DE102021127877A1

DE102021127877A1 - Handhabungsvorrichtung für die Handhabung medizinischer und/oder chirurgischer Instrumente sowie medizinisches System mit einer Handhabungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102021127877A1
Application number: DE102021127877.5A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Gruhler; Pascal Schulzki; Martin Hoffmann
Original assignee: Karl Storz SE and Co KG
Current assignee: Karl Storz SE and Co KG
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-04-27
Also published as: EP4422543A1; WO2023072620A1; US20250268672A1

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

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:

1: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung; und
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.
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 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 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

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7395249 B1 [0006]
US 10537291 B2 [0007]
US 10617400 B2 [0009]
WO 2020/040795 A1 [0010]
WO 2020/040295 A1 [0011, 0018, 0019]
EP 3753519 A1 [0020]

Claims

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.
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.
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 eine 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 eine 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 eine vordefinierte 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.
Medizinisches System, umfassend eine Handhabungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und ein medizinisches und/oder chirurgisches Instrument (18), das an dem Instrumentenhalter (16) unmittelbar oder mittelbar gehalten ist.
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.