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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gelenkarm zur Halterung von chirurgischen Instrumenten. Daneben wird eine Anordnung von mehreren erfindungsgemäßen Gelenkarmen angegeben.
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Im Bereich der Chirurgie-Assistenzsysteme, z. B. in der klassischen, nicht-minimalinvasiven Chirurgie im Bauch- oder Brustkorbraum, wird vermehrt darauf abgezielt medizinisches Personal durch technische Hilfssysteme zu ersetzen, wo es aufgrund von Konzentrationsschwächen oder Ermüdungserscheinungen eines Menschen zu Störungen und Komplikationen eines chirurgischen Eingriffs kommen kann. Ein Beispiel dafür ist die Halterung von Wundhaken, die so in den Operationszugang eingesetzt werden, dass dieser offen gehalten wird. Auch andere chirurgische Instrumente, die während der Operation in einer festen Position gehalten werden müssen, werden vorzugsweise von mechanischen Haltern und nicht von medizinischem Hilfspersonal gehalten.
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Bisher bekannte Haltesysteme beschränken sich auf mechanische Halter verschiedener Ausführungsformen, z. B. Gestänge und Platten mit einfachen mechanischen Klemmen und Gelenken, sowie Gelenkstangen mit arretierbaren Gelenken. Beispielsweise werden die Gelenke auch durch Druckluft arretiert. Für den Einsatz dieser mechanischen Halter muss der Anwender diese mit zwei Händen bedienen. Die Bedienung mit zwei Händen ist sowohl zur Positionierung der Wundhaken oder Instrumente nötig als auch zur Arretierung der Gelenke, z. B. durch Schrauben oder die Betätigung von Druckluftknöpfen. Die schlechte Bedienbarkeit schränkt die Anwendung besonders für chirurgische Eingriffe ein. Besonders nachteilig ist, dass zur Bedienung verschiedener Haltevorrichtungen wiederum Hilfspersonal benötigt wird.
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Die
DE 295 21 305 U1 beschreibt Haltearmsystem, insbesondere für chirurgische Instrumente.
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Die
DE 38 53 020 T2 beschreibt eine gegliederte Vorrichtung zum Halten eines Instruments.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung für die Halterung von chirurgischen Instrumenten bereitzustellen, die sehr einfach und allein vom Operateur bedient werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung für chirurgische Eingriffe anzugeben.
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Die Aufgabe ist durch einen Gelenkarm gemäß dem Patentanspruch 1 und durch eine Anordnung mit diesem Gelenkarm gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gelenkarms und der Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Gelenkarm weist mindestens ein steuerbares Gelenk auf, wobei dieses Gelenk in einen beweglichen Zustand und in einen arretierten Zustand schaltbar ist. Darüber hinaus weist der Gelenkarm eine steuerbare Klemmvorrichtung auf, die in einen geöffneten Zustand und einen geklemmten Zustand schaltbar ist. Auch weist der Gelenkarm eine Steuereinheit auf, die ausgestaltet ist Fernsteuerbefehle zu empfangen. Darüber hinaus ist die Steuereinheit ausgestaltet diese Fernsteuerbefehle in Schaltvorgänge umzusetzen, Schaltvorgänge des mindestens einen steuerbaren Gelenks und/oder der steuerbaren Klemmvorrichtung. Der erfindungsgemäße Gelenkarm ist daher besonders geeignet zur Halterung von chirurgischen Instrumenten, insbesondere Retraktoren. Der erfindungsgemäße Gelenkarm hat den Vorteil, dass über die Fernsteuerbefehle ein Berühren des Gelenkarms oder irgendwelcher Gelenkarmabschnitte überflüssig wird. Die Positionierung des Gelenkarms bzw. eines geklemmten Instruments erfolgt beispielsweise manuell: Über die Bewegung des Instruments wird indirekt der Gelenkarm bewegt. Dazu ist der Gelenkarm so ausgestaltet, dass die Gelenke im beweglichen Zustand durch manuelle Krafteinwirkung auf ein eingeklemmtes Instrument in der Klemmvorrichtung bewegbar sind. Dadurch, dass eine manuelle Krafteinwirkung auf das Instrument ausreicht den gesamten Gelenkarm zu bewegen, ist es nicht nötig, dass ein Anwender einen Berührpunkt außer des sterilen Instruments berührt, wodurch der Einsatz in einem chirurgischen Eingriff stark vereinfacht wird.
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Neben der vereinfachten Bedienung des erfindungsgemäßen Gelenkarms, hat die Einhandbedienung den weiteren Vorteil, dass nicht der gesamte Gelenkarm steril sein muss. Mit dem erfindungsgemäßen Gelenkarm ist eine Fixierung von Instrumenten in einem Halter möglich, ohne dass der Anwender diesen Halter oder Schalter daran betätigt. Der einzige Berührpunkt ist das chirurgische Instrument an sich, das für den Einsatz selbstverständlich in jedem Fall steril sein muss.
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D. h. der erfindungsgemäße Gelenkarm zeichnet sich dadurch aus, dass am Gelenkarm oder der Klemmvorrichtung selbst kein Knopf vorgesehen ist und keine Art von Bedienung notwendig ist, bei der Teile des Gelenkarms angefasst oder berührt werden müssen. Die Positionierung erfolgt insbesondere einhändig über den einzigen Berührpunkt am chirurgischen Instrument selbst und die Bedienung über Fernbedienungsvorrichtungen, wie beispielsweise Fußtaster, sprach- oder bewegungsgesteuerte Signale.
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Der erfindungsgemäße Gelenkarm verfügt also über mindestens zwei fernbedienbare Funktionen. Die erste Funktion ist das Feststellen und Lösen des Greifers bzw. der Klemm- oder Einspannvorrichtung für das zu haltende chirurgische Instrument. Über diese Funktion wird also die Klemmvorrichtung geöffnet und geschlossen. Die zweite Funktion betrifft das Feststellen und Lösen des mindestens einen Gelenks des Gelenkarms. Über diese Funktion wird das Gelenk oder mehrere Gelenke des Gelenkarms gelöst, d. h. beweglich geschaltet oder festgestellt, d. h. arretiert. In einer vorteilhaften Ausführungsform können mehrere Gelenke im Gelenkarm auch sukzessive festgestellt oder gelöst werden.
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Beispielsweise sind diese Funktionen über Schalter oder Taster realisiert. Insbesondere sind die Funktionen über Fußtaster einer Bedieneinheit realisiert. Für jede Funktion kann ein eigener Taster vorgesehen sein. Alternativ kann aber auch ein einzelner Taster so konfiguriert und programmiert sein, dass über die Betätigung des Tasters die jeweilige Funktion ausgewählt wird. Beispielsweise kann durch einmaliges Betätigen die Funktion 1 und durch zweimaliges Betätigen, d. h. durch einen Doppelklick die Funktion 2 ausgelöst werden. Vorzugsweise ist die Funktion der Auswahl der Gelenkarme durch einen separaten Taster realisiert.
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Des Weiteren sind die Gelenke vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie im arretierten Zustand eine Zugkraft von mindestens vier Kilogramm überwinden. Dies hat den Vorteil, dass eine versehentliche Bewegung oder Verschiebung des Instruments durch anstoßen am Gelenkarm verhindert wird. Der Gelenkarm zeichnet sich also besonders dadurch aus, dass er in beweglichem Zustand sehr leicht beweglich ist, so dass eine manuelle Krafteinwirkung allein auf das eingeklemmte Instrument ausreicht dieses zu positionieren, die Gelenke aber im arretierten Zustand eine ausreichende Stabilität aufweisen, um keine ungewollte Bewegung des eingeklemmten Instruments zuzulassen. Der Arretiermechanismus ist insbesondere so stabil, dass durch versehentliches Anstoßen an einer Stelle des Gelenkarms nicht zu einer Veränderung der Position des Instruments führt.
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Alternativ zur manuellen Betätigung des Gelenkarms über das eingespannte Instrument ist auch eine Ausgestaltung des Gelenkarms als Roboterarm vorstellbar. Bei dieser Variante könnte jedes Gelenk mit einem eigenen Antrieb ohne äußere Krafteinwirkung stellbar sein. Die manuelle Betätigung hat aber Vorteile hinsichtlich des benötigten Raums und auch Kostenvorteile.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gelenkarms ist auch die Klemmvorrichtung so ausgestaltet, dass sie im geklemmten Zustand einen Mindestwert für eine Zugkraft überwinden kann, beispielsweise einen Schwellwert von vier Kilogramm. Dies hat den Vorteil, dass auch die Klemmvorrichtung zur Stabilität des gesamten Gelenkarms im arretierten Zustand beiträgt.
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Der erfindungsgemäße Gelenkarm kann neben Wundhaken auch zur Halterung von Endoskopen, Speziallampen und anderen Instrumenten und Hilfsmitteln für chirurgische Operationen eingesetzt werden. Besonders beim Einsatz für die Halterung von Wundhaken muss die Arretierung eine signifikante Gegenkraft überwinden können, die sich bei dem Offenhalten des Operationszugangs ergibt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gelenkarms sind das Gelenk und/oder die Klemmvorrichtung elektromechanisch steuerbar. Insbesondere sind die beiden Zustände des Gelenks oder der Klemmvorrichtung über einen Piezo- oder Spindelantrieb realisiert. D. h. das Gelenk wird beispielsweise über eine Piezofolie oder über einen Piezostack elektromechanisch arretiert oder gelöst. Die Klemmvorrichtung wird beispielsweise über einen Spindelantrieb geöffnet und geschlossen. Dies hat den Vorteil, dass über die Steuereinheit ein elektrisches Signal an ein oder mehrere Gelenke und/oder die Klemmvorrichtung gesendet werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gelenkarms werden die Gelenke oder die Klemmvorrichtung elektropneumatisch arretiert oder geklemmt. Dies wird beispielsweise über elektrisch schaltbare Druckluftventile realisiert. Dies ist von besonderem Vorteil für den Einsatz bei chirurgischen Eingriffen, da in einem Operationssaal Druckluft zur Verfügung steht.
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Die Arretier- und Lösefunktionen der Gelenke sowie der Klemmvorrichtung des Gelenkarms erfolgen also insbesondere elektrisch. Beispielsweise können diese rein elektrisch durch Elektroantriebe erfolgen. Piezofolien, Piezostacks oder Spindelantriebe sind beispielsweise dafür geeignet und zeichnen sich durch Präzision und Schnelligkeit aus. Alternativ kann die Arretier- und Lösefunktion auch mittels Druckluft realisiert sein. Dies kann durch elektrische Ventile auch fernsteuerbar realisiert sein. Da die Druckluftversorgung in einem Operationssaal gewährleistet ist, stellt diese Ausführungsform eine preisgünstige Variante dar.
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Die Steuereinheit des Gelenkarms kann auf verschiedene Weise Fernsteuerbefehle erhalten. Vorzugsweise besteht eine Datenverbindung mit einer Bedieneinheit. Dabei ist die Bedieneinheit vorzugsweise über eine Kabelverbindung mit der Steuereinheit verbunden. Alternativ kann die Bedieneinheit drahtlos mit der Steuereinheit kommunizieren. Insbesondere weist die Bedieneinheit mindestens einen Fußschalter auf. Dies hat den Vorteil, dass für den Steuerbefehl vom Anwender keinerlei Handschalter betätigt werden muss, der insbesondere bei einem chirurgischen Eingriff dann auch die Anforderung der Sterilität besäße.
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Alternativ ist die Steuereinheit so ausgestaltet, dass sie akustische Fernsteuersignale empfangen kann. Dies können insbesondere Sprachbefehle sein. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Anwender sehr einfach Sprachbefehle abgeben kann, ohne sich auf einen Fußtaster konzentrieren zu müssen.
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Eine weitere Alternative für die Bedieneinheit ist eine Bewegungssensoreinheit. Diese ist über eine Datenverbindung mit der Steuereinheit verbunden. Die Bewegungssensoreinheit ist insbesondere eine kamerabasierte Bewegungssensoreinheit. Mittels der Bewegungssensoreinheit kann aus der Gestik eines Anwenders ein Fernsteuerbefehl generiert werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil einer sehr einfachen intuitiven Bedienung des Gelenkarmes, ohne den Bedarf den Gelenkarm zu berühren.
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Ein kamerabasiertes Verfahren zur Bewegungssteuerung kann auf Gestik und/oder Augenbewegung reagieren. Vorzugsweise ist die Bewegungssteuerung durch Gestik realisiert. Insbesondere kann ein aktivierter Gelenkarm durch Deuten auf einzelne Gelenke oder auf die Klemmvorrichtung geschaltet werden. Der Auswahl bzw. Aktivierungsvorgang des Gelenkarms kann auch durch Deuten auf den Gelenkarm realisiert sein, vorzugsweise ist dieser jedoch durch einen Taster realisiert um ein versehentliches Aktivieren während des chirurgischen Eingriffs zu vermeiden. Die Kameraüberwachung kann beispielsweise in die OP-Lampe integriert sein. Bei einem aktivierten Gelenkarm erfolgt die Auswertung von Bildsequenzen, insbesondere automatisch. Bei dem Bewegungssensor basierte Fernsteuerung ist die Anzeige des Zustands von Gelenk- und Klemmvorrichtung durch beispielsweise eine LED-Anzeige besonders vorteilhaft.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gelenkarmes weist dieser daher mindestens eine optische Anzeigevorrichtung auf. Die optische Anzeigevorrichtung dient zur Anzeige des Zustands des Gelenks und/oder der Klemmvorrichtung. Beispielsweise ist für jedes Gelenk und für die Klemmvorrichtung eine eigene Anzeige umfasst. Diese kann beispielsweise in Form einer LED-Anzeige realisiert sein. Insbesondere zeigt eine aktive LED den aktivierten Zustand des Gelenks an, d. h. den beweglichen Zustand des Gelenks und eine ausgeschaltete LED zeigt das arretierte Gelenk an. Beispielsweise zeigt die aktivierte LED an der Klemmvorrichtung an, dass die Klemmvorrichtung geöffnet ist. Die ausgeschaltete LED an der Klemmvorrichtung zeigt z. B. den geschlossenen bzw. geklemmten Zustand der Klemmvorrichtung an.
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Der erfindungsgemäße Gelenkarm ist beispielsweise an einer der Längsseiten des OP-Tisches befestigt, insbesondere über Zubehörhalter. Alternativ kann der Gelenkarm an einem separaten Ständer befestigt sein. Beispielsweise kann der Gelenkarm auch Teil eines vollwertigen Chirurgieassistenzroboters sein, in beiden Fällen können Ständer oder Roboter am Boden oder an der Decke montiert sein.
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Vorteilhafterweise werden mindestens zwei der erfindungsgemäßen Gelenkarme miteinander angeordnet. Die Gelenkarme werden beispielsweise an einem Ablagetisch, z. B. einem OP-Tisch für chirurgische Eingriffe angeordnet. Dabei zeichnet sich die Anordnung dadurch aus, dass jeder der zwei Gelenkarme einzeln auswählbar und aktivierbar ist. D. h. um die Gelenke und Klemmvorrichtungen an den Gelenkarmen zu schalten, muss der jeweilige Gelenkarm zunächst ausgewählt und aktiviert werden. Dies hat den Vorteil, dass ein einzelner Anwender nicht gleichzeitig an zwei Gelenkarmen auf Positionierung oder Arretierung achten muss. Die Gelenkarme werden vorteilhafterweise nicht gleichzeitig, sondern immer zeitlich nacheinander aktiviert ausgerichtet positioniert und mit einem benötigten chirurgischen Instrument ausgestattet.
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In einer Anordnung mit mehreren Gelenkarmen ist eine weitere fernbedienbare Funktion realisiert: Die Aktivierung eines Gelenkarmes. D. h. um die erste und zweite Funktion die Klemmvorrichtung und die Gelenke betreffend zu nutzen, muss erst über die Funktion des Aktivierens der betreffende Gelenkarm ausgewählt werden. Nur an einem aktivierten bzw. ausgewählten Gelenkarm funktionieren die Funktionen zum Lösen und Feststellen der Klemmvorrichtung und zum Lösen und Arretieren der Gelenke.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung umfasst die Bedieneinheit mindestens einen weiteren Fußschalter. Dieser weitere Fußschalter dient zur Auswahl und Aktivierung der Gelenkarme. D. h. über einen ersten Fußschalter wird der Gelenkarm ausgewählt und aktiviert und über einen zweiten Fußschalter dann das Gelenk des Gelenkarms und/oder die Klemmvorrichtung arretiert und gelöst bzw. geöffnet oder geklemmt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Anordnung der Gelenkarme einen Ablagetisch für ein Untersuchungsobjekt. Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders geeignet für die Halterung von Wundhaken bei einem chirurgischen Eingriff, bei dem ein Patient auf dem Ablagetisch zu liegen kommt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung ist mindestens eine weitere optische Anzeigevorrichtung umfasst. Diese optische Anzeigevorrichtung dient zur Anzeige ob einer der Gelenkarme ausgewählt und aktiv ist und wenn ja, welcher der Gelenkarme ausgewählt und aktiv ist. Dies hat den Vorteil, dass für den Anwender immer in seiner Arbeitsumgebung klar ersichtlich ist, in welchem Zustand sich die Gelenkarme, die Gelenke und Klemmvorrichtungen befinden, ohne dass er auf Steuer- oder Bedieneinheiten achten muss.
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Für den Einsatz in der Chirurgie können derartige Gelenkarme für eine Vielzahl von Instrumenten und Hilfsmitteln wie Kameras, Lampen herangezogen werden. Dementsprechend sind Anordnungen mit mehreren Gelenkarmen von Vorteil. Auch die einzelne Aktivierung der Gelenkarme zeitlich nacheinander, zu deren Positionierung, ist für die Handhabung in einem Operationssaal von Vorteil und vereinfacht die Bedienung durch einen einzelnen Anwender. Durch die sequentielle Bedienung der Gelenkarme ist daher auch die Zahl der Taster bzw. der Funktionen reduziert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und leichteren Bedienbarkeit sind jedoch Anzeigen am Gelenkarm von Vorteil. Eine Leuchtanzeige bzw. in Form einer LED kann die Aktivschaltung, d. h. die Auswahl eines Gelenkarms anzeigen. Bei mehreren Gelenkarmen ist auch immer vorteilhaft einen Zustand vorzusehen, bei dem keiner der Gelenkarme ausgewählt ist. Die weiteren Funktionen für die Gelenke und Klemmvorrichtung können über weitere LEDs am Gelenkarm angezeigt werden. Der Zustand gelöst arretiert bzw. gelöst geklemmt kann über eine einzelne LED durch deren An-Aus-Zustand angezeigt werden oder über zwei LEDs, insbesondere unterschiedlicher Farbe unterschieden werden.
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Um die Anwendung des Gelenkarms für chirurgische Anwendungen sicher zu gestalten, sind insbesondere verschiedene Sicherheitsfunktionen integriert: Beispielsweise ist gewährleistet, dass bei einem Spannungsausfall der Gelenkarm arretiert und die Klemmvorrichtung geklemmt bleibt. Zur manuellen Notentriegelung z. B. sind an allen Gelenken manuelle Entspannvorrichtungen vorgesehen. Beispielsweise ist der gesamte Gelenkarm auch manuell aus seiner Befestigung lösbar, z. B. vom Ablagetisch, vom separaten Ständer oder vom Roboter. Bei einem Druckluftbetriebenen Gelenkarm ist eine Notfall-Aus-Funktion vorgesehen.
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Insbesondere kann in der Klemmvorrichtung bzw. im Verbindungsstück zwischen Klemmvorrichtung und daran anschließenden Gelenkarmabschnitt ein Zugkraftsensor integriert sein. Dieser kann die auf das Gelenkstück wirkende Zugkraft messen und anzeigen. Es kann ein Schwellwert vorgesehen und elektronisch gespeichert sein, bei dessen Überschreitung eine Warnung ausgegeben wird. Das Warnsignal kann optisch oder akustisch sein. Insbesondere kann dieser Zugkraftschwellwert vom Anwender vorgegeben werden und dementsprechend nach dem eingespannten Instrument bzw. nach dem vorgenommenen Eingriff angepasst werden.
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In der Klemmvorrichtung kann aber auch ein Mittel zur Erkennung eines eingespannten chirurgischen Instruments vorgesehen sein. Bei automatischer Erkennung des chirurgischen Instruments kann ein typabhängiger Schwellwert hinterlegt sein.
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Die Bedienung des Gelenkarmes umfasst also zunächst dessen Auswahl über die Auswahl- und Aktivierungsfunktion. Dazu wird beispielsweise ein erster Fußtaster betätigt. Über einen zweiten Fußtaster wird dann die Klemmvorrichtung betätigt, d. h. zunächst geöffnet, so dass der Operateur das passende Instrument in die Klemmvorrichtung einführen kann. Durch die Öffnung der Klemmvorrichtung über einen Fußtaster ist es nicht notwendig, die Klemmvorrichtung zu berühren. Hat der Operateur das chirurgische Instrument in der Klemmvorrichtung platziert, kann er wiederum ohne die Notwendigkeit dieses zu berühren, sondern durch erneutes Betätigen des Fußtasters oder durch Lösen des Fußtasters die Klemmvorrichtung schließen. Bei geschlossener Klemmvorrichtung ist das chirurgische Instrument mechanisch starr mit dem Gelenkarm verbunden. Beispielsweise kann die Arretierung und Lösung der Gelenke oder die Öffnung und Schließung der Klemmvorrichtung über ein- und zweimalige Betätigung des Fußtasters oder durch Halten und Loslassen des Fußtasters realisiert sein. Hält nun der Operateur das eingeklemmte Instrument fest und bedient den dritten Fußtaster oder aktiviert die dritte Funktion werden die Gelenke am Gelenkarm gelöst und der Operateur kann das Instrument an einem gewünschten Ort platzieren. Beispielsweise wird ein Wundhaken in die Wunde eingeführt und öffnet diese wie erforderlich. Über die Führung des Wundhakens selbst wird der Gelenkarm, der mit dem Wundhaken über die Klemmvorrichtung starr verbunden ist, mit bewegt, ohne dass der Anwender diesen an irgendeiner Stelle oder zu irgendeinem Zeitpunkt berühren muss. Ist das Instrument in der gewünschten Position platziert, kann durch erneutes Bedienen des Fußtasters oder durch Lösen des Fußtasters die Arretierung der Gelenke vorgenommen werden, oder auch durch die erste Funktion, nämlich die Auswahlfunktion des Gelenkarmes dieser deaktiviert werden, womit auch alle Gelenke des Halters in den arretierten Zustand übergehen. Das Instrument ist dann in seiner Position und Ausrichtung fixiert. Zum Entfernen des Wundhakens kann der Anwender in umgekehrter Reihenfolge verfahren und muss wiederum ausschließlich am Instrument anfassen.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die 1 bis 3 der angehängten Zeichnung beschrieben:
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1 zeigt eine Seitenansicht von zwei erfindungsgemäßen Gelenkarmen an einem Ablagetisch mit einer Kabelverbindung zum Bedienelement,
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2 zeigt eine weitere Seitenansicht der Gelenkarme an dem Ablagetisch mit einer drahtlosen Datenverbindung zu dem Bedienelement und
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3 zeigt eine Anordnung von drei erfindungsgemäßen Gelenkarmen mit einem Ablagetisch zum Einsatz bei einem chirurgischen Eingriff.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind seitlich an einem Ablagetisch 8 Zubehörhalter 9 angebracht, an denen die Gelenkarme 2 befestigbar sind. Die Gelenkarme 2 können zu beiden Seiten aber bevorzugt nur an einer Seite des Tisches 8 angebracht werden. Der Gelenkarm 2 wird beispielsweise auf Höhe des untersten Gelenkarmabschnitts 21 an dem Zubehörhalter 9 angebracht. Auf dem Ablagetisch 8 kann ein Untersuchungsobjekt 10 positioniert werden. Beispielsweise kann ein Patient für einen chirurgischen Eingriff auf dem Ablagetisch 8 zu liegen kommen. Der Gelenkarm 2 besteht aus vier Gelenkarmabschnitten 21, die über Gelenke 22 miteinander verbunden sind. Die Gelenke 22 können Dreh- oder Kugelgelenke sein. Der Gelenkarm 22 ragt seitlich des Ablagetisches 8 in die Höhe und kann über das Untersuchungsobjekt 10 gebogen oder geschwenkt werden. Nach dem obersten Gelenkarmabschnitt 21 ist über ein weiteres Gelenk 22 eine Klemmvorrichtung 23 befestigt. Diese Klemmvorrichtung 23 kann ein chirurgisches Instrument 4, in der Figur ist beispielsweise ein Retraktor 4 gezeigt, aufnehmen und festklemmen. Die Klemmvorrichtung 23 fungiert also als eine Art Greifer für ein chirurgisches Instrument 4. Werden mit der Klemmvorrichtung 23 sogenannte Wundhaken, wie in 1 und 2 dargestellt, gehalten, muss die Klemmverbindung eine Zugkraft von mindestens 4 Kilogramm überwinden können. Gleiches gilt auch für die Gelenke 22. Um einen Wundhaken oder ein chirurgisches Instrument in einer festen Position zu halten, muss der Gelenkarm nach der Positionierung festgehalten werden können. D. h. für die Positionierung des Gelenkarms 2 müssen die Gelenke 22 beweglich sein. Nach der Positionierung des Gelenkarms 2 müssen die Gelenke 22 arretiert werden und einen gewissen Schwellwert für eine Zugkraft, die an dem positionierten Element angreift, überwinden können. Daher weisen die Gelenke 22 sowie auch die Klemmvorrichtung 23 jeweils einen Arretiermechanismus auf. Beispielsweise werden die Gelenke 22 und der Arretiermechanismus der Klemmvorrichtung 23 elektromechanisch oder pneumatisch realisiert.
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Im beweglichen Fall der Gelenke 22 sind diese besonders leichtgängig zu bewegen, so dass ein Anwender des Gelenkarms 2 das eingespannte Instrument 4 positionieren kann, indem er das Instrument 4 bewegt. Es ist nicht nötig, den Gelenkarm 2 zu greifen oder zu berühren. Die Kraft wird direkt von dem bewegten Instrument auf den Gelenkarm 2 übertragen. Das Festhalten des Instrumentes an der gewünschten Position erfolgt dann durch die Arretierung der Gelenke 22. Es ist von großem Vorteil für die Bewegung des Gelenkarms 2 keinerlei Abschnitte 21 des Gelenkarms 2 berühren oder greifen zu müssen, da diese dann nicht steril sein müssen, wie es für einen chirurgischen Eingriff notwendig ist. Der eingesetzte Wundhaken 4 oder ein anderes chirurgisches Instrument müssen für die Anwendung bei einem chirurgischen Eingriff auf jeden Fall steril sein, weshalb der Anwender A1 z. B. der Chirurg diesen sterilen Bereich greifen kann. Aufgrund der Leichtgängigkeit der Gelenke 22 für die Positionierung muss die Arretierung der Gelenke 22 zur zuverlässigen Halterung an einer bestimmten Stelle erfolgen.
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Um auch für die Arretierung den Gelenkarm 2 nicht berühren zu müssen, erfolgt diese ferngesteuert. Dazu befindet sich am Gelenkarm 2 eine Steuereinheit 20. Diese Steuereinheit 20 gibt beispielsweise die Schaltsignale für die Arretierung oder das Lösen der Gelenke 22 weiter. Auch das öffnen und Greifen der Klemmvorrichtung 23 ist über die Steuereinrichtung 20 realisiert. Die Steuereinrichtung 20 kann auf verschiedene Weise einen Fernsteuerbefehl erhalten. In 1 ist beispielsweise gezeigt, dass die Steuereinheit 20 über ein Kabel 6 mit einer Bedieneinheit 30 verbunden ist. Diese Bedieneinheit 30 ist beispielsweise unterhalb des Ablagetisches 8 so angebracht, dass der Anwender A1, z. B. der Chirurg, die darauf angebrachten Fußtaster 31, 32 bedienen kann. Somit fällt auch für die Arretierung und das Lösen der Gelenke 22 sowie das öffnen und Schließen der Klemmvorrichtung 23 die Notwendigkeit den Gelenkarm 2 zu berühren oder einen Schalter mit der Hand zu bedienen weg. Der Gelenkarm 2 kann dementsprechend über eine einzige Berührstelle am sterilen Instrument 4 positioniert werden.
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Eine weitere Möglichkeit der Steuereinheit 20 einen Befehl zur Ansteuerung der Gelenke 22 oder der Klemmvorrichtung 23 zukommen zu lassen ist eine drahtlose Datenverbindung 7 wie in 2 dargestellt. Auch hier ist unterhalb des Ablagetisches 8 ein Bedienelement 30 mit Fußtastern 31, 32 angeordnet, welches die über die Fußtaster generierten Fernsteuerbefehle, z. B. über eine Funkverbindung, an die Steuereinheit 20 überträgt.
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Alternativ zu der Bedieneinheit 30 kann die Steuereinheit 20 auch akustische Befehle, z. B. Sprachbefehle, aufnehmen. Alternativ dazu ist oberhalb des Ablagetisches 8 eine Kameraüberwachung installiert, über die Gestikbefehle aufgenommen werden und umgewandelt in Fernsteuerbefehle an die Steuereinheit 20 übertragen werden.
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3 zeigt eine Anordnung von erfindungsgemäßen Gelenkarmen, wie sie beispielsweise für einen chirurgischen Eingriff eingesetzt werden können. Auf einem Ablagetisch 8 kann ein Untersuchungsobjekt 10 abgelegt werden bzw. ein Patient zu liegen kommen. Die Anwender A1, A2 sind beispielsweise Chirurgen. Des Weiteren ist ein Greifroboter 85 gezeigt, der chirurgische Instrumente 4 aus einer Ablage 83 entnehmen kann bzw. benutzte chirurgische Instrumente 4 in eine weitere Ablage 84 zurücklegt. Der Greifroboter 85 kann auch für das Reichen und Abnehmen und medizinischer Einwegartikel in dafür vorgesehene Ablagen 81, 82 genutzt werden. Der Patient 10 wird mit einer OP-Decke 11 abgedeckt. Seitlich am Ablagetisch 8 sind drei Gelenkarme 2 angebracht. Vorzugsweise sind die Gelenkarme 2 an einer Seite des Ablagetisches 8 angebracht, so dass sie den Anwender A1 nicht behindern. Auf Höhe des Ablagetisches 8 befindet sich zunächst die Steuereinheit 20 des Gelenkarms 2. Von dort ragen zunächst Gelenkarmabschnitte 21 in die Höhe und dann über den Patienten 10. Der Einsatz von Gelenkarmen 2 für das Halten von Wundhaken oder chirurgischen Instrumenten 4 ist vorteilhaft gegenüber einem Chirurgieassistenten in Person, da keine Ermüdungserscheinungen oder Konzentrationsschwächen eines menschlichen Halters, besonders bei mehrstündigen chirurgischen Eingriffen passieren können.
