WO2014127967A1

WO2014127967A1 - Haltevorrichtung für ein chirurgisches instrument und eine schleuse mit notlösefunktion

Info

Publication number: WO2014127967A1
Application number: PCT/EP2014/051769
Authority: WO
Inventors: Bernd Gombert; Patrick Rothfuss
Original assignee: RG Mechatronics GmbH
Current assignee: ABB Gomtec GmbH
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2015-08-19
Also published as: DE102013002831A1; DE102013002831B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Halten eines chirurgischen Instruments (3) und einer Schleuse (2), mit einem ersten Halter (5) zum Halten des chirurgischen Instruments (3) und einem zweiten Halter (9) zum Halten der Schleuse (2). Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung (1) umfasst ferner eine Antriebseinheit zum Antreiben des zweiten Halters (9) in Längsrichtung (10) des chirurgischen Instruments (3) sowie eine Löseeinrichtung zum Unterbrechen einer Kraft-oder Momenten-Übertragung von einem Antrieb der Antriebseinheit auf den zweiten Halter (9).

Description

Haltevorrichtung für ein chirurgisches Instrument und eine Schleuse mit

Notlösefunktion

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines chirurgischen Instruments und einer Schleuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Aus der US 7,955,322 B2 (siehe Fig. 1 ) ist ein Roboterarm 100 mit einer

Haltevorrichtung 101 für ein chirurgisches Instrument 103 bekannt, an der auch eine Trokarhülse 102 befestigt ist. Die Haltevorrichtung 101 umfasst ferner einen Schlitten, mittels dessen das chirurgische Instrument 103 in seiner Axialrichtung (Pfeil 105) verstellbar ist. Das Instrument 103 kann somit unabhängig vom

Roboterarm in Axialrichtung verstellt werden. Bei einer Bewegung des

Roboterarms 100 werden aber sowohl das chirurgische Instrument 103 als auch die Trokarhülse immer gleichzeitig bewegt. Wird die Position des Roboterkopfes beispielsweise in Längsrichtung des chirurgischen Instruments 103 verstellt, macht die Trokarhülse 102 diese Bewegung mit und kann somit aus dem

Patienten herausgezogen oder zu weit in den Körper eingeführt werden. Die Bewegungsfreiheit des Roboters 100 während einer Operation ist daher auf Schwenkbewegungen beschränkt. Die dargestellte Haltevorrichtung 101 hat ferner den Nachteil, dass sie zusammen mit der Trokarhülse 102 nicht mehr vom

Patienten weg bewegt werden kann, wenn der Roboter 100 ausfällt.

Die DE 696 35 050 T2 offenbart eine Vorrichtung zum Halten eines chirurgischen Instruments und einer Schleuse, umfassend einen ersten Halter zum Halten des chirurgischen Instruments und einen zweiten Halter zum Halten der Schleuse. Die bekannte Haltevorrichtung umfasst ferner eine Antriebseinheit zum Antreiben des ersten Halters und eine Löseeinrichtung zum Unterbrechen einer Kraft- und / oder Momentenübertragung von einem Antrieb auf den ersten Halter. Eine weitere Vorrichtung zum Halten eines chirurgischen Instruments und einer Schleuse ergibt sich aus der DE 196 09 034 A1 . Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Halten eines chirurgischen Instruments und einer Schleuse zu schaffen, das einen ersten Halter zum Halten des chirurgischen Instruments und einen zweiten Halter zum Halten der Schleuse umfasst und ferner eine Antriebseinheit aufweist, mittels derer der zweite Halter bzw. die Schleuse relativ zum ersten Halter, in

Längsrichtung des chirurgischen Instruments bewegt werden kann. Bei einem Ausfall des Roboters sollte die Haltevorrichtung ferner manuell betätigt werden können. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Halten eines chirurgischen Instruments und einer Schleuse vorgeschlagen, die einen ersten Halter zum Halten des chirurgischen Instruments und einen zweiten Halter zum Halten der Schleuse umfasst. Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung umfasst ferner eine Antriebseinheit zum Antreiben des zweiten Halters in Längsrichtung des chirurgischen Instruments sowie eine Löseeinrichtung zum Unterbrechen der Kraft- und / oder Momenten-Übertragung über die Antriebsstrecke zwischen dem Antrieb der Antriebseinheit und dem zweiten Halter. Diese Konstruktion hat zum Einen den Vorteil, dass eine Bewegung des Roboterkopfes in Längsrichtung des chirurgischen Instruments durch eine entsprechende Gegenbewegung der Schleuse kompensiert werden kann, so dass die Schleuse relativ zum Körper des Patienten still gehalten werden kann. Zum Anderen hat sie den Vorteil, dass die Schleuse auch im Fehlerfall noch relativ zum chirurgischen Instrument bewegt werden kann, indem der zweite Halter manuell in Längsrichtung verschoben wird.

Unter einer„Schleuse" wird im Rahmen dieses Dokuments insbesondere jede Einrichtung verstanden, die dazu ausgelegt ist, einen Zugang für ein oder mehrere chirurgische Instrumente in den Körper eines Patienten bereitzustellen. Gemäß der Erfindung können Schleusen z. B. Trokarhülsen oder beliebige andere hülsenartige Elemente, wie z. B. so genannte Ports, sein. Ferner können die Begriffe„Schleuse",„Trokarhülse" und„Port" synonym verwendet werden. Unter einem„Roboter" wird im Rahmen dieses Dokuments insbesondere eine Vorrichtung mit einem oder mehreren Gelenkarmen verstanden, die mittels eines oder mehrerer Aktuatoren, wie z.B. Elektromotoren, bewegbar sind. Der

Freiheitsgrad des Roboters wird dabei durch die Anzahl seiner Gelenke bestimmt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebseinheit derart ausgelegt, dass der zweite Halter, nachdem die Antriebseinheit durch Betätigung der Löseeinrichtung gelöst wurde (gelöster Zustand), manuell in Längsrichtung des chirurgischen Instruments verschiebbar ist. Dadurch kann der Abstand der Schleuse zum ersten Halter manuell verstellt werden und die

Schleuse manuell aus dem Patienten gezogen werden.

Das chirurgische Instrument ist mittels der Haltevorrichtung an einem Roboter befestigt und kann vorzugsweise nur durch eine entsprechende Ansteuerung des Roboters in Längsrichtung bewegt werden. Der erste Halter zum Halten des chirurgischen Instruments ist also relativ zum Roboter vorzugsweise unbeweglich.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Antriebseinheit für den zweiten Halter einen Mutter-Spindel-Antrieb. Im Normalbetrieb ist die Spindel vorzugsweise drehfest gelagert und wird durch einen rotierenden Antrieb der Mutter in Axialrichtung verstellt, so dass der mit der Spindel verbundene zweite Halter zusammen mit der Schleuse relativ zum chirurgischen Instrument in dessen Längsrichtung bewegt wird. Die Mutter ist in Axialrichtung fixiert. Im gelösten Zustand, d.h. nach einer Betätigung der Löseeinrichtung, ist die Spindel vorzugsweise drehbar. Somit kann eine rotierende Bewegung der Mutter nicht mehr in eine Axialbewegung der Spindel übersetzt werden. Die Antriebsstrecke der Antriebseinheit des zweiten Halters ist damit unterbrochen und es ist möglich den zweiten Halter zusammen mit der Schleuse manuell in Längsrichtung des chirurgischen Instruments zu verstellen. Bei einer manuellen Betätigung des zweiten Halters wird die in Längsrichtung der Spindel wirkende Kraft dann in eine Rotationsbewegung der Spindel umgewandelt, die dazu führt, dass sich die Spindel in Axialrichtung bewegt. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Antriebseinheit auch einen Riementrieb aufweisen, der von einem Elektromotor z. B. über eine Antriebsscheibe angetrieben wird. Die Löseeinrichtung kann in diesem Fall zum Beispiel einen Mechanismus umfassen, mittels dessen ein Spannrad zum

Spannen des Riemens verstellt werden kann. Durch Auslösen des Mechanismus bewegt sich das Spannrad vom Riemen weg und verringert die Riemenspannung. Dadurch rutscht dann auch die Antriebsscheibe durch. Nun ist es möglich, den zweiten Halter zusammen mit der Schleuse manuell in Längsrichtung des chirurgischen Instruments zu verstellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die

Lösevorrichtung eine Drehsicherung, die mit der Spindel zusammenwirkt und im Normalbetrieb eine Drehbewegung der Spindel blockiert. Die Drehsicherung ist vorzugsweise in Längsrichtung der Spindel verschiebbar angeordnet.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Spindel einen ersten Abschnitt mit einem ersten Profil sowie einen in Längsrichtung

benachbarten zweiten Abschnitt mit einem anderen, zweiten Profil. Im

Normalbetrieb befindet sich die Drehsicherung vorzugsweise am ersten Abschnitt, und im gelösten Zustand am zweiten Abschnitt.

Die Profile von Spindel und Drehsicherung sind vorzugsweise so ausgebildet, dass die Spindel im Normalbetrieb gegen ein Verdrehen gesichert ist und sich im gelösten Zustand um ihre Längsachse drehen kann. Das erste Profil kann beispielsweise ein Kantprofil und das zweite Profil ein Rundprofil mit einem kleineren Querschnitt als das Kantprofil sein.

Die erfindungsgemäße Lösevorrichtung kann beispielsweise einen mittels einer Feder vorbelasteten Taster umfassen, der mit der Drehsicherung zusammenwirkt. Durch eine Betätigung des Tasters kann die Drehsicherung z. B. in Längsrichtung der Spindel vom ersten Abschnitt mit dem ersten Profil zum zweiten Abschnitt mit dem zweiten Profil bewegt werden. Die Antriebseinheit für den zweiten Halter ist vorzugweise als eine Motor-Getriebe- Einheit ausgebildet, die einen Motor, wie z.B. einen Elektromotor und ein Getriebe umfasst. Die gesamte Motor-Getriebe-Einheit ist vorzugsweise in der

erfindungsgemäßen Haltevorrichtung integriert. Der Motor könnte alternativ aber auch außerhalb der Haltevorrichtung, z.B. am Roboter vorgesehen sein.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung kann die Haltevorrichtung auch eine zweite Antriebseinheit umfassen, mittels derer die Schleuse um ihre Längsachse bzw. die Längsachse des chirurgischen Instruments rotierbar ist. Die zweite Antriebseinheit umfasst vorzugsweise auch eine separate Motor-Getriebe- Einheit mit einem Elektromotor und einem mechanischen Getriebe.

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung ist vorzugsweise als eine bauliche Einheit ausgebildet, die über Befestigungsmittel an einem Roboter und insbesondere einem Roboterkopf montierbar ist. Die Befestigungsmittel können beispielsweise als Schraub-, Rast-, Spann-, Klemm- oder als jede andere bekannte Vorrichtung zum lösbaren Verbinden zweier Teile, wie z.B. eine Schnellspannverbindung mit beweglichen Zapfen, ausgebildet sein. Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise werkzeuglos bedienbar.

Der erste Halter zum Halten des chirurgischen Instruments ist vorzugsweise in Längsrichtung des chirurgischen Instruments am Roboter fixiert. Der erste Halter kann also nicht in Längsrichtung des chirurgischen Instruments, relativ zum

Roboter bewegt werden. Eine Axialbewegung des chirurgischen Instruments ist demnach nur durch entsprechende Ansteuerung des Roboters möglich.

Der erste Halter ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das chirurgische

Instrument lösbar an der Haltevorrichtung befestigt werden kann. Der zweite Halter für die Schleuse umfasst vorzugsweise einen frei auskragenden Arm, der relativ zum ersten Halter beweglich angeordnet ist. An diesem Arm sind vorzugsweise Haltemittel, wie z. B. eine Klemme, vorgesehen, an denen die Schleuse befestigt wird. Bei dieser Ausführungsform wird der gesamte

auskragende Arm einschließlich der Haltemittel und der Schleuse von der ersten Antriebseinrichtung in Längsrichtung des chirurgischen Instruments angetrieben. Der frei auskragende Arm ist vorzugsweise im Bereich des ersten Halters in Längsrichtung verschiebbar gelagert. Der Arm ist vorzugsweise so gestaltet, dass er am distalen Ende der Haltevorrichtung nicht über die Haltemittel zum Halten der Schleuse hinaus ragt. Infolgedessen kann die Schleuse tiefer in den Patienten eingeführt werden.

Der zweite Halter kann beispielsweise als Spange oder Klemme ausgebildet sein. Vorzugsweise ist er derart ausgebildet, dass die Schleuse lösbar befestigt werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Haltevorrichtung für ein

chirurgisches Instrument und eine Schleuse, die an einem Roboter montierbar ist;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Haltevorrichtung zum Halten

eines chirurgischen Instruments und einer Schleuse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Haltevorrichtung von Fig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht einer in der Haltevorrichtung integrierten

Löseeinrichtung in einem Normalzustand; Fig. 5 die Löseeinrichtung von Fig. 4 in einem gelösten Zustand;

Fig. 6 die Spindel der Haltevorrichtung in Längsrichtung betrachtet; Fig. 7 einen Roboter mit einer daran befestigten Haltevorrichtung nach einer der Figuren 2 bis 5;

Fig. 8 den Roboter von Fig. 7, nachdem das chirurgische Instrument aus der

Haltevorrichtung entfernt wurde; und den Roboter von Fig. 8, nachdem ein Halter für die Schleuse manuell in eine vom Patienten entfernte Position gebracht wurde. Ausführungsformen der Erfindung

Bezüglich der Erläuterung von Figur 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Haltevorrichtung 1 zum Halten eines chirurgischen Instruments 3 und einer Trokarhülse 2.

Die Haltevorrichtung 1 umfasst einen ersten Halter 5 für ein chirurgisches

Instrument 3 sowie einen zweiten Halter 9 für eine Schleuse 2. Das chirurgische Instrument 3 kann z. B. ein Greif-, Halte-, Schneid-, Säge-, Schleif-, Verbinde-, Verfüge- oder ein anderes Werkzeug sein, also z. B. ein Skalpell, eine Pott'sche Schere, eine Zange, ein Trokar, etc.. Auch der Einsatz von optischen sowie bildverarbeitenden Werkzeugen wie z. B. Leuchten, Laparoskopen oder Kameras ist möglich. Die Schleuse 2 ist hier eine Trokarhülse, kann aber auch eine andere Vorrichtung, wie z. B. ein Port, sein, die dazu ausgelegt ist, den Schaft 30 des chirurgischen Instruments 3 aufzunehmen und in dessen Längsrichtung 6 zu führen.

Der Halter 5 für das chirurgische Instrument 3 befindet sich in Fig. 2 an einem proximalen Ende (im Bild rechts) der Haltevorrichtung 1 . Der Halter 5 umfasst eine Aufnahme, in die das chirurgische Instrument 3 eingesetzt werden kann. Der Halter 5 bzw. das Instrument 3 ist durch ein Gehäuse mit einem Deckel nach außen hin geschützt. Inn eingesetzten Zustand ist das chirurgische Instrument 3 in Längsrichtung in Bezug auf den Roboterkopf 28' (vgl. Fig. 7) fixiert, kann aber gegebenenfalls um seine Längsachse 6 gedreht werden, indem z. B. der Schaft 30 des chirurgischen Instruments 3, welcher durch die Trokarhülse 2 hindurch verläuft, rotatorisch bewegt wird.

Der erste Halter 5 umfasst vorzugsweise eine Schnittstelle, über die alle

benötigten physikalischen Größen, wie z. B. Kräfte, Momente, Ströme oder Information übertragen werden können, um das chirurgische Instrument 3 einschließlich des Endeffektors zu betätigen.

Der zweite Halter 9 ist hier als Klemmvorrichtung ausgebildet und umfasst zwei gegenüberliegende Klemmbacken, in die die Trokarhülse 2 eingeklipst ist. Die in Fig. 2 gezeigte Haltevorrichtung 1 umfasst ferner Befestigungsmittel 4 zum Befestigen der Haltevorrichtung 1 an einem Roboter 25, insbesondere einem Roboterkopf 28' (siehe z. B. Fig. 7). Wenn der Roboterkopf 28' beispielsweise in Längsrichtung 6 des chirurgischen Instruments 3 bewegt wird, wird die gesamte Haltevorrichtung 1 einschließlich der beiden Halter 5, 9 mit bewegt. Die

Axialbewegung des Roboterkopfes 28' ist durch einen Pfeil 10 angedeutet. Dies hat zur Folge, dass sich auch die Trokarhülse 2 am Einstichpunkt relativ zum umliegenden Gewebe bewegt. Dadurch könnte der Patient verletzt oder zumindest das Gewebe geschädigt werden. Um eine Relativbewegung der Trokarhülse 2 gegenüber dem umliegenden Gewebe zu vermeiden, umfasst die hier dargestellte Haltevorrichtung 1 wenigstens eine Antriebseinheit 1 1 (siehe Fig. 3), durch die die Trokarhülse 2 eine Axialbewegung 10 des Roboterkopfes 28' kompensieren kann. Im günstigsten Fall kann somit die Trokarhülse 2 relativ zum Patienten still gehalten werden. Der Halter 9 umfasst zu diesem Zweck einen frei auskragenden Arm 8, der sich etwa über eine Strecke, die dem Verstellbereich des Halters 9 in Längsrichtung entspricht, erstreckt. Die Haltemittel (bei 9) und der Arm 8 bilden dabei ein einheitliches, mechanisch fest verbundenes Bauteil, das relativ zum Halter 5 bewegbar ist. Der Arm 8 ist im Bereich des ersten Halters 5 geführt und dort mittels eines Gleitlagers 7 beweglich gelagert.

Durch entsprechende Ansteuerung der Antriebseinheit 1 1 kann der Halter 9 bzw. die Trokarhülse 2 somit eine Axialbewegung 10 des Roboterkopfes 28' teilweise oder vollständig kompensieren. Die Trokarhülse 2 bleibt dann im günstigsten Fall in Längsrichtung 6 fixiert, so dass zwischen der Trokarhülse 2 und dem

umliegenden Gewebe keine Relativbewegung stattfindet. Der Arm 8 ist hier derart gestaltet, dass er am distalen Ende der Haltevorrichtung 1 nicht über die eigentlichen Haltemittel zum Halten der Schleuse 2 hinaus ragt. Infolgedessen kann die Schleuse 2 tiefer in den Patienten eingeführt werden.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der Haltevorrichtung von Fig. 2, bei der die Antriebseinheit 1 1 genauer zu erkennen ist. Die Antriebseinheit 1 1 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Motor-Getriebe-Einheit mit einem

Elektromotor 12, der über ein Getriebe 13 eine Spindel 14 antreibt, deren

Längsachse im Wesentlichen parallel zur Längsachse 6 des chirurgischen Instruments 3 verläuft. Vorzugsweise sind Getriebe 13 und Spindel 14 als Mutter- Spindel-Einheit ausgebildet. Die Spindelstange 14 ist an ihren beiden Enden axialfest im Arm 8 des Halters 9 gelagert und wird durch eine rotierende

Bewegung der Spindelmutter in Längsrichtung 6 angetrieben. Bei einem mechanischen oder elektrischen Defekt in der Antriebseinheit 1 1 kann es vorkommen, dass die Antriebseinheit 1 1 blockiert und der zweite Halter 9 nicht mehr in Axialrichtung 6 bewegt werden kann. Um den zweiten Halter 9 dennoch verstellen zu können, umfasst die erfindungsgemäße Haltevorrichtung 1 eine Löseeinrichtung 16 zum Unterbrechen einer Kraft- und / oder Momentenübertragung zwischen Antrieb 12 und zweitem Halter 9. Eine Ausführungsform einer solchen Löseeinrichtung 16 ist beispielhaft in den Figuren 4 und 5 dargestellt.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des hinteren Endes des Arms 8 mit einer Löseeinrichtung 16. Die Löseeinrichtung 16 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Drucktaster 17, der im Arm 8 angeordnet ist und im unbetätigten Zustand nach außen über den Arm 8 vorsteht. Der Druckknopf 17 ist in Längsrichtung 6 beweglich und kann durch manuelles Drücken in die in Fig. 5 dargestellte Position gebracht werden. Der Druckknopf 17 wirkt mit einer Drehsicherung 19 zusammen, die bei einer Betätigung des Druckknopfes 17 in Längsrichtung 6 der Spindel 14 verschoben wird. Die Drehsicherung 19 ist drehfest im Arm 8 gelagert und hat eine

Ausnehmung, in der ein Abschnitt der Spindel 14 angeordnet ist. Wenn der Druckknopf 17 gedrückt wird, bewegt sich die Drehsicherung 19 von einem ersten Abschnitt 18 der Spindel 14, der ein Kantprofil aufweist, in Richtung zu einem benachbarten zweiten Abschnitt 21 , der ein rundes Profil aufweist.

Im Normalbetrieb befindet sich die Drehsicherung 19 am ersten Abschnitt 18 der Spindelstange 14. Das Kantprofil des ersten Abschnitts 18 ist dabei formschlüssig in der Ausnehmung der Drehsicherung 19 angeordnet, wodurch die Spindel 14 in Drehrichtung fixiert ist. D.h. das Drehmoment der Spindel 14 kann sich somit an der Drehsicherung 19 vollständig abstützen. Wenn nun die Mutter 13 der Mutter- Spindel-Einheit 13, 14 vom Elektromotor 12 rotierend angetrieben wird, kann die Spindel 14 und somit über den Arm 8 auch der gesamte Halter 9 zusammen mit der Schleuse 2 in Längsrichtung 6 nach vorne bzw. hinten bewegt werden. Die Drehbewegung der Mutter 13 wird dabei in eine Translationsbewegung der Spindel 14 umgesetzt.

Wird nun der Drucktaster 17 gedrückt, wie in Fig. 5 dargestellt ist, bewegt sich die Drehsicherung 19 in Längsrichtung 6 vom ersten Abschnitt 18 mit dem Kantprofil zum zweiten Abschnitt 21 mit dem Rundprofil, wobei die Drehsicherung 19 mittels einer Längsführung 20 in Axialrichtung 6 geführt wird. Dadurch wird der

Formschluss zwischen Spindel 14 und Drehsicherung 19 aufgehoben und die Spindel 14 kann sich frei drehen. Das Eindrücken des Druckknopfes 17 kann durch einen Anschlag 24, der am Arm 8 des zweiten Halters 9 ausgebildet ist, begrenzt werden.

Da die im Abschnitt 21 befindliche Drehsicherung 19 (aufgrund des fehlenden Formschlusses) kein Drehmoment der Spindel 14 abstützen kann, ist die Antriebsstrecke zwischen dem Elektromotor 12 und dem zweiten Halter 9 somit unterbrochen. Die Spindel 14 wird sich dann bei einem rotierenden Antrieb der Mutter 13 einfach im Arm 8 frei mit drehen, ohne in Bezug auf die Mutter 13 eine translatorische Bewegung auszuführen, welche den Arm 8 bzw. den Halter 9 axial verstellt. Der in Fig. 5 dargestellte gelöste Zustand bietet nun die Möglichkeit, den Halter 9 manuell in Axialrichtung 6 zu verstellen, auch wenn die Mutter 13 aufgrund eines Fehlers blockiert. Wird nämlich auf den Arm 8 bzw. den zweiten Halter 9 eine genügend starke Kraft in Längsrichtung 6 ausgeübt, kann der Arm 8 entlang der Führung 7 manuell verschoben werden. Dabei wird die in dem Arm 8 axialfest gelagerte Spindel 14 mitgenommen. Ist die Mutter 13 blockiert, bewirkt die aus der Translationsbewegung des Arms 8 resultierende Axialkraft auf die Spindel 14, dass die Spindel 14 entsprechend der Spindelgewindesteigung rotiert. D. h. die Spindel 14 vollführt in Bezug auf die Mutter 13 eine Schraubbewegung. Hierzu ist die Mutter-Spindel-Einheit 13, 14 vorzugsweise nicht selbsthemmend ausgelegt. Um die Bewegung der Spindel 14 im Arm 8 bzw. zweiten Halter 9 abzustützen, ist wenigstens ein Lager 22, wie z.B. ein Wälzlager, im Arm 8 des Halters 9 vorgesehen.

Die Drehsicherung 19 ist mittels einer Feder 23, die sich am Arm 8 abstützt, nach außen hin vorgespannt. Wird der Taster 17 wieder losgelassen - oder eine mögliche Verriegelung aufgehoben - springt der Taster 17 wieder nach außen in die gesperrte Position von Fig. 4.

Fig. 6 zeigt die Spindelstange 14 in Längsrichtung 6 betrachtet, wobei die verschiedenen Profile der Spindelstange 14 gut zu erkennen sind. Wie zu sehen ist, hat das Kantprofil des ersten Abschnitts 18 einen quadratischen Querschnitt und das Kreisprofil des zweiten Abschnitts 21 einen kreisrunden Querschnitt, dessen Radius kleiner ist als der kleinste Abstand von der Längsachse 6 der Spindel 14 zu einer äußeren Kante des ersten Profils. Alternativ zur quadratischen Form des ersten Profils können selbstverständlich auch andere Profile gewählt werden, wie z.B. das gestrichelt dargestellte Profil 18'. Die Figuren 7, 8 und 9 zeigen jeweils einen Roboter 25 mit mehreren Armelementen 29, die über Gelenke 28 miteinander verbunden sind. Der

Roboterkopf 28' ist ebenfalls als Gelenk ausgebildet. Am Roboterkopf 28' ist die in den vorhergehenden Figuren beschriebene

Haltevorrichtung 1 montiert. Der Roboter 25 umfasst ferner eine Basis 26, in der eine Steuerung 27 integriert sein kann. Dem Fachmann ist klar, dass die

Steuerung 27 auch an jedem beliebigen anderen Ort vorgesehen werden könnte. Der in den Figuren 7 bis 9 dargestellte Roboter 25 hat insgesamt sechs

Freiheitsgrade - nämlich zwei pro Gelenk 28 bzw. 28' - und ist somit in der Lage, die Haltevorrichtung 1 und das damit fest verbundene chirurgische Instrument 3 frei im Raum zu bewegen. Bei einer Operation steckt die Schleuse 2 im Körper des Patienten, z.B. in einem Abstand X von einem Bezugspunkt (siehe Fig. 7). Die Schleuse 2 behält während der Operation üblicherweise den Abstand X bei. Wenn der Roboter 25 während der Operation bewegt wird, führt die Schleuse 2 in der Regel nur Schwenkbewegungen um den Einstichpunkt aus.

Um das chirurgische Instrument 3 tiefer in den Körper des Patienten hinein zu bewegen oder weiter herauszuziehen, muss der Roboterkopf 28' eine Senk- oder Hubbewegung in Längsrichtung 6 des chirurgischen Instruments 3 ausführen. Solche Axialbewegungen des Roboters 25 werden, wie vorstehend beschrieben, durch eine entsprechende Gegenbewegung der Schleuse 2 kompensiert. Bei einer absenkenden Bewegung des Roboterkopfes 28' wird die Schleuse 2 in entgegengesetzter Richtung um den gleichen Weg verstellt, so dass sich die beiden Bewegungen kompensieren. Gleiches gilt auch für den Fall, dass der Roboterkopf 28' das Instrument 3 in Axialrichtung 6 anhebt und weiter aus dem Körper des Patienten herauszieht. Durch eine Ausgleichsbewegung des Halters 9 kann somit der Abstand X der Schleuse 2 beibehalten werden.

Bei einem Defekt am Roboter 25 oder an der Haltevorrichtung 1 wird das

Instrument 3 aus seinem Halter 5 entfernt, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Das Instrument 3 kann zu diesem Zweck z. B. manuell aus dem Halter 5 gelöst und aus dem Körper des Patienten herausgezogen werden. Danach wird der Lösemechanismus 16 betätigt, indem der Knopf 17 gedrückt wird. Dadurch wird die Antriebsstrecke der Antriebseinheit 1 1 unterbrochen, wie vorstehend beschrieben wurde, und der Arm 8 bzw. der zweite Halter 9 kann manuell in Längsrichtung 6 verstellt werden. Die Schleuse 2 kann somit zusammen mit dem gesamten zweiten Halter 9 z. B. in eine Position bewegt werden, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist.

Fig. 9 zeigt den Roboter 25 in einem Zustand, in dem sich der zweite Halter 9 in einer zurückgezogenen Position befindet. Die Schleuse 2 wurde aus dem Körper des Patienten entfernt und befindet sich nun in einem größeren Abstand (oberhalb von Abstand X) zum Körper des Patienten. Wenn der Druckknopf 17 nach dem manuellen Betätigen des zweiten Halters 9 losgelassen (und ggf. entriegelt) wird, drückt die Feder 23 die Drehsicherung 19 wieder in den gesperrten Zustand. Der Halter 9 ist dann gegen eine weitere, möglicherweise unbeabsichtigte axiale Verstellung gesichert.

Die Schleuse 2 kann nun aus der Aufnahme 9 entfernt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch die gesamte Haltevorrichtung 1 vom Roboterkopf 28' abgenommen werden. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung können der zweite Halter 9 und die Schleuse 2 eine feste bauliche Einheit bilden. In diesem Fall können dann die Schleuse 2 und der Arm 8 untrennbar miteinander verbunden sein.

Claims

Patentansprüche

1 . Vorrichtung (1 ) zum Halten eines chirurgischen Instruments (3) und einer Schleuse (2), umfassend einen ersten Halter (5) zum Halten des

chirurgischen Instruments (3) und einen zweiten Halter (9) zum Halten der Schleuse (2), gekennzeichnet durch

- eine Antriebseinheit (1 1 ) zum Antreiben des zweiten Halters (9) in

Längsrichtung (6) des chirurgischen Instruments (3); und

- eine Löseeinrichtung (16) zum Unterbrechen einer Kraft- und / oder

Momentenübertragung von einem Antrieb (12) der Antriebseinheit (1 1 ) auf den zweiten Halter (9).

2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Halter (9) in einem gelösten Zustand manuell in Längsrichtung (6) des chirurgischen Instruments (3) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1 1 ) eine Mutter-Spindel-Einheit (13, 14) umfasst.

4. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element der Mutter-Spindel-Einheit (13, 14) bei unbetätigter Lösevorrichtung (16) einen drehfesten Zustand, und bei betätigter Lösevorrichtung (16) einen drehbaren Zustand einnimmt.

5. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösevorrichtung (16) eine Drehsicherung (19) umfasst, die mit der Spindel (14) zusammenwirkt.

6. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die

Drehsicherung (19) in Längsrichtung (6) der Spindel (14) verschiebbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (14) einen ersten Abschnitt (18) mit einem ersten Profil und einen in

Längsrichtung (6) benachbarten zweiten Abschnitt (21 ) mit einem zweiten Profil umfasst, und dass die Drehsicherung (19) bei unbetätigter

Lösevorrichtung (16) am ersten Abschnitt (18) und bei betätigter

Lösevorrichtung (16) am zweiten Abschnitt (21 ) angeordnet ist.

8. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile und die Drehsicherung (19) so ausgebildet sind, dass ein Element der Mutter-Spindel-Einheit (13, 14) bei unbetätigter Lösevorrichtung (16) gegen ein Verdrehen gesichert ist und sich bei betätigter Lösevorrichtung (16) um ihre Längsachse drehen kann.

9. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Profil ein Kantprofil und das zweite Profil ein Rundprofil mit einem kleineren Querschnitt als das Kantprofil ist.

10. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösevorrichtung (16) einen Taster (17) umfasst, der mit der Drehsicherung (19) zusammenwirkt.

1 1 . Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1 1 ) eine Motor-Getriebe-Einheit (12, 13, 14) umfasst, die in der Haltevorrichtung (1 ) integriert ist.

12. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) als eine bauliche Einheit ausgebildet ist, die über Befestigungsmittel (4) an einen Roboter (25) und insbesondere an einem Roboterkopf montierbar ist.

13. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der zweite Halter (18) einen frei auskragenden Arm (35) umfasst, der relativ zum ersten Halter (26) beweglich angeordnet ist.

14. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der zweite Halter (9) im Bereich des ersten Halters (5) mittels eines Gleitlagers (7) gelagert ist.

15. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die manuelle Verschiebung des Armes (8) bzw. des zweiten Halters (9) eine Schraubbewegung der Spindel (14) der Mutter- Spindel-Einheit (13, 14) bewirkt.