СИСТЕМА ДЛЯ СТЕРИЛЬНОГО ОБРАЩЕНИЯ С НЕСТЕРИЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ В СТЕРИЛЬНОМ ОКРУЖЕНИИ
SYSTEM FOR STERILE HANDLING OF NON-STERILE INSTRUMENTS IN A STERILE ENVIRONMENT

Изобретение относится к первой системе для стерильного обращения с нестерильным эндоскопом в стерильном окружении. Система содержит стерильную оболочку эндоскопа, кабель, через который эндоскоп соединяется с управляющим модулем, и стерильную оболочку кабеля для размещения по меньшей мере одного участка кабеля. Кроме того, изобретение относится ко второй системе для создания и разъединения штекерного соединения между первым нестерильным штекерным соединителем и комплементарным первому штекерному соединителю вторым нестерильным штекерным соединителем в стерильном окружении. Эта вторая система содержит первую стерильную оболочку для размещения по меньшей мере первого штекерного соединителя и вторую стерильную оболочку для размещения по меньшей мере второго штекерного соединителя.
В основе изобретения лежит идея применения нестерильного эндоскопа в стерильном окружении, таком как операционный зал, без необходимости стерилизации эндоскопа. В принципе было бы возможно также применение стерильных одноразовых эндоскопов, которые используются лишь для одной единственной операции, однако это нецелесообразно как с экономической точки зрения, так и с точки зрения экономии ресурсов. Вместе с эндоскопом не должны также стерилизоваться соединительные кабели между управляющим модулем и эндоскопом при многократном применении перед каждым применением. Для применения нестерильных эндоскопов в стерильном окружении из DE 10 2010 022 429 А1 известна оболочка для эндоскопа, имеющая две части оболочки, которые могут быть механически соединены друг с другом разъемно и непроницаемо для текучей среды. Соединительный кабель для эндоскопа в этом варианте выполнения неподвижно соединен с эндоскопом, при этом не предусмотрено отделение находящегося в защитной мягкой трубке кабеля от эндоскопа в стерильном окружении.
Из WO 2012/075989 А1 известен управляемый вручную эндоскоп для медицинских целей, который содержит отдельный модульный конструктивный элемент и передающую систему. Конструктивный элемент не стерилен и может быть установлен в стерилизованный корпус.
Из DE 10 2012 008 535 A1 хирургическая роботизированная система, в которой стерильный эндоскоп соединен с нестерильной рукой манипулятора. Для этого предусмотрен стерильный адаптер инструмента между рукой манипулятора и эндоскопом.
Недостатком этих известных решений является то, что не предусмотрена возможность отделения эндоскопа в стерильной зоне от соединительного кабеля и замены другим эндоскопом, без создания опасности для стерильности стерильного окружения. Таким образом, на практике невозможна замена эндоскопа в стерильной зоне во время операции. Если во время операции эндоскоп становится неисправным и должен быть заменен, или во время операции необходимо используемый эндоскоп заменить другим эндоскопом с другими оптическими и/или геометрическими свойствами, то этот второй эндоскоп вместе со стерильным кабелем должен быть стерильно упакован уже перед операцией, а затем во время операции заменен на этот стерильно упакованный эндоскоп. В качестве альтернативного решения, можно также заменять стерильные эндоскопы и/или стерильные кабели в стерильном окружении. Однако стерилизация эндоскопов и кабелей перед каждым применением является очень трудоемкой. Для этого требуется очистка и обработка в автоклаве эндоскопа после каждого применения. В автоклаве эндоскоп подвергается воздействию водяного пара при температуре примерно 140°С и давлению в несколько бар, так что к эндоскопу должны предъявляться значительные термические и механические требования, для того чтобы он надежно выдерживал процесс стерилизации в автоклаве.
Аналогичные проблемы возникают при соединении нескольких штекерных соединителей, которые предусмотрены либо непосредственно на стерильно упакованных приборах и/или на концах кабелей.
Задачей изобретения является создание системы для стерильного обращения с нестерильным эндоскопом в стерильном окружении, а также системы для создания и разъединения штекерного соединения между первым нестерильным штекерным соединителем и вторым нестерильным штекерным соединителем в стерильном окружении, которые обеспечивают возможность создания и разъединения соединения между эндоскопом и кабелем или, соответственно, между двумя штекерными соединителями без загрязнения стерильного окружения. Кроме того, подлежит созданию система для роботизированной хирургии, в частности, для дистанционно поддерживаемой роботом процедуры внутри стерильной зоны, в которой предусмотрена возможность позиционирования эндоскопа в стерильной зоне с помощью руки манипулятора.
Эта задача решена с помощью системы для стерильного обращения с нестерильным эндоскопом в стерильном окружении с признаками пункта 1 формулы изобретения, с помощью системы для роботизированной хирургии с признаками пункта 14 формулы изобретения, а также с помощью системы для создания и разъединения штекерного соединения между первым стерильным штекерным соединителем и вторым стерильным штекерным соединителем в стерильном окружении с признаками пункта 15 формулы изобретения. Предпочтительные модификации указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
С помощью системы для стерильного обращения с нестерильным эндоскопом в стерильном окружении с признаками пункта 1 формулы изобретения достигается возможность как надежного создания, так и разъединения непосредственного соединения между нестерильным эндоскопом и нестерильным кабелем или, соответственно, соединенным с нестерильным кабелем штекерным соединителем без опасности загрязнения стерильной зоны. Это достигается, в частности, с помощью первого стерильного шлюза с первой стерильной заслонкой и второго стерильного шлюза со второй стерильной заслонкой. За счет этого возможна как простая замена одного эндоскопа другим эндоскопом в стерильном окружении, так и соединение снова уже ранее соединенного в стерильном окружении с кабелем эндоскопа. Это целесообразно, в частности, когда используется несколько эндоскопов с различными оптическими и/или геометрическими свойствами при медицинском вмешательстве, в частности операции.
Особенно предпочтительно, когда предусмотрена возможность соединения второго стерильного шлюза с кабелем или с имеющимся на кабеле штекерным соединителем с помощью разъемного фиксирующего соединения. За счет этого возможно простое и совместное обращение при создании и разъединении соединения стерильного шлюза и кабеля или, соответственно, имеющегося на кабеле штекерного соединителя с эндоскопом или, соответственно, с имеющимся на эндоскопе штекерным соединителем. За счет этого разъемного фиксирующего соединения обеспечивается возможность как простого соединения стерильного шлюза с кабелем или с имеющимся на кабеле штекерным соединителем, так и разъединения с кабелем или, соответственно, штекерным соединителем после использования.
Кроме того, предпочтительно, когда оболочка эндоскопа имеет отверстие, предназначенное для введения эндоскопа, и когда предусмотрена возможность стерильного закрывания отверстия оболочки эндоскопа с помощью закрывающего элемента, при этом закрывающий элемент предпочтительно содержит первый стерильный шлюз. Закрывающий элемент может быть выполнен, в частности, в виде пластины или колпачка, которые закрывают отверстие оболочки эндоскопа. Закрывающий элемент может быть соединен с помощью пленочного шарнира и/или фиксирующего соединения с оболочкой эндоскопа. Между отверстием оболочки эндоскопа и закрывающим элементом может быть дополнительно предусмотрена уплотнительная зона и/или по меньшей мере один уплотнительный элемент, который уплотняет непроницаемо для текучей среды отверстие оболочки эндоскопа. В качестве альтернативы фиксирующему соединению или защелкивающемуся соединению, закрывающий элемент может быть соединен также с помощью другого подходящего соединения с геометрическим замыканием или с силовым замыканием с остальной оболочкой эндоскопа. Предпочтительно, оболочка эндоскопа содержит закрывающий элемент с первым стерильным шлюзом, при этом и остальная оболочка эндоскопа выполнены в виде одной части, предпочтительно в виде единого целого. Из одной части означает в этой связи, что закрывающий элемент и остальная оболочка эндоскопа соединены в один конструктивный элемент, так что обеспечивается возможность совместного обращения с ними. Однако закрывающий элемент и остальная оболочка эндоскопа могут изготавливаться по отдельности, а затем соединяться друг с другом. Соединение может быть, в частности, с силовым, геометрическим замыканием или с замыканием по материалу. Предпочтительно, при выполнении в виде одной части предусмотрено такое соединение закрывающего элемента с остальной оболочкой эндоскопа, что это соединение является разъемным без разрушения. При выполнении в виде единого целого, которое является специальным видом выполнения в виде одной части, закрывающий элемент и оболочка эндоскопа не разделимы без разрушения. Предпочтительно, они изготавливаются в соединенном состоянии, в частности в процессе литья, в котором создается пленочный шарнир между закрывающим элементом и остальной оболочкой эндоскопа. Однако первый стерильный шлюз может содержать другие отдельно изготовленные конструктивные элементы. Таким образом, при выполнении в виде единого целого, закрывающий элемент и оболочка эндоскопа предпочтительно не могут быть без разрушения отделены друг от друга.
Предпочтительно, кабель является электрическим кабелем по меньшей мере с одним электрическим проводником, оптическим кабелем по меньшей мере с одним оптическим передающим путем, световодным кабелем по меньшей мере с одним оптическим передающим путем или гибридным кабелем по меньшей мере с одним электрическим проводником и по меньшей мере с одним оптическим передающим путем. Оптический передающий путь может содержать, в частности, по меньшей мере одно оптическое волокно. Предпочтительно, штекерный соединитель соединяет по меньшей мере один оптический передающий путь кабеля по меньшей мере с одним оптическим элементом эндоскопа. В качестве альтернативного решения или дополнительно, штекерный соединитель может соединять по меньшей мере один электрический провод кабеля по меньшей мере с одним электрическим соединительным выводом эндоскопа. С помощью штекерного соединителя возможно простое соединение между эндоскопом и кабелем, без необходимости специальных знаний или способностей для соединения или разъединения. В частности, пользователь при соединении и разъединении не должен заботиться о правильном стерильном укрытии нестерильных элементов, поскольку заслонки предпочтительно удерживаются в их закрытом положении или, соответственно, возвращаются в него. Для этого можно использовать, в частности, эластично деформируемый элемент, такой как, например, пружина или полимерный блок.
Кроме того, предпочтительно, когда эндоскоп имеет первый штекерный соединитель, и когда по меньшей мере на одном конце кабеля предусмотрен комплементарный первому штекерному соединителю второй штекерный соединитель, который предназначен для соединения с первым штекерным соединителем эндоскопа. Предпочтительно, с помощью первого штекерного соединителя и второго штекерного соединителя обеспечивается возможность соединения по меньшей мере одного оптического волокна кабеля по меньшей мере с одним оптическим элементом эндоскопа. В качестве альтернативного решения или дополнительно, с помощью первого штекерного соединителя и второго штекерного соединителя обеспечивается возможность соединения по меньшей мере одного электрического провода кабеля по меньшей мере с одним соединительным выводом эндоскопа. Особенно предпочтительно, когда при соединении второго штекерного соединителя кабеля с первым штекерным соединителем эндоскопа между первым штекерным соединителем и вторым штекерным соединителем создается разъемное фиксирующее соединение. За счет этого для отделения второго штекерного соединителя кабеля от первого штекерного соединителя эндоскопа необходимо открывать лишь фиксирующее соединение. За счет этого возможно простое обращение с кабелем и эндоскопом. Фиксирующее соединение может быть выполнено, в частности, так, что для разъединения фиксирующего соединения нет необходимости в инструменте, и что фиксирующее соединение просто разъединимо вручную.
Кроме того, предпочтительно, когда первый стерильный шлюз при размещении эндоскопа в оболочке эндоскопа имеет определенное положение относительно места соединительного сопряжения эндоскопа, при этом место соединительного сопряжения эндоскопа содержит по меньшей мере один электрический соединительный вывод эндоскопа или один оптический элемент. За счет этого достигается, что за счет определенного положения оболочки эндоскопа относительно места соединительного сопряжения эндоскопа кабель или, соответственно, соединенный с кабелем штекерный соединитель может быть надежно соединен с эндоскопом.
Кроме того, предпочтительно, когда второй стерильный шлюз имеет первую соединительную зону, предназначенную для соединения с кабелем и/или штекерным соединителем, и когда второй стерильный шлюз имеет вторую соединительную зону, предназначенную для соединения с комплементарной соединительной зоной первого стерильного шлюза. За счет этого штекерный соединитель или кабель во втором стерильном шлюзе может быть соединен, независимо от соединения первого стерильного шлюза, со вторым стерильным шлюзом. Это упрощает обращение с кабелем и облегчает соединение кабеля с эндоскопом через оба стерильных шлюза. Предпочтительно, первая соединительная зона второго стерильного шлюза и вторая соединительная зона второго стерильного шлюза расположены на противоположных друг другу сторонах второго стерильного шлюза. За счет этого можно осуществлять соединение кабеля или, соответственно, штекерного соединителя с первой соединительной зоной независимо от соединения между первым стерильным шлюзом и соединительной зоной второго стерильного шлюза. Также вторую соединительную зону второго стерильного шлюза можно соединять с первым стерильным шлюзом независимо от того, соединен ли со второй соединительной зоной второго стерильного шлюза кабель или штекерный соединитель.
При этом предпочтительно, когда предусмотрена возможность соединения первой соединительной зоны второго стерильного шлюза с кабелем и/или с предусмотренным на конце кабеля штекерным соединителем, и когда предусмотрена возможность соединения второй соединительной зоны второго стерильного шлюза через второе разъемное фиксирующее соединение с соединительной зоной первого стерильного шлюза. За счет этого соединения между стерильными шлюзами и между вторым стерильным шлюзом и штекерным соединителем или, соответственно, между вторым стерильным шлюзом и кабелем защищены от непреднамеренного разъединения с помощью фиксирующего соединения. С другой стороны, обеспечивается возможность их отделения друг от друга посредством простого разъединения фиксирующего соединения.
Особенно предпочтительно, когда первая стерильная заслонка при соединении первого стерильного шлюза со вторым стерильным шлюзом автоматически открывается, и когда вторая стерильная заслонка при соединении первого стерильного шлюза со вторым стерильным шлюзом автоматически открывается, когда первая стерильная заслонка при отделении первого стерильного шлюза от второго стерильного шлюза автоматически закрывается, и когда вторая стерильная заслонка при отделении первого стерильного шлюза от второго стерильного шлюза автоматически закрывается. За счет этого обеспечивается, что не требуются действия пользователя для стерильного закрывания нестерильных элементов при отделении стерильных шлюзов друг от друга, так что за счет этого с высокой степенью надежности обеспечивается, что стерильная зоне не загрязняется вследствие ошибок обслуживания.
При этом особенно предпочтительно, когда при соединении первого стерильного шлюза со вторым стерильным шлюзом происходит автоматическое деблокирование первой стерильной заслонки, когда при соединении первого стерильного шлюза со вторым стерильным шлюзом происходит автоматическое деблокирование второй стерильной заслонки, когда при отделении первого стерильного шлюза от второго стерильного шлюза происходит автоматическое блокирование первой стерильной заслонки, и когда при отделении первого стерильного шлюза от второго стерильного шлюза происходит автоматическое блокирование второй стерильной заслонки. За счет этого обеспечивается, что заслонки в отделенном состоянии или, соответственно, в несоединенном состоянии первого стерильного шлюза и второго стерильного шлюза блокированы в их закрытом положении, так что они не могут быть открыты непреднамеренно. За счет этого исключается связанная с непреднамеренным открыванием опасность загрязнения стерильной зоны.
Кроме того, предпочтительно, когда стерильная наружная сторона первой стерильной заслонки при соединении первого стерильного шлюза со вторым стерильным шлюзом расположена противоположно наружной стороне второй стерильной заслонки, когда как первая стерильная заслонка, так и вторая стерильная заслонка открыты. Наружная сторона первой стерильной заслонки и наружная сторона второй соединительной зоны обращены друг к другу в открытом состоянии. За счет этого надежно предотвращается, что они при обращении со стерильными шлюзами своими приведенными в контакт с нестерильными элементами внутренними сторонами не загрязняют наружные стороны других соединительных зон, так что исключается последующее возможное загрязнение стерильных зон загрязненными наружными сторонами соединительных зон.
Кроме того, предпочтительно, когда участок оболочки эндоскопа принимает и предпочтительно окружает хвостовик выполненного в форме стержня эндоскопа. Оболочка эндоскопа может содержать оптический элемент, который расположен противоположно концу хвостовика эндоскопа, когда эндоскоп размещен в оболочке эндоскопа. В простейшем случае оптический элемент выполнен в виде пропускающего свет, не формирующего свет элемента. При этом это может быть простое смотровое стекло. В качестве альтернативы, оптический элемент может быть выполнен в виде линзы или призмы.
При предусмотрении различных оптических элементов в различных оболочках эндоскопа можно посредством выбора оболочки эндоскопа изменять отображение обнаруженного с помощью эндоскопа света, так что можно изменять оптические свойства эндоскопа при создании изображений посредством выбора оболочки.
Согласно второму аспекту изобретения предлагается система для роботизированной хирургии. Эта система пригодна, в частности, для дистанционно роботизированной процедуры внутри стерильной зоны. Система содержит по меньшей мере одну систему по п. 1 формулы изобретения или одну указанную выше модификацию системы по п. 1 формулы изобретения. Кроме того, система содержит по меньшей мере один манипулятор, который имеет руку манипулятора. Кроме того, система содержит по меньшей мере одно устройство ввода для ввода по меньшей мере одной команды ввода. Размещенный в оболочке эндоскоп предназначен для соединения с рукой манипулятора. Кроме того, система содержит управляющий модуль, который позиционирует руку манипулятора и соединенный с рукой манипулятора эндоскоп в зависимости от введенной команды с помощью по меньшей мере одного приводного прибора. За счет этого рука манипулятора изменяет предпочтительно в зависимости от введенной команды положение эндоскопа в пространстве. За счет этого можно просто изменять положение эндоскопа с помощью дистанционного манипулятора, так что также во время операции можно с помощью системы дистанционного манипулятора изменять направление рассматривания и положение эндоскопа просто посредством ввода команд с помощью устройства ввода. Предпочтительно, с помощью того же устройства ввода можно управлять хирургическим инструментом, который соединен с другой рукой манипулятора, и изменять его положение в пространстве с помощью руки манипулятора.
Согласно третьему аспекту изобретения, предлагается система для создания и разъединения штекерного соединения между первым нестерильным штекерным соединителем и комплементарным первому стерильному соединителю вторым нестерильным штекерным соединителем в стерильном окружении. Система содержит первую стерильную оболочку для размещения первого штекерного соединителя и вторую стерильную оболочку для размещения по меньшей мере второго штекерного соединителя. Первая оболочка содержит первый стерильный шлюз, который имеет по меньшей мере одну первую стерильную заслонку, которая в закрытом состоянии стерильно экранирует первый штекерный соединитель. Вторая оболочка содержит второй стерильный шлюз, который имеет по меньшей мере одну вторую стерильную заслонку, которая в закрытом состоянии стерильно экранирует второй штекерный соединитель. При соединении первого штекерного соединителя со вторым штекерным соединителем происходит движение первой стерильной заслонки из ее закрытого состояния в открытое состояние. Кроме того, при соединении первого штекерного соединителя со вторым штекерным соединителем происходит движение второй стерильной заслонки из ее закрытого состояния в открытое состояние, так что возможно непосредственное соединение первого штекерного соединителя со вторым штекерным соединителем. При отделении первого штекерного соединителя от второго штекерного соединителя происходит движение первой стерильной заслонки из ее открытого состояния в закрытое состояние, а также движение второй стерильной заслонки из ее открытого состояния в закрытое состояние, так что первая стерильная заслонка после отделения стерильно экранирует по меньшей мере первый штекерный соединитель, и вторая стерильная заслонка после отделения стерильно экранирует по меньшей мере второй штекерный соединитель.
С помощью такой системы возможно стерильное экранирование нестерильных штекерных соединителей, так что их можно применять без особых мер предосторожности в стерильном окружении. Кроме того, обеспечивается, что может быть создано непосредственное соединение между штекерными соединителями тем, что при соединении штекерных соединителей стерильные заслонки первого стерильного шлюза и второго стерильного шлюза открываются. Кроме того, обеспечивается, что после разъединения штекерных соединителей они снова стерильно экранируются тем, что стерильные заслонки стерильных шлюзов снова закрываются. Таким образом, разъединение и соединение, а также соединение снова штекерных соединителей без проблем возможно в стерильном окружении, так что их можно выполнять при необходимости также во время операции.
Кроме того, во всех аспектах или в их модификациях предпочтительно, когда первый штекерный соединитель имеет по меньшей мере один первый электрический контактный элемент для создания электрического соединения или по меньшей мере один оптический элемент для создания оптического соединения, когда второй штекерный соединитель имеет по меньшей мере один второй электрический контактный элемент для создания второго электрического соединения с первым контактным элементом или по меньшей мере один второй оптический элемент для создания оптического соединения с оптическим элементом, когда по меньшей мере первый электрический контакт и по меньшей мере один второй электрический контакт и/или когда по меньшей мере один первый оптический элемент и по меньшей мере один второй оптический элемент расположен и выполнен так, что при соединении между первым штекерным соединителем и вторым штекерным соединителем происходит электрическое соединение между первым контактным элементом и вторым контактным элементом или оптическое соединение между первым оптическим элементом и вторым оптическим элементом. При этом первый штекерный соединитель и/или второй штекерный соединитель могут быть неподвижно соединены с медицинским прибором, в частности, с корпусом медицинского прибора. Медицинский прибор может быть, в частности, эндоскопом или хирургическим инструментом, которые, в частности вместе с манипулятором, предпочтительно могут применяться в роботизированной хирургии.
Кроме того, предпочтительно, когда первый штекерный соединитель и второй штекерный соединитель выполнены симметрично так, что электрическое соединение между первым контактным элементом и вторым контактным элементом и/или оптическое соединение между первым оптическим элементом и вторым оптическим элементом возможно как при сведении вместе штекерных соединителей в первом положении, так и сведении вместе штекерных соединителей во втором положении, при этом во втором положении один из штекерных соединителей повернут на 180° вокруг проходящей перпендикулярно контактной плоскости штекерных соединителей оси. При этом возможно простое интуитивное соединение, поскольку возможно, в частности, соединение штекерных соединителей в двух смещенных на 180° положениях, так что нет необходимости обращать внимание на детали штекерных соединителей перед сведением вместе, а возможно интуитивное сведение вместе штекерных соединителей.
Другие признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания, в котором более подробно поясняется изобретение на основе примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг. 1 - разрез системы с размещенным в оболочке эндоскопа эндоскопом и с размещенным в оболочке кабеля кабелем эндоскопа в несоединенном состоянии согласно первому варианту выполнения;
фиг. 2 - система согласно фиг. 1, при этом эндоскоп и кабель эндоскопа показаны в соединенном состоянии;
фиг. 3 - система с размещенным в оболочке эндоскопа эндоскопом и соединенным со стерильным адаптером штекерным соединителем кабеля эндоскопа, в которой предусмотрена возможность создания разъемного соединения между кабелем эндоскопа и эндоскопом согласно второму варианту выполнения;
фиг. 4 - оболочка эндоскопа и стерильно экранируемый с помощью оболочки эндоскопа эндоскоп в еще не соединенном состоянии;
фиг. 5 - участок оболочки эндоскопа с введенным эндоскопом с открытым вводным отверстием для ввода и извлечения эндоскопа, при этом оболочка эндоскопа содержит закрывающий элемент для закрывания вводного отверстия, в который интегрирован первый стерильный шлюз;
фиг. 6 - оболочка кабеля для стерильного экранирования по меньшей мере части кабеля эндоскопа, при этом оболочка кабеля содержит стерильный адаптер, предназначенный для соединения с предусмотренным на конце кабеля штекерным соединителем и который содержит второй стерильный шлюз;
фиг. 7а - часть размещенного в оболочке эндоскопа и соединенного со стерильным адаптером оболочки кабеля штекерного соединителя кабеля эндоскопа в первом положении перед сведением вместе на виде сбоку;
фиг. 7b - разрез системы согласно фиг. 7а;
фиг. 8а - система согласно фиг. 7а во втором положении при сведении вместе штекерного соединителя кабеля эндоскопа со штекерным соединителем эндоскопа;
фиг. 8b - разрез системы согласно фиг. 8а;
фиг. 9а - система согласно фиг. 7а и 8а в третьем положении, в котором штекерный соединитель кабеля эндоскопа и штекерный соединитель эндоскопа больше сближены;
фиг. 9b - разрез системы согласно фиг. 9а;
фиг. 10а - система согласно фиг. 7а, 8а и 9а в следующем положении, в котором штекерный соединитель кабеля эндоскопа и штекерный соединитель эндоскопа больше сближены, и соединительные элементы для создания оптического соединения между кабелем эндоскопа и эндоскопа позиционируются с помощью направляющих средств;
фиг. 10b - разрез системы согласно фиг. 10а;
фиг. 11а - система согласно фиг. 7а-10а в положении, в котором штекерный соединитель кабеля эндоскопа и штекерный соединитель эндоскопа расположены в соединенном состоянии;
фиг. 11b - разрез системы согласно фиг. 11а;
фиг. 12а - элементы оболочки эндоскопа и элементы оболочки кабеля с открытыми стерильными заслонками в разнесенной изометрической проекции;
фиг. 12b - элементы согласно фиг. 12а с закрытыми стерильными заслонками в разнесенной изометрической проекции;
фиг. 13 - участок кабеля эндоскопа вместе с расположенным на конце кабеля штекерным соединителем в изометрической проекции;
фиг. 14 - участок кабеля эндоскопа вместе с расположенным на конце кабеля штекерным соединителем в изометрической проекции;
фиг. 15а - оболочка кабеля со стерильным адаптером оболочки кабеля в первой изометрической проекции;
фиг. 15b - оболочка кабеля со стерильным адаптером оболочки кабеля во второй изометрической проекции;
фиг. 16 - оболочка эндоскопа и закрывающий элемент оболочки эндоскопа в открытом состоянии;
фиг. 17 - система для роботизированной хирургии с манипулятором, который имеет четыре руки манипулятора, предназначенные для соединения с соответствующим инструментальным прибором; и
фиг. 18 - система согласно фиг. 17 на виде спереди.
На фиг. 1 схематично показана в разрезе система 10 с размещенным в оболочке 12 эндоскопа эндоскопом 14. Кроме того, система 10 содержит окруженный оболочкой 16 кабеля кабель 18 эндоскопа. Кабель 18 эндоскопа служит для соединения эндоскопа 14 с не изображенным управляющим модулем для управления эндоскопом 14 и/или для обработки передаваемых эндоскопом 14 данных изображения. На обращенном к эндоскопу конце кабеля 18 эндоскопа предусмотрен штекерный соединитель 20, с помощью которого обеспечивается возможность простого соединения кабеля 18 эндоскопа с эндоскопом 14 и снова разъединения. Оболочка 12 эндоскопа служит для стерильного экранирования нестерильного эндоскопа 14 в стерильной зоне 110, т.е. в стерильном окружении. Оболочка 16 кабеля служит для экранирования нестерильного кабеля 18 эндоскопа и соединенного с кабелем 18 эндоскопа штекерного соединителя 20.
Эндоскоп 14 является стержневым эндоскопом, который имеет по меньшей мере частично вводимую в тело пациента стержневую зону 26, в которой расположены не изображенные оптические элементы для направления осветительного света и для обнаружения и/или дальнейшего направления входящего в вершину 28 стержневой зоны 26 окружающего света. Противоположно вершине 28 в оболочке 12 эндоскопа предусмотрен оптический элемент, который пропускает по меньшей мере часть подлежащего излучению осветительного света и по меньшей мере часть окружающего света к вершине 28 стержневой зоны 26. В простейшем случае оптический элемент является оконным стеклом или, соответственно, окном. В других вариантах выполнения оптический элемент может быть линзой или призмой, или комбинацией из нескольких отдельных оптических элементов.
Кроме того, эндоскоп 14 содержит тело 32 эндоскопа, в котором расположены, в частности, источник света для создания осветительного света и управляющий модуль для измерения и обработки снимаемых с помощью датчика изображения изображений или, соответственно, для обработки создаваемых при съемке изображений данных изображения. В данном примере выполнения предусмотрены механические соединительные элементы 34, 36, с помощью которых обеспечивается возможность фиксации эндоскопа 14 в оболочке 12 эндоскопа. В данном случае механические соединительные элементы 34, 36 образованы с помощью интегрированного в оболочку 12 эндоскопа установочного кольца. В других примерах выполнения могут быть также предусмотрены другие механические соединительные элементы, такие как винты, зажимные или фиксирующие элементы. В качестве альтернативного решения или дополнительно, оболочка 12 эндоскопа может быть выполнена так, что она охватывает весь эндоскоп 14 так плотно, что эндоскоп 14 фиксирован в своем положении относительно оболочки 12 эндоскопа.
Эндоскоп 14 имеет по меньшей мере один электрический контакт 38 для создания электрического соединения между эндоскопом 14 и по меньшей мере одним электрическим проводом кабеля 18 эндоскопа. С помощью электрического контакта 38 может передаваться, в частности, электрическая энергия к эндоскопу 14, в частности, с целью снабжения электрической энергией расположенного в эндоскопе 14 управляющего модуля и/или имеющегося в эндоскопе источника света. В качестве альтернативного решения или дополнительно, через электрический контакт 38 или другие электрические контакты могут передаваться данные, в частности данные изображения, от эндоскопа 14 через кабель 18 эндоскопа во внешний управляющий и/или обрабатывающий модуль. В качестве альтернативного решения или дополнительно, могут передаваться также данные из такого внешнего управляющего модуля к эндоскопу 14, в частности, с целью управления функциями эндоскопа 14, например яркостью или спектром осветительного света или, например, активирования функции изменения фокусного расстояния эндоскопа 14. Кроме того, эндоскоп 14 содержит оптический соединительный элемент 40, который соединен с комплементарным оптическим соединительным элементом штекерного соединителя 20 и служит для передачи оптических данных, для передачи осветительного света или для передачи оптической информации изображения от эндоскопа к внешнему управляющему и/или обрабатывающему модулю через кабель 18 эндоскопа.
Оболочка 12 эндоскопа содержит первый стерильный шлюз 42 с первой парой стерильных заслонок со стерильными заслонками 44, 46. С помощью стерильных заслонок 44, 46 стерильно экранируется контактная зона эндоскопа 14 с электрическим контактом 38 и оптическим соединительным элементом 40. Оболочка 16 кабеля 18 эндоскопа содержит второй стерильный шлюз 48 со стерильными заслонками 50, 52, при этом штекерный соединитель 20 кабеля 18 эндоскопа с помощью механических соединительных элементов 54, 56 соединен с корпусом стерильного шлюза 48, так что штекерный соединитель 20 фиксирован в своем положении относительно стерильных заслонок 50, 52 в стерильном шлюзе 48. С помощью стерильных заслонок 50, 52 стерильного шлюза 48 экранируется нестерильный штекерный соединитель 20 относительно стерильной зоны 110. На фиг. 1 штекерный соединитель 20 и эндоскоп 14 показаны в разделенном состоянии, в котором как стерильные заслонки 44, 46 первого стерильного шлюза 42, так и стерильные заслонки 50, 52 второго стерильного шлюза 48 закрыты.
На фиг. 2 показана система согласно фиг. 1, при этом эндоскоп 14 показан в соединенном состоянии с кабелем 18 эндоскопа. Исходя из показанного на фиг. 1 положения, находящийся в оболочке 12 эндоскопа эндоскоп 14 и находящийся в оболочке 16 кабеля кабель 19 эндоскопа перемещаются друг к другу, пока они не достигнут показанного на фиг. 2 состояния. Во время движения друг к другу первый стерильный шлюз 42 оболочки 12 эндоскопа и второй стерильный шлюз 48 оболочки 16 кабеля приходят в контакт друг с другом. При этом как стерильные заслонки 44, 46 первого стерильного шлюза 42, так и стерильные заслонки 50, 52 второго стерильного шлюза 48 деблокируются и открываются. За счет этого возможно непосредственное соединение между электрическим контактом 38 и оптическим соединительным элементом 40 и соответствующими комплементарными соединительными элементами, соответственно контактными элементами, штекерного соединителя 20. Это непосредственное соединение создается автоматически, когда штекерный соединитель 20 кабеля 18 эндоскопа и эндоскоп 14 после открывания стерильных заслонок 44, 46, 52, 54 перемещаются дальше друг к другу. Предпочтительно, электрический контактный элемент 38 и оптический соединительный элемент 40 являются составляющей частью предусмотренного в эндоскопе 14 штекерного соединителя, комплементарного штекерному соединителю 20 кабеля 18 эндоскопа. За счет этого возможно простое и надежное электрическое и/или оптическое соединение между эндоскопом 14 и кабелем 18 эндоскопа.
Для отделения кабеля 18 эндоскопа, расположенного в оболочке 16 кабеля, от эндоскопа 14, расположенного в оболочке 12 эндоскопа, они перемещаются друг от друга, при этом как стерильные заслонки 44, 46 первого стерильного шлюза 42, так и стерильные заслонки 50, 52 второго стерильного шлюза 48 снова автоматически закрываются, так что система 10 после разъединения снова находится в показанном на фиг. 1 состоянии. Таким образом, стерильная зона 110 была, как перед соединением, во время соединения, во время разъединения и после разъединения защищена от загрязнения нестерильными элементами эндоскопа 14 и кабеля 18 с помощью стерильной оболочки 12 эндоскопа с первым стерильным шлюзом 42 и с помощью стерильной оболочки 16 кабеля со вторым стерильным шлюзом 48.
Расположенный в оболочке 18 кабеля кабель 16 эндоскопа можно указанным выше образом любое количество раз соединять в стерильной зоне 110 с расположенным в оболочке 12 эндоскопа эндоскопом 14 или, в качестве альтернативы, с другим расположенным в оболочке эндоскопа эндоскопом, и снова отсоединять от него, без опасности загрязнения стерильной зоны 110.
На фиг. 3 показана система 100 с размещенным в оболочке 112 эндоскопа эндоскопом. Размещенный в оболочке 112 эндоскопа эндоскоп не изображен на фиг. 3. Кроме того, система 100 содержит стерильную гибкую трубку 116 для окружения кабеля 118 эндоскопа. Стерильная гибкая трубка 116 окружает стерильный адаптер 148. Кабель 118 эндоскопа имеет на своем предусмотренном для соединения с размещенным в оболочке 112 эндоскопа эндоскопом конце штекерный соединитель 156, который с помощью фиксирующего соединителя 154 соединен разъемно со стерильным адаптером 148. В показанной на фиг. 3 системе 100 предусмотрена возможность создания разъемного соединения между размещенным в оболочке 116 кабеля кабелем 118 эндоскопа и размещенным в оболочке 112 эндоскопа эндоскопом. Находящийся в оболочке 112 эндоскопа нестерильный эндоскоп и расположенный в оболочке 116 кабеля кабель 118 эндоскопа находятся в стерильной зоне 110, такой как операционный зал. С помощью оболочки 112 эндоскопа эндоскоп и с помощью оболочки кабеля кабель 118 эндоскопа экранированы относительно стерильной зоны 110.
Оболочка 112 эндоскопа содержит переднюю часть 129, которая предназначена для размещения по меньшей мере частично вводимого в тело пациента стержня эндоскопа или гибкой трубки эндоскопа. Передняя часть 129 оболочки 112 эндоскопа закрыта на своем дистальном конце с помощью оптического элемента 130. Оптический элемент 130 может содержать линзу, призму или не влияющее на ход лучей оконное стекло.
Кроме того, оболочка 112 эндоскопа содержит среднюю часть 128 для размещения корпуса эндоскопа и соединенный со средней частью 128 через шарнир 133 закрывающий элемент 125 со стерильным шлюзом 142. С помощью закрывающего элемента 125 обеспечивается возможность стерильного закрывания подводящего и отводящего отверстия 136 оболочки 112 эндоскопа для введения и извлечения эндоскопа в, соответственно, из оболочки 112 эндоскопа. Закрывающий элемент 125 может блокироваться в закрытом состоянии с помощью фиксирующего соединителя 134, который имеется на противоположной шарниру 133 стороне подводящего и отводящего отверстия 136 оболочки 112 эндоскопа. Предусмотренный в закрывающем элементе 125 стерильный шлюз 142 имеет стерильные заслонки 144, 146. В расположенном в средней части оболочки 112 эндоскопа корпусе эндоскопа, называемом также телом эндоскопа, может быть предусмотрен, в частности, источник света для создания осветительного света и управляющий модуль для измерения и обработки снимаемых с помощью датчик изображения изображений или, соответственно, для обработки создаваемых при съемке изображения данных изображения. Кроме того, могут быть предусмотрены механические соединительные элементы, предназначенные для фиксации эндоскопа в оболочке 112 эндоскопа. Механические соединительные элементы могут быть образованы, например, с помощью интегрированного в оболочку 112 эндоскопа установочного кольца. В других вариантах выполнения могут быть предусмотрены также другие механические соединительные элементы, такие как винты, зажимные или фиксирующие элементы. В качестве альтернативного решения или дополнительно, оболочка 112 эндоскопа может быть выполнена так, что она охватывает в целом эндоскоп так плотно, что эндоскоп фиксируется в своем положении относительно оболочки 112 эндоскопа.
Стерильный адаптер 148 гибкой трубки 116 кабеля содержит стерильные заслонки 150, 152 и называется также стерильным шлюзом. В показанном на фиг. 3 закрытом состоянии стерильных заслонок 144, 146, 150, 152 они блокированы. При сведении вместе стерильного адаптера 148 и стерильного шлюза 142 стерильные заслонки 144, 146, 150, 152 автоматически деблокируются и открываются.
На фиг. 4 показана оболочка 112 эндоскопа и стерильно экранированный с помощью оболочки 112 эндоскопа эндоскоп 114 в еще не соединенном состоянии. Для размещения эндоскопа 114 в оболочке 112 эндоскопа, эндоскоп 114 вводится в направлении стрелки Р1 через открытое подводящее и отводящее отверстие 136 в оболочку 112 эндоскопа. Для этого сначала в отверстие 136 вводится стержневая зона 126 эндоскопа 114, а затем вдвигается в переднюю часть 129 оболочки 112 эндоскопа, так что вершина 127 стержневой зоны 126 эндоскопа 114 расположена противоположно имеющемуся на конце передней части 129 оптическому элементу 130 оболочки 112 эндоскопа. При введении тела 132 эндоскопа через отверстие 136 в среднюю часть оболочки 112 эндоскопа, тело 132 эндоскопа направляется с помощью имеющихся внутри средней части 128 оболочки 112 эндоскопа направляющих перемычек 137а-137f и удерживается в заданном положении в средней части 128 оболочки 112 эндоскопа. На противоположном стержневой зоне 126 конце тела 132 эндоскопа расположен гибридный штекерный соединитель 138, который содержит оптические элементы для передачи оптических сигналов и/или осветительного света и/или для передачи изображений. Кроме того, гибридный штекерный соединитель 138 содержит электрические контакты для передачи электрической энергии для снабжения эндоскопа 114 электрической энергией и/или для передачи сигналов и/или данных от и к эндоскопу 114. Эти данные могут содержать, в частности, данные изображения, которые создаются исходя из получаемых с помощью имеющегося в эндоскопе 114 датчика изображения, и/или управляющие данные/управляющие сигналы для управления эндоскопом 114. Гибридный штекерный соединитель 138 является комплементарным относительно выполненного также в виде гибридного штекерного соединителя штекерного соединителя 156 кабеля 118 эндоскопа, при этом электрические контакты и оптические элементы штекерного соединителя 156 являются комплементарными относительно электрических контактов и оптических элементов штекерного соединителя 138.
На фиг. 5 показан участок оболочки 112 эндоскопа, при этом эндоскоп 114 введен в оболочку 112 эндоскопа и находится в ней. Подводящее и отводящее отверстие 136 при показанном на фиг. 5 расположении открыто и может быть закрыто закрывающим элементом 125 посредством поворота закрывающего элемента 125 вокруг поворотной оси шарнира 133 в направлении стрелки Р2. С фиксирующим соединителем 134 входит в зацепление образованный на средней части 128 оболочки 112 эндоскопа элемент 135 зацепления, когда отверстие 136 закрыто закрывающим элементом 125. За счет этого отверстие 136 надежно стерильно закрыто. Кроме того, фиксирующий соединитель 134 может приводиться в действие, в частности, оператором, с целью устранения зацепления фиксирующего соединителя 134 с элементом 135 зацепления, а затем поворота закрывающего элемента 125 вокруг поворотной оси шарнира 133 против стрелки Р2. За счет этого отверстие 136 снова открывается, так что эндоскоп 114 можно снова удалять из оболочки 112 эндоскопа, например, после операции. На противоположном конце вершины 127 эндоскопа 114 наряду с гибридным штекерным соединителем 138 расположено несколько распорных элементов 139а-139d, которые находятся в контакте с закрывающим элементом 125 в закрытом состоянии, так что эндоскоп 114 имеет определенное расстояние и тем самым определенное положение относительно стерильного шлюза 142 закрывающего элемента 125.
На фиг. 6 показана оболочка 116 кабеля для стерильного экранирования по меньшей мере части кабеля 118 эндоскопа. Оболочка 116 кабеля содержит выполненный в виде стерильного адаптера 148 соединительный элемент, с помощью которого обеспечивается возможность соединения штекерного соединителя 156 кабеля 118 эндоскопа с помощью фиксирующих соединителей 154, 155. Фиксирующие соединители 154, 155 в данном примере выполнения образованы на штекерном соединителе 156 кабеля 118 эндоскопа и соединены с двумя управляющими элементами 158, 160, с помощью которых обеспечивается возможность перемещения фиксирующих элементов 162, 164 из показанного на фиг. 6 положения фиксации в положение размыкания, в котором фиксирующие элементы 162, 164 больше не находятся в зацеплении с комплементарными элементами зацепления стерильного адаптера 148, так что штекерный соединитель 156 может быть снова отделен от стерильного адаптера 148.
Для стерильного экранирования кабеля 118 с помощью оболочки 116 кабеля относительно стерильной зоны 110, штекерный соединитель 156 кабеля 116 вводится в открытый конец 117 оболочки 116 кабеля вместе с участком кабеля 118. Для этого штекерный соединитель 156 перемещается в направлении стрелки Р3 до прихода штекерного соединителя 156 в контакт со стерильным адаптером 148 и вхождения фиксирующих элементов 162, 164 фиксирующих соединителей 154, 155 в два комплементарных элемента зацепления стерильного адаптера 148, так что штекерный соединитель 156 неподвижно соединен со стерильным адаптером 148.
На фиг. 7а показан на виде сбоку участок размещенного в оболочке 112 эндоскопа 114 и соединенного со стерильным адаптером 148 оболочки 116 кабеля штекерного соединителя 156 кабеля 118 эндоскопа в первом положении перед соединением штекерного соединителя 156 кабеля 118 эндоскопа со штекерным соединителем 138 эндоскопа 114. На фиг. 7b показан разрез системы согласно фиг. 7а в плоскости А-А на фиг. 3.
Как показано на фиг. 7а и 7b, стерильные заслонки 150, 152 стерильного адаптера 148 закрыты и экранируют штекерный соединитель 156 относительно стерильной зоны 110. Кроме того, стерильные заслонки 144, 145 стерильного шлюза 142 соединительного элемента 125 стерильной оболочки 112 закрыты и экранируют штекерный соединитель эндоскопа 114 относительно стерильной зоны 110.
На фиг. 8а показана система согласно фиг. 7а, во втором положении при сведении вместе штекерного соединителя 156 кабеля 118 эндоскопа со штекерным соединителем 138 эндоскопа 114. На фиг. 8b показан разрез системы согласно фиг. 8а в плоскости А-А. При сведении вместе стерильного адаптера 148 и оболочки 116 кабеля стерильные наружные стороны стерильных заслонок 150, 152 приходят в контакт со стерильными наружными сторонами стерильных заслонок 144, 146 стерильного шлюза 142 и начинают их открывать. Перед этим с помощью не изображенных элементов зацепления блокировочные элементы для блокирования стерильных заслонок 144, 146 деблокируются, так что стерильные заслонки 144, 146 могут перемещаться из их закрытого положения в их открытое положение. Как закрывающий элемент 125 оболочки 112 эндоскопа, так и стерильный адаптер 148 оболочки 116 кабеля имеют комплементарные друг другу направляющие элементы, которые выполнены так, что возможно соединение штекерных соединителей 138, 156 лишь в показанном на фиг. 7a, 7b, 8a, 8b положении. С помощью этих направляющих элементов возможно сведение вместе штекерных соединителей 138, 156 в указанном варианте выполнения лишь в положении, в котором штекерные соединители 138, 156 расположены точно напротив друг друга, так что электрические контактные элементы и оптические элементы штекерных соединителей 138, 156 позиционированы дочно относительно друг друга и за счет этого просто соединимы за счет лишь сдвигания вместе находящегося в оболочке 116 кабеля 118 эндоскопа и находящегося в оболочке 112 эндоскопа 114, как это будет пояснено ниже со ссылками на фиг. 9а-11b.
На фиг. 9а показана система согласно фиг. 7а и 8а в третьем положении, в котором штекерный соединитель 156 кабеля 118 эндоскопа и штекерный соединитель 138 эндоскопа 114 далее сближены друг с другом по сравнению с их положениями на фиг. 7a, 7b, 8a, 8b. Как показано, в частности, на фиг. 9а, стерильные заслонки 144, 146 стерильного шлюза 142 открыты за счет их контакта со стерильными заслонками 150, 152 стерильного адаптера 148. Кроме того, стерильные заслонки 150, 152 стерильного адаптера 148 за счет контакта с соответствующими элементами зацепления закрывающего элемента 125 и движения сведения вместе из показанного на фиг. 8а, 8b положения в показанное на фиг. 9а, 9b положение перемещены из их полностью закрытого положения в несколько открытое положение, которое показано на фиг. 9b. Штекерные соединители 138, 158 расположены далее противоположно друг другу и в показанном на фиг. 9а, 9b положении больше сближены по сравнению с показанным на фиг. 8а, 8b положением.
На фиг. 10а показана система согласно фиг. 7а, 8а и 9а в следующем положении, в котором штекерный соединитель 156 кабеля 118 эндоскопа и штекерный соединитель 138 эндоскопа 114 сближены больше, и оптические элементы штекерных соединителей 138, 156 для создания оптического соединения между кабелем 118 эндоскопа и эндоскопом 114, а также электрические контактные элементы расположены противоположно так, что штекерные соединители 138, 156 при дальнейшем перемещении в направлении стрелки Р4 непосредственно контактируются, так что оптические передаточные элементы расположены относительно друг друга в подходящем для передачи положении, и контактируются электрические контактные элементы, как показано на фиг. 11а и 11b. В показанном на фиг. 10а и 10b положении, как стерильные заслонки 144, 146 штекерного соединителя 142, так и стерильные заслонки 150, 152 стерильного адаптера 148 полностью открыты, при этом в этом положении корпуса штекерных соединителей 138, 156 уже соприкасаются. При дальнейшем перемещении стерильного адаптера 148 вместе со штекерным соединителем 156 в направлении стрелки Р4 штекерные соединители 138, 156 приводятся в правильно соединенное состояние, как показано на фиг. 11а и 11b. С помощью элемента зацепления для открывания стерильных заслонок 150, 152 они при движении из показанного на фиг. 10а, 10b положения в показанное на фиг. 11а, 11b положение снова немного закрываются, при этом закрывание стерильных заслонок 150, 152, 144, 146 вызывается пружинной силой соответствующей находящейся в зацеплении с одной из стерильных заслонок 144, 146, 150, 152 пружины. Пружины при открывания соответствующей стерильной заслонки 144, 146, 150, 152 сжимаются и при закрывании соответствующей стерильной заслонки 144, 146, 150, 152 разжимается.
При разъединении штекерных соединителей 138, 156 они перемещаются из их показанного на фиг. 11а, 11b положения в показанное на фиг. 7а, 7b положение. При этом происходит перемещение стерильного адаптера 148 в противоположном стрелке Р4 направлении, при этом как стерильные заслонки 144, 146 стерильного шлюза 143, так и стерильные заслонки 150, 152 стерильного адаптера 148 автоматически закрываются и блокируются в закрытом состоянии. Таким образом, нестерильные штекерные соединители 138, 156 также после отделения кабеля 118 от эндоскопа 114 остаются далее покрытыми, так что эффективно предотвращается загрязнение стерильной зоны 110.
На фиг. 12а показаны в разнесенной изометрической проекции элементы оболочки 112 эндоскопа и элементы оболочки 116 кабеля с открытыми стерильными заслонками 144, 146, 150, 152. Как на наружной поверхности средней части 128 оболочки 112 эндоскопа, так и на стерильном адаптере 148 и на закрывающем элементе 125 предусмотрены видимые снаружи стрелки Р5-Р10, которые указывают оператору, как оболочка 116 кабеля со стерильным адаптером 148 с закрывающим элементом 125 должны сводиться вместе с оболочкой 112 эндоскопа, с целью создания соединения между кабелем 118 эндоскопа и эндоскопом 114, как это пояснялось выше применительно к фиг. 7а-11b. Для поворотной опоры стерильные заслонки 144, 146, 150, 152 имеют соответствующие соединительные штифты 144а, 146а, 150а, 152а, с помощью которых соответствующая стерильная заслонка 144, 146, 150, 152 установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси соответствующего штифта 144а, 146а, 150а, 152а в соответствующем гнезде закрывающего элемента 125 или, соответственно, стерильного шлюза 148, так что обеспечивается возможность их поворота вокруг соответствующей поворотной оси из закрытого положения в открытое положение и наоборот. На фиг. 12а стерильные заслонки 144, 146, 150, 152 показаны в их открытом положении, в котором они находятся, когда стерильный адаптер 148 соединен с закрывающим элементом 125. Закрывающий элемент 125 имеет дополнительно два элемента 190, 192 зацепления, которые входят в соответствующие гнезда 194, 196 стерильного адаптера 148, когда стерильный адаптер 148 оболочки 116 кабеля соединен с закрывающим элементом 125 оболочки 112 эндоскопа.
На фиг. 12b показана в разнесенной изометрической проекции система, согласно фиг. 12а, с закрытыми стерильными заслонками. В этом положении стерильные заслонки 144, 146, 150, 152 расположены, когда стерильный адаптер 148 не соединен с закрывающим элементом 125. В этом закрытом положении стерильные заслонки 144, 146, 150, 152 блокированы с помощью не изображенных блокировочных элементов, так что стерильные заслонки 144, 146, 150, 152 не могут быть непреднамеренно открыты за счет нажатия на стерильные заслонки 144, 146, соответственно, за счет введения предмета в открытую щель 165 между стерильными заслонками 150, 152.
На фиг. 13 показан в изометрической проекции участок эндоскопа 114 со штекерным соединителем 138. Штекерный соединитель 138 расположен на задней стороне эндоскопа 114, т.е. на противоположной стержневой зоне 126 стороне эндоскопа 114. Эта задняя сторона обозначена на фиг. 13 позицией 170. На задней стороне 170 предусмотрены два углубления 166, 168, которые выполнены в виде полос и между которыми расположен штекерный соединитель 138 эндоскопа 114. В соединенном состоянии передние участки стерильных заслонок 150, 152 находятся в этих углублениях 166, 168, как показано на фиг. 11b. Штекерный соединитель 138 имеет оптический передаточный канал 172 для передачи осветительного света, измеряемого эндоскопом 114 света окружения и/или для передачи оптических сигналов, в частности, для передачи данных. Кроме того, штекерный соединитель 138 содержит в данном примере выполнения 24 контактных элемента, из которых один обозначен позицией 174. В других примерах выполнения может быть предусмотрено больше или меньше контактных элементов, в частности, контактные элементы могут иметь также различную форму и/или размеры. С помощью этих контактных элементов могут передаваться сигналы, данные и/или электрическая энергия, например, для снабжения управляющих модулей, приборов измерения изображений и/или осветительных приборов эндоскопа 114. В данном примере выполнения контактные элементы 174 и оптические передаточные элементы 172 расположены в общем корпусе 176 штекерного соединителя. Корпус 176 имеет в данном примере выполнения удлиненную форму, при этом продольные стороны корпуса 176 ориентированы параллельно продольной оси углубления 166, 168. Кроме того, штекерный соединитель 138 содержит два расположенных рядом с корпусом 176 направляющих и блокировочных штифта 178, 180. Направляющие или блокировочные штифты 178, 180 имеют каждый по меньшей мере одно углубление 178а, 180а, в которые может входить комплементарный фиксирующий элемент штекерного соединителя 156 кабеля 118 эндоскопа.
На фиг. 14 показан в изометрической проекции участок кабеля 118 эндоскопа вместе с расположенным на конце кабеля 11 эндоскопа штекерным соединителем 156. Как указывалось выше применительно к фиг. 6, фиксирующий соединитель 154, 155 с управляющими элементами 158, 160 и фиксирующими элементами 162, 164 служит для соединения штекерного соединителя 156 в стерильном адаптере 148. С помощью управляющих элементов 158, 160 это фиксирующее соединение может быть снова разъединено, и штекерный соединитель 156 отделен от стерильного адаптера 148. Штекерный соединитель 156, который называется также штекером, имеет оптический передаточный канал 200, который комплементарен оптическому передаточному каналу 142 штекерного соединителя 138 эндоскопа 114. Кроме того, штекерный соединитель 156 имеет 24 электрических контактных элемента, из которых один обозначен позицией 202, которые комплементарны электрическим контактным элементам 174 штекерного соединителя 138. Кроме того, штекерный соединитель 156 имеет корпус 204, который предназначен для введения в корпус 176 штекерного соединителя 156 эндоскопа 114. Кроме того, штекерный соединитель 156 имеет рядом с торцевыми сторонами удлиненного корпуса 204 соответствующую направляющую втулку 182, 184, через которую в соединенном состоянии штекерных соединителей 138, 156 проходят направляющие и блокировочные штифты 178, 180, так что фиксирующий элемент 206, 208 входит в соответствующее углубление 178а, 180а направляющих и блокировочных штифтов 178, 180 и образует фиксирующее соединение. За счет нажатия на управляющие зоны 206а, 208а фиксирующих элементов 206, 208 можно снова разъединять созданное между направляющими и блокировочными штифтами 176, 180 и фиксирующими элементами 206, 208 фиксирующее соединение. Стрелки Р11, Р12 указывают пользователю направление, в котором следует перемещать штекерный соединитель 156 для соединения со штекерным соединителем 138, с целью сведения их вместе, соответственно, направление, в котором следует перемещать штекерный соединитель 156 для соединения его со стерильным адаптером 148.
На фиг. 15а показана в первой изометрической проекции оболочка 116 кабеля со стерильным адаптером 148 оболочки 116 кабеля. На фиг. 15b показана оболочка 116 кабеля со стерильным адаптером 148 во второй изометрической проекции. На фиг. 15а, 15b показаны приемные отверстия 212-218, в которые введены направляющие штифты 150а, 152а стерильных заслонок 150, 152, так что стерильные заслонки 150, 152 установлены с возможностью поворота вокруг продольных осей штифтов 150а, 152а. С каждой стерильной заслонкой 144, 146, 150, 152 согласована соответствующая пружина, которая удерживает соответствующую стерильную заслонку 144, 146, 150, 152 в ее закрытом положении, при этом стерильная заслонка 144, 146, 150, 152 может быть открыта лишь с преодолением силы пружины. За счет этого пружина перемещает стерильную заслонку 144, 146, 150, 152 в ее закрытое положение, когда стерильная заслонка 144, 146, 150, 152 открыта. На фиг. 15а пружина стерильной заслонки 152 обозначена позицией 152b. Кроме того, стерильный шлюз 148 имеет два лежащих противоположно друг другу элемента зацепления, из которых на фиг. 15а виден один элемент зацепления, который обозначен позицией 210. В эти элементы 210 зацепления входят фиксирующие элементы 162, 164 штекерного соединителя 156, когда штекерный соединитель 156 соединен со стерильным адаптером 148.
На фиг. 16 показана оболочка 112 эндоскопа и закрывающий элемент 125 оболочки эндоскопа в открытом состоянии. На фиг. 16 показаны пружины 144b, 146b стерильных заслонок 144, 146. Как видно на примере пружины 146b, она является спиральной пружиной, которая расположена вокруг направляющего штифта 220, при этом не видимый конец пружины находится в зацеплении с закрывающим элементом 125.
На фиг. 17 схематично показана на виде сбоку система 1000 для роботизированной хирургии с манипулятором 1200, который имеет штатив 1400 и четыре руки 1600а-1600d манипулятора. Манипулятор 1200 обычно называется также устройством для роботизированной хирургии. Система 1000 служит для выполнения хирургической операции расположенного на операционном столе 3400 пациента 1800. Исходя из анатомии пациента 1800 и подлежащей выполнению операции, определяются координаты x'z, y'z, z'z целевой операционной области 3000 в системе координат X', Y', Z' пациента и эти координаты x'z, y'z, z'z предварительно вводятся в память. Манипулятор 1200 имеет систему координат X, Y, Z устройства 1200, начало координат которого расположено в ноге 2400 штатива 1400 манипулятор 1400. Штатив 1400 имеет L-образное плечо 2800 штатива, на конце которого, удаленном от ноги 2400 штатива, закреплены с помощью головки 2000 штатива четыре манипуляторные руки 1600а-1600d.
Операционный стол 3400 имеет операционную колонну 3200, в которой расположен управляющий модуль операционного стола 3400 и на которой расположена содержащая несколько сегментов опорная поверхность 3800 для пациента. Управляющий модуль 3600 служит для управления движением элементов операционного стола 3400, в частности, для перестановки длины колонны 3200 операционного стола и тем самым высоты опорной поверхности 3800 для пациента и для перестановки отдельных сегментов, а также наклона опорной поверхности 3800 для пациента. Однако перестановка сегментов операционного стола 3400 во время операции предпочтительно блокирована с помощью манипулятора 1200. Кроме того, система 1000 содержит управляющий модуль 4000, который соединен линиями передачи данных с управляющим модулем 4600 манипулятора 1200, управляющим модулем 3600 операционного стола 3400, а также с консолью 4200 управления с индикаторным блоком 4400. Управляющий модуль 4000 имеет выходной модуль 4100, и управляющий модуль 4600 имеет выходной модуль 4700, с помощью которых могут выдаваться соответствующее оптические и/или акустические сигналы.
На фиг. 18 показана на виде спереди система 1000, согласно фиг. 17. На проксимальном конце манипуляторных рук 1600а-1600d расположен соответствующий соединительный модуль 1100а-1100d, с которыми соединен соответствующий инструментальный модуль 1300а-1300d для выполнения хирургического вмешательства. Хвостовики соответствующих хирургических инструментов инструментальных модулей 1300а-1300d обозначены штриховыми линиями.
Инструментальный модуль 1300с в показанном варианте выполнения является размещенным в оболочке 112 стержневым эндоскопом 114, который через размещенный в оболочке 116 кабель 118 соединен с управляющим модулем 4100. Другие инструментальные модули 1300а, 1300b и 1300d являются в данном примере выполнения инструментальными модулями с исполнительными звеньями, в частности, для выполнения хирургического вмешательства с помощью системы 1000. В других вариантах выполнения с руками 1600а-1600d манипулятора могут быть соединены также два эндоскопа и два хирургических инструмента. В других вариантах выполнения может быть также предусмотрено больше или меньше рук 1600а-1600d манипулятора, или использоваться для операции лишь некоторые из имеющихся манипуляторных рук 1600а-1600d.
Перечень позиций
10, 100 Система
12, 112 Оболочка эндоскопа
14, 114 Эндоскоп
16, 116 Оболочка кабеля
18, 1118 Кабель эндоскопа
20 Штекерный соединитель
26 Стержневая зона
28 Вершина
30 Оптический элемент
32, 132 Тело эндоскопа
34, 36 Механический соединительный элемент
38 Электрический контакт
40 Оптический соединительный элемент
42, 142 Стерильный шлюз
44, 46, 144, 146,
50, 52, 150, 152 Стерильная заслонка
48, 148 Стерильный адаптер, стерильный шлюз
54, 56 Механический соединительный элемент
110 Стерильная зона
117 Открытый конец
125 Закрывающий элемент
126 Стержневая зона
127 Вершина
128 Средняя часть оболочки эндоскопа
129 Передняя часть оболочки эндоскопа
130 Оптический элемент
133 Шарнир
134 Фиксирующий соединитель
135 Элемент зацепления
136 Подводящее и отводящее отверстие
137а-137d Направляющие перемычки
138 Гибридный штекерный соединитель
139а-139d Распорные штифты
154, 155 Фиксирующий соединитель
156 Штекерный соединитель
158, 160 Управляющий элемент
162, 164 Фиксирующий элемент
144а,146а,
150а, 152а Направляющие штифты
144b, 146b Пружина
165 Открытая щель
166, 168 Углубление
170 Задняя сторона
172 Оптический передаточный канал
174 Электрический контактный элемент
176 Корпус
178, 180 Направляющие и блокировочные штифты
178а, 180а Углубление
182, 184 Направляющая втулка
190, 192 Фиксирующий элемент
194, 196 Отверстия зацепления
200 Оптический передаточный канал
201 Электрический контакт
204 Корпус
206, 208 Фиксирующие элементы
206а, 208а Управляющая зона
210 Элемент зацепления
212, 214, 216, 218 Приемная зона
220 Управляющий штифт
144b, 146b Пружина
Р1-Р2 Стрелки направления
1000 Система
1200 Манипулятор
1400 Штатив
1600а-1600d Рука манипулятора
1800 Пациент
2000 Головка штатива
2400 Нога штатива
2800 Плечо штатива
3000 Целевая операционная зона
3200 Колонна операционного стола
3400 Операционный стол
3600 Управляющий модуль операционного стола
3800 Опорная поверхность для пациента
4000 Центральный управляющий модуль устройства
4100 Выходной модуль
4200 Консоль управления
4400 Индикаторный модуль
4600 Управляющий модуль манипулятора
4700 Выходной прибор
1100а-1100d Соединительный модуль
1300а-1300d Инструментальный модуль.