CH717179B1 - Trainingsgerät für die Ausbildung von minimal-invasiv tätigen Ärzten. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät (1) für Ärzte umfassend eine Trägerplatte zur Auflage von Ubungselementen und mehrere in einem Abstand von der Trägerplatte angeordnete schwenkbar gelagerte Aufnahmen zum Hindurchfuhren und zum Befestigen von chirurgischen Instrumenten, wobei die Aufnahmen (11) an einer Säule (3) in x-, y- und z-Richtung bewegbar angeordnet und in einer eingestellten Position arretierbar sind.

Description

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Trainingsgerät für die Ausbildung von minimal-invasiv tätigen Ärzten gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Unter Laparoskopie (= Bauchspiegelung) versteht man allgemein ein Verfahren zur Untersuchung des Bauchraums (altgriechisch: lapara = Bauch(-höhle)). Sie dient der Diagnostik und zur Durchführung von minimal-invasiven Operationen, d.h. Operationen in Schlüssellochtechnik. Durchgeführt wird die Laparoskopie mit einem Laparoskop oder auch einem Endoskop. Ursprünglich erfolgte über ein Rohr mit einem Linsensystem (Optik) die direkte Inspektion der Bauchhöhle. Heute handelt es sich um ein Video-Kamerasystem, bei welchem Bilder aus der Bauchhöhle digital auf einen Monitor übermittelt werden. Die „Skopie“ (altgriechisch: skopia = Beobachten) kann auch in anderen Körperhöhlen und -regionen durchgeführt werden (z.B. Brustraum: Thorako-skopie, etc.) Bei der minimal-invasiven Chirurgie (MIC) oder (speziell für die Bauchhöhle) laparoskopischen Chirurgie (MIC unter video-assistierter Bauchspiegelung) werden sowohl die Kamera (Endoskop) sowie benötigte (speziell lange) chirurgische Instrumente durch Hülsen (Trokare) über kleine Schnitte in die Bauchhöhle eingeführt.

[0003] Das Operieren mittels diesen speziell langen Instrumenten unter Video-Monitoring stellt für jeden Chirurgen eine erhebliche Herausforderung dar und bedingt deshalb eine langwierige und intensive Ausbildung. Folgende Schwierigkeiten müssen hierbei überwunden und entsprechende Kompensationsmechanismen erlernt werden: Feines und gezieltes Arbeiten über verlängerte Instrumente: Nach dem Handgriff führt eine mechanische Übersetzung in einem meist 33cm langen Schaft zu unterschiedlichen Werkzeugen an der Spitze des Instrumentes (Klemmen, Scheren, Spreizwerkzeug, etc.). Stark veränderte Haptik: Die Sensorik der Hand und der Finger zu Geweben und Organen (auch über klassische „kurze“ Instrumente, welche direkt in der Hand gehalten werden) unterscheidet sich markant zum sensorischen Empfinden über laparoskopische Instrumente. Sie ist in der laparoskopischen Chirurgie stark vermindert resp. verändert. Das Gewebe- und Schichtgefühl ist ebenfalls deutlich eingeschränkt. Stereotaktisches, 3-dimensionales Sehen, Erleben und Handeln: Das Grundproblem der neuen laparoskopischen Operationstechnik ist hierbei, dass ein 3-dimensionaler Körper und ein im Prinzip 3-dimensionales Handwerk über ein 2-dimensionales Videobild abgebildet wird. Das stereotaktische Sehen mit den Augen wird hierdurch unmöglich. Es müssen stellvertretende Kompensationsmechanismen erarbeitet und erlernt werden, um dieses Defizit ausgleichen zu können. Analog hierzu ist das 3-dimensionale Erleben und Handeln durch die fehlende visuelle Kontrolle äusserst schwierig und bedarf einer intensiven Schulung. So ist das „Fühlen/ Spüren“ in welcher 3-dimensionalen Lage sich ein Körper gerade in der Bauchhöhle befindet und wie man einen solchen Körper 3-dimensional, optimal vektoriell bewegen soll, initial sehr schlecht ausgeprägt und bedarf eines langen Trainings. Schlussendlich kann ein guter Chirurg erkennen, wie im Raum ein Körper positioniert ist und in welche vektorielle Richtung (3-dimensionaler Summenvektor der x,y,z-Ebene) er diesen Körper zur optimalen chirurgischen Präparation zu bewegen hat (Rotation, Translation). Übersicht und Orientierung (Makrosignale): Der Bereich während einer laparoskopischen Operation, welcher auf dem Monitor abgebildet ist, entspricht meistens nur einem Bruchteil der ganzen Bauchhöhle. Die Zielregion soll durch den Vergrösserungseffekt des Kamerasystems wie eine Lupe optimal dargestellt werden. Jedoch wird dadurch der Überblick resp. die Gesamtübersicht eingeschränkt. Dies kann die Orientierung wegen den fehlenden Landmarken (Fixpunkten) und die Fähigkeit „Makrosignale“ zu empfangen beeinträchtigen. „Makrosignal“ sind Eindrücke, die unbewusst empfangen, analysiert und ans Gehirn mit entsprechender Priorität weiter geleitet werden. „Makrosignale-Empfangen“ ist eine erlernte unterbewusste Fähigkeit „das Gesamte im Blick zu behalten“ und auf gewisse Stimuli zu reagieren. So werden Alarmsignale auch am Rand des Blick-Sichtfeldes unterbewusst war genommen und alarmieren den Chirurgen, wenn ausserhalb seines Fokusses etwas nicht in Ordnung ist. Vermindertes Platz-/ Raumangebot: Z. T. sind Extremlagerungen des Patienten nötig (Kopfhoch-/ Kopftieflage), um ausreichend Platz zum Operieren zu erhalten. Hierbei wird durch die Schwerkraft der mobile Darm bei der Umlagerung in tiefer liegende Bereiche der Bauchhöhle umplatziert. Physikalische Gesetze: Bei der laparoskopischen Chirurgie werden z. T neue physikalische Gesetze relevant oder bekannte haben einen neuen, anderen Wirkungsgrad: Hebelkraft, Hypomochlion, Scher-/ Reibungskräfte, Fulcrum-Effekt (Drehpunkt-Effekt), Triangulation, Arbeits- und Manipulationswinkel, coaxiale und laterale Position zum Patienten, Freiheitsgrade der Instrumente, Interferenz, etc.). All diese Einflüsse erschweren initial das Operieren und müssen neu erlernt und in die chirurgische Handlung implementiert werden.

Prinzipielle medizin-technische Vorgaben:

[0004] Um diese genannten Fähigkeiten und Fertigkeiten nicht erst am Patienten zu erlernen, bedarf es eines speziellen Trainings. Das Setting und die Möglichkeiten einer solchen technischen Trainingseinheit sollte dabei möglichst viele dieser Kriterien abdecken: 1. Bi-manuelles Training 2. Training der Augen-Hand-Koordination 3. Adaptation der neuen relevanten physikalischen Gegebenheiten beim laparoskopischen Handling 4. Training der senso-motorischen Kompensationsmechanismen. Beherrschen des feinen und gezielten Arbeitens trotz überlanger Instrumente. Vertraut sein mit der veränderten Haptik. 5. Training des 3-dimensionales Sehens, des Erlebens (Vorstellens) und des Handelns 6. Orientierung und adäquate Handlungsfähigkeit unter limitierten Platzverhältnissen. Training des laparoskopischen Handlings auch bei vermindertem Platz-/ Raumangebot und engen Verhältnissen.

[0005] Daraus ergeben sich prinzipielle apparativ-technische Vorgaben: Das Trainingsgerät selbst sollte technisch ermöglichen, optimal die unter den Punkt 1. - 6. genannten medizintechnischen Kriterien trainieren zu können. Dies setzt folgende Anpassungs-, Installations- und Einstellungsmöglichkeiten voraus: Generell sollte das Trainingsgerät folgende Bestandteile beinhalten: 1. eine zentrale Fixation für modulare Applikation von Trainingselementen, 2. Mindestens zwei Haltevorrichtungen für Trokare zum Einführen von laparoskopischen Instrumenten, die jeglichen Punkt eines Trainingselementes (von beiden Instrumente aus) in einer Schnittmenge von i.d.R. optimal einem max. Radius von 15-20cm (einseitig selten bis 25cm) erreichen kann (zentral, seitlich, oben, unten), 3. Fakultativ (aber wünschenswert) ein „Video-Kamera-Monitor“-System.

[0006] Um nun Basiskenntnisse des laparoskopischen Operationsverfahrens und im Verlauf eine hohe Expertise der notwendigen Fähigkeiten und senso-motorischen Fertigkeiten/ Skills zu erlangen, sind bereits Vorrichtungen bekannt, mit denen der Chirurg die während der Operation notwendigen Tätigkeiten ausserhalb des menschlichen Körpers trainieren kann. In der einfachsten Form solcher Vorrichtungen werden zwei Operationsinstrumente durch je ein Loch in eine Box eingeführt, in welcher ein künstliches Probeorgan anhand der Bilderfassung mit einer Kamera auf dem Bildschirm bearbeitet werden kann (WO 99/42978, WO 2005/037057). Solche Trainingsvorrichtungen sind jedoch unbefriedigend.

[0007] Die meisten auf dem Markt erhältlichen Trainingsvorrichtungen haben (in irgend einer Form) mehr oder weniger grosse Einschränkungen zum eigentlichen Bedarf eines Trainingsgerätes für Chirurgen. Die folgende Auflistung spiegelt die aktuelle Realität wieder: Häufig werden Trainingseinheiten oder zu bearbeitenden (künstliche) Organe auf einer fest montierten Platte in einer horizontalen oder schrägen Ebene fix befestigt, so dass es nicht möglich ist, einen Widerstand, wie er in der Realität vorhanden ist, an den Instrumenten zu spüren Meist existieren nur Möglichkeiten plane, 2-dimensionale Trainingseinheiten zu verwenden Bei den meisten Vorrichtungen sind die Instrumente in Kugelbüchsen oder dergleichen in der Wand oder dem Deckel einer Box gelagert, so dass deren Position einmalig festgelegt ist. Die Haltevorrichtungen für die Instrumente in den Boxen entsprechen praktisch nie den Verhältnissen, wenn Instrumente durch die elastische Bauchdecke hindurchgeführt werden und dort sowohl gegen Längsverschiebung, als auch in Bezug auf Dreh- oder Schwenkbewegungen lageabhängig Widerstand erhalten. Meistens besteht eine fixe Arbeitsrichtung mit den Instrumenten, da die Trainings-Box auf einem Tisch steht: = Verlauf der Instrumente von oben nach unten. Dies wiederspricht aber vielen und sehr häufigen Operationen (z.B. die Operation der Gallenblase, des Leistenbruches, des Mastdarms, etc.: hier verläuft wegen der Extremlagerung des Patienten, die Richtung der überlangen Instrumente häufig von unten nach oben. Die meisten Trainingsboxen sind geschlossene Boxensysteme ohne direkte Kontrolle und Aufsicht auf das Trainingselement. Selten gibt es auch offene Systeme, dann aber ohne Möglichkeit eines Kamera-Monitor-Trainings. Wenn eine Kamera vorhanden ist, sind die Einstellungsmöglichkeiten äusserst limitiert. Die häufigste Kameraposition in einer Box erlaubt lediglich einen Blickrichtung: schräg von oben nach unten, mittig. Praktisch nie kann ein Trainingstool so von der Höhe der Arbeitsebene eingestellt werden, dass es auch für sehr kleine oder sehr grosse Personen optimale wäre, was im Operationssaal (mit den Höhen verstellbaren Tischen) immer möglich ist.

[0008] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuen, innovativen, den Bedürfnissen angepassten und optimalen Trainingsgerätes (Tools) für die Ausbildung minimal-invasiver Operationstechniken für die Fachbereiche Chirurgie, Gynäkologie, Urologie, Thoraxchirurgie, Orthopädie etc., welches dem Chirurgen im Wesentlichen realistische Verhältnisse zur Verfügung stellt, die er später beim Einsatz am Patienten wiederfindet.

[0009] Bevorzugt gilt: a. Das Tool muss ausreichend stabil und schwer sein, um Zugkräften beim Training wiederstehen zu können. b. Die Abmessungen des Tools müssen ausreichend gross sein, dass verschiedene Trainingsmodule unterschiedlichster Grösse und Form eingesetzt werden können. c. Das Tool muss den geometrischen Orten (Wirk-Radius der laparoskopischen Instrumenten resp. deren Arbeitslänge: max. 33cm) Rechnung tragen. d. Das Tool muss in seiner Arbeitshöhe (Grund-Trainingsebene) so einstellbar sein, dass es für Personen unterschiedlicher Grösse optimal zu handhaben ist e. Das Tool muss ein Fixierungssystem aufweisen, dass es erlaubt, modular unterschiedliche Trainingseinheiten einzusetzen und zu verwenden. f. Das Tool muss sowohl für Trainingseinheiten, welche 2-dimensional (also plan), wie auch 3-dimensional (also räumlich, körperlich) konzipiert sind, vorgesehen sein, g. Das Tool muss so konzipiert sein, dass folgende Elemente nach Bedarf eingestellt und fixiert werden können: • Grund-Trainingsebene (Target (= Übungs-/ Trainingseinheit) und Trokarhalterung): Muss nach vorne/ unten resp. oben/ hinten neigbar sein • Trokarhalterung: Justierbar in Höhe zur Grund-Trainingsebene, in den seitlichen (horizontalen) Winkeln rechts und links zum Target, in der Neigung (vertikal) zum Target und im Abstand zum Target • Halterung Trainingseinheit (Target): Muss nach vorne/ unten resp. oben/ hinten kippbar sein h. (fakultatives) Video-Kamera-Monitor-System: Ein Trainingstool kann geschlossen (dann braucht es sicher ein Kamerasystem) oder offen (= Training direkt einsehbar/ observierbar) sein. Optimal ist, wenn beide Optionen in einem Trainingsgerät zur Verfügung stehen (zu Beginn direkte stereotaktische Sicht auf Trainingshandlung, später Training über Monitor: 2D-Bild übertragen zu einer 3D-Handlung und -beobachtung). Bei Verwendung eines Kamerasystems ist es eminent wichtig, dass diese Kamera extrem flexibel eingesetzt werden kann. So muss gewährleistet sein, dass bei einem optimalen Trainingsgerät (inkl. 3-dimensionalen Trainingseinheiten) die Kamera aus jeglicher Perspektive das Training abbilden kann: von oben, von beiden Seite, von unten und aus allen schrägen Richtungen dazwischen. Die Kamera sollte hierbei die laparoskopischen Instrumente nicht behindern oder störend im Weg sein. Sie darf auch die Sicht auf das Trainingselement (als direkte visuelle 3D-Kontrolle) oder auf den Monitor nicht behindern.

[0010] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Trainingsgerät gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Trainingsgeräts werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0011] Die in der Einleitung beschriebenen prinzipiellen medizintechnischen wie auch apparativ-technischen Vorgaben sind in der vorliegenden Erfindung weitestgehend umgesetzt worden.

[0012] Das Trainingsgerät zeichnet sich aus durch sein Alleinstellungsmerkmal in der Umsetzung aller relevanten Bedürfnisse eines Chirurgen zu einer realitätsnahen Trainings-Simulation einer minimal-invasiven Operation. Dies erreicht er durch eine Kombination aller relevanter Einstellungsmöglichkeiten sowohl für die Trainingseinheiten, der Instrumentenhalterung, der Kamerapositionierung und der Arbeitsebene, wie auch der Umsetzung und Realisierung der didaktisch wichtigen Möglichkeit wissensrelevante Trainingseinheiten sowohl in planer, 2-dimensionaler Form, wie auch in körperlicher, 3-dimensionaler Form implementieren zu können. Alle dies erfolgt monitorisiert durch ein maximal flexibles KameraSystem in höchster Bildqualität und nahezu real-time Übertragung.

[0013] Somit können alle relevanten senso-motorische Skills durch die entsprechenden Trainingseinheiten realitätsgetreu trainiert werden.

[0014] Dem Operateur wird beim Training am vorliegenden Trainingsgerät das Gefühl und somit die Routine vermittelt einerseits relevante senso-motorische Fertigkeiten (Skills) trainieren zu können und andererseits im übertragenen Sinn ein nicht starres Objekt (ein Organ oder ein Gewebe entsprechend den Verhältnissen bei einer realen Operation) bearbeiten zu können.

[0015] Um eine geeignete realistische Winkellage zwischen zwei chirurgischen Instrumenten einstellen zu können, sind die Instrumente an Schwenkarmen gelagert, deren gegenseitige Winkellage einstellbar ist. Sowohl der Winkel zwischen den beiden Schwenkarmen, als auch die Lage der Schwenkarme bezüglich der stehenden Position des Chirurgen können eingestellt werden. Dazu sind die Schwenkarme auf einer gemeinsamen Achse oder auf nebeneinander liegenden Achsen schwenkbar befestigt.

[0016] Im Weiteren kann der Widerstand bei der axialen Verschiebbarkeit der chirurgischen Instrumente eingestellt werden, d.h. der Widerstand des axialen Verschiebens, wie dies am menschlichen Körper durch die Bauchdecke hindurch geschieht, kann eingestellt werden.

[0017] Im Weiteren kann an der gelenkig befestigten Axialführung der chirurgischen Instrumente auch die Verschwenkung der chirurgischen Instrumente an die Realität angepasst werden, d.h. Verschwenken ist nicht ohne Widerstand möglich, sondern geeignete Mittel sind vorgesehen, um die Schwenkkräfte an die realistischen Gegebenheiten anzupassen.

[0018] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Trainingsgerätes liegt darin, dass die Position der Befestigung und Führung der chirurgischen Instrumente an die Distanz zur Trainingseinheiten (zum zu operierenden Körperteil), hier zu den auf der Trägerplatte befestigten Trainingseinheiten, einstellbar ist. Es ist also auch eine Anpassung an die individuellen Grössenverhältnisse des Patienten wie die Dicke der zu durchdringenden Bauchdecke einstellbar.

[0019] Die Trägerplatte kann auch in eine Schräglage gebracht werden, um den Chirurgen die Möglichkeit zu geben, Operationen aus unterschiedlichen Winkelperspektiven, wie dies im Körperinnern oft der Fall ist, durch zu führen.

[0020] Eine dreidimensional bewegliche Lagerung der Trägerplatte für die zu bearbeitenden Trainingseinheit ermöglicht es, die Verhältnisse, wie sie beim Operieren von Organen im Bauchraum vorliegen, realitätsgetreu vorzugeben. Insbesondere werden durch die nicht starre Lagerung der zu bearbeitenden Trainingseinheiten (simulierten Körperteile) den chirurgischen Instrumenten bzw. dem Chirurgen reale räumliche Verhältnisse geboten und entsprechende Kräfte entgegengesetzt. Beispielsweise können beim Training (entsprechend einer Präparation an einem Organ) Anteile des Trainingstools (Organs/ Gewebes) der Manipulation auszuweichen versuchen, so dass der Chirurg dem ausweichenden Teil folgen muss. Dies nicht nur in axialer Richtung zum chirurgischen Instrument, sondern dreidimensional, da die Tools nicht auf einer starren Platte gehalten sind.

[0021] Um dies zu erreichen, ist die Trägerplatte beispielsweise auf einem Kugelgelenk gelagert oder die Verbindung zwischen der Trägerplatte und einem Tragarm für die Trägerplatte ist aus einem elastischen Material wie Gummi hergestellt, derart dass ein allseitiges Auslenken durch die vom chirurgischen Instrument auf den Körper ausgeführte Kraft erfolgt. Werden zwei Instrumente, wie dies üblich ist, verwendet, so werden von beiden Instrumenten Kräfte eingeleitet, die immer zu einer Verschiebung bzw. einem Ausweichen des zu operierenden Objekts führen.

[0022] Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispiels wird das Trainingsgerät nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Trainingsgeräts für die Ausbildung von Chirurgen, Figur 2 eine perspektivische Darstellung des Trainingsgeräts unter Weglassung der Trägerplatte und der Kamera, Figur 3 eine perspektivische Rückansicht des Trainingsgeräts mit der Trägerplatte, Figur 4 eine perspektivische Detailansicht eines Schwenkarms für eine Instrumentenaufnahme sowie den ein- und verstellbaren Elementen, Figur 5 eine perspektivische Detailansicht der Trägerplatte mit einem fiktiven Körperteil auf einem Stativ und Figur 6 einen Vertikalschnitt durch die Trägerplatte in Figur 5.

[0023] Mit Bezugszeichen 1 ist ein Trainingsgerät bezeichnet. Dieses umfasst eine Säule 3, welche auf einer Grundplatte 5 befestigt ist. Mit einer verschiebbaren Bride 7 sind an der Säule 3 zwei Schwenkarme 9 befestigt. Die Schwenkarme 9 sind auf separaten Schwenkachsen oder vorzugsweise auf einer gemeinsamen Achse A schwenkbar angeordnet. Die Schwenkarme 9 tragen an ihren Enden Aufnahmen 11 für chirurgische Instrumente 13. Weiter ist direkt an der Säule 3 oder an der Bride 7 eine Trägerplatte 15 befestigt. Am oberen Ende der Säule 3 kann ein Kameraarm 17 angeordnet sein, an dessen Ende eine Kamera 19 oder ein Spiegel, der ein Bild zu einer in den Figuren nicht dargestellten Kamera leitet, befestigt ist.

[0024] Die Trägerplatte 15 ruht auf einem Stativ 21, das an seinem oberen Ende die Trägerplatte 15 trägt und an seinem unteren Ende an einem Sockel 23, der um eine horizontale Schwenkachse B schwenk- und arretierbar gelagert ist. Der Sockel 23 kann durch einen ersten Hebel 25 in der eingestellten Lage geschwenkt und arretiert werden. Der Sockel 23 ist zudem auf um eine weitere horizontal verlaufende Achse C auf einem Kreisbahnabschnitt geführt. Dazu ist die Achse C in einer Welle 27 angeordnet, an der zwei Führungsplatten 29 als Trägerpaar befestigt sind. An diesen Führungsplatten 29 ist der Sockel 23 befestigt. Die Welle 27 kann durch einen zweiten Hebel 31 geschwenkt und arretiert werden. Mit den Führungsplatten 29 kann folglich die Höhenlage des Sockels 23 und damit der daran befestigten Trägerplatte 15 bezüglich der Grundplatte 5 eingestellt werden.

[0025] Im Sockel 23 ist eine Bohrung 33 ausgebildet, in welcher das Stativ 21 für die Trägerplatte 15 aufgenommen wird. Die gelenkige Lagerung der Trägerplatte 15 am oberen Ende des Stativs 21 erfolgt durch ein Lagerelement 35, mit welchem die Trägerplatte 1 in allen Richtungen schwenkbar gelagert ist.

[0026] Das Lagerelement 35 kann beispielsweise aus einer Kugel am oberen Ende des Stativs 21 und einer Pfanne an der Unterseite der Trägerplatte 15 bestehen. Selbstverständlich können diese beiden Elemente auch umgekehrt angeordnet sein, d.h. am Stativ 21 sitzt die Pfanne und die Kugel ist mit der Trägerplatte verbunden. Alternativ kann das Lagerelement 35 auch aus einem Stababschnitt aufgebaut sein, der aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff besteht (keine Abb.). Im Weiteren besteht vorzugsweise ein Verbindungselement 53 zwischen dem Randbereich der Trägerplatte 35 und dem Stativ 21, um dieses in einer Grundstellung, beispielsweise rechtwinklig zum Stativ 21 zu halten, wenn keine Kräfte auf die Oberfläche des Trägerelements 35 wirken. Das Verbindungselement 53 kann aus Gummiseilen oder -bändern bestehen, die an der Trägerplatte 15 und am Stativ 21 befestigt sind (Fig. 5,6).

[0027] Selbstverständlich könnte die dreidimensionale Schwenkbarkeit des Trägerelements 35 auch durch ein Kreuzgelenk als Lagerelement 35 erfolgen.

[0028] Die Trägerplatte 15 dient als Auflage für Trainingsmodelle wie Schläuche als Imitation von Blutgefässen, dreidimensionale Gebilde mit unterschiedlicher Festigkeit bzw. Härte simulieren beispielsweise andere Körperteile im menschlichen Körper, an denen mit den chirurgischen Instrumenten 13 Operationen vorgenommen werden müssen. Diese Körper simulieren generell zu operierende Körperteile, um daran Schnitte zu erzeugen und Nähte zum Verschliessen der Schnitte zu üben, aber auch zum Versengen von Bereichen von Körperteilen wie kleine Äderchen oder zum Bearbeiten derselben mit Laserlicht und so fort. Die simulierten Körperteile 55 auf der Trägerplatte 15 können fest mit dieser verbunden sein und jeweils für das Üben wird die gesamte Trägerplatte 15 ausgewechselt oder die Körperteile 55 sind einzeln entnehmbar und werden mit Befestigungsmitteln wie Schrauben, Kletten oder anderen Elementen temporär auf der Oberfläche der Trägerplatte 15 während deren chirurgischen Bearbeitung gehalten.

[0029] Die Lage bzw. der Eingriffswinkel zwischen den beiden oder weiteren chirurgischen Instrumenten 13 kann mehr oder weniger beliebig ein- und verstellt werden. Die Schwenkarme 9 sind um die Achse oder Achsen A schwenkbar und die jeweilig geeignete Schwenkposition bzw. der Winkel zwischen den Schwenkarmen 9 kann individuell festgelegt werden und ist reproduzierbar, wenn z.B. das Arretier- und Führungselement 37 aus einer teilweise kreisbogenförmigen Platte 41 besteht. Diese kann, wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, T-förmig ausgeführt sein, wobei im kreisbogenförmigen Schenkel 43 ein Schlitz 44 ausgebildet ist, durch welchen Feststellschrauben 45 hindurchführbar sind.

[0030] Im Weiteren sind die Aufnahmen 11 für die chirurgischen Elemente 13 auf einem Schieber 47, der radial entlang der Schwenkarme 9 verschieb- und feststellbar angeordnet ist, angelenkt. Die Aufnahmen 11 werden getragen von Tragarmen 49, welche schwenk- und arretierbar mit einem Gelenk 51 am Schieber 47 schwenkbar befestigt sind. Zur reproduzierbaren Schwenkarmausrichtung kann an den Tragarmen 49 eine entsprechende Skala aufgedruckt sein. Das Gelenk 51 auf dem Schieber 47 ist um eine vertikale Achse D verschwenkbar gelagert.

[0031] Die Aufnahme 11 für das chirurgische Instrument 13 ist weiter um eine im Wesentlichen horizontale Achse E am oberen Ende des Tragarms 49 schwenkbar. Im Weiteren ist das chirurgische Instrument 13 in der Aufnahme 11 axial verschiebbar. Daraus ergibt sich, dass das chirurgische Instrument 13 sowohl auf dem Schwenkarm 9 um die horizontale Achse A verschwenkbar, auf dem Schwenkarm 9 radial verschiebbar, auf dem Schieber 47 um eine vertikale Achse D schwenkbar und um eine horizontale Achse am Gelenk 51 schwenkbar und weiter um die Achse E am Ende des Tragarms verschwenkbar gelagert ist. Dies bedeutet, dass das chirurgische Element 13 im Wesentlichen jede beliebige Lage einnehmen kann und somit der Chirurg mit zwei Instrumenten auch alle notwendigen Bearbeitungen im Innern des menschlichen Körpers vornehmen kann. Während einer Operation ist vorzugsweise nur die Schwenkbarkeit der Schwenkarme und der Tragarme 49 voreingestellt.

[0032] Sowohl die Trägerplatte 15 mit deren Lagerelement 35 als auch die Schwenkarme 9 können gemeinsam mit der Bride 7 in vertikaler Richtung an der Säule 3 verschoben und dadurch die Höhenlage eingestellt werden. Dies alles ermöglicht es den Chirurgen, am Trainingsgerät 1 sämtliche am menschlichen Körper vorkommenden operativen Eingriffe zu trainieren.

[0033] Das Trainingsgerät 1 kann, wie in den Figuren dargestellt, „auf Sicht“ verwendet werden, d.h. der Chirurg kann direkt die Lage der Instrumente sehen, mit denen er Operationen simuliert. Selbstverständlich kann der Blick auf die Trägerplatte 15 auch abgedeckt werden, so dass die simulierte Operation mit einer Kamera 19 aufgenommen und auf einem, in den Figuren nicht dargestellten Bildschirm übertragen wird, wie dies bei echten Operationen am Menschen der Fall ist.

Legende der Bezugszeichen

[0034] 1 Trainingsgerät 3 Säule 5 Grundplatte 7 Bride 9 Schwenkarme 11 Aufnahme 13 chirurgisches Instrument 15 Trägerplatte 17 Kameraarm 19 Kamera 21 Stativ 23 Sockel 25 1. Hebel 27 Welle 29 Führungsplatten 31 2. Hebel 33 Bohrung 35 Lagerelement 37 Arretier- und Führungselement 39 Platte 41 Schenkel 43 Skala 44 Schlitz 45 Feststellmittel 47 Schieber 49 Tragarm 51 Gelenk 53 Verbindungselement 55 Körperteil

Claims (14)

1. Trainingsgerät für die Ausbildung von minimal-invasiv tätigen Ärzten, beispielsweise Chirurgen, Gynäkologen, Urologen, in der Handhabung laparoskopischer chirurgischer Instrumente, umfassend eine Trägerplatte für Auflage von Ubungselementen, insbesondere zur Simulation von Organen und Geweben, mehrere in einem Abstand von der Tragerplatte angeordnete schwenkbar gelagerte Aufnahmen zum Hindurchführen und zum Befestigen von chirurgischen Instrumenten, dadurch gekennzeichnet,dass die Aufnahmen (11) für die chirurgischen Instrumente (13) an einer Säule (3) in x-, y- und z-Richtung bewegbar angeordnet und in der beanspruchten eingestellten Position arretierbar sind.

2. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (11) für die Instrumente (13) auf den Enden von Schwenkarmen (9) angeordnet sind und dass die Schwenkarme (9) um vertikal verlaufende Achsen schwenkbar sind.

3. Trainingsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkarme (9) die vertikal verlaufenden Achsen als eine gemeinsame Schwenkachse oder als separate Schwenkachsen A aufweisen.

4. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel zwischen den Schwenkarmen (9) ein- und feststellbar ist.

5. Trainingsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eingestellte Winkel zwischen den Schwenkarmen (9) an einem Arretier- und Führungselement (37) mit Feststellmitteln (45) arretierbar und an einer Skala (43) einstellbar sind.

6. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Distanz der Aufnahmen (11) in Bezug auf die Säule (3) mit einem Schieber (47) radial verstellbar ist.

7. Trainingsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (11) am oberen Ende von einem jeweiligen Tragarm (49) befestigt ist, welcher Tragarm (49) an seinem unteren Ende mit dem Schieber (47) verbunden ist.

8. Trainingsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Tragarms (49) mit dem Schieber (47) durch ein Gelenk (51) erfolgt, wobei das Gelenk (51) um eine vertikal verlaufende Achse D schwenkbar am Schieber (47) angelenkt ist.

9. Trainingsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (49) um eine horizontal verlaufende Achse am Gelenk (51) angelenkt und arretierbar ist.

10. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) elastisch bewegbar mit dem Tragarm (49) verbunden ist.

11. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (15) zur Aufnahme von fiktiven Körperteilen dreidimensional beweglich gelagert ist.

12. Trainingsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (15) auf einem Kugelgelenk oder an einem elastisch schwenkbaren Tragarm gelagert ist.

13. Trainingsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk starr an einem schwenkbaren Tragarm befestigt ist.

14. Trainingsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm axial verstellbar gelagert ist.