DE4310842A1 - Vorrichtung für die Durchführung von minimal invasiven Operationen - Google Patents
Vorrichtung für die Durchführung von minimal invasiven OperationenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Durchführung
von minimal invasiven Operationen mit Hilfe von durch
Trokarhülsen in das Operationsfeld eingeführten
Operationswerkzeugen und wenigstens einem Endoskop und einem
Monitor zur visuellen Beobachtung des Operationsfeldes.
In der Medizin gewinnt die sogenannte minimal invasive
Chirurgie zunehmend an Bedeutung. Man versteht darunter die
Operationstechnik, über jeweils kleine Schnitte mehrere
Trokare in die zuvor mit Kohlendioxid gefüllte Körperhöhle
einzuführen, und durch die Trokarhülsen nach Entfernung der
Trokare ein oder mehrere Endoskope sowie die
Operationswerkzeuge in Form kleiner Instrumente zum
Schneiden, Greifen und Verschließen hindurchzuführen, mit
denen die Operation unter Beobachtung des Operationsfeldes
am Monitor durchgeführt wird. Die besonderen Vorteile der
minimal invasiven Chirurgie bestehen darin, daß große
Schnittwunden, unschöne Narben, hoher Blutverlust und lange
Liegezeiten nach der Operation auf diese Weise vermieden
werden.
Bei der heutigen Operationstechnik der minimal invasiven
Chirurgie sind die Operationswerkzeuge langgestreckte
Instrumente mit Bedienungshandgriffen an ihrem einen Ende
und den eigentlichen Arbeitsinstrumenten an ihrem anderen
Ende. Diese Instrumente werden von dem Operateur unmittelbar
bedient, wobei der Operateur nicht nur die Bewegung der
Arbeitsinstrumente mit der Hand steuert, sondern
gleichzeitig auch von Hand die Position der entsprechenden
Trokarhülse bestimmt. Für den Operateur ist diese Technik
oft umständlich und die Handhabung der Operationswerkzeuge
kompliziert. Der für die Operation erforderliche apparative
Aufwand und der erforderliche Bewegungsspielraum des
Operateurs erschweren außerdem die nötigen Hilfsleistungen
der Assistenten und Operationsschwestern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art bereitzustellen, die die Arbeit
des Operateurs und der Operationshilfskräfte erleichtert,
und die andererseits das Risiko von inneren Verletzungen
durch die beweglichen Trokarhülsen und Operationswerkzeuge
herabsetzt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine
Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie
ein oberhalb des Operationstisches angeordnetes Stativ mit
Befestigungseinrichtungen für die Trokarhülsen nach ihrer
Positionierung umfaßt, daß die durch die Trokarhülsen
eingeführten Operationswerkzeuge über an diesen angreifende
Kraftübertragungselemente fernbedienbar sind, und daß für
die Fernbedienung der Operationswerkzeuge eine einen
Manipulator und einen Monitor umfassende Bedieneinheit in
räumlicher Entfernung von dem Operationstisch vorgesehen
ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sich der
Operateur ganz auf die Bedienung der eigentlichen
Operationsinstrumente konzentrieren, ohne Gefahr zu laufen,
daß durch die für die Bedienung der Operationsinstrumente
erforderlichen Bewegungen der Hände und Arme die
winkelmäßige Position der Trokarhülsen ungewollt verändert
wird, weil nämlich die Trokarhülsen in der gewünschten
Position an dem Stativ fest angeordnet sind. Der Operateur
braucht also nicht durch gezielte Gegenkräfte den
eigentlichen Operationsbewegungen entgegenzuwirken. Der
Operateur wird außerdem durch die Assistenten und sonstigen
Hilfskräfte am Operationstisch nicht behindert, sondern hat
völlige Bewegungsfreiheit für die Durchführung der
Operation. Schließlich kommt die erfindungsgemäße
Vorrichtung auch den am Operationstisch tätigen Hilfskräften
zugute, die für ihre Tätigkeiten nunmehr mehr Platz und
Bewegungsfreiheit haben.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bedienelemente des
Manipulators derart ausgebildet sind, daß die Bewegungen der
Finger des Operateurs im wesentlichen den gewünschten
Bewegungen der Operationsinstrumente entsprechen. Die auf
die Bedienelemente ausgeübten Kraftkomponenten und
Bewegungen sollen weitgehend denjenigen Kräften und
Bewegungen entsprechen, die der Operateur mit
konventionellen Instrumenten ausführen würde. Die
Bedienelemente des Manipulators sind deshalb
zweckmäßigerweise in Bedienhandschuhen integriert und derart
ausgebildet, daß die Bewegungen der Hände und der Finger des
Operateurs im wesentlichen in dieser Form auf die
Operationsinstrumente übertragen werden. Insbesondere ist es
vorteilhaft, den Manipulator und/oder die
Kraftübertragungselemente so auszugestalten, daß die
Bewegungen der Finger und der Hände des Operateurs in
verkleinertem Maßstab auf die Operationswerkzeuge übertragen
werden. Der Übertragungsmaßstab soll dabei vorzugsweise 3 : 1
bis 6 : 1 betragen.
Zweckmäßigerweise ist das Stativ, an dem die Trokarhülsen
befestigt sind, unmittelbar mit dem Operationstisch fest
verbunden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Einrichtung anhand der Zeichnungen.
Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen
Einrichtung in schematischer Darstellung, und
Fig. 2 eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte
Einrichtung.
Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt ein oberhalb des
Operationstisches 1 angeordnetes Stativ 10, eine
Bedieneinheit 30 für den Operateur und
Kraftübertragungselemente 40, durch die die an der
Bedieneinheit 30 ausgeführten Bewegungen des Operateurs auf
die Operationswerkzeuge übertragen werden.
In der Zeichnung ist die Situation während einer Operation
dargestellt, bei der ein zu operierender Patient 2 auf dem
Operationstisch 1 liegt und die verschiedenen Trokarhülsen
11, 12, 13 ihre Arbeitsstellung einnehmen. Bei dem hier
dargestellten laparoskopischen Eingriff wurden also zuvor
drei oder mehr Trokare durch die Bauchdecke des Patienten
hindurch in den durch Einleiten von Kohlendioxidgas
aufgedehnten Bauchraum eingeführt. Nach der Positionierung
der Trokare verbleiben die Trokarhülsen 11, 12, 13, als
Führungsrohre für die Operationswerkzeuge an der gewünschten
Stelle, so daß die vorderen Enden der Trokarhülsen kurz vor
der zu operierenden Stelle positioniert sind. Dabei wird
zunächst ein Trokar eingeführt, dessen Trokarhülse 12 als
Führungsrohr für ein Endoskop dient, das mit einer
Beleuchtungseinrichtung und einer Aufnahmeoptik versehen
ist. Von der Aufnahmeoptik gelangt das Bild über eine
Glasfaseroptik zu einer Fernsehkamera, die das Bild in
entsprechende elektrische Signale umwandelt. Ein in der Nähe
des Operationstisches 1 aufgestellter Monitor 14, der von
der von dem Endoskop kommenden Signalleitung 15 angesteuert
wird, erleichtert dem Operateur die Einführung der weiteren
Trokare durch die Bauchdecke an den Operationsort, deren
Trokarhülsen 11 und 13 für die Operationswerkzeuge
erforderlich sind.
Mit dem Operationstisch 1 fest verbunden ist das Stativ 10,
das als Haltevorrichtung für die Trokarhülsen 11, 12, 13
dient und außerdem die Halterung und Lagerung der in die
Trokarhülsen 11, 12, 13 eingeführten Operationsinstrumente
übernimmt. Zur Festlegung der Trokarhülsen 11, 12, 13 nach
ihrer Positionierung sind an dem Stativ 10 Halterungen 16 an
Befestigungsstangen 17 angeordnet, wobei die Halterungen 16
an den Befestigungsstangen 17 über geeignete Gelenke jede
beliebige Stellung erlauben und über geeignete
Befestigungselemente in jeder Stellung festgelegt werden
können.
An dem Stativ 10 sind außerdem Aufhänge- bzw.
Lagervorrichtungen 18 angeordnet, die zur Lagerung der durch
die Trokarhülsen 11, 13 hindurchgeführten
Operationswerkzeuge 19, 20 dienen. Die Operationswerkzeuge
müssen so gestaltet sein, daß sie die nötigen Bewegungen der
Werkzeuge bzw. Instrumente in dem gesamten Operationsfeld
erlauben. Im übrigen müssen sie selbsthemmend ausgebildet
sein, das heißt, daß die Instrumente und ihre Position
jeweils in der ihnen vom Operateur mitgeteilten Stellung
verbleiben. Im einzelnen kann die Konstruktion der Aufhänge
und Lagervorrichtungen auf unterschiedliche Weise mit
bekannten Maschinenelementen ausgeführt sein.
Die Bedienung der Operationsinstrumente durch den Operateur
nach ihrer Einführung in die Trokarhülsen 11 und 13 erfolgt
von der Bedieneinheit 30 aus, die sich in einer Entfernung
von beispielsweise 1 bis 3 m von dem Operationstisch 1
befindet. Die Bedieneinheit 30 ist also der Arbeitsplatz des
Operateurs und umfaßt die eigentlichen Bedienelemente 31 und
32 für die Operationswerkzeuge und einen Monitor 35 zur
visuellen Beobachtung des Operationsraumes.
Die Bedienelemente für die Operationswerkzeuge können
grundsätzlich in beliebiger Weise gestaltet sein, sofern sie
es erlauben, die notwendigen Manipulationen mit den
Operationswerkzeugen durchzuführen. Ein Operationswerkzeug
besteht beispielsweise aus einer Greifvorrichtung in Form
einer miniaturisierten Nachbildung einer menschlichen Hand
mit drei Greiffingern. Andere Operationswerkzeuge sind für
operative Funktionen ausgestaltet und erlauben die
Ausführung von Schnitten, Koaguliervorgängen, Spülen,
Absaugen, Nähen usw. Das Nähen läßt sich ebenfalls mit zwei
Werkzeugen durchführen, wobei ein Werkzeug das Festhalten
der Nadel erlauben muß. Der Vorgang des Knotens wird durch
das Aufstecken einer Hülse über beide Fadenenden ersetzt,
wobei die beiden Fadenenden statt durch einen Knoten durch
Aufschieben einer Hülse miteinander verbunden werden, durch
die die Fäden miteinander verschmolzen oder verklebt werden.
Alle diese erforderlichen Bewegungen der Operationswerkzeuge
müssen durch die Bedienelemente durchgeführt werden können.
Bei dem dargestellte Ausführungsbeispiel sind die
Bedienelemente 31 und 32 als Manipulatoren in Form von
Handschuhen ausgeführt, die so gestaltet sind, daß die
Bewegungen der Finger des Operateurs soweit wie möglich den
gewünschten Bewegungen der Operationsinstrumente,
insbesondere der Greifvorrichtung, entsprechen. Die
Blickrichtung des Operateurs auf den Monitor 35 und die
Bewegungsrichtung der Handschuhe 31 und 32 liegen in
derselben Richtung. Zu diesem Zweck ist zweckmäßigerweise
die optische Achse des Endoskops in der Trokarhülse 12 etwa
parallel zur Richtung der die Operationswerkzeuge
aufnehmenden Trokarhülsen 11 und 13 ausgerichtet.
Zusätzlich zu den Bedienhandschuhen 31 und 32 sind jeweils
davor Stützschalen 33 und 34 angeordnet, auf denen sich die
Unterarme des Operateurs abstützen. Diese Stützschalen 33,
34 sind in der horizontalen Ebene in beiden Achsen beweglich
gelagert, um die Betätigung der Bedienelemente zu
erleichtern. Einfache Funktionen, beispielsweise des
Einschaltens oder des Ausschaltens, können über Pedale
durchgeführt werden, die in der Zeichnung nicht dargestellt
sind.
Da das Operationsfeld eine sehr geringe Ausdehnung hat, ist
die Übertragung der Bewegungen der Hände des Operateurs auf
die Operationswerkzeuge so gestaltet, daß das Verhältnis der
Bewegung der Hände zu der Bewegung der Operationswerkzeuge
etwa 5 : 1 beträgt.
Die Bedienhandschuhe 31, 32 übertragen ihre Bewegungen
beispielsweise auf mechanische Weise über Stangen 36, 37 und
über mechanische Kraftübertragungselemente 40 auf die
Operationswerkzeuge. Die Stangen 36, 37 mit den
Bedienhandschuhen 31, 32 sind zu diesem Zweck an einem
Rahmen 38 beweglich aufgehängt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle
mechanischer Kraftübertragungselemente äquivalente
elektrische oder pneumatische Mittel vorzusehen.
Claims (9)
1. Vorrichtung für die Durchführung von minimal invasiven
Operationen mit Hilfe von durch Trokarhülsen in das
Operationsfeld eingeführten Operationswerkzeugen und
wenigstens einem Endoskop und einem Monitor zur
visuellen Beobachtung des Operationsfeldes,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie ein oberhalb des Operationstisches (1) angeordnetes
Stativ (10) mit Befestigungseinrichtungen (31, 32) für
die Trokarhülsen (11, 13) nach ihrer Positionierung
umfaßt, daß die durch die Trokarhülsen (11, 13)
eingeführten Operationswerkzeuge (19, 20) über an diesen
angreifende Kraftübertragungselemente (40) fernbedienbar
sind, und daß für die Fernbedienung der
Operationswerkzeuge (19, 20) eine einen Manipulator
(31, 32) und einen Monitor (35) umfassende Bedieneinheit
(30) in räumlicher Entfernung von dem Operationstisch
(1) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das vordere Ende der Operationswerkzeuge (19, 20) und der
Manipulator (31, 32) so gestaltet sind, daß bei fest
positionierter Trokarhülse (11, 13) die
Operationswerkzeuge (19, 20) entsprechend den Bewegungen
des Manipulators (31, 32) das gesamte Operationsfeld
überdecken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch
gekennzeichnet, daß das Stativ (10) mit dem
Operationstisch (1) fest verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bedienelemente (31, 32) des
Manipulators in Bedienhandschuhen integriert und derart
ausgebildet sind, daß die Bewegungen der Finger des
Operateurs im wesentlichen den gewünschten Bewegungen
der Operationsinstrumente (19, 20) entsprechen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Manipulator (31, 32) und/oder die
Kraftübertragungselemente (40) so ausgestaltet sind, daß
die Bewegungen der Hände des Operateurs in verkleinertem
Maßstab auf die Operationswerkzeuge (19, 20) übertragen
werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Übertragungsmaßstab der Bewegungen der Hände des
Operateurs auf die Bewegungen der Operationswerkzeuge
3 : 1 bis 6 : 1 beträgt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Manipulator zwei jeweils in zwei
Achsen beweglich gelagerte Stützschalen (33, 34) für die
Abstützung der Unterarme des Operateurs umfaßt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß alle Bewegungsteile und ihre
Lagerungen selbsthemmend ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Übertragung der
Werkzeugantriebe auf die Operationswerkzeuge (19, 20) im
Operationsraum mechanische Kraftübertragungselemente
(40) vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
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