用于机械手辅助外科手术的设备制造技术

技术编号:15077727 阅读:100 留言:0更新日期:2017-04-07 10:50
本发明专利技术涉及一种用于机械手辅助外科手术的设备,设备具有至少一个非无菌的操纵器臂,操纵器臂包括具有驱动元件的耦联单元。该设备还具有设置在无菌区域中的无菌的仪器单元,仪器单元包括外科手术仪器和用于将外科手术仪器与耦联单元的驱动元件耦联的无菌的无菌单元。耦联单元包括用于产生平移的驱动运动的平移驱动元件和用于产生旋转的驱动运动的旋转驱动元件。无菌单元具有能够与平移驱动元件耦联的平移被驱动元件和能够与旋转驱动元件耦联的旋转被驱动元件。设备包括无菌阀,该无菌阀能够与耦联单元和无菌单元连接。在无菌单元与无菌阀连接之前和在无菌单元与无菌阀分离之后,与耦联单元连接的无菌阀将平移驱动元件和旋转驱动元件无菌地隔离。

Equipment for auxiliary surgical operation of robot hand

The present invention relates to a device for a robot assisted surgical operation with at least one non sterile manipulator arm. The apparatus also has a sterile instrument unit disposed in a sterile area, the instrument unit includes a surgical instrument and a sterile sterile unit coupled to the driving element of the surgical instrument and the coupling unit. A coupling unit includes a translational drive element for generating a translational drive motion and a rotary drive element for generating a rotational drive motion. A sterile unit has a translational drive element coupled to a translational drive element and a rotating drive element coupled to the rotary drive element. The device comprises a sterile valve which can be connected with a coupling unit and a sterile unit. After the sterile unit is connected with the sterile valve and the sterile unit is separated from the sterile valve, a sterile valve connected with the coupling unit is used for isolating the translational driving element and the rotary driving element.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于机械手辅助外科手术的设备,该设备具有至少一个设置在非无菌区域中的操纵器臂,该操纵器臂具有耦联单元,该耦联单元具有至少一个第一传递器件。所述设备具有至少一个设置在无菌区域中的无菌单元,该无菌单元具有至少一个第二传递器件和用于将操纵器臂与无菌区域隔离的无菌遮蔽件。
技术介绍
在微创外科手术中越来越多地使用所谓的远程操纵器系统,其也称为机械手辅助系统。无菌手术区借助于无菌遮蔽件被保护免受远程操纵器系统的非无菌元件污染。通过无菌遮蔽件防止通过手术患者或手术人员的体液和/或组织引起的无菌手术区的污染和远程操纵器系统的污染。由此将降低了交叉感染的风险。借助于远程操纵器系统根据操作输入在其位置和定向中对外科手术仪器和/或内窥镜进行控制并且因而必然地与待进行手术的患者产生身体接触,使得外科手术仪器和/或内窥镜被手术患者的体液和/或组织弄脏。同时外科手术仪器必须机械地、电地和/或光学地耦联到远程操纵器系统上,以便能够实现外科手术仪器的有效的定位和定向以及外科手术仪器的期望的操纵。对此,外科手术仪器、内窥镜或者待操作的医疗器械具有耦联接口,该耦联接口可以构造为耦联单元并且也被称为无菌单元。在外科手术期间使用的器材(包括所使用的外科手术设备和仪器以及远程操纵器系统的其它组成部分)可以分成三类:第1类:该器材是无菌的并且在外科手术期间被污染。该器材在手术之后被处理掉。因此,实现了该器材的一次性使用。第2类:该器材是无菌的,并且在外科手术期间被污染,并且在手术之后被清洗和消毒。因此,实现该器材的反复使用。这种反复使用的器材必须根据可操作的可灭菌性的要求进行设计和制造。第3类:该器材是非无菌的。在外科手术期间通过无菌遮蔽件和外包装件来防止无菌手术区被污染。同时保护非无菌器材免于与体液和/或组织接触。如果需要将第1类器具或第2类器具与第3类器具耦联,则无菌接口是必需的,该无菌接口防止第1类器具或第2类器具通过第3类非无菌器具污染,并且反过来防止第3类器具被弄脏,因为这些器材通常在技术上设计为不可高压蒸汽灭菌的部件。将器具设计为可灭菌和可高压蒸汽处理的部件需要器具的用于灭菌处理的特殊技术设计,从而对此需要较高的研发费用以及用于验证灭菌过程的效果的可观的确证费用。对于这样的验证尤为必要的是,器具先后多次被污染、灭菌、进行灭菌的效果检验以及在实现灭菌之后进行功能检验。在此证实,器具在每次灭菌处理之后可靠地被灭菌并且因而又可以被使用。由文献US7666191B1已知一种远程操纵器系统,其中,非无菌操纵器臂借助于无菌薄膜被遮蔽。操纵器臂的耦联单元包括四个旋转致动器,这些旋转致动器与集成在无菌薄膜中的无菌适配器的第一侧相耦联。借助于无菌适配器将操纵器臂的耦联单元的四个旋转致动器的旋转运动接合地与集成到无菌适配器中的可转动地支承的传动器件耦联。在无菌适配器的无菌的外侧上这些在无菌适配器外侧上的无菌传动器件可以与无菌的外科手术仪器的被驱动的元件相接合。此外,经由该无菌适配器可以使电信号在无菌适配器的内侧和外侧之间传递。因此,借助于无菌适配器防止,转动致动器和无菌外科手术仪器的电接头直接与非无菌的操纵器臂的耦联单元的旋转致动器和电接头相接触。通过无菌适配器防止了外科手术仪器由于与操纵器臂的非无菌部件的接触而被污染。但在该解决方案必要的是,无菌适配器必须具有可转动地支承的传递器件以及用于传递电信号的传递器件,由此适配器的制造是复杂的且容易出现故障。尤其复杂的是,当传递器件与体液相接触时,确保传递器件的可转动性。在原则上,在用于耦联操纵器臂和仪器的功能链中的每个元件都是可能的故障源并且与附加的成本相关联。无菌适配器本身设置为一次性使用的无菌薄膜的一部分。由文献US8074657B2已知另一种无菌适配器,该无菌适配器能够实现用于将机械能传递到与无菌适配器耦联的外科手术仪器上的致动器单元。
技术实现思路
本专利技术的任务在于,给出用于机械手辅助外科手术的一种设备和一种布置系统,其中,设置在非无菌区域内的操纵器臂与设置在无菌区域内的无菌单元的无菌耦联可以简单地实现,其中,通过所述耦联能够实现在操纵器臂和仪器单元之间的可靠的机械力和力矩传递和/或光学传递和/或电信号和/或能量传递,所述仪器单元尤其是包括无菌单元和与该无菌单元连接的外科手术仪器。该任务通过具有权利要求1的特征的用于机械手辅助外科手术的设备和通过具有权利要求15的特征的布置系统解决。本专利技术的有利的扩展方案在从属权利要求中说明。通过在耦联单元中设置用于产生平移驱动运动的平移驱动元件和用于产生旋转驱动运动的旋转驱动元件并且通过设置能与平移驱动元件耦联的平移被驱动元件和能与旋转驱动元件耦联的旋转被驱动元件可以实现仪器单元的简单的驱动,该仪器单元尤其是包括无菌单元和与该无菌单元连接的外科手术仪器。通过在无菌遮蔽件中设置的无菌阀使得优选当无菌单元不与无菌阀连接时,驱动元件的与耦联单元无关的可靠的无菌的隔离是优选可能的。在无菌单元与无菌阀分离之后,无菌阀也将驱动元件隔离。由此可以简单地实现操纵器臂的非无菌元件相对于无菌区域的可靠的无菌的遮蔽。借助于旋转驱动单元和平移驱动单元可以简单地执行例如仪器的转动和仪器顶端的弯曲或者仪器的转动和夹持运动。替代地,仪器杆可以转动且可执行仪器的夹持运动。特别有利的是,能够借助于与平移被驱动的元件耦联的平移驱动元件将平移驱动运动传递至平移被驱动的元件。借助于与旋转被驱动元件耦联的旋转驱动元件来可将旋转驱动运动传递至旋转地被驱动的元件。旋转驱动元件一般来说是这样的驱动元件,该驱动元件可以执行旋转驱动运动或者说旋转运动并且对此尤其是被驱动马达直接或间接驱动。旋转被驱动元件一般来说是能与旋转驱动元件耦联的被驱动元件,当与旋转被驱动元件耦联的旋转驱动元件执行旋转的驱动运动或者说旋转运动时,该被驱动元件执行旋转的运动或者说旋转运动。平移驱动元件一般来说是这样的驱动元件,该驱动元件可以执行平移的驱动运动或者说平移运动并且对此尤其是被驱动马达直接或间接驱动。平移被驱动元件一般来说是能与平移驱动元件耦联的被驱动元件,当与平移被驱动元件耦联的平移驱动元件执行平移的驱动运动或者说平移运动时,该被驱动元件执行平移的运动或者说平移运动。在驱动元件与被驱动元件耦联时优本文档来自技高网
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【技术保护点】
用于机械手辅助外科手术的设备,该设备具有至少一个非无菌的操纵器臂(12),该操纵器臂包括具有驱动元件的耦联单元(100),该设备具有设置在无菌区域中的无菌的仪器单元(300),该仪器单元包括外科手术仪器(500)和用于将外科手术仪器(500)与耦联单元(100)的驱动元件耦联的无菌的无菌单元(400),该设备具有无菌遮蔽件(40),用于将操纵器臂(12)的至少一部分与无菌区域(42)隔离,其特征在于,所述耦联单元(100)包括用于产生平移的驱动运动的平移驱动元件(110、112)和用于产生旋转的驱动运动的旋转驱动元件(114、116),所述无菌单元(400)具有能够与平移驱动元件(110、112)耦联的平移被驱动元件(408、410)和能够与旋转驱动元件(114、116)耦联的旋转被驱动元件(412、414),所述无菌遮蔽件(40)包括无菌阀(200),该无菌阀能够与耦联单元(100)和无菌单元(400)连接,在无菌单元(400)与无菌阀(200)连接之前和在无菌单元(400)与无菌阀(200)分离之后,与耦联单元(100)连接的无菌阀(200)将平移驱动元件(110、112)和旋转驱动元件(114、116)无菌地隔离。...

【技术特征摘要】
2014.11.27 DE 102014117408.91.用于机械手辅助外科手术的设备,
该设备具有至少一个非无菌的操纵器臂(12),该操纵器臂包括
具有驱动元件的耦联单元(100),
该设备具有设置在无菌区域中的无菌的仪器单元(300),该仪器
单元包括外科手术仪器(500)和用于将外科手术仪器(500)与耦联
单元(100)的驱动元件耦联的无菌的无菌单元(400),
该设备具有无菌遮蔽件(40),用于将操纵器臂(12)的至少一
部分与无菌区域(42)隔离,其特征在于,
所述耦联单元(100)包括用于产生平移的驱动运动的平移驱动元
件(110、112)和用于产生旋转的驱动运动的旋转驱动元件(114、116),
所述无菌单元(400)具有能够与平移驱动元件(110、112)耦联
的平移被驱动元件(408、410)和能够与旋转驱动元件(114、116)
耦联的旋转被驱动元件(412、414),
所述无菌遮蔽件(40)包括无菌阀(200),该无菌阀能够与耦联
单元(100)和无菌单元(400)连接,
在无菌单元(400)与无菌阀(200)连接之前和在无菌单元(400)
与无菌阀(200)分离之后,与耦联单元(100)连接的无菌阀(200)
将平移驱动元件(110、112)和旋转驱动元件(114、116)无菌地隔
离。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,与耦联单元(100)
和与无菌单元(400)连接的无菌阀(200)如此释放通向驱动元件(110
至116)的通路,使得平移驱动元件(110、112)能与平移被驱动元
件(408、410)耦联并且旋转驱动元件(114、116)能与旋转被驱动
元件(412、414)耦联。
3.根据上述权利要求任一项所述的设备,其特征在于,所述无菌
单元(400)包括无菌遮蔽件(402、404),在无菌单元(400)与无

\t菌阀(200)连接之前和在无菌单元(400)与无菌阀(200)分离之后,
该无菌遮蔽件将被驱动元件(408至414)无菌地隔离,并且当无菌阀
(200)与耦联单元(100)和无菌单元(400)连接时,所述无菌单元
(400)将通向被驱动元件(408至414)的通路释放。
4.根据上述权利要求任一项所述的设备,其特征在于,所述无菌
阀(200)包括无菌遮蔽件(208、210),在无菌单元(400)与无菌
阀(200)连接之前和在无菌单元(400)与无菌阀(200)分离之后,
该无菌遮蔽件将耦联单元(100)的驱动元件(110至116)无菌地隔
离,并且当无菌阀(200)与耦联单元(100)和无菌单元(400)连接
时,所述无菌阀(200)将通向驱动元件(110至116)的通路释放。
5.根据权利要求3或4所述的设备,其特征在于,所述无菌遮蔽
件包括百叶窗(1410)、卷帘、设有开口的可转动的圆盘和/或活门(208、
210、402、404)。
6.根据上述权利要求任一项所述的设备,其特征在于,所述耦联
单元(100)的平移驱动元件(110)是第一平移驱动元件(110),并
且所述耦联单元(100)的旋转驱动元件(114)是第一旋转驱动元件
(114),
所述无菌单元(400)的平移被驱动元件(408)是第一平移被驱
动元件(408),并且所述旋转被驱动元件(412)是第一旋转被驱动
元件(412),
所述耦联单元(100)包括用于产生平移的驱动运动的第二平移驱
动元件(112)和用于产生旋转的驱动运动的第二旋转驱动元件(116),
所述无菌单元(400)具有能够与第二平移驱动元件(112)耦联
的第二平移被驱动元件(410)和能够与第二旋转驱动元件(116)耦
联的第二旋转被驱动元件(414),
在无菌单元(400)与无菌阀(200)连接之前和在无菌单元(400)
与无菌阀(200)分离之后,与耦联单元(100)连接的无菌阀(200)
将第一和第二平移驱动元件(110、112)以及第一和第二旋...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·卡古特C·特罗默尔M·泽贝尔
申请(专利权)人:阿瓦特拉医药有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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