WO2023072620A1 - Handhabungsvorrichtung für die handhabung medizinischer und/oder chirurgischer instrumente sowie medizinisches system mit einer handhabungsvorrichtung - Google Patents

Handhabungsvorrichtung für die handhabung medizinischer und/oder chirurgischer instrumente sowie medizinisches system mit einer handhabungsvorrichtung Download PDF

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WO2023072620A1
WO2023072620A1 PCT/EP2022/078586 EP2022078586W WO2023072620A1 WO 2023072620 A1 WO2023072620 A1 WO 2023072620A1 EP 2022078586 W EP2022078586 W EP 2022078586W WO 2023072620 A1 WO2023072620 A1 WO 2023072620A1
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WO
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handling device
robot arm
medical
microphone
designed
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/078586
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Hoffmann
Pascal Schulzki
Ulrich Gruhler
Original Assignee
Karl Storz Se & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Karl Storz Se & Co. Kg filed Critical Karl Storz Se & Co. Kg
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    • A61B34/30—Surgical robots
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    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L17/00—Speaker identification or verification techniques

Definitions

  • Handling device for handling medical and/or surgical instruments, and medical system with a handling device
  • the present invention relates to a handling device for handling medical and/or surgical instruments according to the preamble of claim 1 . Furthermore, the present invention relates to a medical system that includes such a handling device and a medical and/or surgical instrument.
  • sound or voice recording is also desired for some applications, for example to record the voice of the surgeon performing the operation and/or part of the surgical team in charge. This can be necessary, for example, if the surgeon wants to contact one or more colleagues by telephone during the operation, for example in order to consult them regarding the operation.
  • Such a sound detection can also be advantageous for the implementation of courses in which the surgeon in question explains his procedure during the operation.
  • such a sound detection during the operation may be advantageous for voice control of medical and/or surgical instruments or the like, since such voice control does not require any manual intervention by a person, so that the surgeon in question can from a manual point of view can fully concentrate on the execution of the operation.
  • One problem with the known sound or voice recording is that in the surgical environment there are usually a large number of sources of acoustic interference within the operating room, which make voice recording more difficult.
  • sources of acoustic interference are caused, for example, by instruments for recording the patient's vital parameters, by surgical instruments and/or by ventilators.
  • Such a medical system is known, for example, from US Pat. No. 7,395,249 B1.
  • the system is used in a sterile operating room where a surgeon performs a surgical procedure on a patient.
  • the patient lies on an operating table to which is attached a multi-joint robotic arm capable of moving a surgical instrument relative to the table and patient.
  • the surgical instrument is, for example, an endoscope that is inserted into the patient's abdomen, for example.
  • the individual joints of the multi-joint robotic arm can be controlled by respective drives, so that multidimensional mobility of the robotic arm relative to the patient and/or the operator is ensured.
  • the system has a microphone connected to a computer and worn as a headset by the surgeon. By placing the microphone in close proximity to the surgeon, background noise can be reduced and the likelihood of an accidental or erroneous command input reduced.
  • a system for monitoring a medical procedure that is carried out in a clinical environment is known from US Pat. No. 10,537,291 B2.
  • Such a system includes an audio recorder configured to generate a data signal representative of verbal communication by the surgeons concerned.
  • the known system can include a sound recording device with at least one microphone, which can be worn by the surgeon as a headset, for example.
  • the prior art it is known in the prior art to arrange one or more microphones in devices on the surgeon's periphery within the operating room and, if necessary, to filter out background noise using acoustic filters.
  • Such microphones can, for example, in a so-called Device traffic light or a device trolley may be provided, which, however, does not follow a (head) movement of the surgeon during the operation.
  • This type of arrangement offers good ergonomics for the surgeon, since he does not have to carry any additional equipment.
  • the distance between the microphone and the voice source can change continuously during the operation, which can lead to a loss in the detection quality, making it suboptimal and/or prone to interference depending on the distance.
  • the stationary microphones are often arranged outside the sterile area in the operating room in order to circumvent the problem of sterilization, which leads to further challenges in qualitative speech acquisition due to the additional distance resulting from this.
  • WO 2020/040795 A1 discloses a surgical instrument, for example an endoscope, which comprises a plurality of microphones which are attached to an instrument housing.
  • the surgical instrument can form a sterile barrier (for example in the form of a cloth). This barrier can be such an environment within the Must be facing the operating room so that the surgeon at the operating table can speak into the microphone.
  • WO 2020/040795 A1 also highlighted the problem that the use of headsets can disrupt the surgical workflow in the operating room, and that microphones that are attached at various points in the operating room, e.g. B. hanging from the ceiling, may not reach into the area between the operating table and the surgeon, so that the speech detection is not sufficiently reliable.
  • WO 2020/040795 A1 proposes a surgical robot system with a communication device.
  • a microphone is integrated directly into the instrument, which can be placed on the robotic arm.
  • the instrument can be, for example, an endoscope, a sterile barrier, a cytoscope, a laparascope, an arthroscope or a sterile adapter.
  • the object is to specify a medical system with at least one handling device according to the invention and a medical and/or surgical instrument.
  • the object mentioned above is achieved by a handling device having the features of claim 1 . Furthermore, the object is achieved by a medical system according to the invention.
  • the present invention provides a handling device for handling at least one medical and/or surgical instrument.
  • the handling device according to the invention comprises a multi-articulated robot arm which carries an instrument holder at its distal end.
  • the instrument holder is designed to hold or carry a medical and/or surgical instrument.
  • the handling device comprises a control device which is designed at least to control the multi-joint robot arm.
  • the handling device according to the invention is characterized in that it has a voice detection device with at least a microphone, which is arranged in a region of the distal end of the multi-articulated robotic arm and is adapted to capture at least one voice of a user of the handling device.
  • the at least one microphone can also be integrated in a region of the distal end of the multi-articulated robot arm.
  • the handling device offers the advantage over the prior art that at least the at least one microphone of the voice recording device is always located near the head of the user or the surgeon due to its arrangement at the distal end of the multi-articulated robot arm. If the user speaks while performing an operation, his mouth is also in the immediate vicinity of the at least one microphone. As a result, the user's voice can be detected by the microphone in the immediate vicinity of the mouth as a noise source, which means that the influence of acoustic noise from the user's periphery (e.g. caused by other devices in the operating room) can be minimized. It is therefore no longer absolutely necessary to filter the signals recorded by the microphone using acoustic filters in order to free them from background noise, since the recorded voice of the user can be recorded almost without interference anyway due to its (permanent) proximity to the at least one microphone .
  • a further advantage of the handling device according to the invention is that the arrangement and/or integration of the at least one microphone takes place directly in the region of the distal end of the multi-articulated robot arm.
  • This arrangement according to the invention has the advantage, in particular compared to the arrangement of a microphone on a medical and/or surgical instrument known from WO 2020/040295 A1, that regardless of the instrument held on the handling device, a microphone is always in the distal end portion of the multi-joint robot arm is provided. It is therefore no longer necessary to equip all relevant instruments with a microphone in order to provide voice recording before, during and after an operation. Rather, the at least one microphone is arranged at the end on the handling device or on the multi-articulated robot arm.
  • the handling device together with the microphone can be sterilized separately from the instrument used.
  • the instruments used on the other hand, can be removed from the handling device and cleaned or sterilized separately.
  • the handling device according to the invention is therefore intended to hold or carry a medical and/or surgical instrument that is used, for example, during an operation.
  • a generic handling device for holding and/or handling medical and/or surgical instruments is disclosed, for example, in the applicant's EP 3 753 519 A1, the technical teaching of which is included in its entirety in the present application.
  • Handling devices according to the invention and also of the generic type provide, for example, a motorized, controllable holding arm (multi-articulated robot arm), which is particularly useful in open and/or microsurgical interventions on the human or animal body, for example in the fields of neurosurgery, spinal surgery and in the ear, nose and throat area. is used.
  • Such holding arms ensure an ergonomic and comfortable posture for the operating surgeon due to the flexible positioning of the holding arm. It is possible, for example, to predefine a number of starting positions of the holding arm in order to call them up while the operation is being carried out. In addition, such holding arms offer the possibility of combining the microscopy and endoscopy applications that are often required during the operation. This is known, for example, from the field of endoscopically assisted microsurgery (EAM).
  • EAM endoscopically assisted microsurgery
  • the handling device can comprise more than one microphone (at least one microphone).
  • the microphones can be arranged and/or integrated at different points in the region of the distal end of the multi-articulated robot arm.
  • the control device is designed at least to control the multi-joint robot arm, but can also be designed to control at least one medical and/or surgical instrument.
  • the control device can have different control units or a common control unit for this purpose, which can be integrated into the handling device or arranged separately from it.
  • the instrument holder preferably forms an end effector of the multi-joint robot arm on which the at least one instrument preferably reversible detachable or removable can be attached.
  • the instrument holder preferably forms a type of connection platform on which a wide variety of medical and/or surgical instruments can be held.
  • the phrase "to record at least one voice of a user of the handling device” is understood to mean that the voice detection device is designed to record the voice (i.e. a language and/or other sounds, i.e. collectively acoustic signals) of at least one user, usually a surgeon , capture.
  • the speech detection device can include further components, in which case the at least one microphone can in principle be arranged and/or integrated separately from the remaining speech detection device on the multi-articulated robot arm. However, the voice detection device can also be arranged and/or integrated in its entirety on the multi-articulated robot arm.
  • the speech detection device can also include an (Internet) telephone unit that is designed to transmit the detected speech as a long-distance call.
  • the voice detection device can also have an acoustic output unit, for example a loudspeaker, which can in principle be arranged separately from the at least one microphone.
  • the speech detection device can also include an acoustic recording and storage unit, which is designed to record and store the recorded acoustic signals in a reproducible form.
  • the wording "in the region of the distal end of the multi-joint robot arm” is to be understood here to mean that the at least one microphone is preferably arranged on the multi-joint robot arm, particularly viewed along a kinematic path of the multi-joint robot arm, at the end at its free (freely movable) end.
  • the wording "integrated in this” is understood here to mean that the at least one microphone can be embedded, for example, in a section of an articulated arm of the multi-articulated robot arm or in a joint itself, or can be arranged below an outer surface of the multi-articulated robot arm.
  • the handling device comprises a platform from which the multi-articulated robot arm extends.
  • the controller is further configured to move at least the distal end of the multi-articulated robotic arm relative to the platform (preferably in multiple degrees of freedom).
  • the platform can be provided in the form of a base or a pedestal, for example.
  • the platform can also be provided in the form of a (preferably mobile) carriage (for example as its support side facing away from the ground).
  • Such a trolley can, for example, be placed in the vicinity of an operating table and fixed in place at least temporarily (during the operation) (eg by applying the brakes).
  • the multi-articulated robotic arm extends from the platform such that a mounting base that supports the robotic arm is preferably fixed directly to the platform.
  • the fixed end of the multi-articulated robot arm arranged on the platform is, viewed in its longitudinal extent, opposite (ie at a distance from) the free end on which the instrument holder is arranged.
  • the control device is preferably set up to control the multi-articulated robot arm in such a way that its free end can be moved in several degrees of freedom (preferably in at least three translational and three rotational degrees of freedom) relative to the platform (or the fixed end). This ensures maximum flexibility of movement, so that the multi-articulated robot arm can be moved to any desired position and in any position during an operation desired position can be adjusted.
  • the instrument holder is designed as part of the multi-joint robot arm, in particular as an end effector of the multi-joint robot arm, and the at least one microphone is arranged on the instrument holder.
  • the microphone is therefore at the outer, distal end of the multi-articulated robot arm, which, viewed along a longitudinal extent of the multi-articulated robot arm, is at the furthest distance from its fixed end.
  • the instrument holder is preferably formed directly on the multi-articulated robot arm.
  • the instrument holder preferably forms the end effector of the robot arm, which is connected to the last articulated connection provided in front of the free end of the robot arm.
  • the last element of a kinematic chain is called the end effector.
  • the term “(open) kinematic chains” or “kinematic path” is understood to mean that a plurality of arm sections of the multi-joint robot arm are each connected to one another by at least one joint.
  • the kinematic path begins at the fixed end of the robot arm, on which it is mounted, for example on the platform or the like, and ends at its free end effector.
  • the at least one microphone is arranged on an arm section and/or an articulated section of the multi-articulated robot arm and/or integrated into it.
  • the instrument holder is particularly preferably directly on the arm section and/or on the joint section (without further Intermediate elements) or indirectly (via other intermediate elements) arranged.
  • the at least one microphone viewed along the kinematic path, is preferably arranged in an arm section and/or an articulated section of the multi-articulated robot arm that is located in front of the end effector. In this embodiment, the microphone is therefore not arranged directly on the end effector or the instrument holder, but rather in front of it.
  • the microphone is still located in the end area of the multi-articulated robot arm, so that it is still in the immediate vicinity of the surgeon during an operation, thus enabling high-quality voice recording.
  • This arrangement can be advantageous if the instrument holder is structurally unsuitable as an end effector for the arrangement and/or integration of the microphone.
  • the at least one microphone is covered by a cover, in particular a non-stick cover.
  • the microphone is therefore preferably not arranged in an exposed manner on the multi-articulated robot arm, but is covered by the cover during its intended use.
  • the cover can be, for example, a membrane, a foil or a plastic element which is permeable to acoustic sound waves (and thus to the voice to be recorded), but which can be easily removed in a conventional manner (e.g. by UV sterilization) can be sterilized.
  • the advantage of this embodiment is that the microphone can preferably be designed as a standard component since it does not have to be designed for sterilization itself. Only the cover that covers the microphone and protects it from the outside needs to be sterilizable.
  • the production costs for the voice detection according to the invention can be minimized by this embodiment. It is particularly advantageous if the cover is designed as a non-stick cover or at least has a non-stick coating has in order to avoid or at least minimize the attachment of particles, germs, bacteria and viruses. It can also be advantageous if the cover has antimicrobial properties, which can be provided by a coating, for example.
  • the multi-joint robot arm comprises a plurality of arm sections which are connected to one another via at least one joint each with at least one joint drive, the control device being designed to control each joint drive individually.
  • the multi-joint robot arm thus preferably comprises at least a first arm section and a second arm section.
  • the first arm section can be connected to a platform mentioned above, for example via a first articulated connection.
  • the first articulation can preferably allow mobility of the first arm portion relative to the platform with at least one degree of freedom.
  • the first arm section can preferably be movably connected to the second arm section via a second articulated connection.
  • the second articulated connection can preferably allow mobility of the second arm section relative to the first arm section with at least one degree of freedom.
  • the second arm section is preferably connected to the instrument holder via a third articulated connection.
  • the third articulated connection can preferably enable mobility of the instrument holder relative to the second arm section with at least one degree of freedom.
  • Each of the articulated connections preferably has at least one drive, by which the respective articulated connection can be moved.
  • Each drive can preferably be controlled independently. It goes without saying that the robot arm can also have further arm sections and articulated connections, and that the respective articulated connection can also provide mobility in several degrees of freedom.
  • the speech detection device comprises a speech recognition device that is set up to detect at least one information content of a word and/or text spoken by the user, to check this for the presence of a predefined control command, and insofar as the at least one predefined control command in the information content is present to transmit the at least one control command to the control device.
  • the control device is particularly preferably designed to control the multi-joint robot arm and/or the medical and/or surgical instrument on the basis of the transmitted control command. In this way, voice-based control of the multi-joint robotic arm and/or the medical and/or surgical instrument is made possible. This has the advantage that the surgeon and/or another medical assistant can carry out the control in a voice-based manner.
  • a large number of control commands are preferably predefined and, for example, stored in a database in such a way that the speech recognition device can compare the determined information content with the database entries.
  • a control instruction, which can be transmitted to the control device, is preferably stored in the database for each control command. It is possible, for example, for the surgeon to pronounce a text during the operation, such as "move to dorsal position" and the speech recognition device to determine the information content "dorsal position" from this, for which there is a control command that causes the multi-joint robot arm to use the predefined , to approach the dorsal position on the patient.
  • the speech recognition device is set up to identify the user based on his to authenticate voice.
  • This embodiment has the advantage that preferably only an authenticated user has permission for voice-assisted control of the at least one medical and/or surgical instrument and/or the multi-articulated robot arm, whereas unauthenticated users are excluded from such control.
  • the authentication preferably takes place using a voice profile of the user, which is predefined and can therefore be registered by the voice recognition device. For example, if the user speaks with the correct voice profile, they can be authenticated. In this way, incorrect operation and/or the risk of a faulty or unwanted generation of a control command can be minimized.
  • the multi-articulated robot arm comprises at least one sensor which is set up to spatially detect a movement of at least one head or one hand of the user and to transmit it to the control device in the form of sensor signals, the control device being designed to to control the multi-articulated robot arm on the basis of the sensor signals in such a way that at least the instrument holder follows the movement of the user's head while maintaining a predetermined minimum distance.
  • the sensor can be a camera, for example. This makes it possible for the multi-articulated robot arm to follow the movements of at least the head or at least one of the hands of the surgeon in a sensor-controlled manner, without the surgeon having to initiate an independent control command.
  • the microphone arranged on the multi-articulated robot arm is also located in close proximity to the user with the aid of sensors, so that high-quality voice recording and/or voice recognition can be achieved is made possible in a particularly comfortable manner.
  • this embodiment improves the ergonomics and general handling of the handling device according to the invention.
  • the present invention also includes a medical system that has a handling device according to one of its embodiments and a medical and/or surgical instrument that is held on the instrument holder directly (without further intermediate elements) or indirectly (via at least one further intermediate element).
  • a medical system that has a handling device according to one of its embodiments and a medical and/or surgical instrument that is held on the instrument holder directly (without further intermediate elements) or indirectly (via at least one further intermediate element).
  • the medical and/or surgical instrument comprises an exoscope and/or a microscope and/or an endoscope and/or a sterile barrier and/or a cytoscope and/or a laparascope and/or an arthroscope and/or a sterile adapter and/or a surgical light.
  • a plurality of instruments can also be arranged on the instrument holder according to the invention.
  • the above-mentioned instruments are not to be understood as limiting in any way and that other medical and/or surgical instruments and/or aids that are not explicitly mentioned are also included.
  • the at least one medical and/or surgical instrument is preferably at a predefined distance from a site of the patient during an operation and is preferably also located at a predefined distance from the surgeon's head.
  • voice commands of the surgeon and another Auxiliary personnel are always recorded in the vicinity of their point of origin. This minimizes the influence of background noise.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an exemplary embodiment of a handling device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a perspective detailed view of the exemplary embodiment of a handling device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a handling device 10 according to an exemplary embodiment of the invention on the basis of a perspective overview illustration.
  • the handling device 10 is basically assigned to a patient (not shown in more detail) who is positioned on an operating table 12 .
  • the handling device 10 can be used for therapeutic, surgical and/or diagnostic purposes. However, use for non-therapeutic, non-surgical and/or non-diagnostic purposes is also conceivable. This may include use in exercises or simulations.
  • the handling device 10 comprises a multi-articulated robot arm 14, on the distal, free end of which an instrument holder 16 is formed is.
  • the instrument holder 16 is designed to carry at least one medical and/or surgical instrument 18 or, preferably, to fasten it in a reversibly detachable or replaceable manner.
  • the instrument holder 16 forms an end effector 17 of the multi-articulated robot arm 14 .
  • the medical instrument 18 is an exoscope.
  • an exoscope refers to a high-tech surgical microscope with which, for example, anatomical details of a human or animal brain or another part of the body can be visualized in a three-dimensional manner.
  • the exoscope can provide four times the resolution (4K), which means that, compared to other instruments, a high depth of focus can be achieved, which is desirable for observing a relevant object field.
  • the handling device 10 can be used for observing the interior of the body, that is to say, for example, an endoscope or a laproscope is held by the instrument holder as an instrument.
  • the handling device 10 comprises a platform 20, which in the present case is designed as a carriage or carriage 22, which is only visible in an upper section in FIG. This is not to be understood as limiting.
  • the platform 20 can be designed, for example, as the carriage 22 with a chassis that is not shown in detail.
  • the carriage 22 may include one or more supports to protect the carriage 22 against accidental movement during operation of the handling device 10, ie during an operation. Accordingly, such a support can serve to stationarily locate the carriage 22 in the operating room.
  • the carriage 22 can have wheels and a chassis as well as a parking brake in order to only release an adjustment of the carriage 22 and thus also the platform 20 if it is ensured that the carriage 22 cannot be moved unintentionally. It goes without saying that the carriage 22 can also be anchored/fixed in another way in order to enable safe operation of the handling device 10 .
  • Multi-jointed robot arm 14 extends from platform 20.
  • a computer terminal 24 is also arranged on platform 20 and includes a screen 26, since a user can make adjustments to multi-jointed robot arm 14 and/or the at least one instrument 18, for example.
  • a control device 30 is arranged in the carriage 22 or below a housing 28 and is set up to control the multi-joint robot arm 14 and the at least one medical and/or surgical instrument 18 . In principle, the control device 30 can also be integrated in the computer terminal 24 or formed by it.
  • the platform 22 comprises an emergency stop button 34 on its outer surface 32 pointing away from the ground, which is designed to, for example in the event of incorrect operation, an emergency during the operation and/or any other incident, the multi-articulated robotic arm 14 and/or the instrument 18 off. When switched off by the emergency stop button, the multi-articulated robot arm 14 preferably moves into a predefined rest position in which it is located outside of the operating area around the operating table 12, so that this area is freely accessible in an emergency.
  • a handle 36 is also attached to the instrument 18, by means of which the instrument 18 can also be moved manually to a different position above the operating table 12 if necessary.
  • the handling device 10 is characterized in that it includes a voice detection device 38 with at least one microphone 40 .
  • the microphone 40 is in a region of the distal End of the multi-joint robot arm 14 (in a region of the end effector 17 or adjacent to the end effector 17) arranged and / or integrated into this.
  • the voice detection device 38 is designed to detect at least one voice of a user 42 of the handling device 10 .
  • the speech detection device 38 can also include a speech recognition device 44, which is set up to detect an information content of a text spoken by the user 42, to check it for the presence of at least one predefined control command, and to the extent that the at least one predefined control command is present in the information content to transmit the control command to the control device 38 .
  • the multi-articulated robotic arm 14 presently includes a first arm portion (not shown) that is disposed on the platform 20 and extends away from the ground from the platform.
  • the first arm section is connected to a second arm section 48 via a first controllable joint 46, the first controllable joint 46 allowing a movement of the second arm section 48 relative to the first arm section in a rotational degree of freedom.
  • the second arm section 48 is connected to a third arm section 52 via a second controllable joint 50 .
  • the second controllable joint 50 allows a movement of the third arm section 52 relative to the second arm section 48 in a rotational degree of freedom.
  • the third arm section 52 is connected to a fourth arm section 56 via a third controllable joint 54 .
  • the third controllable joint 54 allows a movement of the fourth arm section 56 relative to the third arm section 52 in a rotational degree of freedom.
  • the fourth arm section 56 is connected to a fifth arm section 60 via a fourth controllable joint 58 .
  • the fourth controllable joint 58 allows a movement of the fifth arm section 60 relative to the fourth arm section 56 in a rotational degree of freedom.
  • the fifth Arm section 60 is connected to a sixth arm section 64 via a fifth controllable joint 62 .
  • the fifth controllable joint 62 allows the sixth arm section 64 to move with respect to the fifth arm section 60 in a rotational degree of freedom.
  • the instrument holder 16 is arranged directly adjacent to the sixth arm section 64 and thus forms the free, distal end effector 17 .
  • the exoscope is arranged on the instrument holder 16 .
  • Each of the joints 46, 50, 54, 58, 62 can be controlled individually by the control device 38 and has a drive for this purpose, for example in the form of an electric motor.
  • the sixth arm section 64 is designed as a curved tube.
  • the at least one microphone 40 is arranged in the distal sixth arm section 64 at the end of the multi-joint robot arm 14 or is integrated therein.
  • the respective joint drive is preferably integrated in each of the joints 46, 50, 54, 58, 62 in the form of an electric servomotor. See Figure 2 for a detailed view of the multi-articulated robotic arm 14 .
  • the microphone 40 is covered by a (preferably non-stick and/or antimicrobial) cover 66 so that the microphone 40 can be easily sterilized.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung (10) für die Handhabung eines medizinischen und/oder chirurgischen Instruments (18), umfassend einen Mehrgelenkroboterarm (14), der an seinem distalen Ende einen Instrumentenhalter (16) trägt, der zur Halterung eines medizinischen und/oder chirurgischen Instruments (18) ausgebildet ist, und eine Steuerungsvorrichtung (30), die zumindest zur Steuerung des Mehrgelenkroboterarms (14) ausgebildet ist, wobei die Handhabungsvorrichtung (10) eine Spracherfassungseinrichtung (38) mit zumindest einem Mikrofon (40) umfasst, das in einem Bereich des distalen Endes des Mehrgelenkroboterarms (14) angeordnet oder in diesem integriert ist und dazu ausgebildet ist, zumindest eine Stimme eines Nutzers (42) der Handhabungsvorrichtung (10) zu erfassen.

Description

Handhabungsvorrichtung für die Handhabung medizinischer und/oder chirurgischer Instrumente sowie medizinisches System mit einer Handhabungsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für die Handhabung medizinischer und/oder chirurgischer Instrumente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein medizinisches System, das eine derartige Handhabungsvorrichtung und ein medizinisches und/oder chirurgisches Instrument umfasst.
Gattungsgemäße Handhabungsvorrichtungen für die Handhabung medizinischer und/oder chirurgischer Instrumente sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt und finden bei der Durchführung von Operationen bereits umfassend Verwendung.
Während der Durchführung einer Operation ist zudem für einige Anwendungen eine Ton- bzw. Spracherfassung gewünscht, um beispielsweise die Stimme des operierenden Chirurgen und/oder eines Teils des betreuenden Operationsteams zu erfassen. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn der Chirurg während der Operation mit einem oder mehreren Kollegen in telefonischen Kontakt treten möchte, um sich beispielsweise mit diesen bezüglich der Operation zu beraten. Ebenfalls kann eine derartige Tonerfassung für die Durchführung von Lehrveranstaltungen von Vorteil sein, bei denen der betreffende Chirurg sein Vorgehen während der Operation erläutert. Zudem ist eine derartige Tonerfassung während der Operation ggf. für eine Sprachsteuerung von medizinischen und/oder chirurgischen Instrumenten oder ähnlichem von Vorteil, da eine derartige Sprachsteuerung kein manuelles Eingreifen einer Person erforderlich macht, so dass sich der betreffende Operateur in manueller Hinsicht vollends auf die Durchführung der Operation konzentrieren kann.
Eine Problematik bei der bekannten Ton- bzw. Spracherfassung besteht darin, dass im chirurgischen Umfeld zumeist eine Vielzahl von akustischen Störquellen innerhalb des Operationssaals existiert, durch die die Spracherfassung erschwert wird. Derartige akustische Störquellen werden beispielsweise von Instrumenten zur Erfassung von Vitalparametern des Patienten, von Operationsinstrumenten und/oder von Beatmungsgeräten hervorgerufen.
Um den Einfluss dieser akustischen Störquellen auf die Spracherfassung zu vermeiden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, zumindest ein erfassendes Mikrofon in der Nähe des Chirurgen bzw. der Stimmquelle zu platzieren. Bei dieser Platzierung ist jedoch darauf zu achten, dass weder die Ergonomie des Chirurgen selbst noch in dessen Arbeitsumfeld verschlechtert bzw. negativ beeinflusst wird. Beispielsweise ist es bekannt, dass der betreffende Chirurg oder eine Gruppe von Chirurgen jeweils ein Headset, ein Klemmmikrofon und/oder einen Kopfhörer mit integriertem Mikrofon trägt bzw. tragen. Eine derartige Platzierung des Mikrofons ist zwar für die Stimmerfassung vorteilhaft, da das Mikrofon in unmittelbarer Nähe zur Stimmquelle platziert ist. Allerdings können derartig angeordnete Mikrofone eine ergonomische Störgröße darstellen, die insbesondere bei länger andauernden Operationen durch den betreffenden Chirurgen als Belästigung empfunden werden kann. Zudem führt die Anbringung derartig tragbarer Mikrofone zu einem Zusatzaufwand, um die Sterilität des Operationsfeldes und die des Chirurgen zu gewährleisten. Eine besondere Herausforderung stellt hierbei die Sterilisierung des verwendeten Mikrofons selbst dar, da dieses nämlich für die Sterilisierung (ggf. mittels UV-Licht oder ähnlichem) technisch ausgelegt und geeignet sein muss. Ein derartiges medizinisches System ist beispielsweise aus der US 7,395,249 B1 bekannt. Das System wird in einem sterilen Operationssaal verwendet, in dem ein Chirurg einen chirurgischen Eingriff an einem Patienten vornimmt. Der Patient liegt auf einem Operationstisch, an dem ein Mehrgelenk-Roboterarm befestigt ist, der ein chirurgisches Instrument relativ zu dem Tisch und dem Patienten bewegen kann. Bei dem chirurgischen Instrument handelt es sich beispielhaft um ein Endoskop, das beispielsweise in den Bauchraum des Patienten eingeführt wird. Die einzelnen Gelenke des Mehrgelenk-Roboterarms lassen sich durch jeweilige Antriebe ansteuern, so dass eine mehrdimensionale Beweglichkeit des Roboterarms relativ zum Patienten und/oder zum Operateur gewährleistet wird. Das System verfügt über ein Mikrofon, das mit einem Computer verbunden ist und als Headset vom Chirurgen getragen wird. Dadurch, dass sich das Mikrofon in unmittelbarer Nähe des Chirurgen befindet, können Hintergrundgeräusche reduziert und die Wahrscheinlichkeit eines versehentlichen oder fehlerhaften Eingabebefehls verringert werden.
Weiterhin ist ein System zur Überwachung eines medizinischen Verfahrens, das in einer klinischen Umgebung durchgeführt wird, aus der US 10,537,291 B2 bekannt. Ein derartiges System umfasst einen Audio- Recorder, der dazu eingerichtet ist, ein Datensignal zu erzeugen, das repräsentativ für eine verbale Kommunikation der betreffenden Chirurgen ist. Ferner kann das bekannte System ein Tonaufzeichnungsgerät mit mindestens einem Mikrofon umfassen, das beispielsweise als Headset vom Chirurgen getragen werden kann.
Alternativ ist es im Stand der Technik bekannt, ein oder mehrere Mikrofone in Geräten in der Peripherie des Chirurgen innerhalb des Operationssaals anzuordnen und ggf. Störgeräusche durch akustische Filter herauszufiltern. Derartige Mikrofone können beispielsweise in einer sogenannten Geräteampel oder einem Gerätewagen vorgesehen sein, welcher jedoch nicht einer (Kopf-) Bewegung des Operateurs während der Operation folgt. Diese Anordnungsart bietet zwar eine gute Ergonomie für den Chirurgen, da dieser kein zusätzliches Equipment zu tragen hat. Allerdings kann sich während der Operation die Entfernung zwischen dem Mikrofon und der Stimmquelle fortlaufend ändern, was zu einem Verlust der Erfassungsqualität führen kann, so dass diese je nach Entfernung suboptimal und/oder störanfällig ist. Ferner werden die ortsfesten Mikrofone oftmals außerhalb des sterilen Bereiches im Operationssaal angeordnet, um die Problematik der Sterilisierung zu umgehen, was aufgrund der daraus resultierenden zusätzlichen Distanz zu weiteren Herausforderungen bei der qualitativen Spracherfassung führt.
Die Problematik der Sterilität bei tragbaren Mikrofonen wurde beispielsweise bereits in der US 10,617,400 B2 beleuchtet und eine entsprechende Lösung vorgeschlagen. Die Lösung sieht vor, eine Vielzahl von Mikrofonen in einem Operationssaal vorzusehen, um hierdurch auf tragbare Headsets verzichten zu können. Die von den Mikrofonen erfassten Geräusche werden durch eine Schallquellen-Trenneinheit voneinander getrennt und auf Grundlage von Positionsinformationen über die jeweilige Position der Mikrofone im Operationssaal einer jeweiligen Schallquelle zugeordnet. Als Ergebnis der Schallseparation erhält man für jede Schallquelle getrennte Schallinformationen. Ferner ist es notwendig, die erfassten Geräusche mittels akustischer Filterung von Störgeräuschen zu befreien, wodurch das System technisch aufwändig erscheint.
Ferner ist aus der WO 2020/040795 A1 ein chirurgisches Instrument, beispielsweise ein Endoskop, bekannt, das mehrere Mikrofone umfasst, die an einem Instrumentengehäuse befestigt sind. Das chirurgische Instrument kann eine sterile Barriere (beispielsweise in der Art eines Tuches) ausbilden. Diese Barriere kann derart einer Umgebung innerhalb des Operationssaals zugewandt sein, dass der Chirurg am Operationstisch in das Mikrofon sprechen kann. In der WO 2020/040795 A1 wurde ebenfalls das Problem beleuchtet, dass die Verwendung von Headsets den chirurgischen Arbeitsablauf im Operationssaal stören kann, und dass Mikrofone, die an verschiedenen Stellen im Operationssaal angebracht sind, z. B. an der Decke hängend, möglicherweise nicht bis in den Bereich zwischen dem Operationstisch und dem Chirurgen reichen, so dass die Spracherfassung nicht hinreichend gewährbar ist. Zur Lösung wird in der WO 2020/040795 A1 ein chirurgisches Robotersystem mit einer Kommunikationsvorrichtung vorgeschlagen. Ein Mikrofon ist unmittelbar in dem Instrument, das an dem Roboterarm angeordnet werden kann, integriert. Bei dem Instrument kann es sich beispielsweise um ein Endoskop, eine sterile Barriere, ein Zytoskop, ein Laparaskop, ein Arthroskop oder einen sterilen Adapter handeln.
Obgleich der aus der WO 2020/040295 A1 bekannte Lösungsansatz zwar grundsätzlich zur Verbesserung der zuvor genannten Probleme hinsichtlich der Platzierung von Mikrofonen zur Spracherfassung beiträgt, erscheint auch dieser Lösungsansatz nicht hinreichend. So besteht bei der Anordnung von Mikrofonen in chirurgischen Instrumenten die Problematik, dass eine umfassende Sterilisierung dieser Instrumente nach jeder durchgeführten Operation von Nöten ist. Durch die Anordnung der Mikrofone an den Werkzeugen müssen diese dann mitsterilisiert werden, wodurch die Mikrofone besonders robust ausgestaltet werden müssen. Zudem wird durch die ständige Sterilisierung die Lebensdauer der Mikrofone negativ beeinträchtigt. Ebenfalls handelt es sich bei derartigen Instrumenten um Wechselbauteile, die ggf. während einer Operation getauscht werden müssen. Somit erscheint es zur Gewährleistung einer umfassenden Spracherfassung notwendig, die Mikrofone an sämtlichen benötigten Instrumenten vorzusehen. Hierdurch werden die Herstellungskosten für die betreffenden Instrumente erhöht. Der vorliegenden Erfindung liegt daher eine Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es eine Aufgabe, die Sterilisierbarkeit eines Mikrofons im Operationsumfeld zu verbessern und eine Qualität bei einer Sprach- bzw. Tonerfassung gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern.
Ferner besteht die Aufgabe darin, ein medizinisches System mit zumindest einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung und einem medizinischen und/oder chirurgischen Instrumente anzugeben.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Handhabungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes medizinisches System gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, eine Handhabungsvorrichtung für die Handhabung zumindest eines medizinischen und/oder chirurgischen Instruments bereitzustellen. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung umfasst dabei einen Mehrgelenkroboterarm, der an seinem distalen Ende einen Instrumentenhalter trägt. Der Instrumentenhalter ist dazu ausgebildet, ein medizinisches und/oder chirurgisches Instrument zu halten bzw. zu tragen. Ferner umfasst die Handhabungsvorrichtung eine Steuerungsvorrichtung, die zumindest zur Steuerung des Mehrgelenkroboterarms ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Spracherfassungseinrichtung mit zumindest einem Mikrofon umfasst, das in einem Bereich des distalen Endes des Mehrgelenkroboterarms angeordnet und dazu ausgebildet ist, zumindest eine Stimme eines Nutzers der Handhabungsvorrichtung zu erfassen. Alternativ oder ergänzend kann das zumindest eine Mikrofon auch in einem Bereich des distalen Endes des Mehrgelenkroboterarms integriert sein.
Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung bietet gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass zumindest das zumindest eine Mikrofon der Spracherfassungseinrichtung aufgrund seiner Anordnung am distalen Ende des Mehrgelenkroboterarms sich stets in der Nähe eines Kopfes des Nutzers bzw. des Chirurgen befindet. Spricht der Nutzer während der Durchführung einer Operation, befindet sich auch sein Mund in unmittelbarer Nähe zu dem zumindest einen Mikrofon. Hierdurch kann die Stimme des Nutzers durch das Mikrofon in unmittelbarer Nähe zum Mund als Geräuschquelle erfasst werden, wodurch ein Einfluss von akustischen Störgeräuschen aus der Peripherie des Nutzers (z. B. hervorgerufen durch weitere sich im Operationssaal befindliche Geräte) minimiert werden kann. Somit ist es auch nicht mehr unbedingt notwendig, die durch das Mikrofon erfassten Signale mittels akustischer Filter zu filtern, um diese von Störgeräuschen zu befreien, da die erfasste Stimme des Nutzers aufgrund seiner (permanenten) Nähe zu dem zumindest einen Mikrofon ohnehin nahezu störungsfrei erfassbar ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung besteht darin, dass die Anordnung und/oder Integration des zumindest einen Mikrofons unmittelbar in dem Bereich des distalen Endes des Mehrgelenkroboterarms erfolgt. Diese erfindungsgemäße Anordnung hat insbesondere gegenüber der aus der WO 2020/040295 A1 bekannten Anordnung eines Mikrofons an einem medizinischen und/oder chirurgischen Instrument den Vorteil, dass unabhängig von dem an der Handhabungsvorrichtung gehaltenen Instrument stets ein Mikrofon in dem distalen Endbereich des Mehrgelenkroboterarms vorgesehen ist. Somit ist es zur Bereitstellung einer Spracherfassung vor, während und nach einer Operation nicht mehr notwendig, sämtliche betreffenden Instrumente jeweils mit einem Mikrofon auszustatten. Vielmehr ist das zumindest eine Mikrofon an der Handhabungsvorrichtung bzw. an dem Mehrgelenkroboterarm endseitig angeordnet.
Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Anordnung des zumindest einen Mikrofons besteht zudem der Vorteil, dass eine medizinisch notwendige Sterilisierung des Operationsumfeldes und insbesondere der verwendeten Instrumente vereinfacht ist. So kann die Handhabungsvorrichtung mitsamt dem Mikrofon nach ihrer Verwendung separat von dem verwendeten Instrument sterilisiert werden, Die verwendeten Instrumente können hingegen von der Handhabungsvorrichtung abgenommen und separat gereinigt bzw. sterilisiert werden. Insbesondere gegenüber der WO 2020/040295 A1 resultiert daraus der Vorteil, dass eine Sterilisierung der Instrumente unabhängig von einer ebenfalls notwendigen Sterilisierung des zumindest einen Mikrofons, das an dem Mehrgelenkroboterarm angeordnet ist, erfolgen kann.
Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung ist also in ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch dazu vorgesehen, ein medizinisches und/oder chirurgisches Instrument, das beispielsweise während einer Operation Verwendung findet, zu halten bzw. zu tragen. Eine gattungsgemäße Handhabungsvorrichtung für die Halterung und/oder Handhabung von medizinischen und/oder chirurgischen Instrumenten ist beispielsweise in der EP 3 753 519 A1 der Anmelderin offenbart, deren technische Lehre in ihrer Gesamtheit in der vorliegenden Anmeldung mitumfasst ist. Erfindungsgemäße und auch gattungsgemäße Handhabungsvorrichtungen stellen beispielsweise einen motorisierten, steuerbaren Haltearm (Mehrgelenkroboterarm) bereit, der insbesondere bei offenen und/oder mikrochirurgischen Eingriffen am menschlichen oder tierischen Körper, beispielsweise in den Bereichen der Neurochirurgie, Wirbelsäulenchirurgie und im Hals-Nasen-Ohren-Bereich, zum Einsatz kommt. Derartige Haltearme gewährleisten eine ergonomische und komfortable Haltung des operierenden Chirurgen aufgrund der flexiblen Positionierung des Haltearms. Dabei ist es beispielsweise möglich, eine Mehrzahl von Anfahrpositionen des Haltearms vorzudefinieren, um diese während der Durchführung der Operation abzurufen. Zudem bieten derartige Haltearme die Möglichkeit, die bei der Operation oftmals benötigten Anwendungen Mikroskopie und Endoskopie zu vereinen. Dies ist beispielsweise aus dem Bereich der endoskopisch assistierten Mikrochirurgie (EAM) bekannt.
Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung mehr als ein Mikrofon (zumindest ein Mikrofon) umfassen kann. Die Mikrofone können grundsätzlich an verschiedenen Stellen in dem Bereich des distalen Endes des Mehrgelenkroboterarms angeordnet und/oder integriert sein.
Die Steuerungsvorrichtung ist zumindest zur Steuerung des Mehrgelenkroboterarms ausgebildet, kann jedoch ferner zur Steuerung zumindest eines medizinischen und/oder chirurgischen Instruments ausgebildet sein. Grundsätzlich kann die Steuerungsvorrichtung hierzu verschiedene Steuereinheiten oder eine gemeinsame Steuereinheit aufweisen, die in der Handhabungsvorrichtung integriert oder separiert von dieser angeordnet sein kann.
Der Instrumentenhalter bildet vorzugsweise einen Endeffektor des Mehrgelenkroboterarms aus, an dem das zumindest eine Instrument vorzugsweise reversible lösbar bzw. abnehmbar befestigt sein kann. Der Instrumentenhalter bildet vorzugsweise eine Art Anbindungsplattform aus, an der verschiedenste medizinische und/oder chirurgische Instrumente gehalten sein können.
Unter der Formulierung „zumindest eine Stimme eines Nutzers der Handhabungsvorrichtung zu erfassen“ wird vorliegend verstanden, dass die Spracherfassungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Stimme (d.h. eine Sprache und/oder sonstige Töne, zusammengefasst also akustische Signale) zumindest eines Nutzers, im Regelfall eines Chirurgen, zu erfassen. Die Spracherfassungseinrichtung kann weitere Komponenten umfassen, wobei das zumindest eine Mikrofon grundsätzlich getrennt von der restlichen Spracherfassungseinrichtung an dem Mehrgelenkroboterarm angeordnet und/oder integriert sein kann. Die Spracherfassungseinrichtung kann jedoch auch gesamthaft an dem Mehrgelenkroboterarm angeordnet und/oder integriert sein. Die Spracherfassungseinrichtung kann ferner eine (Internet-) Telefoneinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, die erfasste Sprache als Ferngespräch zu übertragen. Die Spracherfassungseinrichtung kann ferner eine akustische Ausgabeeinheit, beispielsweise einen Lautsprecher aufweisen, der grundsätzlich getrennt von dem zumindest einen Mikrofon angeordnet sein kann. Die Spracherfassungseinrichtung kann ferner eine akustische Aufnahme- und Speichereinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, die erfassten akustischen Signale in einer reproduzierbaren Form aufzunehmen und abzuspeichern.
Unter der Formulierung „im Bereich des distalen Endes des Mehrgelenkroboterarms“ ist vorliegend zu verstehen, dass das zumindest eine Mikrofon vorzugsweise an dem Mehrgelenkroboterarm, insbesondere betrachtet entlang eines kinematischen Pfades des Mehrgelenkroboterarms, endseitig an dessen freiem (frei beweglichen) Ende angeordnet ist. Unter der Formulierung „in diesem integriert“ wird vorliegend verstanden, dass das zumindest eine Mikrofon beispielsweise in einen Abschnitt eines Gelenkarms des Mehrgelenkroboterarms oder in ein Gelenk selbst eingelassen oder unterhalb einer Außenoberfläche des Mehrgelenkroboterarms angeordnet sein kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Handhabungsvorrichtung eine Plattform, von der ausgehend sich der Mehrgelenkroboterarm erstreckt. Die Steuerungsvorrichtung ist ferner dazu ausgebildet, zumindest das distale Ende des Mehrgelenkroboterarms relativ zu der Plattform (vorzugsweise in mehreren Freiheitsgraden) zu bewegen. Die Plattform kann beispielsweise in der Art eines Sockels oder eines Podests bereitgestellt sein. Ebenfalls kann die Plattform in der Art eines (vorzugsweise fahrbaren) Wagens (beispielsweise als dessen vom Boden abweisende Auflageseite) bereitgestellt sein. Ein derartiger Beistellwagen kann beispielsweise in der Nähe eines Operationstisches platziert und zumindest temporär (während der Operation) ortsfest fixiert werden (z.B. durch Anziehen von Bremsen). Der Mehrgelenkroboterarm erstreckt sich von der Plattform hinweg, so dass vorzugsweise eine Montagesockel, der den Roboterarm trägt, vorzugsweise unmittelbar auf der Plattform fixiert ist. Das an der Plattform angeordnete feste Ende des Mehrgelenkroboterarms liegt, betrachtet in seiner Längserstreckung, dem freien Ende, an dem der Instrumentenhalter angeordnet ist, gegenüber (ist also von diesem beabstandet). Die Steuerungsvorrichtung ist vorzugsweise eingerichtet, den Mehrgelenkroboterarm derart anzusteuern, dass dessen freies Ende gegenüber der Plattform (bzw. dem festen Ende) in mehreren Freiheitsgraden (vorzugsweise in zumindest drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden) bewegbar ist. Hierdurch wird eine maximale Bewegungsflexibilität gewährleistet, so dass der Mehrgelenkroboterarm während einer Operation an jede gewünschte Position und in jede gewünscht Lage verstellt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Instrumentenhalter als ein Teil des Mehrgelenkroboterarms, insbesondere als ein Endeffektor des Mehrgelenkroboterarms, ausgebildet und das zumindest eine Mikrofon ist an dem Instrumentenhalter angeordnet. In dieser Ausführungsform ist das Mikrofon also am äußeren, distalen Ende des Mehrgelenkroboterarms, welches entlang einer Längserstreckung des Mehrgelenkroboterarms betrachtet, von dessen festem Ende am weitesten beabstandet ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich der Instrumentenhalter als Endeffektor des Mehrgelenkroboterarms in unmittelbarer Nähe zu dem medizinischen und/oder chirurgischen Instrument befindet, welches während einer Operation stets in unmittelbarer Nähe des Chirurgen platziert ist. Somit ist die Spracherfassung in der Nähe des Chirurgen möglich. Der Instrumentenhalter ist vorzugsweise unmittelbar an dem Mehrgelenkroboterarm ausgebildet. Der Instrumentenhalter bildet vorzugsweise den Endeffektor des Roboterarms aus, der sich an die letzte Gelenkverbindung, die vor dem freien Ende des Roboterarms vorgesehen ist, anschließt. Als Endeffektor wird in der Robotik das letzte Element einer kinematischen Kette bezeichnet. Unter dem Begriff „(offene) kinematische Ketten“ bzw. „kinematischer Pfad“ wird vorliegend verstanden, dass mehrere Armabschnitte des Mehrgelenkroboterarms jeweils durch zumindest ein Gelenk miteinander verbunden sind. Der kinematische Pfad beginnt am festen Ende des Roboterarms, an welchem dieser bspw. auf der Plattform oder ähnlichem montiert ist, und endet an seinem freien Endeffektor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Mikrofon an einem Armabschnitt und/oder einem Gelenkabschnitt des Mehrgelenkroboterarms angeordnet und/oder in diesem integriert. Besonders bevorzugt ist an dem Armabschnitt und/oder an dem Gelenkabschnitt der Instrumentenhalter unmittelbar (ohne weitere Zwischenelemente) oder mittelbar (über weitere Zwischenelemente) angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist das zumindest eine Mikrofon, entlang des kinematischen Pfades betrachtet, vorzugsweise in einem Armabschnitt und/oder einem Gelenkabschnitt des Mehrgelenkroboterarms angeordnet, der sich vor dem Endeffektor befindet. In dieser Ausgestaltung ist das Mikrofon also nicht unmittelbar an dem Endeffektor bzw. dem Instrumentenhalter, sondern vor diesem angeordnet. Das Mikrofon befindet sich in dieser Anordnung weiterhin im Endbereich des Mehrgelenkroboterarms, so dass es sich während einer Operation weiterhin in unmittelbarer Nähe zu dem Chirurgen befindet und somit eine qualitativ hochwertige Spracherfassung ermöglicht ist. Diese Anordnung kann von Vorteil sein, wenn der Instrumentenhalter als Endeffektor für die Anordnung und/oder Integration des Mikrofons konstruktiv nicht geeignet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Mikrofon von einer Abdeckung, insbesondere einer Antihaft-Abdeckung, überdeckt. Das Mikrofon ist also vorzugsweise nicht freiliegend an dem Mehrgelenkroboterarm angeordnet, sondern ist während seines bestimmungsgemäßen Gebrauchs von der Abdeckung überdeckt. Bei der Abdeckung kann es sich beispielsweise um eine Membran, um eine Folie oder um ein Kunststoffelement handeln, die bzw. das für akustische Schallwellen (und somit für die zu erfassende Stimme) durchlässig ist, sich jedoch unproblematisch in herkömmlicher Art und Weise (z.B. durch UV- Sterilisierung) sterilisieren lässt. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist, dass das Mikrofon vorzugsweise als Standardbauteil ausgebildet sein kann, da es nicht selbst für die Sterilisierung ausgelegt sein muss. Sterilisierbar muss lediglich die Abdeckung, die das Mikrofon überdeckt und nach außen hin schützt, ausgeführt sein. Durch diese Ausführungsform können die Herstellungskosten für die erfindungsgemäße Spracherfassung minimiert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abdeckung als Anti-Haft- Abdeckung ausgebildet ist oder zumindest eine Anti-Haft-Beschichtung aufweist, um derart ein Ansetzen von Partikeln, Keimen, Bakterien und Viren zu vermeiden bzw. zumindest zu minimieren. Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die Abdeckung antimikrobielle Eigenschaften umfasst, die beispielsweise durch eine Beschichtung bereitgestellt sein können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Mehrgelenkroboterarm eine Mehrzahl von Armabschnitten, die über jeweils zumindest ein Gelenk mit jeweils zumindest einem Gelenkantrieb miteinander verbunden sind, wobei die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, jeden Gelenkantrieb einzeln anzusteuern. Der Mehrgelenkroboterarm umfasst also vorzugsweise zumindest einen ersten Armabschnitt und einen zweiten Armabschnitt. Der erste Armabschnitt kann beispielsweise über eine erste Gelenkverbindung mit einer vorgestehend genannten Plattform verbunden sein. Die erste Gelenkverbindung kann vorzugsweise eine Beweglichkeit des ersten Armabschnittes relativ zu der Plattform mit zumindest einem Freiheitsgrad ermöglichen. Der erste Armabschnitt kann vorzugsweise über eine zweite Gelenkverbindung mit dem zweiten Armabschnitt beweglich verbunden sein. Die zweite Gelenkverbindung kann vorzugsweise eine Beweglichkeit des zweiten Armabschnittes relativ zu dem ersten Armabschnitt mit zumindest einem Freiheitsgrad ermöglichen. Der zweite Armabschnitt ist vorzugsweise über eine dritte Gelenkverbindung mit dem Instrumentenhalter verbunden. Die dritte Gelenkverbindung kann vorzugsweise eine Beweglichkeit des Instrumentenhalters relativ zu dem zweiten Armabschnitt mit zumindest einem Freiheitsgrad ermöglichen. Jede der Gelenkverbindungen weist vorzugsweise zumindest einen Antrieb auf, durch den sich die jeweilige Gelenkverbindung bewegen lässt. Jeder Antrieb ist vorzugsweise eigenständig ansteuerbar. Es versteht sich, dass der Roboterarm auch weitere Armabschnitte und Gelenkverbindungen aufweisen kann, und dass die jeweilige Gelenkverbindung auch eine Beweglichkeit in mehreren Freiheitsgrade bereitstellen kann. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Spracherfassungseinrichtung eine Spracherkennungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, zumindest einen Informationsgehalt eines von dem Nutzer gesprochenen Wortes und/oder Textes zu erfassen, diesen auf ein Vorhandensein eines vordefinierten Steuerbefehls zu überprüfen, und insofern der zumindest eine vordefinierte Steuerbefehl in dem Informationsgehalt vorhanden ist, den zumindest einen Steuerbefehl an die Steuerungsvorrichtung zu übermitteln. Besonders bevorzugt ist die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, eine Steuerung des Mehrgelenkroboterarms und/oder des medizinischen und/oder chirurgischen Instruments auf Basis des übermittelten Steuerbefehls auszuführen. Auf diese Weise ist eine sprachbasierte Steuerung des Mehrgelenkroboterarms und/oder des medizinischen und/oder chirurgischen Instruments ermöglicht. Dies hat den Vorteil, dass der Chirurg und/oder ein anderes medizinisches Hilfspersonal die eine Steuerung sprachbasiert ausführen kann. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Steuerbefehlen vordefiniert und bspw. in einer Datenbank derart hinterlegt, dass die Spracherkennungsvorrichtung den ermittelten Informationsgehalt mit den Datenbankeinträgen vergleichen kann. Zu jedem Steuerbefehl ist in der Datenbank vorzugsweise eine Steueranweisung hinterlegt, die an die Steuerungsvorrichtung übermittelt werden kann. Es ist beispielsweise möglich, dass der Chirurg während der Operation einen Text, wie zum Beispiel „dorsale Position anfahren“ ausspricht und die Spracherkennungsvorrichtung daraus den Informationsgehalt „dorsale Position“ ermittelt, zu welchem ein Steuerbefehl existiert, durch den der Mehrgelenkroboterarm veranlasst wird, die vordefinierte, dorsale Position an dem Patienten anzufahren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Spracherkennungsvorrichtung dazu eingerichtet, den Nutzer anhand seiner Stimme zu authentifizieren. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass vorzugsweise lediglich ein authentifizierter Nutzer eine Genehmigung zur sprachgestützten Steuerung des zumindest einen medizinischen und/oder chirurgischen Instruments und/oder des Mehrgelenkroboterarms hat, wohingegen nicht authentifizierte Nutzer von einer solchen Steuerung ausgenommen sind. Die Authentifizierung erfolgt vorzugsweise anhand eines Stimmprofils des Nutzers, das vordefiniert ist und somit durch die Spracherkennungsvorrichtung registrierbar ist. Spricht beispielsweise der Nutzer mit dem korrekten Stimmprofil, kann dieser authentifiziert werden. Hierdurch kann eine Fehlbedienung und/oder ein Risiko einer fehlerhaften oder ungewollten Erzeugung eines Steuerbefehls minimiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Mehrgelenkroboterarm zumindest einen Sensor, der dazu eingerichtet ist, eine Bewegung zumindest eines Kopfes oder einer Hand des Nutzers in räumlicher Hinsicht zu erfassen und in Form von Sensorsignalen an die Steuerungsvorrichtung zu übermitteln, wobei die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, auf Basis der Sensorsignale den Mehrgelenkroboterarm derart zu steuern, dass zumindest der Instrumentenhalter der Bewegung des Kopfes des Nutzers unter Einhaltung eines vorbestimmten Mindestabstandes folgt. Der Sensor kann beispielsweise eine Kamera sein. Hierdurch ist es möglich, dass der Mehrgelenkroboterarm sensorgesteuert den Bewegungen zumindest des Kopfes oder zumindest einer der Hände des Chirurgen folgt, ohne dass dieser einen eigenständigen Steuerbefehl veranlassen müsste. Dies hat den Vorteil, dass sich das Instrument stets in einer vordefinierten Nähe (unter Einhaltung eines vordefinierten Mindestabstandes) zu dem Chirurgen oder einem sonstigen Nutzer befindet. Somit befindet sich auch das an dem Mehrgelenkroboterarm angeordnete Mikrofon sensorgestützt in einer unmittelbaren Nähe zu dem Nutzer, so dass eine qualitativ hochwertige Spracherfassung und/oder Spracherkennung auf eine besonders komfortable Art und Weise ermöglicht ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch diese Ausführungsform die Ergonomie und allgemeine Handhabung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung verbessert ist.
Von der vorliegenden Erfindung ist auch ein medizinisches System umfasst, das eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung gemäß einer Ihrer Ausführungsformen und ein medizinisches und/oder chirurgisches Instrument aufweist, das an dem Instrumentenhalter unmittelbar (ohne weitere Zwischenelemente) oder mittelbar (über zumindest ein weiteres Zwischenelement) gehalten ist. Es versteht sich, dass die hinsichtlich der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung ausgeführten Merkmale und Vorteile sich in äquivalenter Weise auf das erfindungsgemäße System beziehen, ohne für dieses in Redundanter Form genannt zu werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das medizinische und/oder chirurgische Instrument ein Exoskop und/oder ein Mikroskop und/oder ein Endoskop und/oder eine sterile Barriere und/oder ein Zytoskop und/oder ein Laparaskop und/oder ein Arthroskop und/oder einen Steriladapter und/oder eine Operationsleuchte. Es versteht sich, dass an dem erfindungsgemäßen Instrumentenhalter grundsätzlich auch mehrere Instrumente angeordnet sein können. Zudem versteht es sich, dass die vorstehend genannten Instrumente in keiner Weise einschränkend zu verstehen sind und grundsätzlich auch andere nicht explizit genannte medizinische und/oder chirurgische Instrumente und/oder Hilfsmittel mit umfasst sind. Das zumindest eine medizinische und/oder chirurgische Instrument hat während einer Operation vorzugsweise einen vordefinierten Abstand zu einem Situs des Patienten und befindet sich vorzugsweise ebenfalls in einem vordefinierten Abstand zu einem Kopf des Chirurgen. Somit können vorzugsweise Sprach-Kommandos des Chirurgen und eines sonstigen Hilfspersonals stets in der Nähe ihres Entstehungsortes erfasst werden. Hierdurch ist die Beeinflussung durch Nebengeräusche minimiert.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand von lediglich schematischen Zeichnungen.
Es zeigen:
FIG 1 : eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung; und
FIG 2: eine perspektivische Detailansicht des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung.
Gleiche Elemente beziehungsweise Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Fig. 1 zeigt anhand einer perspektivischen Übersichtsdarstellung eine Handhabungsvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Handhabungsvorrichtung 10 ist während einer Operation grundsätzlich einem nicht näher gezeigten Patienten zugeordnet, der auf einem Operationstisch 12 gelagert ist. Die Handhabungsvorrichtung 10 ist für therapeutische, chirurgische und/oder diagnostische Zwecke nutzbar. Es ist jedoch auch eine Verwendung für nicht-therapeutische, nichtchirurgische und/oder nicht-diagnostische Zwecke vorstellbar. Dies kann unter anderem die Verwendung bei Übungen bzw. Simulationen umfassen.
Die Handhabungsvorrichtung 10 umfasst einen Mehrgelenkroboterarm 14, an dessen distalen, freien Ende einen Instrumentenhalter 16 ausgebildet ist. Der Instrumentenhalter 16 ist dazu ausgebildet, zumindest ein medizinisches und/oder chirurgisches Instrument 18 zu tragen bzw. vorzugsweise reversibel lösbar bzw. austauschbar zu befestigen. Der Instrumentenhalter 16 bildet einen Endeffektor 17 des Mehrgelenkroboterarms 14 aus. Das medizinische Instrument 18 ist im beispielhaft gezeigten Fall ein Exoskop. Als Exoskop wird vorliegend ein High-Tech-Operationsmikroskop bezeichnet, mit dem beispielsweise anatomische Details eines menschlichen oder tierischen Gehirns oder eines sonstigen Körperteils auf dreidimensionale Weise visualisiert werden können. Dabei kann das Exoskop eine vierfache Auflösung (4K) bereitstellen, wodurch gegenüber anderen Instrumenten eine hohe Tiefenschärfe erreicht werden kann, die zur Beobachtung eines betreffenden Objektfeldes gewünscht ist.
Es sind beispielhaft alternative Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen die Handhabungsvorrichtung 10 zur Beobachtung des Körperinneren nutzbar ist, also beispielsweise als Instrument ein Endoskop oder ein Laproskop von dem Instrumentenhalter gehalten ist.
Die Handhabungsvorrichtung 10 umfasst eine Plattform 20, die vorliegend als Fahrwagen oder Wagen 22 gestaltet ist, welcher in Figur 1 nur in einem oberen Abschnitt sichtbar ist. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen. Die Plattform 20 kann beispielsweise als der Wagen 22 mit einem nicht näher gezeigten Fahrgestell ausgestaltet sein. Der Wagen 22 kann eine oder mehrere Abstützungen umfassen, um den Wagen 22 während des Betriebs der Handhabungsvorrichtung 10, d.h. während einer Operation, gegen ungewolltes Verfahren zu schützen. Demgemäß kann eine derartige Abstützung dazu dienen, den Wagen 22 ortsfest in dem Operationssaal anzuordnen. Alternativ oder zusätzlich kann der Wagen 22 Räder und ein Fahrgestell sowie eine Feststellbremse aufweisen, um ein Verstellen des Wagens 22 und somit auch der Plattform 20 nur freizugeben, wenn sichergestellt ist, dass der Wagen 22 nicht ungewollt verfahrbar ist. Es versteht sich, dass der Wagen 22 auch in anderer Weise verankert/fixiert werden kann, um einen sicheren Betrieb der Handhabungsvorrichtung 10 zu ermöglichen.
Von der Plattform 20 ausgehend erstreckt sich der Mehrgelenkroboterarm 14. Auf der Plattform 20 ist ferner ein Computerterminal 24 angeordnet, das einen Bildschirm 26 umfasst, da dem ein Nutzer beispielsweise Einstellung an dem Mehrgelenkroboterarm 14 und/oder dem zumindest einen Instrument 18 vornehmen kann. In dem Wagen 22 bzw. unterhalb eines Gehäuses 28 ist eine Steuerungsvorrichtung 30 angeordnet, die dazu eingerichtet ist, den Mehrgelenkroboterarm 14 und das zumindest einen medizinische und/oder chirurgische Instrument 18 zu steuern. Die Steuerungsvorrichtung 30 kann grundsätzlich auch in dem Computerterminal 24 integriert oder durch dieses ausgebildet sein. Ferner umfasst die Plattform 22 auf ihrer von dem Boden wegweisenden Außenoberfläche 32 eine Notaus-Knopf 34, der dazu ausgebildet ist, beispielsweise im Falle einer Fehlbedienung, eines Notfalls während der Operation und/oder eines sonstigen Zwischenfalls, den Mehrgelenkroboterarm 14 und/oder das Instrument 18 abzuschalten. Vorzugsweise fährt der Mehrgelenkroboterarm 14 beim Abschalten durch den Notaus-Knopf in eine vordefinierte Ruheposition, in der er sich außerhalb des Operationsumfeldes um den Operationstisch 12 befindet, so dass dieser Bereich im Notfall frei zugänglich ist.
An dem Instrument 18 ist vorliegend noch ein Handgriff 36 angebracht, durch den das Instrument 18 im Bedarfsfall auch manuell an eine andere Position über dem Operationstisch 12 verbracht werden kann.
Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung 10 zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Spracherfassungseinrichtung 38 mit zumindest einem Mikrofon 40 umfasst. Das Mikrofon 40 ist in einem Bereich des distalen Endes des Mehrgelenkroboterarms 14 (in einem Bereich des Endeffektors 17 oder angrenzend an den Endeffektor 17) angeordnet und/oder in diesem integriert. Die Spracherfassungseinrichtung 38 ist dazu ausgebildet, zumindest eine Stimme eines Nutzers 42 der Handhabungsvorrichtung 10 zu erfassen. Die Spracherfassungseinrichtung 38 kann ferner eine Spracherkennungsvorrichtung 44 umfassen, die dazu eingerichtet ist, einen Informationsgehalt eines von dem Nutzer 42 gesprochenen Textes zu erfassen, diesen auf ein Vorhandensein zumindest eines vordefinierten Steuerbefehls zu überprüfen, und insofern der zumindest eine vordefinierte Steuerbefehl in dem Informationsgehalt vorhanden ist, den Steuerbefehl an die Steuerungsvorrichtung 38 zu übermitteln.
Der Mehrgelenkroboterarm 14 umfasst vorliegend einen erste nicht sichtbaren Armabschnitt, der auf der Plattform 20 angeordnet ist und sich ausgehend von der Plattform weg vom Boden erstreckt. Der erste Armabschnitt ist über ein erstes steuerbares Gelenk 46 mit einem zweiten Armabschnitt 48 verbunden, wobei das erste steuerbare Gelenk 46 eine Bewegung des zweiten Armabschnitts 48 gegenüber dem ersten Armabschnitt in einem rotatorischen Freiheitsgrad ermöglicht. Der zweite Armabschnitt 48 ist über ein zweites steuerbares Gelenk 50 mit einem dritten Armabschnitt 52 verbunden. Das zweite steuerbare Gelenk 50 ermöglicht eine Bewegung des dritten Armabschnitts 52 gegenüber dem zweiten Armabschnitt 48 in einem rotatorischen Freiheitsgrad. Der dritte Armabschnitt 52 ist über ein drittes steuerbares Gelenk 54 mit einem vierten Armabschnitt 56 verbunden. Das dritte steuerbare Gelenk 54 ermöglicht eine Bewegung des vierten Armabschnitts 56 gegenüber dem dritten Armabschnitt 52 in einem rotatorischen Freiheitsgrad. Der vierte Armabschnitt 56 ist über ein viertes steuerbares Gelenk 58 mit einem fünften Armabschnitt 60 verbunden. Das vierte steuerbare Gelenk 58 ermöglicht eine Bewegung des fünften Armabschnitts 60 gegenüber dem vierten Armabschnitt 56 in einem rotatorischen Freiheitsgrad. Der fünfte Armabschnitt 60 ist über ein fünftes steuerbares Gelenk 62 mit einem sechsten Armabschnitt 64 verbunden. Das fünfte steuerbare Gelenk 62 ermöglicht eine Bewegung des sechsten Armabschnitts 64 gegenüber dem fünften Armabschnitt 60 in einem rotatorischen Freiheitsgrad. Unmittelbar an dem sechsten Armabschnitt 64 angrenzend ist der Instrumentenhalter 16 angeordnet und bildet somit den freien, distalen Endeffektor 17 aus. An dem Instrumentenhalter 16 ist vorliegend das Exoskop angeordnet. Jedes der Gelenke 46, 50, 54, 58, 62 ist durch die Steuerungsvorrichtung 38 einzeln ansteuerbar und weist hierzu jeweils einen Antrieb, beispielsweise in der Form eines elektrischen Motors auf. Der sechste Armabschnitt 64 ist vorliegend als gekrümmtes Rohr ausgestaltet. Vorliegend ist das zumindest eine Mikrofon 40 in dem endseitigen, distalen sechsten Armabschnitt 64 des Mehrgelenkroboterarms 14 angeordnet bzw. in diesen integriert. Der jeweilige Gelenkantrieb ist vorzugsweise in Form eines elektrischen Stellmotors in jedem der Gelenke 46, 50, 54, 58, 62 integriert. Für eine detaillierte Ansicht des Mehrgelenkroboterarms 14 wird auf Figur 2 verwiesen.
Das Mikrofon 40 ist dabei von einer (vorzugsweise anti-haftenden und/oder antimikrobiellen) Abdeckung 66 überdeckt, so dass eine einfache Sterilisierung des Mikrofons 40 ermöglicht werden kann.
Bezugszeichenliste
10 Handhabungsvorrichtung
12 Operationstisch
14 Mehrgelenkroboterarm
16 Instrumentenhalter
17 Endeffektor
18 medizinisches und/oder chirurgisches Instrument
20 Plattform
22 Wagen
24 Computerterminal
26 Bildschirm
28 Gehäuse
30 Steuerungsvorrichtung
32 Außenoberfläche der Plattform
34 Notaus-Knopf
36 Handgriff
38 Spracherfassungseinrichtung
40 Mikrofon
42 Nutzer
44 Spracherkennungsvorrichtung
46 erstes Gelenk
48 zweiter Armabschnitt
50 zweites Gelenk
52 dritter Armabschnitt
54 drittes Gelenk
56 vierter Armabschnitt
58 viertes Gelenk
60 fünfter Armabschnitt
62 fünftes Gelenk 64 sechster Armabschnitt
66 Abdeckung

Claims

- 25 - Patentansprüche
1. Handhabungsvorrichtung für die Handhabung zumindest eines medizinischen und/oder chirurgischen Instruments (18), umfassend: einen Mehrgelenkroboterarm (14), der an seinem distalen Ende einen Instrumentenhalter (16) trägt, der zur Halterung eines medizinischen und/oder chirurgischen Instruments (18) ausgebildet ist, und eine Steuerungsvorrichtung (30), die zumindest zur Steuerung des Mehrgelenkroboterarms (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (10) eine Spracherfassungseinrichtung (38) mit zumindest einem Mikrofon (40) umfasst, das in einem Bereich des distalen Endes des Mehrgelenkroboterarms (14) angeordnet und/oder in diesem integriert ist und dazu ausgebildet ist, zumindest eine Stimme eines Nutzers (42) der Handhabungsvorrichtung (10) zu erfassen.
2. Handhabungsvorrichtung nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (10) eine Plattform (20) umfasst, von der ausgehend sich der Mehrgelenkroboterarm (14) erstreckt, und die Steuerungsvorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, zumindest das distale Ende relativ zu der Plattform (20) zu bewegen.
3. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Instrumentenhalter (16) als Teil des Mehrgelenkroboterarms (14), insbesondere als ein Endeffektor (17) des Mehrgelenkroboterarms (14), ausgebildet ist, und das zumindest eine Mikrofon (40) an dem Instrumentenhalter (16) angeordnet ist. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest ein Mikrofon (40) an einem Armabschnitt (64) und/oder einem Gelenk des Mehrgelenkroboterarms (14) angeordnet oder in diesem integriert ist, an dem der Instrumentenhalter (16) unmittelbar oder mittelbar angeordnet ist. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest ein Mikrofon (40) von einer Abdeckung (66), insbesondere einer Antihaft-Abdeckung, überdeckt ist. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrgelenkroboterarm (14) eine Mehrzahl von Armabschnitten (48, 52, 56, 58, 60, 64) umfasst, die über jeweils zumindest ein Gelenk (46, 50, 54, 58, 62) mit jeweils zumindest einem Gelenkantrieb miteinander verbunden sind, wobei die Steuerungsvorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, jeden Gelenkantrieb einzeln anzusteuern. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spracherfassungseinrichtung (38) eine Spracherkennungsvorrichtung (44) umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen Informationsgehalt eines von dem Nutzer (42) gesprochenen Textes zu erfassen, diesen auf ein Vorhandensein zumindest eines vordefinierten Steuerbefehls zu überprüfen, und insofern der zumindest ein vordefinierter Steuerbefehl in dem Informationsgehalt vorhanden ist, den Steuerbefehl an die Steuerungsvorrichtung (38) zu übermitteln.
. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spracherkennungsvorrichtung (44) dazu eingerichtet ist, den Nutzer (42) anhand seiner Stimme zu authentifizieren. . Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrgelenkroboterarm (14) zumindest einen Sensor umfasst, der dazu eingerichtet ist, eine Bewegung zumindest eines Kopfes des Nutzers (42) in räumlicher Hinsicht zu erfassen und in Form von Sensorsignalen an die Steuerungsvorrichtung (38) zu übermitteln, wobei die Steuerungsvorrichtung (38) dazu ausgebildet ist, auf Basis der Sensorsignale den Mehrgelenkroboterarm (14) derart zu steuern, dass zumindest der Instrumentenhalter (16) der Bewegung des Kopfes des Nutzers (42) unter Einhaltung eines vorbestimmten Mindestabstandes folgt. 0. Medizinisches System, umfassend eine Handhabungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und ein medizinisches und/oder chirurgisches Instrument (18), dass an dem Instrumentenhalter (16) unmittelbar oder mittelbar gehalten ist. 1 . Medizinisches System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das medizinische und/oder chirurgische Instrument (18) ein Exoskop und/oder ein Mikroskop und/oder ein Endoskop und/oder eine sterile Barriere und/oder ein Zytoskop und/oder ein Laparaskop und/oder ein Arthroskop und/oder einen Steriladapter und/oder eine Operationsleuchte umfasst.
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