray 121 may be identical, ie both trays have, for example, wells for the respective instruments.

Auf dem Verbrauchsmaterial-Tablett 123 sind an dem OP-Service-Roboter 110 bekannten Positionen bzw. Ablagestellen frische Verbrauchsgegenstände 220, beispielsweise Bauchtücher 221 und Tupfer 222, abgelegt.On the consumables tray 123 are at the surgery service robot 110 known items or filing fresh consumables 220 for example, abdominal tissues 221 and swabs 222 , filed.

Der OP-Service-Roboter 110 ist mit einer Spracherkennungsfunktionalität ausgestattet, mit der der Roboter durch einen Bediener wie beispielsweise den operierenden Chirurgen und/oder einen der assistierenden Chirurgen steuerbar ist. Der Bediener gibt dem OP-Service-Roboter 110 beispielsweise durch ein erstes Befehlswort wie etwa ”give” zu verstehen, dass ein Gegenstand 210, 220 vom Frischinstrumente-Tablett 121 oder vom Verbrauchsmaterial-Tablett 123 angereicht werden soll, wobei es sich bei dem Gegenstand um ein OP-Instrument 210 oder um einen Verbrauchsgegenstand 220 handeln kann. Im Anschluss an dieses erste Befehlswort nennt der Bediener ein zweites Befehlswort, welches die Bezeichnung des Gegenstands, der angereicht werden soll, darstellt.The surgery service robot 110 is equipped with a voice recognition functionality with which the robot is controllable by an operator such as the operating surgeon and / or one of the assisting surgeons. The operator gives the OP service robot 110 for example, by a first command word such as "give" to understand that an object 210 . 220 from the fresh instruments tray 121 or from the consumables tray 123 should be submitted, the subject being an OP instrument 210 or a consumable 220 can act. Following this first command word, the operator calls a second command word representing the name of the item to be submitted.

Da dem OP-Service-Roboter 110 bekannt ist, an welcher Position auf dem Frischinstrumente-Tablett 121 das angefragte OP-Instrument 210 bzw. auf dem Verbrauchsmaterial-Tablett 123 der angefragte Verbrauchsgegenstand 220 liegt, kann er gezielt diese Position anfahren, den Gegenstand mit einer Haltevorrichtung 117, beispielsweise einem Greifer o. ä., aufnehmen und ihn zu einer vom Bediener vorgebbaren Zielposition bringen, so dass ihn der Bediener bequem entgegen nehmen kann. Der OP-Service-Roboter 110 registriert und speichert, dass der angefragte Gegenstand vom entsprechenden Tablett und aus der vorgegebenen Position genommen wurde. Diese Abspeicherung kann beispielsweise so realisiert werden, dass die dem bereits angereichten Gegenstand zugeordnete Position im temporären Speicher des OP-Service-Roboters 110 gelöscht wird, so dass der Roboter 110 bei einer erneuten Anfrage nach diesem Gegenstand bzw. dem entsprechenden Instrumententyp eine andere Position anfährt, an der ein weiteres Instrument des angefragten Typs abgelegt ist.As the surgical service robot 110 It is known at which position on the fresh-instruments tray 121 the requested surgical instrument 210 or on the supplies tray 123 the requested consumable 220 is located, he can specifically approach this position, the object with a holding device 117 , For example, a gripper o. Ä., Record and bring him to a predeterminable by the operator target position so that it can take the operator comfortably. The surgery service robot 110 registers and stores that the requested item has been taken from the appropriate tray and from the default position. This storage can, for example, be realized in such a way that the position assigned to the already enriched object in the temporary memory of the OP service robot 110 is deleted, so the robot 110 in a renewed request for this item or the corresponding instrument type anfährt another position at which another instrument of the requested type is stored.

Im Falle des Anreichens eines chirurgischen Instruments greift der Roboter also in die passende Mulde des Frischinstrumente-Tabletts 121 und bewegt das Instrument in eine Position (Zielposition), von der aus das Instrument bequem durch den operierenden Chirurgen übernommen werden kann. Die Zielposition einschließlich Anreiche-Winkel des Instruments kann der Chirurg seinen individuellen Präferenzen entsprechend anpassen.In the case of enrichment of a surgical instrument, the robot thus engages in the appropriate recess of the fresh-instruments tablet 121 and moves the instrument to a position (target position) from which the instrument can be conveniently grasped by the operating surgeon. The target position, including the reach of the instrument, can be adjusted by the surgeon according to his individual preferences.

Im Falle des Anreichens eines Verbrauchsgegenstands ergreift der Roboter den angefragten Gegenstand vom Verbrauchsmaterial-Tablett 123 und bewegt den Gegenstand mit dem Ziel-Anreiche-Winkel in die Zielposition, von wo er vom Chirurgen (z. B. mittels vorher übergebener Pinzette) übernommen wird.In the case of accumulating a consumable, the robot grasps the requested item from the consumable tray 123 and moves the object to the target position at the target enrichment angle, from where it is taken over by the surgeon (eg, by means of previously submitted tweezers).

Wie bereits angedeutet ist davon auszugehen, dass bestimmte Gegenstände wie beispielsweise Pinzetten oder Klemmen mehrfach auf dem jeweiligen Tablett vorhanden sind, wobei dem OP-Service-Roboter 110 für jeden einzelnen vorhandenen Gegenstand eine individuelle Position bzw. Ablagestelle auf dem Tablett bekannt, d. h. in einem Speicher des Roboters 110 gespeichert ist. Eine Ausnahme könnten beispielsweise übereinander abgelegte Tücher o. ä. darstellen, die sämtlich an derselben Position liegen. Wenn nun der gleiche Gegenstand, beispielsweise eine weitere Pinzette, noch einmal angefragt wird, so fährt der OP-Service-Roboter nicht die gleiche Position an, die er bei der letzten Anfrage nach einer Pinzette angefahren hat, sondern die individuelle, einer weiteren frischen Pinzette zugeordnete Position. Hiermit ist also sichergestellt, dass der Roboter beispielsweise bei einer Anfrage nach einem Intrumententyp, der bereits angefragt und angereicht wurde, nicht ins Leere greift.As already indicated, it can be assumed that certain objects, such as tweezers or clamps, are present several times on the respective tray, the OP service robot 110 For each individual object present an individual position or storage location on the tablet known, ie in a memory of the robot 110 is stored. An exception could be, for example, sheets placed on top of each other o. Ä., All of which are in the same position. Now, if the same object, such as another pair of tweezers, is requested again, the OP service robot does not approach the same position that he approached on the last request for a pair of tweezers, but the individual one, another fresh pair of tweezers assigned position. This ensures that the robot does not fall into the void, for example, when requesting an instrument type that has already been requested and submitted.

Will der Bediener einen Gegenstand wieder abgeben, so nennt er als erstes Befehlswort beispielsweise ”take” und als zweites Befehlswort wieder die Bezeichnung des Gegenstands, der vom OP-Service-Roboter angenommen werden soll. Der OP-Service-Roboter 110 bewegt daraufhin seinen Greifer 117 mit einem vorgegebenen Winkel in die vorgegebene Zielposition und nimmt den Gegenstand entgegen, um ihn schließlich in einer ebenfalls vorbestimmten Position auf dem Gebrauchtinstrumente-Tablett 122 oder im Verbrauchsmaterialbehälter 130 abzulegen.If the operator wishes to return an item, he will name, for example, "take" as the first command word, and again the name of the item to be accepted by the OP service robot as the second command word. The surgery service robot 110 then moves his gripper 117 at a predetermined angle in the predetermined target position and receives the object against, finally to him in a likewise predetermined position on the Gebrauchtinstrumente-tray 122 or in the consumables container 130 store.

In einer speziellen Ausführungsform des OP-Service-Roboters 110 ist dieser als sogenannter ”Pick-and-place”-Roboter ausgeführt, der chirurgische Instrumente 210 und Verbrauchsgegenstände 220 anreicht und insbesondere chirurgische Instrumente 210 auch zurück nimmt. Der Pick-and-place-Roboter 110 nimmt chirurgische Instrumente 210 zurück, gegebenenfalls auch Verbrauchsgegenstände 220. Letztere Option bildet jedoch eine Ausnahme, weil z. B. die Übergabe einer Pinzette mit Bauchtuch schwieriger ist als nur die Übergabe der Pinzette. Der Ablauf, bei dem der Chirurg z. B. mit der Pinzette das Bauchtuch aus dem Patienten entfernt, das Bauchtuch in den Verbrauchsmaterialbehälter 130 abwirft und danach die Pinzette an den OP-Service-Roboter übergibt, ist in der Regel schneller und technisch leichter zu realisieren als eine Variante, bei der der Chirurg die Pinzette mit Bauchtuch an den OP-Service-Roboter übergibt und der OP-Service-Roboter danach das Bauchtuch in den Verbrauchsmaterialbehälter 130 wirft und schließlich die Pinzette auf dem Gebrauchtinstrumente-Tablett 122 ablegt. Ferner ist eine geordnete Ablage benutzter Verbauchsmaterialien nicht sinnvoll, weil sie ohnehin weggeworfen werden.In a special embodiment of the surgical service robot 110 this is designed as a so-called "pick-and-place" robot, the surgical instruments 210 and consumables 220 sufficient and in particular surgical instruments 210 also takes back. The pick-and-place robot 110 takes surgical instruments 210 back, possibly also consumables 220 , The latter option, however, is an exception because, for. B. the delivery of tweezers with a belly cloth is more difficult than just the transfer of tweezers. The process in which the surgeon z. B. with the tweezers the abdomen removed from the patient, the abdomen in the consumables container 130 is then faster and technically easier to implement than a variant in which the surgeon transfers the tweezers with abdominal tissue to the surgical service robot and the operating room service provider delivers the tweezers to the surgical service robot. Robot then the belly cloth into the consumables container 130 Throws and finally the tweezers on the used instruments tray 122 stores. Furthermore, an orderly storage used Verbauchsmaterialien does not make sense, because they are thrown away anyway.

Für die Entsorgung der Verbrauchsgegenstände 220 befindet sich am OP-Tisch 10 in Reichweite des operierenden Chirurgen 40 der Verbrauchsmaterialbehälter 130. Wenn der operierende Chirurg 40 beispielsweise eine Pinzette 213 mit einem blutgetränkten Tupfer 222 abgeben möchte, so muss er zunächst die Pinzette über den Verbrauchsmaterialbehälter 130 halten und den Tupfer 222 abwerfen. Anschließend kann er beispielsweise durch eine Befehlsfolge ”take forceps” o. ä. den OP-Service-Roboter 110 anweisen, seinen Greifer in einem vorgegebenen Winkel in eine Zielposition zu bringen, in der der Chirurg die Pinzette bequem an den Roboter übergeben kann.For the disposal of consumables 220 is located at the operating table 10 within reach of the operating surgeon 40 the consumables container 130 , If the operating surgeon 40 for example, a pair of tweezers 213 with a blood-soaked swab 222 first he has to tweezer over the consumables container 130 hold and the swab 222 discard. Then he can, for example, by a command sequence "take forceps" o. Ä. The OP service robot 110 instruct him to bring his gripper at a predetermined angle to a target position where the surgeon can conveniently deliver the forceps to the robot.

In einer anderen Ausführungsform kann für die Rücknahme eines Gegenstands durch den OP-Service-Roboter 110 eine nur aus einem einzelnen Befehlswort bestehende Befehlsfolge verwendet werden, beispielsweise ”take”. Der OP-Service-Roboter 110 fährt daraufhin seinen Greifer in einem vorgegebenen Winkel in die Zielposition und übernimmt den Gegenstand vom Chirurgen, jedoch ohne Informationen darüber, um welche Art von Gegenstand bzw. OP-Instrument es sich handelt. Der Gegenstand würde dann auch nicht in einer speziellen Mulde auf dem Gebrauchtinstrumenten-Tablett 122 abgelegt. Alternativ könnte jedoch beispielsweise im Greifer eine Sensorik integriert sein, die den entgegengenommenen Gegenstand erkennt.In another embodiment, for the return of an item by the surgical service robot 110 a command sequence consisting of only a single command word is used, for example "take". The surgery service robot 110 then moves his gripper at a predetermined angle to the target position and takes over the object from the surgeon, but without information about what type of object or surgical instrument it is. The item would then not in a special trough on the used instrument tray 122 stored. Alternatively, however, could be integrated, for example, in the gripper, a sensor that detects the received object.

Im Falle des Zurückgebens eines nicht mehr benötigten chirurgischen Instruments hält der Pick-and-place-Roboter 110 seinen Greifer 117 in einem vorgebbaren Winkel in der vorgebbaren Zielposition, wobei diese Zielposition einschließlich des Winkels wiederum an die Präferenzen des Bedieners anpassbar sind. Der Chirurg schiebt das Instrument in den Greifer, der Greifer erkennt zumindest, dass sich ein Instrument im Greifer befindet, evtl. sogar um welchen Instrumententyp es sich handelt, und greift das Instrument.In the case of returning a surgical instrument that is no longer needed, the pick-and-place robot stops 110 his claw 117 at a predeterminable angle in the predefinable target position, this target position including the angle in turn being adaptable to the preferences of the operator. The surgeon pushes the instrument into the gripper, the gripper recognizes at least that an instrument is in the gripper, possibly even what type of instrument it is, and attacks the instrument.

Der erfindungsgemäße OP-Service-Roboter 110 ist in der 2 detaillierter dargestellt. Im dort dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich hier um einen einarmigen Roboter 110 mit einem Drehgelenk 111, beispielsweise ein Scheiben- oder Planargelenk, das auf einem separaten Fuß 119 befestigt ist. In dem Drehgelenk 111 ist ein Ständer 112 drehbar gelagert, der oben von einem weiteren Drehgelenk 114/1 abgeschlossen wird. Die Höhe des Ständers 112, d. h. der Abstand zwischen den Drehgelenken 111 und 114/1, ist verstellbar mit einer elektromechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Verstelleinrichtung (nicht dargestellt). Das Drehgelenk 114/1 verbindet den Ständer 112 mit einem ersten Armstück 115/1, an dessen Ende sich ein weiteres Drehgelenk 114/2 befindet. Die Drehgelenke 114/1 und 114/2 können ebenfalls als Planar- oder Kugelgelenke ausgebildet sein. Das Drehgelenk 114/2 verbindet das erste Armstück 115/1 mit einem weiteren Armstück 115/2. Am Ende des Armstücks 115/2 ist ein Drehgelenk 116, beispielsweise ein axiales Drehgelenk, ggf. kombiniert mit einem weiteren Planar- oder Kugelgelenk, angebracht. In diesem Drehgelenk 116 ist ein Greifer 117 axial drehbar gelagert. Ggf. ist der Greifer 117 nicht unmittelbar am Drehgelenk 116 angebracht, sondern ein weiteres Armstück oder Zwischenstück (nicht dargestellt) befindet sich dazwischen.The OP service robot according to the invention 110 is in the 2 shown in more detail. In the embodiment shown there is a one-armed robot 110 with a swivel 111 For example, a disc or planar joint that is on a separate foot 119 is attached. In the hinge 111 is a stand 112 rotatably mounted, the top of another rotary joint 114/1 is completed. The height of the stand 112 ie the distance between the hinges 111 and 114/1 , is adjustable with an electromechanical, pneumatic or hydraulic adjusting device (not shown). The swivel joint 114/1 connects the stand 112 with a first arm piece 115/1 , at the end of which another rotary joint 114/2 located. The swivel joints 114/1 and 114/2 can also be designed as planar or ball joints. The swivel joint 114/2 connects the first arm piece 115/1 with another arm piece 115/2 , At the end of the arm piece 115/2 is a hinge 116 , For example, an axial pivot, possibly combined with another planar or ball joint mounted. In this hinge 116 is a gripper 117 axially rotatably mounted. Possibly. is the gripper 117 not directly on the hinge 116 attached, but a another arm piece or intermediate piece (not shown) is located in between.

Aufgrund der diversen Drehgelenke ist es möglich, den Greifer in die vorgebbare Zielposition ggf. einschließlich eines vorgebbaren Winkels zu manövrieren. Der Begriff ”Zielposition” bezieht sich grundsätzlich auf die Position des Greifers 117 des OP-Service-Roboters 110, in die der Roboter den Greifer 117 bringt, wenn der Bediener eine Anfrage stellt:

  • – Wenn dem Bediener also ein Gegenstand angereicht werden soll, d. h. das erste Befehlswort ist beispielsweise ”give”, ist die Zielposition diejenige Position des Greifers 117 im Raum, die der Greifer mit dem angefragten Gegenstand anfährt.
  • – Wenn der Bediener einen Gegenstand abgeben will, d. h. das erste Befehlswort ist beispielsweise ”take”, ist die Zielposition diejenige Position des Greifers im Raum, die der Greifer anfährt, um den abzugebenden Gegenstand entgegen zu nehmen.
Due to the various hinges, it is possible to maneuver the gripper in the predetermined target position, if necessary, including a predetermined angle. The term "target position" basically refers to the position of the gripper 117 of the surgical service robot 110 into which the robot grips 117 brings when the operator makes a request:
  • If an object is to be presented to the operator, ie the first command word is for example "give", the target position is the position of the gripper 117 in the room, which the gripper approaches with the requested object.
  • - When the operator wants to deliver an item, ie the first command word is for example "take", the target position is the position of the gripper in the space that the gripper moves to accept the item to be dispensed.

Die Zielposition kann je nach Gegenstand sowohl die 3D-Koordinaten, beispielsweise kartesische Koordinaten, als auch den Anreiche-Winkel beinhalten. Im Normalfall wird die Zielposition 6-dimensional sein und die 3D-Koordinaten sowie die Winkel beinhalten. Speziell der Anreiche-Winkel kann beispielsweise beim Anreichen eines Messers eine wesentliche Rolle spielen. Wird ein Messer im richtigen Winkel angereicht, kann der Bediener bzw. der Chirurg das Messer im Idealfall blind greifen und davon ausgehen, dass es sofort richtig in der Hand liegt, dass also beispielsweise die Klinge in die richtige Richtung weist. Durch diese Funktion kann wesentlich Zeit gespart werden.Depending on the object, the target position may include both the 3D coordinates, for example Cartesian coordinates, and the enrichment angle. Normally, the target position will be 6-dimensional and will contain the 3D coordinates as well as the angles. Especially the reaching-in angle can play an essential role, for example, when applying a knife. If a knife is placed at the correct angle, the operator or the surgeon can ideally grasp the knife blind and assume that it is immediately right in the hand, so that, for example, the blade points in the right direction. This feature saves a lot of time.

Außer der 6D-Zielposition für das Anreichen und die Rücknahme von Instrumenten und/oder Verbrauchsgegenständen kann auch die Positionierung des OP-Service-Roboters relativ zum OP-Tisch für den Bediener, d. h. den operierenden Chirurgen, eingestellt werden. Bei einem OP-Service-Roboter, dessen Fuß 119 fest auf oder in dem Boden des OP-Saales verankert ist, ist die Positionierung des OP-Service-Roboters relativ zum OP-Tisch nur über eine entsprechende Positionierung und Ausrichtung des OP-Tisches möglich. Alternativ kann der Fuß 119 des OP-Service-Roboters mit Rollen und lösbaren Arretierungsvorrichtungen ausgestattet sein. Bei gelösten Arretierungsvorrichtungen ist der OP-Service-Roboter verschiebbar und ggf. auch drehbar. Die lösbare Arretierungsvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie eine Arretierung des OP-Service-Roboters auf dem Boden des OP-Saales oder am Patiententisch bewirkt. Es sind also sowohl eine Bodenarretierungsvorrichtung als auch eine Patiententischarretierungsvorrichtung des OP-Service-Roboters denkbar.In addition to the 6D target position for the collection and return of instruments and / or consumables, the positioning of the OP service robot relative to the operating table for the operator, ie the operating surgeon, can also be adjusted. At a surgical service robot whose foot 119 is firmly anchored on or in the floor of the operating room, the positioning of the surgical service robot relative to the operating table is only possible via a corresponding positioning and alignment of the operating table. Alternatively, the foot can 119 of the surgical service robot with wheels and releasable locking devices. When unlocking locking devices of the OP service robot is displaced and possibly also rotatable. The releasable locking device may be configured to cause locking of the surgical service robot on the floor of the operating room or on the patient table. Thus, both a bottom locking device and a patient table locking device of the surgical service robot are conceivable.

Der OP-Service-Roboter 110 verfügt des weiteren über eine Reinigungseinrichtung 118, die in der Nähe des Greifers 117 derart angebracht ist, dass über eine Düse der Reinigungseinrichtung 118 wahlweise reinigende und/oder desinfizierende Flüssigkeit beispielsweise zum Reinigen und/oder Luft beispielsweise zum Trocknen auf den Gegenstand gesprüht werden kann, den der Greifer 117 gerade hält. Auch der Greifer 117 selbst kann mit dieser Einrichtung 118 gereinigt bzw. getrocknet werden. Der Greifer 117 wird geduscht beispielsweise entweder pauschal nach jeder Rücknahme eines Instruments oder auf Befehl, beispielsweise durch das Befehlswort ”rinse”.The surgery service robot 110 furthermore has a cleaning device 118 near the gripper 117 is mounted such that via a nozzle of the cleaning device 118 optionally cleaning and / or disinfecting liquid can be sprayed, for example, for cleaning and / or air, for example, for drying on the object, the gripper 117 just stops. Also the gripper 117 even with this device 118 be cleaned or dried. The gripper 117 For example, you will be showered either flat rate after each withdrawal of an instrument or on command, for example, by the command word "rinse".

Zusätzlich verfügt die erfindungsgemäße Anordnung 100 über eine Zählfunktion für alle ausgegebenen und zurückgenommenen OP-Instrumente. In einer Ausführungsform wird mit Hilfe der Elektronikeinheit 140 überwacht, wie oft der Roboter 110 dem Bediener ein OP-Instrument eines bestimmten Typs anreicht und wie oft der Roboter ein Instrument desselben Typs zurücknimmt. Mit Hilfe dieser Funktion kann demnach kontrolliert werden, ob alle vom Bediener angefragten und vom Roboter 110 angereichten OP-Instrumente wieder zurückgenommen wurden, um letztlich sicher zu stellen, dass keine Instrumente nach Abschluss der Operation im oder am Körper des Patienten verbleiben.In addition, the inventive arrangement has 100 via a counting function for all issued and withdrawn surgical instruments. In one embodiment, with the aid of the electronics unit 140 monitors how many times the robot 110 the operator has an OP instrument of a certain type and how often the robot retracts an instrument of the same type. With the help of this function can be controlled accordingly, whether all requested by the operator and the robot 110 have been withdrawn in order to ultimately ensure that no instruments remain in or on the patient's body after the end of the operation.

Die Zählfunktion kann zusätzlich auch die Anzahl der angereichten und zurück gegebenen Verbrauchsgegenstände überwachen. Für den Fall, dass der OP-Service-Roboter 110 ausgebildet ist, auch Verbrauchsgegenstände zurückzunehmen, kann die Zählfunktion auch hier einfach überwachen, wie oft der Roboter 110 dem Bediener einen Verbrauchsgegenstand anreicht und wie oft der Roboter einen Verbrauchsgegenstand zurücknimmt. Für die spezielle Ausbildung als ”Pick-and-place”-Roboter bzw. für den Fall, dass der Roboter 110 Verbrauchsgegenstände nicht zurücknimmt, dass also der Bediener, beispielsweise der operierende Chirurg, wie oben beschrieben den Verbrauchsgegenstand manuell in den Verbrauchsmaterialbehälter 130 gibt, muss der Verbrauchsmaterialbehälter 130 Informationen über die Anzahl der in ihn gegebenen Verbrauchsgegenstände zur Verfügung stellen. Diese Information wird dann an die Elektronikeinheit 140 übermittelt und dort mit der Anzahl der vom Roboter 110 ausgegebenen Verbrauchsgegenstände verglichen. Mit Hilfe dieser zusätzlichen Zählfunktion kann demnach kontrolliert werden, ob alle vom Bediener angefragten und vom Roboter 110 angereichten Verbrauchsgegenstände wieder zurückgenommen bzw. in den Verbrauchsmaterialbehälter 130 geworfen wurden, um letztlich sicher zu stellen, dass keine Verbrauchsgegenstände nach Abschluss der Operation im oder am Körper des Patienten verbleiben.The counting function can additionally monitor the number of accumulated and returned consumables. In the event that the surgery service robot 110 is designed to take back even consumables, the counting function can easily monitor how often the robot 110 the user reaches a consumable and how often the robot takes back a consumable. For the special training as a "pick-and-place" robot or in the event that the robot 110 Consumables does not take back, so that the operator, for example, the operating surgeon, as described above, the consumable item manually in the consumables container 130 there must be the consumables container 130 Provide information about the number of consumables placed in it. This information is then sent to the electronics unit 140 transmitted and there with the number of the robot 110 compared consumed consumables. With the help of this additional counting function can be controlled accordingly, whether all requested by the operator and the robot 110 enriched consumables are taken back or in the consumables container 130 to ultimately ensure that no consumables remain in or on the patient's body after completing the operation.

Das Ergebnis der Zählungen wird auf einem Monitor 150 dargestellt, der mit der Elektronikeinheit 140 verbunden ist. Die Daten können beispielsweise in einer Tabelle mit mehreren Spalten ”Name Instrument/Verbrauchsgegenstand”, ”Anzahl ausgegeben”, ”Anzahl zurückgenommen”, ”Anzahl in Gebrauch” o. ä. einsortiert sein, wobei die Tabelle während der Operation ständig aktualisiert und auf dem Monitor angezeigt wird. Am Ende der Operation dürfen in der genannten letzten Spalte ”Anzahl in Gebrauch” natürlich nur Nullen stehen. The result of the counts is on a monitor 150 shown with the electronics unit 140 connected is. For example, the data may be sorted into a table with several columns "Name Instrument / Consumable Item", "Number Issued", "Number Withdrawn", "Number In Use" or the like, the table being constantly updated during the operation Monitor is displayed. Of course, at the end of the operation, only zeros may appear in the last column "number in use".

Der Vergleich der mit der Zählfunktion detektierten Anzahlen in der Elektronikeinheit 140 führt ggf. zu einem Hinweis an den Benutzer, wenn die Anzahlen nicht miteinander übereinstimmen. Der Hinweis kann beispielsweise ein akustisches oder optisches Warnsignal mit Hilfe einer entsprechenden Signaleinrichtung umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann ein optisches Warnsignal auf dem Monitor 150 angezeigt werden, beispielsweise ein Warnfenster, eine Warnnachricht und/oder beispielsweise farblich markierte und/oder blinkende Nicht-Nullen in der „Anzahl in Gebrauch”-Spalte in der Instrumenten- und Verbrauchsgegenstandstabelle.The comparison of detected with the counting function numbers in the electronics unit 140 may lead to a hint to the user if the numbers do not match. The indication may include, for example, an audible or visual warning signal by means of a corresponding signaling device. Alternatively or additionally, an optical warning signal on the monitor 150 displayed, for example, a warning window, a warning message and / or, for example, color-coded and / or flashing non-zeros in the "number in use" column in the instrument and consumables table.

Der Vergleich der Anzahlen ausgegebener und zurückgenommener Gegenstände findet vorzugsweise in Echtzeit, spätestens aber nach Abschluss der OP statt, beispielsweise wenn der operierende Chirurg manuell oder ebenfalls durch Sprachbefehl dem OP-Service-Roboter bzw. der Steuereinheit einen entsprechenden Befehl gibt. Alternativ könnte auch während der OP ständig oder auf Anfrage am Monitor 150 angezeigt werden, ob die Anzahlen miteinander übereinstimmen.The comparison of the numbers of issued and returned items preferably takes place in real time, but at the latest after completion of the OP, for example when the operating surgeon manually or also by voice command the OP service robot or the control unit gives a corresponding command. Alternatively, it could also be on the monitor constantly or on request during the surgery 150 display whether the numbers match each other.

Der OP-Service-Roboter 110 ist zudem mit einer Kamera 113 ausgestattet, mit der das Bewegungsgebiet des Roboters 110 überwacht wird. Eine entsprechende Bildverarbeitungssoftware sorgt in Verbindung mit der Roboter-Bewegungssteuerungselektronik und -software dafür, dass bewegliche Teile des Roboters durch Eigenbewegung keine Personen oder Geräte im Bewegungsbereich berühren können.The surgery service robot 110 is also with a camera 113 equipped with the movement area of the robot 110 is monitored. Corresponding image processing software, in conjunction with the robot motion control electronics and software, ensures that moving parts of the robot can not touch persons or devices in the movement area due to their own movement.

Der OP-Service-Roboter 110 wurde oben am Beispiel eines ”Pick-and-place”-Roboters beschrieben, der zwar chirurgische Instrumente 210 und Verbrauchsgegenstände 220 anreicht, aber nur chirurgische Instrumente 210 zurücknimmt, jedoch keine Verbrauchsgegenstände 220. Grundsätzlich ist es aber natürlich nicht ausgeschlossen, dass der OP-Service-Roboter 110 auch Verbrauchsgegenstände 220 zurücknimmt und im Verbrauchsmaterialbehälter 130 ablegt. In diesem Fall ist die oben beschriebene Reinigungseinrichtung 118 nahezu obligatorisch, da der Greifer 117 nach Ablegen eines Verbrauchsgegenstands 220 im Verbrauchsmaterialbehälter 130 vor dem Aufnehmen und Anreichen eines neuen OP-Instruments 210 zunächst gereinigt werden sollte. Grundsätzlich gilt dies jedoch auch für die Rücknahme der Instrumente, da diese in der Regel ebenfalls blutig sind.The surgery service robot 110 was described above using the example of a "pick-and-place" robot, which may be surgical instruments 210 and consumables 220 sufficient, but only surgical instruments 210 withdraws, but no consumables 220 , Basically, it is of course not excluded that the surgical service robot 110 also consumables 220 returns and in the consumables container 130 stores. In this case, the above-described cleaning device is 118 almost obligatory, since the gripper 117 after depositing a consumable 220 in the consumables container 130 before recording and submitting a new surgical instrument 210 should be cleaned first. In principle, however, this also applies to the withdrawal of the instruments, as these are usually also bloody.

Anstelle des oben erläuterten einarmigen OP-Service-Roboter 110 kann auch ein zwei- oder mehrarmiger Roboter eingesetzt werden. Dieser mehrarmige Roboter unterscheidet sich in seiner grundsätzlichen Funktionalität nicht vom einarmigen Roboter. Bei einem beispielsweise zweiarmigen OP-Service-Roboter könnte ein Arm für das Anreichen und der andere Arm für das Zurücknehmen von Instrumenten zuständig sein. Dadurch können diese beiden Arbeitsschritte simultan ablaufen, was beim einarmigen Roboter nicht möglich ist. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil des zweiarmigen OP-Service-Roboters gegenüber dem einarmigen OP-Service-Roboter dar, denn der Zeitgewinn dürfte erheblich sein. Beim einarmigen OP-Service-Roboter wäre die Reihenfolge nämlich typischerweise:

  • 1. Beginnend von der Roboterarm-Grundstellung Heranfahren des leeren Greifers in die Zielposition zur Instrumenten-Rücknahme;
  • 2. Rücknahme eines Gebrauchtinstruments durch den Roboter;
  • 3. Ablegen des Gebrauchtinstruments auf dem Gebrauchtinstrumente-Tablett 122;
  • 4. ggf. Reinigung des Greifers;
  • 5. Aufnahme des Frischinstruments vom Frischinstrumente-Tablett 121;
  • 6. Anreichen des Frischinstruments;
  • 7. Übergabe des Frischinstruments;
  • 8. Rückführung des Roboterarms in die Grundstellung, ggf. nach Reinigung des Greifers.
Instead of the one arm OP service robot explained above 110 It is also possible to use a robot with two or more arms. This multi-arm robot does not differ in its basic functionality from the one-arm robot. For example, in a two-armed surgical service robot, one hand could be responsible for handing over and the other arm for taking instruments back. As a result, these two work steps can take place simultaneously, which is not possible with the one-armed robot. This represents a significant advantage of the two-armed surgical service robot over the one-armed surgical service robot, because the time saved is likely to be significant. For a one-armed surgical service robot, the order would typically be:
  • 1. Starting from the robot arm home position, move the empty grab to the target position for instrument withdrawal;
  • 2. Return of a used instrument by the robot;
  • 3. Place the used instrument on the used instruments tray 122 ;
  • 4. if necessary, cleaning the gripper;
  • 5. Recording the fresh instrument from the fresh instruments tray 121 ;
  • 6. presentation of the fresh instrument;
  • 7. handover of the fresh instrument;
  • 8. Return of the robot arm to the basic position, if necessary after cleaning the gripper.

Bei zwei- und mehrarmigen OP-Service-Robotern steht immer mindestens ein Arm zur Rücknahme und ein Arm zur Anreichung zur Verfügung. Die Schritte 1 bis 4 können dann mit einem Roboterarm simultan zu den Schritten 5 bis 8 mit einem anderen Roboterarm erfolgen.With two- and multi-arm surgical service robots, there is always at least one arm available for retrieval and one arm for attachment. Steps 1 to 4 can then be performed with one robot arm simultaneously with steps 5 to 8 with another robot arm.

In der Regel werden von einer OP-Schwester bzw. vom OP-Service-Roboter keine antizipierenden Aktionen erwartet, d. h. eine Aktion erfolgt erst nach Anweisung durch den Operateur. Zur Beschleunigung des Anreiche- und Rücknahmevorgangs durch den OP-Service-Roboter kann es aber sinnvoll sein, dass der Roboter „weiß”, was seine nächste Aktion mit hoher Wahrscheinlichkeit sein wird. Dazu werden in der Elektronikeinheit 140 von jeder einzelnen durchgeführten Aktion der Zeitstempel sowie die durchgeführte Aktion abgespeichert. In einer einfachen Ausbildung könnte dies beispielsweise in der Form ”A1 = Anreichen Pinzette” als Bezeichnung für die durchgeführte Aktion und ”t1 = 100” als Zeitstempel (hier in willkürlicher Einheit) für die durchgeführte Aktion erfolgen. Die nächste Aktion könnte dann beispielsweise in der Form ”A2 = Rücknahme Pinzette” und ”t2 = 250” abgespeichert werden.As a rule, no anticipatory actions are expected from an OR nurse or from the OP service robot, ie an action takes place only after instruction by the operating surgeon. However, to speed up the collection and return operation by the OP service robot, it may make sense for the robot to "know" what its next action is likely to be. These are in the electronics unit 140 from each individual action carried the timestamp and the action taken. In a simple embodiment, this could be done, for example, in the form "A1 = Pouring Tweezers" as the name of the action taken and "t1 = 100" as the time stamp (here in arbitrary unit) for the action taken. The next action could be for example, in the form of "A2 = withdrawal tweezers" and "t2 = 250" are stored.

Jede so protokollierte Operation wird in einem Ablagesystem, z. B. einer Datenbank, abgelegt mit Bezug auf den Operateur und die OP-Klasse, wobei eine OP-Klasse beispielsweise eine Blinddarmoperation ist. Bei einer neuen Operation werden die protokollierten Operationsverläufe, d. h. die durchgeführten Aktionen bzw. deren Reihenfolge, von derselben OP-Klasse und mit demselben Operateur von der Elektronikeinheit 140 ausgewertet, indem die Zeitstrahlen mit den Zeitstempeln t1, t2, ... der protokollierten Operationen untereinander sowie mit dem Zeitstrahl der laufenden Operation soweit als möglich in Deckung gebracht werden. Wenn sich aus dem Vergleich der Zeitstrahlen der protokollierten Operationen ergibt, dass – ausgehend von der in der laufenden Operation zuletzt durchgeführten Aktion – die nächste Aktion in allen protokollierten Operationen immer dieselbe war, so schließt der OP-Service-Roboter, dass auch in der laufenden Operation die nächste Aktion diejenige sein wird, die in den gespeicherten Operationen folgte. Wenn diese Aktion beispielsweise in der Anreichung eines Frischinstruments bestand, so platziert der OP-Service-Roboter seinen Greifer bereits über der Mulde dieses Instruments, oder der Greifer ergreift bereits dieses Instrument in seiner Mulde, bevor der Operateur die entsprechende Anweisung gibt.Each such logged operation is stored in a filing system, e.g. A database stored with respect to the operator and the OP class, where an OP class is, for example, an appendectomy. In a new operation, the logged operation sequences, ie the actions performed or their order, from the same OP class and the same operator of the electronic unit 140 evaluated by the time beams with the timestamps t1, t2, ... of the logged operations with each other and with the timeline of the current operation as far as possible be brought into coincidence. If it follows from the comparison of the time journals of the logged operations that the next action was always the same in all the logged operations, starting from the action last performed in the current operation, then the OP service robot closes that also in the current one Operation the next action will be the one that followed in the stored operations. For example, if this action was to infuse a fresh instrument, the surgical service robot will already place its gripper over the trough of that instrument, or the gripper will already grasp that instrument in its trough before the surgeon issues the appropriate instruction.

Die in der 1 separat dargestellte Elektronikeinheit 140 kann natürlich wie ggf. auch der Monitor 150 als Teil des OP-Service-Roboters 110 ausgebildet sein, d. h. der OP-Service-Roboter 110, die Elektronikeinheit 140 und/oder der Monitor 150 können eine Einheit bilden. Beispielsweise kann die Elektronikeinheit 140 gleichzeitig die Steuerung des Roboters 110 beinhalten.The in the 1 separately represented electronic unit 140 Of course, the monitor may as well as possibly 150 as part of the surgical service robot 110 be formed, ie the surgical service robot 110 , the electronics unit 140 and / or the monitor 150 can form a unity. For example, the electronics unit 140 at the same time the control of the robot 110 include.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7164968 B2 [0005, 0005] US 7164968 B2 [0005, 0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • ”Future Trends in the Design and Application of Surgical Robots.” von Richard M. Satava in Surgical Innovation 2004 11: 129–135 [0004] "Future Trends in the Design and Application of Surgical Robots." By Richard M. Satava in Surgical Innovation 2004 11: 129-135 [0004]

Claims (18)

Anordnung mit einem OP-Service-Roboter (110), einer Elektronikeinheit (140) und zumindest einer in Reichweite des OP-Service-Roboters (110) positionierbaren ersten Ablage (121), insbesondere einem Frischinstrumente-Tablett, welche zumindest eine vorgegebene Ablagestelle aufweist, insbesondere eine Mulde, an der ein bestimmtes OP-Istrument (211215) ablegbar ist und deren Position dem OP-Service-Roboter (110) bekannt ist, wobei der OP-Service-Roboter (110) ausgebildet ist, um einem Bediener (40, 50, 60) auf Anfrage das an der vorgegebenen Ablagestelle auf der ersten Ablage (121) abgelegte OP-Instrument aufzunehmen und anzureichen.Arrangement with an OP service robot ( 110 ), an electronics unit ( 140 ) and at least one within reach of the OP service robot ( 110 ) positionable first tray ( 121 ), in particular a fresh-instruments tray, which has at least one predetermined deposit location, in particular a depression, at which a specific surgical instrument ( 211 - 215 ) and whose position is assigned to the surgical service robot ( 110 ), the OP service robot ( 110 ) is adapted to an operator ( 40 . 50 . 60 ) on request at the designated storage location on the first shelf ( 121 ) record and submit the surgical instrument. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der OP-Service-Roboter (110) sprachgesteuert ist, wobei die Anfrage durch zumindest ein Befehlswort stellbar ist und die Anfrage per Spracherkennung verarbeitet wird.Arrangement according to claim 1, characterized in that the OP service robot ( 110 ) is voice-controlled, wherein the request is adjustable by at least one command word and the request is processed by speech recognition. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Ablagestellen der ersten Ablage (121) derart ausgebildet sind, dass an jeder Ablagestelle nur ein bestimmtes OP-Instrument (211215), insbesondere nur ein bestimmter OP-Instrumententyp, ablegbar ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the individual storage locations of the first storage ( 121 ) are designed such that at each deposition site only a specific surgical instrument ( 211 - 215 ), in particular only a specific type of surgical instrument, can be stored. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Ablagestelle der ersten Ablage an die Form des dort ablegbaren, bestimmten OP-Instruments (211215) angepasst ist.Arrangement according to claim 3, characterized in that the shape of the deposit location of the first tray to the shape of there can be stored, certain surgical instrument ( 211 - 215 ) is adjusted. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Ablage (122), insbesondere Gebrauchtinstrumente-Tablett, vorgesehen ist, auf der zumindest ein OP-Instrument ablegbar ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a second tray ( 122 ), in particular a second-hand instrument tray, on which at least one surgical instrument can be placed. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der OP-Service-Roboter (110) ausgebildet ist, um auf Anfrage ein OP-Instrument vom Bediener (40, 50, 60) zurückzunehmen.Arrangement according to one of the preceding claims, that the surgical service robot ( 110 ) is designed to provide on request a surgical instrument from the operator ( 40 . 50 . 60 ) to take back. Anordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der OP-Service-Roboter (110) ausgebildet ist, um das zurückgenommene OP-Instrument auf der zweiten Ablage (122) abzulegen.Arrangement according to claim 5 and 6, characterized in that the surgical service robot ( 110 ) is adapted to the withdrawn surgical instrument on the second tray ( 122 ). Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (140) mit einer Zählfunktion für OP-Instrumente ausgestattet ist, die – die Anzahl der von der ersten Ablage (121) genommenen OP-Instrumente sowie die Anzahl der auf der zweiten Ablage (122) abgelegten OP-Instrumente detektiert und/oder – die Anzahl der vom OP-Service-Roboter (110) von der ersten Ablage (121) genommenen OP-Instrumente sowie die Anzahl der vom OP-Service-Roboter (110) auf der zweiten Ablage (122) abgelegten OP-Instrumente detektiert.Arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the electronic unit ( 140 ) is equipped with a counting function for surgical instruments which - the number of 121 ), as well as the number of copies on the second shelf ( 122 ) and / or - the number of OP-service robots ( 110 ) from the first shelf ( 121 ) and the number of OR service robots ( 110 ) on the second shelf ( 122 ) detected surgical instruments detected. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (140) ausgebildet ist, um die mit der Zählfunktion detektierten Anzahlen miteinander zu vergleichen und einen Hinweis auszugeben, wenn die Anzahlen nicht miteinander übereinstimmen.Arrangement according to claim 8, characterized in that the electronic unit ( 140 ) is adapted to compare the numbers detected with the counting function with each other and to issue an indication if the numbers do not coincide with each other. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ablage (121) zumindest eine weitere vorgegebene Ablagestelle aufweist, an der ein bestimmter Verbrauchsgegenstand (221, 222) ablegbar ist und deren Position dem OP-Service-Roboter (110) bekannt ist, wobei der OP-Service-Roboter (110) ausgebildet ist, um auf Anfrage durch den Bediener (40, 50, 60) den an der weiteren vorgegebenen Ablagestelle abgelegten bestimmten Verbrauchsgegenstand (221, 222) aufzunehmen und anzureichen.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first tray ( 121 ) has at least one further predetermined deposit location at which a particular consumable item ( 221 . 222 ) and whose position is assigned to the surgical service robot ( 110 ), the OP service robot ( 110 ) is designed to be requested by the operator ( 40 . 50 . 60 ) the particular consumable deposited at the further predetermined storage location ( 221 . 222 ) record and submit. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weiteres Ablage (123), insbesondere Verbrauchsmaterial-Tablett, vorgesehen ist, welche zumindest eine weitere vorgegebene Ablagestelle aufweist, an der ein bestimmter Verbrauchsgegenstand (221, 222) ablegbar ist und deren Position dem OP-Service-Roboter (110) bekannt ist, wobei der OP-Service-Roboter (110) ausgebildet ist, um auf Anfrage durch den Bediener (40, 50, 60) den an der vorgegebenen Ablagestelle abgelegten bestimmten Verbrauchsgegenstand (221, 222) aufzunehmen und anzureichen.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a further tray ( 123 ), in particular consumable tray, is provided, which has at least one further predetermined storage location at which a certain consumable item ( 221 . 222 ) and whose position is assigned to the surgical service robot ( 110 ), the OP service robot ( 110 ) is designed to be requested by the operator ( 40 . 50 . 60 ) the specific consumable deposited at the designated depository ( 221 . 222 ) record and submit. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbrauchsmaterialbehälter (130) zur Entsorgung eines benutzten Verbrauchsgegenstands (221, 222) vorgesehen ist, wobei die Elektronikeinheit (140) mit einer weiteren Zählfunktion für in den Verbrauchsmaterialbehälter (130) abgelegte Verbrauchsgegenstände (221, 222) ausgestattet ist, die die Anzahl der von der ersten (121) und/oder von der weiteren Ablage (123) genommenen Verbrauchsgegenstände (221, 222) sowie die Anzahl der in den Verbrauchsmaterialbehälter (130) abgelegten Verbrauchsgegenstände (221, 222) detektiert.Arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that a consumable container ( 130 ) for disposing of a used consumable ( 221 . 222 ) is provided, wherein the electronic unit ( 140 ) with another counting function for in the consumables container ( 130 ) stored consumables ( 221 . 222 ), which is the number of the first ( 121 ) and / or from the further storage ( 123 consumables ( 221 . 222 ) as well as the number of in the consumables container ( 130 ) consumables ( 221 . 222 ) detected. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (140) ausgebildet ist, um die mit der weiteren Zählfunktion detektierten Anzahlen miteinander zu vergleichen und einen Hinweis auszugeben, wenn die Anzahlen nicht miteinander übereinstimmen.Arrangement according to claim 12, characterized in that the electronic unit ( 140 ) is configured to compare the numbers detected with the further counting function with each other and to output an indication if the numbers do not coincide with each other. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Zielposition vorgegeben ist, – in die der OP-Service-Roboter (110) ein angefragtes OP-Instrument oder einen angefragten Verbrauchsgegenstand anreicht oder – in der eine Haltevorrichtung (117) des OP-Service-Roboters (110) positionierbar ist, um vom Bediener (40, 50, 60) ein OP-Instrument oder einen Verbrauchsgegenstand zurück zu nehmen. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one target position is predetermined, into which the OP service robot ( 110 ) a requested surgical instrument or a requested consumable article reaches or - in which a holding device ( 117 ) of the surgical service robot ( 110 ) is positionable by the operator ( 40 . 50 . 60 ) to take back a surgical instrument or a consumable. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielposition vom Bediener (40, 50, 60) individuell vorgebbar und im OP-Service-Roboter (110) abspeicherbar ist.Arrangement according to claim 14, characterized in that the target position of the operator ( 40 . 50 . 60 ) and can be specified individually in the operating room service robot ( 110 ) is storable. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des OP-Service-Roboters (110) relativ zu einem OP-Tisch vom Bediener individuell vorgebbar ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the position of the surgical service robot ( 110 ) is individually predetermined by the operator relative to an operating table. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (140) ausgebildet ist, um die einzelnen Aktionen des OP-Service-Roboters (110) bei einer Operation zu protokollieren und abzuspeichern.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic unit ( 140 ) is adapted to the individual actions of the surgical service robot ( 110 ) during an operation to log and save. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (140) ausgebildet ist, um bei einer neuen Operation den Operationsverlauf mit den protokollierten Operationsverläufen von vorhergehenden Operationen derselben Operationsklasse zu vergleichen, wobei dann, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass ausgehend von der in der laufenden, neuen Operation zuletzt durchgeführten Aktion die nächste Aktion in allen protokollierten Operationen immer dieselbe war, automatisch geschlossen wird, dass auch in der laufenden, neuen Operation die nächste Aktion diejenige sein wird, die in den gespeicherten Operationen folgte.Arrangement according to claim 16, characterized in that the electronic unit ( 140 ) is adapted, in a new operation, to compare the course of the operation with the logged operation sequences of previous operations of the same operation class, wherein, if it results from the comparison, starting from the action last performed in the current, new operation, the next action in It is automatically concluded, even in the current new operation, that the next action will be that which followed in the stored operations.
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