DE102013224754A1 - surgical robots - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Operationsroboter mit mindestens einem Roboterarm, an dessen distalen Ende ein chirurgisches Instrument angeordnet ist. Mit dem Roboterarm ist ein Magazin mit mindestens einer daran ausgebildeten Aufnahme verbunden, wobei ein Instrumentenkopf des Instruments durch Relativbewegung zwischen Instrument und Magazin in eine in die Aufnahme eingreifende Stellung und eine außerhalb der Aufnahme befindliche Arbeitsstellung bewegbar ist.The invention relates to an operating robot with at least one robot arm, at the distal end of which a surgical instrument is arranged. With the robot arm, a magazine is connected to at least one receptacle formed thereon, wherein an instrument head of the instrument is movable by relative movement between the instrument and magazine in a position engaging in the receptacle and a working position located outside the receptacle.
Description
Die Erfindung betrifft einen Operationsroboter zum Führen eines medizinischen Instruments oder Endoskops mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. The invention relates to a surgical robot for guiding a medical instrument or endoscope with the features specified in the preamble of claim 1.
Den Ausgangspunkt der Erfindung bilden Operationsroboter bzw. Master-Slave-Systeme, wie sie seit geraumer Zeit im Bereich der minimalinvasiven Chirurgie eingesetzt werden. Diese Operationsroboter weisen zumindest eine, vorzugsweise aber mehrere aktuierte Kinematiken auf, welche am proximalen Ende auf einer Roboterbasis angeordnet sind und an deren distalen Enden jeweils ein oder mehrere von dem Operateur von einer Konsole aus gesteuerte Instrumente oder Endoskope angeordnet sind. Die Roboterbasis kann dabei ortsfest im Operationssaal, am OP-Tisch oder auf einer mobilen Plattform angeordnet sein. Die Instrumente oder Endoskope können direkt oder indirekt an das distale Ende der aktuierten Kinematik, nachfolgend stellvertretend als Roboterarm bezeichnet, gekoppelt sein. The starting point of the invention are surgical robots or master-slave systems, as they have been used for quite some time in the field of minimally invasive surgery. These surgical robots have at least one, but preferably a plurality of actuated kinematics, which are arranged on the robot base at the proximal end and at the distal ends of which one or more instruments or endoscopes are controlled by the surgeon from a console. The robot base can be arranged stationary in the operating room, on the operating table or on a mobile platform. The instruments or endoscopes may be directly or indirectly coupled to the distal end of the actuated kinematics, hereinafter referred to as robot arm.
Während eines Eingriffs ist es oft nötig, das verwendete Instrument gegen ein andersartiges Instrument mit anderer Wirkungsweise auszutauschen um unterschiedliche Arbeitsschritte auszuführen. So können beispielhaft Instrumente mit Greif- oder Schneidfunktion sowie Instrumente mit oder ohne HF-Funktionen im Verlauf eines Eingriffs zur Anwendung kommen. Bisher kann dieser Tausch der Instrumente nicht automatisiert erfolgen, sondern bedarf einer Unterbrechung des Eingriffs und die manuelle Entnahme und Tausch des Instruments durch einen Assistenten. During an intervention, it is often necessary to exchange the instrument used for another instrument with a different mode of action in order to carry out different work steps. For example, instruments with gripping or cutting function as well as instruments with or without HF functions can be used during the course of an intervention. So far, this exchange of instruments can not be automated, but requires an interruption of the intervention and the manual removal and exchange of the instrument by an assistant.
Neben dem genannten Tausch der Instrumente kann auch eine Reinigung der Instrumente insbesondere aber des distalen Endes des Endoskops während eines Eingriffs nötig werden. Hierzu ist bisher eine Unterbrechung des Eingriffs und die manuelle Entnahme, Reinigung und das erneute Einsetzen des Instruments oder Endoskops durch einen Assistenten nötig. Auch eine Gewebeentnahme ist bisher nur manuell möglich. In addition to the above-mentioned exchange of instruments, it may also be necessary to clean the instruments, in particular the distal end of the endoscope, during an intervention. For this purpose, an interruption of the procedure and the manual removal, cleaning and reinstallation of the instrument or endoscope by an assistant is necessary so far. Also, a tissue removal is currently only possible manually.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen im Hinblick auf den Zeitaufwand bei einer Manipulation des Instrumentenkopfes und bei einer Gewebeentnahme verbesserten Operationsroboter zu schaffen.Against this background, the object of the invention is to provide an improved in terms of the time required for manipulation of the instrument head and a tissue removal surgical robot.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Operationsroboter mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Operationsroboters ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Hierbei können die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale vorteilhaft in der angegebenen Kombination, aber auch, soweit technisch sinnvoll, für sich oder in anderer Kombination zur Ausgestaltung der Erfindung beitragen. This object is achieved by an operation robot having the features specified in claim 1. Advantageous developments of this surgical robot will become apparent from the dependent claims, the following description and the drawings. In this case, the features specified in the subclaims can advantageously contribute in the specified combination, but also, as far as is technically meaningful, alone or in another combination for the embodiment of the invention.
Der erfindungsgemäße Operationsroboter weist mindestens einen Roboterarm auf. Obwohl nachfolgend nur von einem Roboterarm die Rede sein wird, kann der Operationsroboter vorteilhaft mehrere Roboterarme aufweisen, die jeweils die Ausgestaltung und Komponenten des beschriebenen Roboterarms aufweisen können. An dem distalen Ende des Roboterarms, der beispielhaft vertikal über einem Operationstisch hängend angeordnet ist, ist wie bei den bekannten Operationsrobotern ein Endoskop oder ein chirurgisches Instrument angeordnet, das mittels des Roboterarms dem Operationsgebiet zugeführt wird und dort gehandhabt wird. Bei dem Instrument handelt es sich bevorzugt um ein Schaftinstrument mit einem länglichen Schaft, an dessen distalen Ende ein Instrumentenkopf angeordnet ist. The surgical robot according to the invention has at least one robot arm. Although only one robotic arm will be discussed below, the operating robot can advantageously have a plurality of robot arms, each of which can have the design and components of the described robot arm. At the distal end of the robot arm, which is arranged as an example hanging vertically above an operating table, an endoscope or a surgical instrument is arranged as in the known surgical robots, which is supplied by the robot arm to the operating area and handled there. The instrument is preferably a shaft instrument with an elongated shaft, at the distal end of which an instrument head is arranged.
Im Unterschied zu den bekannten Operationsrobotern ist bei dem erfindungsgemäßen Operationsroboter mit dessen Roboterarm ein Magazin mit mindestens einer daran ausgebildeten Aufnahme verbunden, wobei ein Instrumentenkopf des Instruments durch eine Relativbewegung zwischen Instrument und Magazin in eine in die Aufnahme eingreifende Stellung und eine außerhalb der Aufnahme befindliche Arbeitsstellung bewegbar ist. Zudem ist mit dem Roboterarm bevorzugt in unmittelbarer Nähe zum Magazin auch der Trokar, welcher den Zugang zur Körperhöhle des zu behandelnden Patienten ermöglicht, dauerhaft, bevorzugt aber lösbar verbunden. Bevorzugt weist das Magazin mehrere vorzugsweise parallel nebeneinander angeordnete Aufnahmen auf. Ziel dieser Ausgestaltung ist es, die an dem Magazin ausgebildete Aufnahme bzw. Aufnahmen dazu zu benutzen, einen während einer Operation in eine Aufnahme eingeführten Instrumentenkopf in der Aufnahme zu manipulieren oder mit dem Instrument entferntes Gewebe in der Aufnahme zu lagern, wobei die Manipulation des Instrumentenkopfes, beispielsweise dessen Umrüstung oder dessen Reinigung bzw. die Lagerung von Körpergewebe vorzugsweise automatisiert in unmittelbarer Nähe des Operationsgebietes an dem Roboterarm und entsprechend schnell erfolgen können. Die automatisierte Umrüstung oder Reinigung des Instrumentenkopfes bzw. Entnahme und Lagerung von Körpergewebe wird dadurch ermöglicht, dass der Zugangstrokar bevorzugt durch den Roboterarm oder die Magazinaufnahme in Position gehalten wird, während das Instrument oder Endoskop sich nicht in dem Trokar befindet. In contrast to the known surgical robots, a magazine with at least one receptacle formed thereon is connected to the robot according to the invention with its robot arm, wherein an instrument head of the instrument by a relative movement between the instrument and magazine in an engaging position in the recording and located outside the recording working position is movable. In addition, the trocar, which allows access to the body cavity of the patient to be treated, preferably permanently, but preferably detachably connected to the robot arm in the immediate vicinity of the magazine. Preferably, the magazine has a plurality of preferably parallel juxtaposed recordings. The aim of this embodiment is to use the recording or recordings formed on the magazine to manipulate an instrument head inserted into a receptacle during an operation in the receptacle or to store tissue removed with the instrument in the receptacle, the manipulation of the instrument head For example, its conversion or its cleaning or the storage of body tissue preferably automated in the immediate vicinity of the surgical area on the robot arm and can be done quickly accordingly. The automated retrofitting or cleaning of the instrument head or removal and storage of body tissue is made possible in that the access trocar is preferably held in position by the robot arm or the magazine holder while the instrument or endoscope is not located in the trocar.
Um den Instrumentenkopf von einer außerhalb der Aufnahme des Magazins befindlichen Stellung in eine in die Aufnahme eingreifende Stellung und umgekehrt bewegen zu können, ist grundsätzlich jede Relativbewegung zwischen dem Instrument und dem Magazin denkbar. Bevorzugt ist das Instrument allerdings relativ zu dem Magazin und vorzugsweise in seiner Axialrichtung bzw. in Axialrichtung seines Instrumentenkopfes relativ zu dem Magazin bewegbar. Hierbei ist das Magazin zweckmäßigerweise von einer Stellung, in der es die Bewegung des Instrumentenkopfes in seine Arbeitsstellung ermöglicht, d.h. von einer Stellung, in der eine Mittelachse der Aufnahme mit einer Mittelachse des Instrumentenkopfes fluchtet, in eine Stellung bewegbar, in der sich das Magazin nicht mehr in dem Bewegungsweg des Instrumentenkopfes befindet, oder die Aufnahme ist derart ausgebildet, dass das Instrument durch die Aufnahme hindurchgeführt werden kann. In order to be able to move the instrument head from a position located outside of the receptacle of the magazine into a position engaging in the receptacle and vice versa, basically every relative movement between the instrument and the instrument is possible the magazine conceivable. However, the instrument is preferably movable relative to the magazine and preferably in its axial direction or in the axial direction of its instrument head relative to the magazine. Here, the magazine is expediently movable from a position in which it allows the movement of the instrument head into its working position, ie from a position in which a central axis of the receptacle is aligned with a central axis of the instrument head, movable to a position in which the magazine is not is more in the path of movement of the instrument head, or the receptacle is formed such that the instrument can be passed through the receptacle.
Zur Bewegung des Instruments in seiner Axialrichtung kann das Instrument mit einem eigenen Antrieb ausgestattet sein und relativ zu dem Roboterarm bewegbar sein. Einen konstruktiv einfacheren Aufbau des erfindungsgemäßen Operationsroboters ermöglicht aber eine Ausgestaltung, bei der das Instrument durch Bewegung des Roboterarms relativ zu dem Magazin bewegbar ist. Demzufolge ist das Magazin bei dieser Ausgestaltung nicht starr mit dem Roboterarm verbunden, sondern ist in einer Halterung verschiebbar gelagert, welche auf einer aktiv oder passiv beweglichen Kinematik angeordnet ist, während das Instrument vorzugsweise ortsfest an dem distalen Ende des Roboterarms angeordnet ist.For movement of the instrument in its axial direction, the instrument may be equipped with its own drive and be movable relative to the robot arm. However, a structurally simpler structure of the surgical robot according to the invention makes possible an embodiment in which the instrument can be moved relative to the magazine by movement of the robot arm. Consequently, in this embodiment, the magazine is not rigidly connected to the robot arm, but instead is displaceably mounted in a holder, which is arranged on an actively or passively movable kinematics, while the instrument is preferably arranged stationarily on the distal end of the robot arm.
Das Magazin kann vorteilhaft an einer mit dem Roboterarm verbundenen Halterung angeordnet sein, die in Axialrichtung des Instruments relativ zu dem Roboterarm verschiebbar ist. Die Halterung kann sich hierbei zweckmäßigerweise parallel zu einer Mittelachse des Instruments erstrecken und dies vorzugsweise so weit, dass sie bei Einsatz des Instruments in einer Körperhöhle eines zu behandelnden Patienten bis unmittelbar an die Außenseite des Körpers reicht. ln diesem Endbereich der Halterung ist bevorzugt auch das Magazin angeordnet, sodass der Bewegungsweg des Instrumentenkopfes von einer Arbeitsstellung im Körperinneren des Patienten zu der Stellung, in der der Instrumentenkopf in die an dem Magazin ausgebildete Aufnahme eingreift, möglichst gering ist und in der Aufnahme mit oder an dem Instrumentenkopf vorzunehmende Tätigkeiten entsprechend schnell vorgenommen werden können. Die Halterung ist zweckmäßigerweise lösbar mit dem Roboterarm verbunden, so dass sie nach einer Operation in einfacher Weise zwecks Sterilisierung von dem Roboterarm abgenommen werden kann. Das an der Halterung angeordnete Magazin ist vorteilhafterweise von der Halterung lösbar, so dass es getrennt von der Halterung sterilisiert werden kann. Daneben kann es sich bei dem Magazin aber auch um einen Einmalartikel handeln. The magazine can be advantageously arranged on a holder connected to the robot arm, which is displaceable in the axial direction of the instrument relative to the robot arm. The holder may expediently extend parallel to a central axis of the instrument, and this preferably so far that it extends when using the instrument in a body cavity of a patient to be treated until directly to the outside of the body. In this end region of the holder, the magazine is preferably arranged, so that the movement path of the instrument head from a working position in the body of the patient to the position in which engages the instrument head in the magazine formed on the receptacle, as low as possible and in the recording with or be performed on the head of the instrument activities can be done quickly accordingly. The holder is conveniently releasably connected to the robotic arm so that it can be easily removed from the robotic arm after surgery for sterilization. The arranged on the holder magazine is advantageously detachable from the holder, so that it can be sterilized separately from the holder. In addition, the magazine can also be a disposable item.
Vorteilhafterweise ist das Magazin an der Halterung in einer Richtung quer zur Axialrichtung des Instrumentes bewegbar. Demnach kann das Magazin von dem bevorzugten Bewegungsweg des Instrumentes, nämlich in dessen Axialrichtung relativ zu der Halterung in orthogonaler Richtung wegbewegt werden. Dies ist insofern sinnvoll, als das Magazin so in eine Stellung bewegt werden kann, in der es die Bewegung des Instrumentenkopfes in seine Arbeitsstellung nicht behindert, aber auch so bewegt werden kann, dass es den Eingriff des Instrumentenkopfes in die an dem Magazin ausgebildete Aufnahme bzw. den Eingriff des Instrumentenkopfes in eine bestimmte an dem Magazin ausgebildete Aufnahme ermöglicht. Vor dem Eingriff in die Aufnahme wird das Instrument vorzugsweise mittels des Roboterarms derart bewegt, dass sich der Instrumentenkopf in Axialrichtung des Instruments proximalseitig des Magazins bzw. der Aufnahme befindet. Zur Bewegung des Magazins quer zur Axialrichtung des Instruments ist bevorzugt an der Halterung ein entsprechender Antrieb vorgesehen, alternativ kann aber das Magazin auch in konstruktiv einfacher Weise manuell verschiebbar sein.Advantageously, the magazine is movable on the holder in a direction transverse to the axial direction of the instrument. Accordingly, the magazine can be moved away from the preferred path of movement of the instrument, namely in the axial direction relative to the holder in the orthogonal direction. This makes sense insofar as the magazine can be moved into a position in which it does not hinder the movement of the instrument head into its working position, but can also be moved in such a way that it engages the instrument head into the receptacle or receptacle formed on the magazine allows the engagement of the instrument head in a specific formed on the magazine recording. Before engaging in the receptacle, the instrument is preferably moved by means of the robot arm such that the instrument head is located in the axial direction of the instrument on the proximal side of the magazine or the receptacle. To move the magazine transversely to the axial direction of the instrument, a corresponding drive is preferably provided on the holder, but alternatively, the magazine can also be manually displaceable in a structurally simple manner.
Das erfindungsgemäß verwendete Magazin des Operationsroboters erweist sich insbesondere dann als günstig, wenn ein Werkzeug des an dem Roboterarm angeordneten Instruments während einer Operation ausgewechselt werden soll. Dies setzt voraus, dass der Instrumentenkopf eine Ausgestaltung aufweist, bei der ein an dem Instrumentenkopf angeordnetes Werkzeug leicht von dem Instrumentenkopf gelöst und gegen ein anderes Werkzeug ausgetauscht werden kann, oder der Instrumentenkopf ist als Ganzes in einfacher Weise von dem übrigen Instrument zu trennen und gegen einen anderen Instrumentenkopf austauschbar, wobei mehrere Instrumentenköpfe bereitgestellt werden, die im Bedarfsfall mit unterschiedlichen Werkzeugen ausgestattet sein können. In diesem Fall kann das Magazin vorteilhaft ein Werkzeugwechselmagazin bilden. Hierbei kann das Magazin zweckmäßigerweise mehrere Aufnahmen aufweisen, in denen jeweils ein Werkzeug bzw. ein Instrumentenkopf vorzugsweise steril verpackt vorgehalten werden kann. Die Ausgestaltung der an dem Magazin ausgebildeten Aufnahme bzw. Aufnahmen ist weitestgehend beliebig, solange die auszuwechselnden Werkzeuge bzw. Instrumentenköpfe sinnvoll darin gehalten werden. So können die Aufnahmen von an dem Magazin ausgebildeten geschlossenen Hohlräumen gebildet werden, aber auch seitlich im Wesentlichen offen ausgebildet sein. The magazine of the surgical robot used in accordance with the invention proves to be advantageous, in particular, when a tool of the instrument arranged on the robot arm is to be exchanged during an operation. This presupposes that the instrument head has a configuration in which a tool arranged on the instrument head can be easily detached from the instrument head and exchanged for another tool, or the instrument head as a whole can be easily separated from the rest of the instrument and against another instrument head interchangeable, with multiple instrument heads are provided, which can be equipped with different tools if necessary. In this case, the magazine can advantageously form a tool change magazine. In this case, the magazine may expediently have a plurality of receptacles in each of which a tool or an instrument head can preferably be held in a sterile package. The design of the recording or recordings formed on the magazine is as far as possible arbitrary, as long as the tools or instrument heads to be exchanged are meaningfully held therein. Thus, the recordings may be formed by closed cavities formed on the magazine, but may also be formed laterally substantially open.
Insbesondere dann, wenn das Magazin als ein Werkzeugwechselmagazin verwendet wird, ist die an dem Magazin ausgebildete zumindest eine Aufnahme bevorzugt in axialer Richtung des Instrumentes, das heißt in der bevorzugten Bewegungsrichtung des Instrumentes offen ausgebildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass der Instrumentenkopf nach entsprechender axialer Instrumentenbewegung über eine proximalseitige Öffnung der Aufnahme in diese eingreifen kann, in der Aufnahme mit einem neuen Werkzeug gekuppelt werden kann und anschließend über eine zweite distalseitige Öffnung der Aufnahme in seine Arbeitsstellung im Operationsgebiet bewegt werden kann, wo bei das Instrument durch die Aufnahme hindurchgeführt wird. In particular, when the magazine is used as a tool changer magazine, the at least one receptacle formed on the magazine is preferably designed to be open in the axial direction of the instrument, that is to say in the preferred direction of movement of the instrument. This embodiment makes it possible for the instrument head to be correspondingly axial Instrument movement via a proximal-side opening of the receptacle can engage in this, can be coupled in the recording with a new tool and can then be moved via a second distal opening of the recording in its working position in the operating area, where the instrument is passed through the recording.
In der Aufnahme bzw. den Aufnahmen des Magazins, die zur Lagerung von Wechselwerkzeugen verwendet werden, ist zweckmäßigerweise jeweils eine Kupplungseinrichtung für ein Werkzeug angeordnet. Diese Kupplungseinrichtung ist vorteilhaft so ausgebildet, dass sie das Werkzeug zuverlässig in der Aufnahme hält, das Werkzeug aber dann freigibt, wenn es mit dem in die Aufnahme eingreifenden Instrumentenkopf verbunden ist. Des Weiteren ist die Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung derart, dass sie dann, wenn der Instrumentenkopf von seiner Arbeitsstellung im Operationsgebiet proximalwärts in die Aufnahme des Magazins zurückgezogen wird, das Werkzeug von dem Instrumentenkopf trennt. In the recording or recordings of the magazine, which are used for the storage of exchange tools, a coupling device for a tool is expediently arranged in each case. This coupling device is advantageously designed so that it reliably holds the tool in the receptacle, but the tool then releases when it is connected to the engaging in the recording instrument head. Furthermore, the design of the coupling device is such that when the instrument head is retracted proximally from its operative position in the operating area into the receptacle of the magazine, it separates the tool from the instrument head.
Alternativ zur Lagerung von Wechselwerkzeugen für Instrumente ist es auch denkbar in den Aufnahmen Wechselköpfe für Endoskope bereit zu stellen. Die unterschiedlichen Wechselköpfe könnten optische und/oder elektronische Baugruppen enthalten, welche unterschiedliche Blickrichtungen für die Endoskopoptik darstellen. Somit wäre ein automatisierter Wechsel der Endoskopköpfe durch Ab- und Ankoppeln an das distale Ende eines Endoskops und damit eine Änderung der Blickrichtung der Optik während eines Eingriffs möglich. Diese Endoskopköpfe könnten aufbereitbar aber auch steril und einmalig verwendbar sein und das Bereitstellen von kompletten und teuren Endoskopen unnötig machen. As an alternative to the storage of exchange tools for instruments, it is also conceivable to provide interchangeable heads for endoscopes in the receptacles. The different replaceable heads could contain optical and / or electronic assemblies which represent different viewing directions for the endoscope optics. Thus, an automated change of the endoscope heads by disconnecting and coupling to the distal end of an endoscope and thus a change in the viewing direction of the optics during an intervention would be possible. These endoscope heads could be reprocessable but also sterile and disposable, and would eliminate the need to provide complete and expensive endoscopes.
Weiter vorteilhaft kann mindestens eine Aufnahme des Magazins einen Aufbewahrungsbehälter für Gewebeproben bilden. In diesem Fall wird die Aufnahme vorzugsweise von einer an dem Magazin ausgebildeten Hohlkammer gebildet, die lediglich eine Öffnung zum Einführen des mit einem Biopsie-Werkzeug ausgestatteten Instrumentenkopfes aufweist. Further advantageously, at least one receptacle of the magazine form a storage container for tissue samples. In this case, the receptacle is preferably formed by a hollow chamber formed on the magazine, which merely has an opening for introducing the instrument head equipped with a biopsy tool.
Besonders vorteilhaft kann der Operationsroboter ein Endokskop oder anderweitiges optisches System mit der Möglichkeit der Bildspeicherung aufweisen, mit dem der Operateur vor der Probenentnahme ein Standbild der Entnahmestelle der Gewebeprobe aufnehmen kann, das anschließend von einem Steuerungscomputer des Operationsroboters der entsprechenden Aufnahme des Magazins zugeordnet wird, in der die Gewebeprobe von dem Instrument abgelegt wird. Vorteilhaft kann die einen Aufbewahrungsbehälter für Gewebeproben bildende Aufnahme lösbar an dem Magazin befestigt sein, sodass die Aufnahme mit der darin befindlichen Gewebeprobe bereits während einer Operation von dem Magazin zur schnellen Bewertung der Gewebeprobe entfernt werden kann. Weiter vorteilhaft kann auch bei einer Ausgestaltung des Magazins als Werkzeugwechselmagazin zumindest eine Aufnahme vorgesehen sein, die einen Aufbewahrungsbehälter für Gewebeproben bildet. Particularly advantageously, the surgical robot can have an endoscope or other optical system with the possibility of image storage, with which the surgeon can take a still image of the sampling site of the tissue sample before sampling, which is then assigned by a control computer of the surgical robot of the corresponding recording of the magazine, in the tissue sample is deposited by the instrument. Advantageously, the receptacle forming a tissue sample receptacle may be releasably secured to the magazine so that the receptacle with the tissue sample therein may already be removed from the magazine for rapid evaluation of the tissue sample during surgery. Further advantageously, at least one receptacle can also be provided in one embodiment of the magazine as a tool change magazine, which forms a storage container for tissue samples.
Bei einer Ausgestaltung einer Aufnahme des Magazins als Aufbewahrungsbehälter für eine Gewebeprobe ist in der Aufnahme bevorzugt eine Abstreifeinrichtung für die Gewebeprobe angeordnet. Die Abstreifeinrichtung weist zweckmäßigerweise ein oder mehrere Abstreifelemente beispielsweise in Form von an dem Außenrand der Aufnahme angeordneten Abstreiflippen auf, die ein an dem Instrumentenkopf angeordnetes Biopsiewerkzeug, bei dem es sich zum Beispiel um eine Biopsiezange oder Biopsiestanze handeln kann, beim Herausziehen des Instrumentenkopfes aus der Aufnahme kontaktieren und die Gewebeprobe hierbei, wenn noch erforderlich, von dem Biopsie-Werkzeug lösen. In one embodiment of a receptacle of the magazine as a storage container for a tissue sample, a stripping device for the tissue sample is preferably arranged in the receptacle. The stripping device expediently has one or more stripping elements, for example in the form of stripping lips arranged on the outer edge of the receptacle, which can be a biopsy tool arranged on the instrument head, which can be, for example, a biopsy forceps or biopsy punch, when the instrument head is pulled out of the receptacle Contact the tissue sample, if necessary, from the biopsy tool.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Operationsroboters kann eine Aufnahme des Magazins eine Reinigungsvorrichtung für den Instrumentenkopf des Instruments aufweisen. In diesem Fall wird die Aufnahme zweckmäßigerweise von einer an dem Magazin ausgebildeten Hohlkammer gebildet, in der sich ein Spülfluid befindet bzw. in die ein Spülfluid eingeleitet werden kann, mit dem der in die Aufnahme eingreifende Instrumentenkopf gereinigt wird. Die Reinigung des Instrumentenkopfes kann dabei durch das Vorbeiströmen eines Spülfluids oder Gases und/oder durch mechanische Reinigung zum Beispiel mittels feststehenden oder angetriebenen Bürsten oder anderweitiger Reinigungskörper erfolgen. According to a further advantageous embodiment of the surgical robot according to the invention, a receptacle of the magazine may have a cleaning device for the instrument head of the instrument. In this case, the receptacle is expediently formed by a hollow chamber formed on the magazine, in which a flushing fluid is located or into which a flushing fluid can be introduced, with which the instrument head engaging in the receptacle is cleaned. The cleaning of the instrument head can be done by passing a flushing fluid or gas and / or by mechanical cleaning, for example by means of fixed or driven brushes or other cleaning body.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Spülfluid, bei dem es sich um eine Flüssigkeit wie Wasser oder um ein Gas oder Gasgemisch wie Luft handeln kann, nur während des Eingriffs eines zu reinigenden Instrumentenkopfes in die Aufnahme eingeleitet wird und anschließend wieder aus der Aufnahme entfernt wird. Hierzu ist an der Aufnahme vorteilhaft ein Anschluss zum Einleiten des Spülfluids in die Aufnahme und ein Anschluss zum Absaugen des Spülfluids aus der Aufnahme ausgebildet. It is preferably provided that the flushing fluid, which may be a liquid such as water or a gas or gas mixture such as air, is introduced into the receptacle only during the engagement of an instrument head to be cleaned and is subsequently removed from the receptacle again. For this purpose, a connection for introducing the flushing fluid into the receptacle and a connection for sucking off the flushing fluid from the receptacle are advantageously formed on the receptacle.
Zur Reinigung des Instrumentenkopfes ist bevorzugt abströmseitig des Anschlusses zum Einleiten des Spülfluids eine in die Aufnahme mündende Reinigungsdüse angeordnet. Diese Reinigungsdüse ist zweckmäßigerweise so angeordnet, dass von der Reinigungsdüse erzeugte Spülfluidstrahlen auf den in der Aufnahme befindlichen Instrumentenkopf gerichtet sind. Zudem kann der Durchfluss und Druck des Spülfluids auch dazu genutzt werden, um einen oder mehrere Reinigungskörper in Bewegung, bevorzugt in Rotation zu versetzen und den Reinigungskörper gegen die Oberflächen des Instrumentenkopfes zu führen. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Reinigungswirkung stellt das Vorhandensein von losen, in der Aufnahme frei beweglichen Reinigungskörpern dar, welche bevorzugt durch die Spülfluidstrahlen gegen die Oberflächen des Instrumentenkopfes besegt werden. Um zu verhindern, dass Spülfluid und/oder die frei beweglichen Reinigungskörper unkontrolliert aus der Aufnahme entweichen können, ist an der an der Aufnahme ausgebildeten Einführöffnung für den Instrumentenkopf eine Dichtung angeordnet, die die Aufnahme gegenüber dem Instrument fluiddicht abdichtet und die Einführöffnung dann, wenn kein Instrumentenkopf in die Aufnahme eingreift, ebenfalls fluiddicht abdichtet. For cleaning the instrument head, a cleaning nozzle opening into the receptacle is preferably arranged downstream of the connection for introducing the flushing fluid. This cleaning nozzle is expediently arranged such that flushing fluid jets generated by the cleaning nozzle are directed onto the instrument head located in the receptacle. In addition, the flow and pressure of the flushing fluid can also be used to move one or more cleaning bodies in motion, preferably to set in rotation and to guide the cleaning body against the surfaces of the instrument head. Another possibility for improving the cleaning effect is the presence of loose, freely movable in the recording cleaning bodies, which are preferably occupied by the Spülfluidstrahlen against the surfaces of the instrument head. In order to prevent flushing fluid and / or the freely movable cleaning bodies from escaping uncontrollably from the receptacle, a seal is arranged on the receptacle formed on the insertion opening for the instrument head, which seals the receptacle against the instrument fluid-tight and the insertion then, if no Instrument head engages the receptacle, also fluid-tight seals.
Besonders vorteilhaft erweist sich die Anordnung einer Reinigungsvorrichtung für den Instrumentenkopf in einer Aufnahme des Magazins dann, wenn, wie es weiter bevorzugt vorgesehen ist, das Instrument ein Endoskop mit einer an dem Instrumentenkopf angeordneten Endoskopoptik ist. Durch Einführen des Instrumentenkopfes in die Aufnahme können in diesem Fall an einem Endfenster der Endoskopoptik vorhandene Verunreinigungen während einer Operation schnell mittels der in der Aufnahme befindlichen Reinigungsvorrichtung entfernt werden. Hierbei kann der Reinigungsvorgang automatisch durch die Steuerung des Operationsroboters eingeleitet und durchgeführt werden, beispielsweise nach automatischer Erkennung einer Verunreinigung des Endfensters durch eine Endoskopkamera oder die Durchführung der Reinigung kann teilautomatisch nach Auslösung eines Startsignals durch den Operateur erfolgen.The arrangement of a cleaning device for the instrument head in a receptacle of the magazine proves to be particularly advantageous if, as is furthermore preferred, the instrument is an endoscope with an endoscope optic arranged on the instrument head. By introducing the instrument head into the receptacle, impurities present in an end window of the endoscope optics can be quickly removed during an operation by means of the cleaning device located in the receptacle in this case. Here, the cleaning process can be automatically initiated and performed by the control of the surgical robot, for example, after automatic detection of contamination of the end window by an endoscope camera or performing the cleaning can be done partially automatically after triggering a start signal by the surgeon.
Zur Schaffung eines definierten Zugangskanals zu einem Operationsgebiet im Körperinneren eines Patienten ist an dem distalen Ende der Halterung für das Magazin vorteilhaft ein Trokar angeordnet. Der Trokar ist zweckmäßigerweise derart ausgerichtet, dass seine Mittelachse mit der Bewegungsachse des an dem Roboterarm angeordneten Instrumentes übereinstimmt. Bevorzugt ist der Trokar lösbar an der Halterung befestigt und aus einem sterilisierbaren Material ausgebildet. Daneben kann der Trokar aber auch nur zum Einmalgebrauch vorgesehen sein.To create a defined access channel to an operating area inside the body of a patient, a trocar is advantageously arranged at the distal end of the holder for the magazine. The trocar is expediently oriented such that its central axis coincides with the axis of movement of the instrument arranged on the robot arm. Preferably, the trocar is releasably attached to the holder and formed from a sterilizable material. In addition, the trocar can also be provided only for single use.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt schematisch sehr stark vereinfacht und in unterschiedlichen Maßstäben: The invention is explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. In the drawing schematically shows very simplified and at different scales:
Der in
Neben dem Instrument
An ihrem distalen Ende sind die Führungsschienen
Der Grundkörper
Das in den
Das in den
Das in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Roboterarm robot arm
- 44
- Platte plate
- 66
- Operationstisch operating table
- 88th
- Schnittstelle interface
- 1010
- Instrument instrument
- 1212
- Schaft shaft
- 1414
- Instrumentenkopf instrument head
- 1616
- Halterung bracket
- 1818
- Führungsschiene guide rail
- 2020
- Teil part
- 2222
- Grundkörper body
- 2424
- Vorsprung head Start
- 2626
- Endseite end side
- 2828
- Trokar trocar
- 30, 30', 30"30, 30 ', 30 "
- Magazin magazine
- 3232
- Vorsprung head Start
- 3434
- Nut groove
- 3636
- Aufnahme admission
- 3838
- Werkzeug Tool
- 4040
- Kupplungseinrichtung coupling device
- 4242
- Aufnahme admission
- 4444
- Schlitz slot
- 4646
- Erweiterung extension
- 4848
- Abstreifeinrichtung stripping
- 5050
- Aufnahme admission
- 5252
- Hohlraum cavity
- 5454
- Öffnung opening
- 5656
- Öffnung opening
- 5858
- Dichtungsring sealing ring
- 6060
- Dichtungsventil sealing valve
- 6262
- Reinigungsdüse cleaning nozzle
- 6464
- Anschluss connection
- 6666
- Anschluss connection
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013224754.0A DE102013224754A1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | surgical robots |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013224754.0A DE102013224754A1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | surgical robots |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013224754A1 true DE102013224754A1 (en) | 2015-06-03 |
Family
ID=53058541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013224754.0A Pending DE102013224754A1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | surgical robots |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013224754A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019134352A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg | Surgical robots for endoscopic applications |
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DE3425166A1 (en) * | 1984-07-09 | 1986-01-16 | Schölly Fiberoptic GmbH, 7809 Denzlingen | Endoscope |
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-
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DE102019134352A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg | Surgical robots for endoscopic applications |
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