DE602004004995T2

DE602004004995T2 - Trocar device for the passage of a surgical instrument

Info

Publication number: DE602004004995T2
Application number: DE602004004995T
Authority: DE
Inventors: Guillaume Morel; Nabil Zemiti
Original assignee: Universite Pierre et Marie Curie Paris 6
Current assignee: Universite Pierre et Marie Curie Paris 6
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: DE602004004995D1; ATE355023T1; WO2005067804A1; KR20070037565A; JP2007528238A; JP4767175B2; EP1552793A1; CA2552589A1; EP1552793B1; US20110178477A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trokar für die Durchführung eines chirurgischen Instrumentes.
Die operatorische Laparoskopie besteht darin, chirurgische Eingriffe mit einem miniaturisierten chirurgischen Element durchzuführen, durch dessen geringen Durchmesser das Durchführen durch Trokare, welche Hohlrohre sind, die durch die Bauchdecke oder die Brustwand eines Patienten eingesetzt werden, möglich ist.
Genauer besteht die Laparoskopie darin, einerseits ein Laparoskop in die Bauchdecke oder Brustwand eines Patienten einzusetzen, welches dem Chirurg somit das Betrachten und Untersuchen ermöglicht, und andererseits Instrumente einzusetzen, welche es ermöglichen, einen Eingriff unter Sichtkontrolle durch das Laparoskop durchzuführen, ohne dafür die ganze Bauchdecke öffnen zu müssen.
Obwohl eine laparoskopische Operation vollständig von Hand ausgeführt werden kann, wird sie manchmal von einem Robotersystem durchgeführt.
In diesem Fall bedient der Operateur nicht direkt die chirurgischen Werkzeuge, sondern führt dies über eine elektromechanische Schnittstelle aus, um die Genauigkeit der Laparoskopie zu verbessern.
Somit bedient der Operateur mittels einer Schnittstelle Steuerarme, welche Roboterarme steuern, die direkt an dem Patienten handeln, wobei die Roboterarme mit chirurgischen Instrumenten oder zum Beispiel einem Laparoskop verbunden sind.
Jedoch besteht ein Problem bei der Verwendung derartiger Robotersysteme darin, dass der Chirurg nicht direkt die durch das Laparoskop oder die Instrumente auf die Innenorgane des Patienten ausgeübten Kräfte beurteilen kann.
Aufgrund dieser Tatsache muss er das Fehlen einer taktilen Empfindung durch eine Sichtbeurteilung der Verformungen der Organe, die er auf dem Bildschirm zur Visualisierung des Laparoskopbilds beobachten kann, ersetzen.
Dies ist insbesondere im Fall endochirurgischer Operationen störend, für die sehr genaue mikrochirurgische Handgriffe erforderlich sind und wobei alle Messparameter bekannt sein müssen.
Aktuell sind für herkömmliche (nicht endoskopische) Anwendungen fernlenkbare Steuersysteme erhältlich, welche eine Kontrolle der durch den Operateur auf den Patient ausgeübten Kräfte ermöglichen.
Jedoch basieren diese Methoden auf der Hypothese, dass die Wechselwirkung, die zu verspüren gewünscht wird, gemessen oder geschätzt werden kann.
Das ist in der endoskopischen Chirurgie schwer zu berücksichtigen, da in diesem Fall in den Patienten ein Kraft-Sensor eingesetzt werden müsste, der den Ansprüchen der Sterilisation, des Raumbedarfs, der Präzision und von Kosten genügen müsste.
Somit wäre es insbesondere vorteilhaft, genau die Kraft der Wechselwirkung Instrument/Innenorgan beurteilen zu können, ohne dass ein interner Sensor verwendet wird.
Aus der Patentanmeldung EP 0 624 346 ist bekannt, einen Ultraschall-Trokar mit einer abgeschrägten Spitze herzustellen, wobei diese Vorrichtung verwendet werden kann, um mittels eines Kraft-Sensors die Stärke des Eindringen in das Gewebe bei dem Einsetzen des Trokars in den Patienten beurteilen zu können. Es wird somit nicht verwendet, um die auf die Innenorgane des Patienten ausgeübten Kräfte zu messen, wobei die erforderlichen Bedingungen der Sterilisation bei einem chirurgischen Eingriff erfüllt werden.
Mit der vorliegenden Erfindung wird beabsichtigt, dieses Problem durch eine einfache, kostengünstige, zuverlässige instrumentalisierte Vorrichtung zu lösen, die an bereits existierenden fernlenkbaren Robotersystemen angebracht werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trokar für die Durchführung eines chirurgischen Instrumentes, dadurch gekennzeichnet, dass es Messmittel für die durch das Instrument auf die Innenorgane eines Patienten ausgeübte Kraft aufweist, wobei die Messmittel in Form wenigstens eines Kraft-Sensors vorliegen, der zwischen dem Trokar und einer Führung angeordnet ist.
Genauer ist der Kraft-Sensor auf dem Trokar angebracht und entspricht vorteilhafterweise einer Rolle mit einer Mittelöffnung.
Vorteilhafterweise liegt die Führung in Form eines rohrförmigen Elements mit Langsachse (X-X) vor, welches an einem seiner Enden senkrecht zu (X-X) eine kreisförmige Scheibe aufweist, und wird in die Mittelöffnung des Kraft-Sensors und des Trokars eingesetzt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des Trokars gemäß der Erfindung wird das Instrument durch einen Roboterarm in Bewegung versetzt, und ein zweiter Kraft-Sensor ist zwischen dem Ende des Roboterarms und dem chirurgischen Instrument angeordnet.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird das Instrument durch einen Übertrager, vorzugsweise durch einen Rollen-Übertrager, bewegt, und der Trokar wird durch das Ende eines Roboterarms bewegt.
Vorteilhafterweise wird im Allgemeinen das Versetzen des Roboterarms von einer Schnittstelle gesteuert.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen, die nur darstellend sind und den Schutzbereich der Erfindung nicht einschränken, anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht einer ferngelenkten endochirurgischen Bedieneinheit darstellt;
2 eine perspektivische Explosionsansicht eines Trokars gemäß der Erfindung darstellt, in der das chirurgische Instrument durch einen Roboterarm versetzt wird; und
3 eine perspektivische Explosionsansicht eines Trokars gemäß der Erfindung darstellt, in der das chirurgische Instrument durch einen Übertrager versetzt wird.
Die vorliegende Erfindung wird für eine Verwendung bei einem chirurgischen Eingriff der Art Laparoskopie beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, dass das allgemeine Prinzip der Erfindung insbesondere bei jeder Art von ferngelenktem chirurgischem Eingriff, bei dem ein Trokar verwendet wird, oder auch bei jedem System zum Einarbeiten und Einführen in die chirurgischen Handgriffe, das zur Ausbildung von Chirurgen dient, angewendet werden kann.
In 1 ist ein Robotersystem 1 dargestellt, welches die Durchführung eines ferngelenkten chirurgischen Eingriffs mittels einer Schnittstelle 2 ermöglicht und welches genauer der Durchführung endochirurgischer Eingriffe dient.
Die Schnittstelle 2 liegt in Form eines Bildschirms 3 und eines Paars Steuerarme 4 vor, das von einen Chirurgen bedient werden kann.
Der Schnittstelle 2 ist ein Operationstisch 5 zugeordnet, auf welchem der Patient 6 vor der Operation angeordnet wird.
Dem Operationstisch 5 ist eine Einheit Roboterarme 7 zugeordnet, wobei darauf hingewiesen wird, dass an einen Roboterarm ein Laparoskop, eine Kamera, ein Satz Pinzetten, ein Skalpell etc. angebracht werden können.
Vorteilhafterweise wird durch das Versetzen des Paars Steuerarme 4 durch den Chirurgen das Versetzen der Roboterarme 7 bewirkt, wobei darauf hingewiesen wird, dass mehrere Roboterarme 7 von dem Paar Steuerarme 4 gesteuert werden können, wobei die Schnittstelle 2 das Auswählen der Roboterarme 7, die der Chirurg fernlenken möchte, ermöglicht.
Vorteilhafterweise weist die Schnittstelle 2 einen Sitz 8 auf, der den Komfort für den Chirurgen bei der Operation verbessert, um Müdigkeit, die durch ein langes Stehen während der Operation verursacht wird, zu mindern.
2 stellt eine perspektivische Explosionsansicht eines Trokars dar, der an einem durch einen Roboterarm bewegten Instrument angebracht ist.
Vorteilhafterweise wird ein Trokar 9 verwendet, der an sich bekannt ist, das heißt, welcher in Form eines rohrförmigen Hohlelements vorliegt und bei einem chirurgischen Eingriff in die Bauchdecke eines Patienten 6 eingesetzt wird.
An dem Trokar 9 ist ein erster Kraft-Sensor 10 an sich bekannter Art und kommerziell erhältlich, beispielsweise ein unter dem Namen ATI Nano43 (angemeldete Marke) bekannter Sensor, angebracht.
Der erste Kraft-Sensor 10 ist zylinderförmig, vorzugsweise in Form einer Rolle, und weist eine Mittelöffnung 11 auf, in die eine passive und in Translationsrichtung abgedichtete Führung 12 eingesetzt werden kann.
Die Führung 12 ist ein rohrförmiges Hohlelement 13, welches an einem seiner Enden eine kreisförmige Scheibe 14 aufweist, die quer zur Längsachse (X-X) des rohrförmigen Elements 13 angeordnet ist.
Vorteilhafterweise wird das rohrförmige Element 13 in die Mittelöffnung 11 des ersten Kraft-Sensors und in den Trokar 9 eingesetzt.
Die Führung 12 ist vorteilhafterweise aus einem sterilisierbaren Material, zum Beispiel aus Edelstahl.
Um die Einheit aus Führung 12 und erstem Kraft-Sensor 10 abzudichten, wird zwischen den beiden Elementen (nicht in der Zeichnungsfigur dargestellt, aber an sich bekannter Art) eine Gummidichtung bekannter Art hinzugefügt.
Ein Instrument 15, beispielsweise ein Laparoskop, das mit einem Ende 16 eines Roboterarms 7 verbunden ist, ist in der Lage, in der Führung 12 mit einem oder zwei Freiheitsgraden der Translation bezogen auf (X-X) und/oder der Rotation um (X-X) zu gleiten.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Instrument 15 irgendein chirurgisches Instrument an sich bekannter Art ist und geeignet ist, in einen Trokar 9 eingesetzt zu werden.
Ein zweiter Kraft-Sensor 17 an sich bekannter Art und gängig im Handel erhältlich, beispielsweise ein unter dem Namen ATI Nano43 (angemeldete Marke) bekannter Sensor, wird zwischen dem Ende 16 eines Roboterarms 7 und dem Instrument 15 angeordnet.
Die Wahl der Form und der Funktionen des zweiten Kraft-Sensors 17 ist unabhängig von der Wahl der Form und der Funktionen des ersten Kraft-Sensors 11.
Vorteilhafterweise ist der zweite Sensor 17 zylinderförmig, beispielsweise in Form einer Rolle mit einer Mittelöffnung 18.
Um die Kraft der Wechselwirkung zwischen dem Instrument 15 und den Innenorganen des Patienten 6 zu ermitteln, wurde eine Schätzfunktion entwickelt, die auf dynamischen Gleichungen basiert, welche die auf Ebene der Verbindung zwischen dem Trokar 9 und dem Instrument 15 wirkenden Kräfte und Drehmomente aufgreifen.
Genauer ist es möglich, indem W_i→j als Torseur, das heißt, die Kraft und das Moment an einem willkürlichen Punkt, von mechanischen Aktionen, die durch den Körper i auf den Körper j ausgeübt werden, und W_{Schwerkraft→j} als Torseur, der die Wirkung das Gravitationsfelds auf den Körper i darstellt, bezeichnet wird, eine statische Modellierung des Trokars durchzuführen, indem vorausgesetzt wird, dass das System im Gleichgewicht ist.
Unter Vernachlässigung der dynamischen Kräfte wird nämlich die Gleichgewichtsbedingung des Instruments 15 bestimmt, und zwar: ΣWaußen→Instrument = 0 = Wzweiter_Kraft_Sensor→Instrument + WFührung→Instrument + WOrgan→Instrument + WSchwerkraft→Instrument
Jedoch ist es zur Berücksichtigung der dynamischen Kräfte möglich, Sensoren anzuordnen, welche es ermöglichen, die Beschleunigungen von Körpern zu messen oder zu schätzen und die Messungen gleichzeitig mit einem Modell der Gegenstände zu verwenden, um die Trägheitseinwirkungen zu kompensieren, wobei diese Technik dem Durchschnittsfachmann bekannt ist.
Dann wird die Gleichgewichtsbedingung der Führung 12 bestimmt, und zwar: ΣWaußen→Führung = 0 = WInstrument→Führung + Werster_Kraft_Sensor→Führung + WSchwerkraft→Führung
Der erste Kraft-Sensor 10 ermöglicht es, W_{erster_Sensor→Führung} zu messen, und der zweite Kraft-Sensor 17 ermöglicht es, W_{zweiter→Sensor→Instrument} zu messen.
Anhand der beiden vorgenannten Gleichungen ist es möglich, die Kraft der Wechselwirkung zwischen dem Instrument 15 und den Innenorganen des Patienten 6 zu messen.
Damit folgt: WInstrument→Organ = Werster_Sensor→Führung + Wzweiter_Sensor→Instrument + WSchwerkraft Mit W_Schwerkraft = W_{Schwerkraft→Führung} + W_{Schwerkraft→Instrument}
Sind W_{erster_Sensor→Führung} und W_{zweiter_Sensor→Instrument} erst einmal gemessen, wird W_{erster_Sensor→Führung} in der gleichen Basis und zum gleichen Punkt wie Messpunkt W_{zweiter_Sensor→Instrument} ausgedrückt, wobei die Durchführung des Schätzen dem Durchschnittsfachmann bekannt ist.
Im Anschluss wird der Torseur der Schwerkräfte berechnet, und zwar W ^Schwerkraft = W ^Schwerkraft→Instrument + W ^Schwerkraft→Führung
Diese Berechnung, auf ein Gewichtsmodell gestützt, ist für den Durchschnittsfachmann selbsterklärend.
Schließlich wird, indem alle Torseure bezogen auf Messpunkt W_{zweiter_Sensor→Instrument} zum Messpunkt W_{zweiter_Sensor→Instrument} gemessen wurden, anschließend die Wechselwirkung des Instruments 15 mit den Innenorganen des Patienten 6 geschätzt, das heißt: W ^Instrument→Organ = Wzweiter_Kraft_Sensor→Instrument + Werster_Kraft_Sensor→Führung + W ^Schwerkraft
Diese Schätzung wird von einem Rechner an sich bekannter Art durchgeführt und ermöglicht eine Darstellung der von dem Instrument auf die Innenorgane ausgeübte Kraft auf Ebene der Schnittstelle 2 mit Hilfe von elektrischen Mitteln an sich bekannter Art.
Weiterhin sind die physikalischen Parameter, wie Massen und Schwerpunkt, und die geometrischen Parameter, wie die Position und relative Ausrichtung der Kraft-Sensoren, die Position des Instruments 15 bezogen auf den Trokar 9, bekannt, entweder a priori, wenn ein Modell angegeben wurde, oder aus einem Verfahren der Anfangskalibrierung, dessen Durchführung dem Durchschnittsfachmann bekannt ist.
In 3 ist eine Explosionsansicht eines Trokars dargestellt, der einem Kraft-Sensor und einem Übertrager zugeordnet wurde.
3 ist eine alternative Darstellung des Trokars gemäß der Erfindung, bei dem es nur erforderlich ist, einen einzigen Kraft-Sensor einzusetzen, um die Wechselwirkungskräfte zwischen einem chirurgischen Instrument und den Innenorganen eines Patienten zu bestimmen.
In der folgenden Beschreibung werden bezogen auf 2 gleiche Bezugselemente mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
Um die von einem Instrument 15 auf die Innenorgane eines Patienten 6 ausgeübten Kräfte beurteilen zu können, werden auf einem Trokar 9 an sich bekannter Art eine Führung 12 in Form eines rohrförmigen Elements 13 und eine kreisförmige Scheibe 14 angeordnet.
Vorteilhafterweise liegt die Führung 12 in Form eines rohrförmigen Elements 13 mit einer kreisförmige Scheibe 14 an einem seiner Enden senkrecht zu der Langsachse (X-X) des rohrförmigen Elements 13 vor.
Zwischen der Führung 12 und dem Trokar 9 wird ein Kraft-Sensor 19 der gleichen Art wie die zuvor für den Trokar aus 2 verwendete Art, das heißt, in Form einer Rolle mit einer Mittelöffnung 20 für die Durchführung des Instruments 15 und der passiven Führung 12, angeordnet.
Folglich ist der Kraft-Sensor 19 an sich bekannter Art und gängig im Handel verfügbar, beispielsweise ein unter dem Namen ATI Nano43 (angemeldete Marke) bekannter Sensor.
Das rohrförmige Element 13 der Führung 12 wird in die Mittelöffnung 20 des Kraft-Sensors 19 und in den Trokar 9 eingesetzt
Ein Übertrager 21 wird in die kreisförmigen Scheibe 14 der Führung 12 eingesetzt und ist in der Lage, das Versetzen in Längsrichtung gemäß (X-X) eines Instruments 15 (aus Gründen der Deutlichkeit nicht in 3 dargestellt, aber an sich bekannter Art, wie jenes aus 2) zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise ist der Übertrager 21 an sich bekannter Art, wie beispielsweise ein Rollen-Übertrager.
Der Trokar 9 wird direkt durch das Ende 16 eines Roboterarms 7 bewegt.
Alternativ kann der Trokar 9 von einem autonomen Robotersystem bewegt werden, welches es ermöglicht, den Trokar 9 entsprechend unterschiedlichen Ausrichtungen zu neigen.
Somit wird jede Kraft zwischen dem Instrument 15 und den Innenorganen des Patienten 6 über den Übertrager-Mechanismus 21 zu dem Kraft-Sensor 19 zurück übertragen.
Vorteilhafterweise wurde eine Rückkraft-Steuerung, dem Durchschnittsfachmann an sich bekannter Art, entwickelt, um anhand eines externen Sensors 19 die Kräfte in dem Körper trotz durch den Trokar 9 verursachte Reibungen zu steuern.
Genauer wird, wie für den Trokar aus 2, darauf hingewiesen, dass zum Schätzen der Kraft der Wechselwirkung zwischen dem Instrument 15 und den Innenorganen 6, möglich ist, eine statische Modellierung des Trokars durchzuführen, indem vorausgesetzt wird, dass das System im Gleichgewicht ist, wobei W_i→j der Torseur, das heißt, die Kraft und das Moment an einem willkürlichen Punkt, von mechanischen Aktionen, die durch den Körper i auf den Körper j ausgeübt werden, und W_{Schwerkraft→j} der Torseur, der die Wirkung das Gravitationsfelds auf den Körper i darstellt, sind.
Tatsächlich können bei den in der Chirurgie verwendeten Geschwindigkeiten die Trägheitskräfte der Beschleunigungen vernachlässigt werden.
Um die verschiedenen Kräfte des Trokars 9 zu modellieren und zu schätzen, wird bestimmt, dass die Gleichgewichtsbedingungen des Instruments 15, des Übertragers 21 und der Führung 12 sind:

– Gleichgewichtsbedingungen des Instruments 15: ΣWaußen→Instrument = 0 = WÜbertrager→Instrument + WFührung→Instrument + WOrgan→Instrument + WSchwerkraft→Instrument
– Gleichgewichtsbedingungen des Übertragers 21: ΣWaußen→Übertrager = 0 = WInstrument→Übertrager + WFührung→Übertrager + WSchwerkraft→Übertrager
– Gleichgewichtsbedingungen der Führung 12: ΣWaußen→Führung = 0 = WÜbertrager→Führung + WInstrument→Führung + WKraft_Sensor→Führung + WSchwerkraft→Führung

Es wird darauf hingewiesen, daß W_{Kraft_Sensor→Führung} die von dem Kraft-Sensor 19 gemessene Kraft ist.
Es wird das Schätzen der Kraft der Wechselwirkung des Instruments 15 mit den Innenorganen des Patienten 6 versucht, das heißt W_{Organ→Instrument}.
Indem die drei vorgenannten Gleichungen kombiniert werden, erhält man: WKraft_Sensor→Führung = WÜbertrager→Führung – WInstrument→Führung – WSchwerkraft→Führung WKraft_Sensor→Führung = WFührung→Übertrager + WFührung→Instrument – WSchwerkraft→Führung oder man hat: WFührung→Übertrager = –WInstrument→Übertrager – WSchwerkraft→Übertrager und WFührung→Übertrager = –WÜbertrager→Instrument – WOrgan→Übertrager – WSchwerkraft→Instrument
Somit erhält man schließlich WKraft_Sensor→Führung = WInstrument→Organ – (WSchwerkraft→Übertrager + WSchwerkraft→Instrument + WSchwerkraft→Führung)
Somit entsprechen die von dem Sensor 19 gemessenen Kräfte den Innenkräften zwischen dem Instrument 15 und den Innenorganen des Patienten 6, in der Gewichtung der Einheit Instrument 15/passive Führung 12/Übertrager 21.
Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass die Reibungen zwischen der passiven Führung 12 und dem Instrument 15 sowie die Wechselwirkungen zwischen der Bauchdecke und dem Trokar 9 nicht in die Messung eingehen.
Somit ist es angebracht, zuerst den von dem Kraft-Sensor 19 gelieferter Torseur zu messen, nämlich W_{Kraft_Sensor→Führung}, um die Wechselwirkungen zwischen dem Instrument 15 und den Innenorganen des Patienten 6 zu schätzen.
Anschließend ist es erforderlich, den Torseur der Kräfte der Schwerkraft zu berechnen, und zwar: W ^Schwerkraft = WSchwerkraft→Übertrager + WSchwerkraft→Instrument + WSchwerkraft→Führung
Dann ist es möglich, die Wechselwirkung zwischen dem Instrument 15 und den Innenorganen des Patienten 6 durch die folgende Gleichung zu schätzen: W ^Instrument→Organ = WKraft_Sensor→Führung + W ^Schwerkraft
Um den Torseur der Kräfte der Schwerkraft zu berechnen, werden aktuell mehrere Verfahren angewendet:

– Entweder ist das Gewichtsmodell (Masse und Ort des Schwerpunkts) des Instruments 15, des Übertragers 21 und der Führung 12 genau bekannt. In diesem Fall wird der Torseur der Schwerkraft anhand der Messung der Ausrichtung des Trokars 9 berechnet, durchgeführt anhand von Positionssensoren, die an dem Roboterarm 16 angeordnet sind, der direkt mit dem Trokar 9 verbunden ist, und anhand der Messung der Position des Instruments 15 bezogen auf die Führung 12, durchgeführt anhand von auf dem Übertrager 21 angeordneten Positionssensoren, wobei dieses Verfahren dem Durchschnittsfachmann offensichtlich ist.
– Oder ein oder mehrere Parameter, die für die Berechnung auf Basis des Modells erforderlich sind, sind nicht bekannt.

In diesem Fall wird vor der Operation eine Kalibrierung durchgeführt. Dazu wird das System mittels des Übertragers 21 und des Endes 16 des Roboterarms 7 in unterschiedlichen geometrischen Gestaltungen platziert, wobei gleichzeitig überwacht wird, dass das Instrument 15 nicht mit den Innenorganen des Patienten 6 in Kontakt kommt.
Somit ist es möglich, entweder eine Bezugstabelle zu erstellen oder die Parameter des Gewichtsmodells gemäß einer dem Durchschnittsfachmann bekannten Operationsweise zu bestimmen.
Es ist ebenfalls möglich, den Torseur der von dem Instrument 15 auf die Innenorgane des Patienten 6 ausgeübten Kräfte in einer mit dem Instrument 15, und nicht mit dem Kraft-Sensor 19, verbundenen Grundlage auszudrücken, und in einem Punkt, der dem Ende des Instruments 15 entspricht und nicht einem Punkt, der mit dem Kraft-Sensor 19 verbunden ist.
In diesem Fall ist es ausreichend, die relative Position des Instruments bezogen auf den Sensor 19 zu kennen, was sich gemäß dem Durchschnittsfachmann bekannten herkömmlichen Methoden berechnen lässt.
Somit ist es möglich, anhand der an dem Ende eines Trokars 9 angeordneten Kraft-Sensoren (10, 17, 19) die Kräfte der Wechselwirkung zwischen einem chirurgischen Instrument 15 und einem Innenorgan eines Patienten 6 zu bestimmen.
Das Schätzen der Kraft der Wechselwirkung zwischen dem chirurgischen Instrument 15 und den Innenorganen eines Patienten 6 wird anhand der von den Kraft-Sensoren (10, 17, 19) gemessenen Torseure durchgeführt, wobei ein Rechner an sich bekannter Art die sofortige Anzeige der von dem Instrument 15 auf die Innenorgane des Patienten 6 ausgeübte Kraft auf Ebene der Schnittstelle 2 ermöglicht.
Vorteilhafterweise kann der Chirurg anhand der Schnittstelle 2 die maximale Kraft bestimmen, die er auf die Innenorgane des Patienten 6 ausüben möchte und die er nicht überschreiten möchte.
Diese Begrenzung der Kraft, die auf die Innenorgane 6 ausgeübt wird, ermöglicht es sicherzustellen, dass ein unkontrollierter grober Handgriff mit erhöhter Kraft keinen Einfluss auf die Innenorgane des Patienten 6 hat.
Vorteilhafterweise weist die Schnittstelle 2 Mittel zur Steuerung der Kraft, die durch das Instrument ausgeübt wird, und/oder Mittel zur Wiedergabe der durch das Instrument ausgeübten Kraft für den Chirurgen mittels des Steuerarms 4 auf.

Claims

Trokar (9) für die Durchführung eines chirurgischen Instrumentes (15), dadurch gekennzeichnet, dass es Messmittel (10, 17, 19) für die mit dem Instrument (15) auf die Innenorgane des Patienten (6) ausgeübte Kraft aufweist, wobei die Messmittel in Form wenigstens eines Kraft-Sensors (10, 19) vorliegen, der zwischen dem Trokar (9) und einer Führung (12) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft-Sensor (10, 19) auf dem Trokar (9) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10, 19) in Form einer Rolle mit einer Mittelöffnung (11, 20) vorliegt.
Vorrichtung gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (12) in Form eines rohrförmigen Elements (13) mit Längsachse (X-X) vorliegt, welches an einem seiner Enden senkrecht zu (X-X) eine kreisförmige Scheibe (14) aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (12) in die Mittelöffnung (11, 20) des Kraft-Sensors (10, 19) und des Trokars (9) eingesetzt wird.
Vorrichtung gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument (15) durch einen Roboterarm (7) bewegt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kraft-Sensor (17) zwischen dem Ende (16) des Roboterarms (7) und dem chirurgischen Instrument (15) angeordnet wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument (15) durch einen Übertrager (21) bewegt wird.
Vorrichtung gemäß dem vorausgegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertrager (21) auf der Führung (12) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertrager (21) ein Rollen-Übertrager ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch das Ende (16) eines Roboterarms (7) bewegt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, 7 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Versetzen des Roboterarms (7) von einer Schnittstelle (2) gesteuert wird.