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Die Erfindung betrifft ein Biopsiesystem.
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Die
US 2017/0055940 A1 beschreibt ein System zum Einführen eines chirurgischen Instruments zur Biopsie, bei dem ein Ultraschallgerät auf einen Körper manuell aufgesetzt, gehalten und bewegt werden kann. An dem Ultraschallgerät ist ein Halter angebracht, der eine Führung für eine Biopsienadel aufweist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Biopsiesystem zu schaffen, mit dessen Hilfe eine Biopsie in einer verbesserten Weise durchgeführt werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Biopsiesystem, aufweisend einen Roboterarm mit mehreren Roboterarmgliedern und mehreren, die Roboterarmglieder gegeneinander verstellbar verbindenden Roboterarmgelenken, die mittels Gelenksmotoren des Roboterarms zu verstellen sind, und aufweisend eine Robotersteuervorrichtung, die ausgebildet ist zum Ansteuern der Gelenksmotoren, um die Roboterarmgelenke automatisch gemäß eines Roboterprogramms oder motorisch unterstützt manuell in einem Handfahrbetrieb zu bewegen, sowie aufweisend einen an einem Flansch des Roboterarms befestigten Ultraschallsensor und eine an einem der Roboterarmglieder befestigte Hilfskinematik, welche wenigstens zwei Hilfsgelenke umfasst, die mehrere Hilfsglieder der Hilfskinematik gegeneinander verstellbar verbinden, wobei die Hilfskinematik einen Halter trägt, der mittels der Hilfsgelenke relativ zu dem Roboterarmglied, an dem die Hilfskinematik befestigt ist, verstellbar ist, und der Halter ausgebildet ist ein Biopsie-Instrument zu tragen.
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Das Biopsiesystem dient der Unterstützung eines Arztes bei der Entnahme einer Gewebeprobe aus einem lebenden Organismus, insbesondere eines Menschen, im Rahmen einer Biopsie. Mittels einer Biopsie werden an einer entnommenen Gewebeprobe eine histopatologische Untersuchen durchgeführt, um die Gewebeprobe beispielsweise auf das Vorhandensein von Tumorzellen analysieren zu können. Das Biopsiesystem unterstützt insoweit eine diagnostische Untersuchung durch den Arzt. Das vorliegende Biopsiesystem unterstützt im Speziellen die Entnahme einer Gewebeprobe mittels eines an solches bekannten Biopsie-Instruments. Generell sind mehrere unterschiedliche Arten von Biopsie-Instrumenten bekannt. Je nach Art und Lage der Gewebeprobe in dem lebenden Organismus, können die Biopsie-Instrumente unterschiedlich ausgebildet sein. Alle Biopsie-Instrumente haben jedoch eine Gemeinsamkeit in einer Kanüle, die einen Hohlkanal bildet, in der eine sogenannte Biopsienadel in axialer Richtung, d.h. in Längserstreckung des Hohlkanals der Kanüle verschiebbar geführt ist. Über die Spitze der Biopsienadel können Gewebeprobe aus einem lebenden Organismus erfasst und über die Kanüle bzw. den Hohlkanal hinweg aus dem Organismus entfernt werden.
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Für eine erfolgreich und sicher durchzuführende Biopsie ist es generell erforderlich, dass der Gewebebereich, aus dem eine Gewebeprobe entnommen werden soll, durch bildgebende Verfahren und Vorrichtungen während des medizinischen Eingriffs der Gewebeentnahme überwacht wird. Bildgebende Verfahren und dafür verwendete Vorrichtungen können Computertomographen, Magnetresonanztomographen und/oder Ultraschallsonden sein. Indem der die Biopsie durchführende Arzt über bildgebende Systeme den Gewebebereich, aus dem eine Gewebeprobe entnommen werden soll, optisch überwachen kann, kann er einerseits die genaue Lage des Gewebebereich, aus dem eine Gewebeprobe entnommen werden soll, identifizieren und/oder auswählen und andererseits die Spitze des Biopsie-Instruments optisch überwacht an die gewünschte Stelle für die Entnahme der Gewebeprobe führen.
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In bisherigen Systemen war es für den Arzt erforderlich sowohl die Ultraschallsonde manuell zu halten und zu bewegen, um den gewünschten Gewebebereich optisch erfassen zu können, als auch das Biopsie-Instrument manuell zu halten und zu bewegen, um die Spitze des Biopsie-Instruments an die gewünschte Stelle für die Entnahme der Gewebeprobe führen zu können. Dies verlangt hohe Anforderungen an das Geschick des Arztes und seiner Konzentration. Vollautomatische Systeme haben den Nachteil, dass der Arzt sich nur noch entfernt vom Patienten befindet und nicht mehr unmittelbar in das Geschehen eingreifen kann, was im Falle einer Störung des vollautomatischen Systems sehr nachteilig ist. Andererseits sind vollständig manuelle Systeme ggf. nachteilig, wenn der Arzt noch nicht sehr erfahren ist in der Durchführung solcher Behandlungen oder zusätzliche Maßnahmen notwendig sind, die den Arzt vom Geschehen ablenken können.
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Indem der Roboterarm eine an einem der Roboterarmglieder befestigte Hilfskinematik aufweist, welche wenigstens zwei Hilfsgelenke umfasst, die mehrere Hilfsglieder der Hilfskinematik gegeneinander verstellbar verbinden, wobei die Hilfskinematik einen Halter trägt, der mittels der Hilfsgelenke relativ zu dem Roboterarmglied, an dem die Hilfskinematik befestigt ist, verstellbar ist, und der Halter ausgebildet ist ein Biopsie-Instrument zu tragen, kann ein Biopsiesystem geschaffen werden, mit dessen Hilfe eine Biopsie in einer verbesserten Weise durchgeführt werden kann.
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Der Roboterarm weist mehrere Roboterarmglieder und mehrere, die Roboterarmglieder gegeneinander verstellbar verbindende Roboterarmgelenke auf, die mittels Gelenksmotoren des Roboterarms zu verstellen sind. Der Roboterarm kann insbesondere als ein sogenannter Knickarmroboter ausgebildet sein, der eine kinematische Kette von abwechselnd nacheinander angeordneten Roboterarmglieder und Roboterarmgelenken aufweist. Dies bedeutet, dass in dieser Ausführungsart des Roboterarms jeweils ein Roboterarmgelenk zwei benachbarte Roboterarmglieder gelenkig, d.h. gegeneinander verstellbar miteinander verbindet. Die Roboterarmgelenke können dabei insbesondere als Drehgelenke ausgebildet sein. Der Roboterarm kann beispielsweise sechs oder sieben Roboterarmgelenke, insbesondere Drehgelenke aufweisen.
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Jedem Roboterarmgelenk ist ein Gelenksmotor zugeordnet, insbesondere jedes Roboterarmgelenk weist einen eigenen Gelenksmotor auf, der ausgebildet ist, das ihm zugeordnete Roboterarmgelenk zu verstellen d.h. zu bewegen. Das Biopsiesystem weist dazu eine Robotersteuervorrichtung auf, die ausgebildet ist zum Ansteuern der Gelenksmotoren, um die Roboterarmgelenke automatisch gemäß eines Roboterprogramms oder motorisch unterstützt manuell in einem Handfahrbetrieb zu bewegen.
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In der kinematischen Kette von angetriebenen Roboterarmgelenken des Roboterarms kann generell die Abfolge der Roboterarmgelenke, d.h. die Achsen ausgehend von einer festen Basis, d.h. einem Grundgestell des Roboterarms, an welches beispielsweise eine erste Achse anschließt, bis hin zu einem Handflansch des Roboterarms, welchem beispielsweise eine sechse oder siebte Achse vorgelagert ist, aufsteigend bezeichnet werden. Demgemäß kann ein nachgelagertes Roboterarmgelenk in der kinematischen Kette dem Handflansch des Roboterarms näher liegen, als ein vorgelagertes Roboterarmgelenk, das in der kinematischen Kette des Roboterarms vom Handflansch weiter entfernt angeordnet ist. Demgemäß kann ein nachgelagertes Roboterarmglied in der kinematischen Kette dem Handflansch des Roboterarms näher liegen, als ein vorgelagertes Roboterarmglied, das in der kinematischen Kette des Roboterarms vom Handflansch weiter entfernt angeordnet ist bzw. der festen Basis näher liegend angeordnet ist.
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Der Ultraschallsensor kann vorzugsweise an dem Flansch des Roboterarms befestigt sein. Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, dass der Ultraschallsensor an einem anderen der Roboterarmglieder angeordnet bzw. befestigt ist. Der Ultraschallsensor kann auch als Ultraschallsonde bezeichnet werden. Dieser Ultraschallsensor oder Ultraschallsonde umfasst einen Sender, der auch als Schallkopf bezeichnet wird, der Schallwellen im Ultraschallbereich aussendet und einen Empfänger, der ausgebildet ist, reflektierte Schallwellen aufzunehmen und in Form von elektrischen Signalen weiterzuleiten. Der Ultraschallsensor ist im Allgemeinen mit einer Signalprozessoreinheit eines Ultraschallgerätes verbunden, der separat von dem Ultraschallsensor angeordnet ist und beispielsweise einen Bildschirm aufweist, auf dem die von dem Ultraschallsensor empfangenen und verarbeiteten elektrischen Signale als Bildpunkte dargestellt werden, die der Arzt optisch in Augenschein nehmen kann, um den gewünschten Gewebebereich beobachten zu können.
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Der Halter dient als eine Tragvorrichtung, um das Biopsie-Instrument zu halten bzw. zu tragen. Der Halter trägt oder befestigt das Biopsie-Instrument insoweit relativ zum Roboterarm über die Hilfskinematik. Durch ein Verstellen der Roboterarmgelenke und/oder der Hilfsgelenke der Hilfskinematik kann der Halter und folglich auch das Biopsie-Instrument in einer Umgebung in drei Richtungen verstellt und um drei Orientierungen gedreht werden. Mittel der Hilfsgelenke kann der Halter und folglich auch das Biopsie-Instrument relativ zum Roboterarm in wenigsten zwei Freiheitsgraden verstellt werden.
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Der Halter kann eine Führung aufweisen, die ausgebildet ist, das Biopsie-Instrument in einer Einstichrichtung des Biopsie-Instruments relativ zum Halter verstellbar zu führen. Die Führung kann insoweit eine Rinne oder einen Kanal aufweisen, um die Einstichrichtung des Biopsie-Instruments vorzugeben. Ein Bewegen des Biopsie-Instruments in Einstichrichtung soll jedoch nicht durch die Hilfsgelenke, die Roboterarmgelenke und/oder die Führung ausgeführt werden. Dies soll vielmehr dem behandelnden Arzt vorbehalten bleiben. Der Halter und die Führung geben insoweit nur eine feste Einstichrichtung vor, ohne dass das Biopsie-Instrument automatisch dadurch betätigt würde.
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Die Hilfskinematik dient einerseits dazu, den Halter und die Führung relativ zum Roboterarm zu verstellen. Die Hilfskinematik kann andererseits auch dazu dienen, Den Halter und die Führung bzw. in Folge auch das Biopsie-Instrument selbst, in einer festen Position und in festen Orientierungen relativ zu einem zu untersuchenden und/oder zu behandelnden Körper zu halten, wenn der Roboterarm verstellt wird. Ein Verstellen des Roboterarms bei einem Konstanthalten des Halters und der Führung bzw. in Folge auch des Biopsie-Instruments selbst, kann beispielsweise dann stattfinden, wenn der Ultraschallsensor auf dem zu untersuchenden und/oder zu behandelnden Körper bewegt wird, um Bilddaten aus dem Inneren des Körpers in veränderten Lagen zu erfassen. Die Hilfskinematik und der Halter können generell dazu eingerichtet sein, den Stichkanal für das Biopsie-Instrument durch das vom Ultraschallsensor erfasste Gebiet, insbesondere durch einen Fokus des erfassten Gebietes, des zu untersuchenden und/oder zu behandelnden Körpers zu führen.
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Das Biopsie-Instrument kann insbesondere eine Biopsienadel sein. Eine Biopsienadel umfasst im Allgemeinen eine hohle Außennadel und eine in der hohlen Außennadel geführte Innennadel.
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Generell kann eines der wenigstens zwei Hilfsgelenke ein Drehgelenk sein, dessen Drehachse mit der Drehachse der in der kinematischen Kette des Roboterarms dem Flansch des Roboterarms unmittelbar vorgelagerten Roboterarmgelenk fluchtet. So kann beispielsweise eine Drehung des Flansches, die dazu dient, den Ultraschallsensor umzuorientieren, kompensiert werden, indem lediglich dieses eine als Drehgelenk ausgebildet Hilfsgelenk bewegt wird, um den Halter und somit auch das Biopsie-Instrument in seiner ursprünglichen Stellung (Position und Orientierung) zu halten. Ein alternatives oder weiteres als Drehgelenk ausgebildetes Hilfsgelenk kann beispielsweise dazu dienen, den Halter und somit auch das Biopsie-Instrument um eine senkrecht zur Drehachse des Flansches ausgerichtete Nickachse zu bewegen. Ein alternatives oder weiteres als Drehgelenk ausgebildetes Hilfsgelenk kann beispielsweise dazu dienen, den Halter und somit auch das Biopsie-Instrument um eine senkrecht zur Drehachse des Flansches ausgerichtete Schwenkachse zu bewegen. Die Schwenkachse kann insoweit orthogonal zur Nickachse ausgerichtet sein.
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Die wenigstens zwei Hilfsgelenke können mindestens zwei Drehgelenke umfassen, die ausgebildet sind zum Verstellen des Halters relativ zum Roboterarmglied, an dem die Hilfskinematik befestigt ist, in zwei zueinander orthogonalen Orientierungen des Halters.
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Die beiden zueinander orthogonal ausgerichteten, als Drehgelenke ausgebildeten Hilfsgelenke können bezüglich eines kartesischen Roboterkoordinatensystems des Roboterarms ausgerichtet sein. Alternativ oder ergänzend können die beiden zueinander orthogonal ausgerichteten, als Drehgelenke ausgebildeten Hilfsgelenke bezüglich eines kartesischen Werkzeugkoordinatensystems des Biopsie-Instruments ausgerichtet sein.
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Die Hilfskinematik kann wenigstens drei Hilfsgelenke aufweisen, von denen mindestens zwei Hilfsgelenke als Drehgelenke zum Verstellen des Halter relativ zum Roboterarmglied, an dem die Hilfskinematik befestigt ist, in zwei zueinander orthogonalen Orientierungen des Halters ausgebildet sind, und ein Hilfsgelenk als ein Schubgelenk ausgebildet ist zum Verstellen des Halter relativ zum Roboterarmglied, an dem die Hilfskinematik befestigt ist, in einer linearen, insbesondere radial sich von einer Symmetrieachse des Ultraschallsensors wegerstreckenden Richtung.
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Das Schubgelenk kann insbesondere in einer Schubrichtung verstellbar sein, die sich radial zu der Drehachse des Flansches des Roboterarms erstreckt, an dem der Ultraschallsensor befestigt ist.
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Die Hilfskinematik kann wenigstens drei Hilfsgelenke aufweisen, von denen mindestens drei Hilfsgelenke als Drehgelenke zum Verstellen des Halter relativ zum Roboterarmglied, an dem die Hilfskinematik befestigt ist, in drei zueinander orthogonalen Orientierungen des Halters ausgebildet sind.
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Die drei zueinander orthogonal ausgerichteten, als Drehgelenke ausgebildeten Hilfsgelenke können bezüglich eines kartesischen Roboterkoordinatensystems des Roboterarms ausgerichtet sein. Alternativ oder ergänzend können die drei zueinander orthogonal ausgerichteten, als Drehgelenke ausgebildeten Hilfsgelenke bezüglich eines kartesischen Werkzeugkoordinatensystems des Biopsie-Instruments ausgerichtet sein.
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Die Hilfskinematik kann an demselben Roboterarmglied, insbesondere an einem Flansch des Roboterarms, befestigt sein, wie der Ultraschallsensor.
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Alternativ kann die Hilfskinematik an einem Roboterarmglied befestigt sein, das von dem Flansch des Roboterarms, an dem der Ultraschallsensor befestigt ist, verschieden ist.
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So kann sie Hilfskinematik insbesondere an einem demjenigen Roboterarmglied, insbesondere dem Flansch des Roboterarms, an dem der Ultraschallsensor befestigt ist, vorgelagerten, insbesondere unmittelbar vorgelagerten Roboterarmglied befestigt sein.
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Die Hilfsgelenke der Hilfskinematik können jeweils zugeordnete Hilfsmotoren aufweisen, die ausgebildet sind, angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung oder angesteuert durch eine von der Robotersteuervorrichtung separate Hilfssteuervorrichtung, den Halter relativ zum Roboterarmglied, an dem die Hilfskinematik befestigt ist, automatisch gemäß eines Roboterprogramms oder motorisch unterstützt manuell in einem Handfahrbetrieb zu bewegen.
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Die Robotersteuervorrichtung und/oder die von der Robotersteuervorrichtung separate Hilfssteuervorrichtung kann ausgebildet und eingerichtet sein, die Hilfsmotoren der Hilfsgelenke der Hilfskinematik derart automatisch anzusteuern, dass bei einem Verstellen der Roboterarmgelenke, um den Ultraschallsensor umzupositionieren, der Halter seine Position und Orientierung relativ zu dem zu biopsierenden Körper beibehält.
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Dabei kann ein Verstellen der Roboterarmgelenke, um den Ultraschallsensor umzupositionieren, dadurch erfolgen, dass die Gelnekmotoren, welche die Roboterarmgelenke bewegen, die Roboterarmgelenke automatisch verstellen. Ein solches automatisches Verstellen der Roboterarmgelenke kann in Abhängigkeit von Analysedaten erfolgen, die insbesondere aus Bilddaten generiert werden, die durch bildgebende Verfahren und/oder Vorrichtungen, beispielsweise durch eine Computertomografie, durch eine Magnetresonanztomografie oder durch Ultraschallaufnahmen, insbesondere mittels des Ultraschallsensors des Biopsiesystems bzw. des Roboterarms gewonnen wurden.
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Alternativ oder ergänzend kann ein Verstellen der Roboterarmgelenke, um den Ultraschallsensor umzupositionieren, dadurch erfolgen, dass der Roboterarm mittels der Robotersteuervorrichtung in einem kraft-/momentgeregelten Betrieb, insbesondere in einer Steifigkeitsregelung oder einer Nachgiebigkeitsregelung betrieben wird und der Roboterarm durch manuelles Handhaben, wie Ziehen, Drücken, Schieben und/oder Schwenken wenigstens eines Roboterarmgliedes des Roboterarms durch eine Person manuell verstellt wird. Auch kann eine Person den am Handflansch befestigten Ultraschallsensor direkt manuell ergreifen und insbesondere mit der Hand führen, d.h. bewegen und/oder umpositionieren, wobei der Roboterarm aufgrund des kraft-/momentgeregelten Betriebs, insbesondere aufgrund einer Steifigkeitsregelung oder einer Nachgiebigkeitsregelung der Bewegung des handgeführten Ultraschallsensors folgt. Der Roboterarm kann dabei in einem kraft-/momentgeregelten Betrieb angesteuert sein, in dem der Roboterarm den Ultraschallsensor automatisch mit einer vorgegebenen konstanten Andruckkraft gegen den Körper drückt.
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Die Robotersteuervorrichtung und/oder die von der Robotersteuervorrichtung separate Hilfssteuervorrichtung kann ausgebildet und eingerichtet sein, die Hilfsmotoren der Hilfsgelenke der Hilfskinematik derart automatisch anzusteuern, dass bei einem automatischen Regeln der Gelenksmotoren des Roboterarms durch die Robotersteuervorrichtung, um den Ultraschallsensor gegen einen zu biopsierenden Körper mit einer konstanten Andruckkraft anzudrücken, der Halter seine Position und Orientierung relativ zu dem zu biopsierenden Körper beibehält.
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Die Robotersteuervorrichtung und/oder die von der Robotersteuervorrichtung separate Hilfssteuervorrichtung kann demgemäß ausgebildet und eingerichtet sein, die Hilfsmotoren der Hilfsgelenke der Hilfskinematik derart automatisch anzusteuern, dass bei einem automatischen Ansteuern der Gelenksmotoren des Roboterarms durch die Robotersteuervorrichtung, um den Ultraschallsensor entlang einer vorgegebenen Bahn auf dem zu biopsierenden Körper mit einer konstanten Andruckkraft zu bewegen, der Halter seine Position und Orientierung relativ zu dem zu biopsierenden Körper beibehält.
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Die Robotersteuervorrichtung und/oder die von der Robotersteuervorrichtung separate Hilfssteuervorrichtung kann ausgebildet und eingerichtet sein, die Hilfsmotoren der Hilfsgelenke der Hilfskinematik derart automatisch anzusteuern, dass die Position und Orientierung des Halters relativ zu dem zu biopsierenden Körper auf Grundlage von Daten, die ein erfasstes Szenario des Körpers repräsentieren, derart angepasst wird, dass der Halter eine Position und Orientierung automatisch einnimmt, in der die durch den Halter bestimmte Einstichrichtung für das Biopsie-Instrument durch eine zuvor ausgewählte Stelle des erfassten Szenarios des Körpers läuft.
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Ein solches automatisches Einnehmen einer Position und Orientierung, in der die durch den Halter bestimmte Einstichrichtung für das Biopsie-Instrument durch eine zuvor ausgewählte Stelle des erfassten Szenarios des Körpers läuft, kann erfolgen in Abhängigkeit von Analysedaten, die insbesondere aus Bilddaten generiert werden, die durch bildgebende Verfahren und/oder Vorrichtungen, beispielsweise durch eine Computertomografie, durch eine Magnetresonanztomografie oder durch Ultraschallaufnahmen, insbesondere mittels des Ultraschallsensors des Biopsiesystems bzw. des Roboterarms gewonnen wurden.
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Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder auch in anderen Kombinationen der Merkmale betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
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Die Figuren zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Roboterarm mit einer Robotersteuervorrichtung,
- 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Biopsiesystems in einer ersten Ausführungsform mit zwei Drehgelenken,
- 3 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Biopsiesystems in einer zweiten Ausführungsform mit zwei Drehgelenken und einem Schubgelenk, und
- 4 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Biopsiesystems in einer dritten Ausführungsform mit drei Drehgelenken.
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Die 1 zeigt in einer beispielhaften Ausführung einen sogenannten Leichtbauroboter als repräsentatives Beispiel einer Roboters 1. Der Roboter 1 umfasst einen Roboterarm 2 und eine Robotersteuervorrichtung 10. Der Roboterarm 2 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels acht, nacheinander angeordnete und mittels sieben Roboterarmgelenke J1-J7 drehbar miteinander verbundene Roboterarmglieder L1-L8 auf. Durch Verstellen der Roboterarmgelenke J1-J7 mittels der Robotersteuervorrichtung 10 kann ein Flansch 12 des Roboterarms 2 weitgehend frei im Raum bewegt werden und zwar entweder gemäß einem vorgegebenen Roboterprogramm automatisch oder motorisch unterstützt in einem Handfahrbetrieb manuell gesteuert werden. Die Robotersteuervorrichtung 10 kann zusammen mit einer separaten Hilfssteuervorrichtung 13 betrieben werden. Die Hilfssteuervorrichtung 13 kann getrennt von der Robotersteuervorrichtung 10 angeordnet sein oder einen integrierten Teil der Robotersteuervorrichtung 10 bilden, wie dies in 1 aufgezeigt ist.
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Die 2 bis 4 zeigen jeweils eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Biopsiesystems 14, aufweisend den Roboterarm 2 mit mehreren Roboterarmgliedern L1-L8 und mehreren, die Roboterarmglieder L1-L8 gegeneinander verstellbar verbindenden Roboterarmgelenken J1-J7, die mittels Gelenksmotoren des Roboterarms 2 zu verstellen sind, und aufweisend die Robotersteuervorrichtung 10, die ausgebildet ist zum Ansteuern der Gelenksmotoren, um die Roboterarmgelenke J1-J7 automatisch gemäß eines Roboterprogramms oder motorisch unterstützt manuell in einem Handfahrbetrieb zu bewegen, sowie aufweisend einen an dem Flansch 12 des Roboterarms 2 befestigten Ultraschallsensor 15 und eine an einem der Roboterarmglieder L1-L8 befestigte Hilfskinematik 16, welche wenigstens zwei Hilfsgelenke 17.1, 17.2, 17.3 umfasst, die mehrere Hilfsglieder 18.1, 18.2, 18.3, 18.4 der Hilfskinematik 16 gegeneinander verstellbar verbinden, wobei die Hilfskinematik 16 einen Halter 19 trägt, der mittels der Hilfsgelenke 17.1, 17.2, 17.3 relativ zu dem Roboterarmglied L1-L8, an dem die Hilfskinematik 16 befestigt ist, verstellbar ist, wobei der Halter 19 ausgebildet ist, ein Biopsie-Instrument 20 zu tragen.
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In der ersten Ausführungsform gemäß 2 umfassen die wenigstens zwei Hilfsgelenke 17.1, 17.2 mindestens zwei Drehgelenke, die ausgebildet sind zum Verstellen des Halter 19 relativ zum Roboterarmglied L7, an dem die Hilfskinematik 16 befestigt ist, in zwei zueinander orthogonalen Orientierungen des Halters 19.
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In der zweiten Ausführungsform gemäß 3 weist die Hilfskinematik 16 drei Hilfsgelenke 17.1, 17.2, 17.3 auf, von denen zwei Hilfsgelenke 17.2, 17.3 als Drehgelenke zum Verstellen des Halter 19 relativ zum Roboterarmglied L7, an dem die Hilfskinematik 16 befestigt ist, in zwei zueinander orthogonalen Orientierungen des Halters 19 ausgebildet sind, und ein Hilfsgelenk 17.1 als ein Schubgelenk ausgebildet ist zum Verstellen des Halter 19 relativ zum Roboterarmglied L7, an dem die Hilfskinematik 16 befestigt ist, in einer linearen, insbesondere radial sich von einer Symmetrieachse S des Ultraschallsensors 15 wegerstreckenden Richtung.
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In der dritten Ausführungsform gemäß 4 weist die Hilfskinematik 16 drei Hilfsgelenke 17.1, 17.2, 17.3 auf, von denen alle drei Hilfsgelenke 17.1, 17.2, 17.3 als Drehgelenke zum Verstellen des Halter 19 relativ zum Roboterarmglied L7, an dem die Hilfskinematik 16 befestigt ist, in drei zueinander orthogonalen Orientierungen des Halters 19 ausgebildet sind.
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In allen drei dargestellten Ausführungsformen gemäß 2 bis 4 ist die Hilfskinematik 16 an demjenigen dem Flansch 12 des Roboterarms 2, an dem der Ultraschallsensor 15 befestigt ist, unmittelbar vorgelagerten Roboterarmglied L7 befestigt. In allen drei dargestellten Ausführungsformen gemäß 2 bis 4 weisen die Hilfsgelenke 17.1, 17.2, 17.3 der Hilfskinematik 16 jeweils zugeordnete Hilfsmotoren auf, die ausgebildet sind, angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung 10 oder angesteuert durch eine von der Robotersteuervorrichtung 10 separate Hilfssteuervorrichtung 13, den Halter 19 relativ zum Roboterarmglied L7, an dem die Hilfskinematik 16 befestigt ist, automatisch gemäß eines Roboterprogramms oder motorisch unterstützt manuell in einem Handfahrbetrieb zu bewegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2017/0055940 A1 [0002]
