WO2025190829A1 - Automatisiertes instrumentenvereinzelungssystem und verfahren - Google Patents

Automatisiertes instrumentenvereinzelungssystem und verfahren

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WO2025190829A1
WO2025190829A1 PCT/EP2025/056380 EP2025056380W WO2025190829A1 WO 2025190829 A1 WO2025190829 A1 WO 2025190829A1 EP 2025056380 W EP2025056380 W EP 2025056380W WO 2025190829 A1 WO2025190829 A1 WO 2025190829A1
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WO
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instrument
tray
window
segment
storage
Prior art date
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Application number
PCT/EP2025/056380
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English (en)
French (fr)
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Arne JANSEN-TROY
Allan Maas
Daniel Kießling
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Aesculap AG
Original Assignee
Aesculap AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Aesculap AG filed Critical Aesculap AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1694—Program controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40053—Pick 3-D object from pile of objects
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40564—Recognize shape, contour of object, extract position and orientation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45063—Pick and place manipulator

Definitions

  • the present invention relates to a device, in particular an automated instrument separation device, for removing and handling surgical instruments from an instrument container, in particular a sieve basket, as well as a method for the automated removal, separation and handling of surgical instruments from instrument containers, in particular sieve baskets.
  • an object underlying the present invention aims to contribute to the complete automation of the sterile supply cycle, from the delivery of contaminated instruments in a sterile supply container to the dispensing of the cleaned and disinfected instruments on the clean side by the washer-disinfectors (WDs).
  • an object underlying the present invention is to automate the manual processes in the medical device reprocessing unit (RUMEP) in the prior art.
  • an object underlying the present invention is to provide a device that enables the automated removal of surgical instruments from sieve baskets, the separation, and handling of these instruments.
  • a further object underlying the invention is to increase the efficiency of the medical device reprocessing unit (RUMEP), thereby alleviating staff shortages and also protecting staff from potential injuries and serious illnesses caused by handling contaminated instruments.
  • the invention is expected to offer significant improvements in efficiency, safety and cost savings compared to the prior art.
  • Such a device can, in particular, be an automated instrument separation device which is suitable for removing and handling surgical instruments from an instrument container, in particular a sieve basket.
  • the described device offers several advantages over devices known in the prior art.
  • the automated instrument separation device enables, in particular, safer, faster, and more precise removal of surgical instruments from an instrument container, in particular a mesh basket.
  • the conveyor belt transports the instrument container to the removal mechanism, which picks the instrument from the container and places it on the storage segment.
  • the optical system records the position of the instrument in the container and on the storage and stores the data in a database.
  • the control unit compares the recorded data with the database containing the instrument data.
  • the device is thus capable of quickly and precisely identifying and locating the instruments. This automation saves time and increases efficiency in the handling of surgical instruments.
  • a device comprises a conveyor belt arranged such that at least one first instrument container loaded with at least one surgical instrument can be fed to the conveyor belt. Furthermore, the device according to the present invention comprises a table arranged above the conveyor belt with a shelf comprising at least one first shelf segment and at least one first window, and an optical system arranged above the shelf, which is suitable for recording data of the at least one instrument, in particular the position n and/or type and/or configuration or the like, in the first instrument container and/or on the first shelf segment of the shelf.
  • the shelf is rotatable, preferably about an axis substantially perpendicular to the conveyor belt.
  • the rotatability of the shelf is particularly advantageous because a shelf rotatable, preferably about an axis substantially perpendicular to the conveyor belt, enables high flexibility in the positioning and forwarding of the instruments. Due to the rotatability, the shelf can serve various processing stations without the instruments having to be laboriously relocated. This simplifies the process flow, reduces handling time, and minimizes the risk of damage to or contamination of the instruments during transfer.
  • the rotatability of the tray is particularly advantageous because the table can function as a cyclic table, preferably in a method according to the invention. In particular, by rotating the table, the instruments can be transported to the next processing station. For example, gripping, identifying, opening the instrument if necessary, placing it in the sieve basket, etc. These and other steps can advantageously take place serially in space and/or in parallel in time.
  • the rotatable tray can reduce the space required by the device and enable more efficient use of the available space.
  • a control unit provided in the device according to the invention is configured to at least temporarily store the acquired data and to compare it with a database containing instrument data. This allows the identification of the type and/or position and/or number of instruments and thus also tracking of the instruments.
  • a removal mechanism Arranged above the tray is a removal mechanism which is configured to move through the at least one first window of the tray when the tray is in a removal position. The removal mechanism can thereby grip and remove the at least one instrument in the instrument container and deposit the first storage segment of the tray, preferably adjacent to the window, preferably in an undefined manner.
  • a gripping mechanism of the device according to the invention in particular a manipulator, which is preferably connected to the wrist of a robot arm, is configured to grip and handle the at least one instrument on the first storage segment of the storage.
  • the gripping mechanism is intended to deposit the at least one instrument in the first or in a further instrument container.
  • the objects described above are also achieved according to the invention by a method according to the invention for the automated removal, separation and handling of surgical instruments from instrument containers, in particular sieve baskets, by means of a device, in particular an automated instrument separating device, preferably a device according to the present invention.
  • the method according to the invention comprises at least the following steps:
  • a step of placing at least one first instrument container loaded with at least one surgical instrument on a conveyor belt further comprises a step of feeding a first instrument container loaded with at least one surgical instrument to the device into a removal position of the first instrument container.
  • the conveyor belt moves the container into a removal position.
  • removal position preferably refers to a position of the container in which a surgical instrument can be removed from the instrument container.
  • the instrument In the removal position, the instrument is within reach of the removal mechanism, i.e., the first instrument container is positioned below the tray in such a way that the removal mechanism can pass through the first window of the tray and grasp the at least one instrument in the first instrument container.
  • the method according to the invention can, in particular, comprise a step of feeding a first instrument container, in particular a sieve basket, loaded with at least one surgical instrument to the device according to the invention.
  • the device or the preferably stationary instrument separation system, is positioned and/or configured such that instrument containers can be fed to the conveyor belt manually, via an automated guided vehicle (AGV) system (DTS, in particular AGV or similar), or with the aid of another conveyor belt or another interface.
  • AGV automated guided vehicle
  • the method according to the invention comprises a step in which sieve baskets are automatically removed from a sterile goods container and are preferably automatically fed to the conveyor belt.
  • the method according to the invention further comprises a step b) of providing a tray arranged on a table, which tray comprises at least one first tray segment and at least one first window, in a removal position of the tray, in which the first window is arranged above the first instrument container;
  • the method according to the invention further comprises a step of passing through the first window of the storage area by means of a removal mechanism arranged above the storage area in the removal position of the storage area and gripping the at least one instrument in the first instrument container.
  • the window allows the removal mechanism to reach through the storage area in order to access the container located below the storage area on the conveyor belt and the instrument contained therein.
  • the method according to the invention further comprises a step of extending the removal mechanism with the gripped instrument. This step, in particular, returns the removal mechanism to a position above the tray. If the tray rotates, this advantageously prevents a collision between the window and the tray with the removal mechanism.
  • the method according to the invention further comprises a step of placing the instrument on the first storage segment of the storage unit, preferably adjacent to the window.
  • the instrument is placed on the storage unit in a segment provided for it, with the shortest path, i.e., the storage segment adjacent to the window, preferably being advantageously selected for placement.
  • the method according to the invention further comprises a step of detecting data, in particular the position, of the at least one instrument (10) on the first storage segment of the storage, in particular the position, by means of an optical system arranged above the storage.
  • detecting data in particular the position, of the at least one instrument (10) on the first storage segment of the storage, in particular the position, by means of an optical system arranged above the storage.
  • the optical system is able to detect the position of the instrument on the first storage segment of the storage and to store the data in a database.
  • the acquired data can then be compared by the control unit to determine the position and/or type and/or configuration, or the like, of the instrument. This enables quick and precise removal of surgical instruments from the instrument container and increases efficiency in surgical instrument handling.
  • the method according to the invention further comprises a step of gripping and handling the at least one instrument on the first storage segment of the storage unit using a gripping mechanism.
  • a gripping mechanism is capable of precisely locating, gripping, and handling the instrument on the first storage segment of the storage unit after the data has been acquired.
  • the gripping mechanism can then easily place the instrument in a suitable instrument container.
  • the first instrument container or a further instrument container is advantageously arranged under the shelf in a dispensing position.
  • dispenser position preferably refers to the position in which a surgical instrument is deposited by the gripping mechanism into an instrument container.
  • the method according to the invention further comprises a step of moving the gripping mechanism through the first window of the tray in the tray's dispensing position and depositing the instrument in the first and/or the further instrument container.
  • This is particularly advantageous because moving the gripping mechanism through the first window of the tray enables precise and controlled handling of the instruments.
  • This step contributes to transferring the instruments safely and precisely into the first or a further instrument container, which increases the efficiency of the entire process.
  • the defined dispensing position of the tray minimizes the risk of damage to the instruments or the tray itself.
  • the method according to the invention further comprises a step of extending the gripping mechanism from the first window of the tray. This is particularly advantageous because extending the gripping mechanism from the first window of the tray enables orderly and sequential processing of the instruments.
  • This step ensures that the instruments are correctly positioned after removal and handling and are ready for the next step in the overall process. Precise control of the gripping mechanism minimizes the risk of mispositioning and potential damage to the instruments. Furthermore, the automation of this process contributes to consistent process quality and can reduce the need for manual intervention, which in turn increases work safety and reduces the likelihood of human error.
  • the entire method and/or individual or multiple steps can be repeated, in particular until all instruments have been removed from the first instrument container and/or all instruments have been removed from the first instrument container and placed back in the first or another container.
  • This systematic repetition ensures that each instrument is handled correctly and prepared for the subsequent cleaning and sterilization processes.
  • the automation of this process contributes to reducing labor and time, improves process reliability, and ensures compliance with high hygiene standards.
  • the present invention comprises an automated unit and method for removing surgical instruments from mesh baskets, as well as for separating and handling these instruments.
  • the unit can be used on the unclean side of a medical device reprocessing unit (RUMP) to automate all processes within the sterile supply cycle, from the delivery of the contaminated instruments in a sterile supply container to their cleaning and disinfection.
  • RUMP medical device reprocessing unit
  • the specified steps do not necessarily have to be performed in the specified order.
  • the specified steps can be performed in any other suitable order or even simultaneously. Simultaneous execution of steps is preferred—where technically feasible and possible—in order to make the method run as quickly and efficiently as possible.
  • the table can function as a cyclic table. In particular, by rotating the table, the instruments can be transported to the next processing station.
  • the conveyor belt is configured to feed the first instrument container loaded with at least one surgical instrument, wherein the feed can preferably be a manual feed, a feed via an AGV, best with the aid of a conveyor belt or to an interface corresponding to the state of the art, so that more preferably the instrument container is located in a defined manner in the singulation system.
  • the conveyor belt is preferably longer than the nominal diameter of the tray. This is particularly advantageous because a conveyor belt that is longer than the nominal diameter of the tray offers greater flexibility in positioning and handling the instruments. This enables more efficient organization of the work area and can facilitate the transfer of instruments between different stations in the process. Furthermore, a longer conveyor belt can increase the capacity to process multiple instrument containers simultaneously, increasing the system's throughput rate and potentially reducing waiting times for processing. processing is reduced.
  • the conveyor belt can be supplemented with additional conveyor belts, switches, and ejectors, which enable a change in direction and/or further separation of instrument containers, especially sieve baskets.
  • the table and/or the storage unit is round, preferably circular. According to the invention, it can also take on other shapes and, in particular, be oval. This is particularly advantageous because a round or circular, or oval, design of the table and/or the storage unit enables an even distribution of the instruments around the axis of rotation. This can improve the accessibility and handling of the instruments, as they can be reached from all sides. Furthermore, a round shape can facilitate the freedom of movement of the gripping mechanism and thus increase the efficiency of the removal and storage process. Integration into existing systems can also be simplified by this design, as it is often compatible with the spatial arrangement of other machine elements.
  • the storage segment of the storage is formed by elevations or partitions on the storage. This is particularly advantageous because the formation of the storage segment by means of elevations or partitions achieves a clear segmentation of the storage area.
  • the tray comprises at least one first window and at least one further window, and/or at least one further tray segment.
  • the tray preferably has two, more preferably three, and most preferably four windows.
  • the number of windows corresponds to the number of storage segments, comprising the first storage segment and at least one further storage segment.
  • windows and storage segments are arranged alternately in the storage. This is particularly advantageous because a matching number of windows and storage segments and their alternating arrangement in the storage enables optimal use of the available space. This leads to improved organization and a smooth flow of the removal and storage process.
  • the alternating arrangement also facilitates the separation and sorting of the instruments, which increases the efficiency of the system and shortens processing time. This configuration allows the system to respond flexibly to different sizes and shapes of instruments and ensure precise handling.
  • the rotatable shelf is movable, in particular rotatable, by a corresponding motor with gear and motor control.
  • the removal mechanism is configured to translate across a grid in three dimensions within the sieve basket. Further preferably, the removal mechanism is automatically controllably movable in at least three translational degrees of freedom. This is particularly advantageous because the removal mechanism, which is configured to translate across a grid in three dimensions within the sieve basket, enables complete and systematic detection of all instruments in the sieve basket. This ensures that no instrument is overlooked and that each one can be precisely grasped and further processed.
  • the three-dimensional sional scanning contributes to the accuracy of the entire process and improves the reliability of automated sampling, which in turn increases the efficiency and safety of the process.
  • the removal mechanism (9) is designed as a magnetic, preferably electromagnetic, removal mechanism. This is particularly advantageous since randomized removal by an electromagnetic removal mechanism offers the possibility of handling a large number of instruments without specific selection criteria. This can be particularly useful when rapid processing of a large number of instruments is required or when the exact position of the instruments in the sieve basket is unknown. Random removal can also help ensure uniform wear of the instruments, since the same instruments are not always removed first. Furthermore, this method can reduce the complexity of the system, since no complex algorithms for identifying and selecting specific instruments are required.
  • the removal mechanism is preferably mounted on the table.
  • the electromagnet is freely mounted vertically on the mechanism, but is positioned at a defined lower stop via its own weight and/or a spring in order to enable it to be placed on the instruments without causing a collision or jamming due to transverse forces of the mechanism in the sieve basket and/or the instruments.
  • a removal mechanism can have a further, non-magnetic gripping mechanism and/or receiving mechanism.
  • a further, non-magnetic gripping mechanism and/or receiving mechanism is preferably arranged spatially at 90° or 180° to the magnetic gripping mechanism.
  • Such a further, non-magnetic gripping mechanism and/or receiving mechanism is preferably a vacuum-based suction mechanism.
  • a vacuum suction The mechanism can advantageously suction and hold instruments, especially in the form of bowls, on a straight and/or flat surface that are not or only very weakly magnetizable due to their material properties.
  • the removal mechanism can preferably be designed as a magnetic, preferably electromagnetic, removal mechanism.
  • the optical system is a robot guidance camera.
  • a robot guidance camera as an optical system enables highly precise detection and identification of the surgical instruments.
  • the camera can determine the type, exact position and orientation of the instruments in space, as well as other parameters of the instruments, which is advantageous for correct handling by the robot arm. This improves the accuracy of the entire automation process, reduces the risk of errors, and increases efficiency and safety when preparing the instruments for sterilization. Furthermore, the camera can contribute to monitoring and quality assurance of the process by ensuring that all instruments are correctly detected and processed.
  • the optical system is preferably designed to detect and record individual instruments based on instrument parameters by taking images, as well as to define their position in space.
  • the gripping system is attached to a kinematics which preferably has J-DOF but preferably 6-DOF.
  • a gripping system attached to a kinematic system preferably with J-DOF or 6-DOF (Degrees of Freedom)
  • J-DOF or 6-DOF Degrees of Freedom
  • the gripping system can perform particularly complex movements, which are advantageous for gripping instruments from different angles, rotating them, and and positioning. This enables precise manipulation of the instruments, which is especially important for properly preparing them for cleaning and sterilization.
  • the expanded motion capabilities help increase process efficiency and reduce processing time, while also increasing safety and accuracy.
  • the kinematics preferably comprise a serial 6-DOF articulated-arm robot, with the gripping system more preferably being connected to the wrist of the robot.
  • a kinematics in particular a robot arm, can be attached by its base to a frame of the device according to the invention and/or coaxially to the rotational axis of the preferably rotatable storage unit.
  • a step of at least temporarily storing data acquired in a data acquisition step further preferably comprises a step of comparing the acquired data with a database containing instrument data.
  • the method further comprises a step of conveying the preferably empty first instrument container, previously loaded with at least one surgical instrument, to the device in a delivery position of the first instrument container.
  • conveying the empty first instrument container, previously loaded with surgical instruments, to the device in a dispensing position enables efficient and orderly return of the instruments removed by the removal mechanism back into the container by means of the gripping mechanism.
  • the method further comprises a step of moving the removal mechanism into a parked position.
  • moving the removal mechanism into a parked position increases safety within the work environment.
  • the mechanism In the parked position, the mechanism is located outside the active area and thus poses no risk to operating personnel or to collision with other moving parts of the device, in particular a possibly rotatable shelf.
  • the method further comprises a step of rotating the shelf by a first predefined angle.
  • the defined rotation allows the instruments to be brought to the exact location where they are to be picked up by the gripping mechanism or another processing station. This contributes to optimizing the entire workflow by reducing handling time and increasing process accuracy. Furthermore, the predefined rotation can improve compatibility with other automated systems, facilitating integration into existing production lines.
  • Such a step of rotating the tray around a first predefined angle is preferably carried out before placing the instrument on the first tray segment of the tray, preferably adjacent to the window.
  • the tray is rotated in particular into a dispensing position of the tray in which the first window is arranged above the first and/or a further instrument container provided for dispensing the instruments.
  • Such a step of rotating the tray about a first predefined distance is preferably carried out after a step of moving out the removal mechanism with the gripped instrument and/or after a step of moving the removal mechanism into a parking position.
  • a processing unit for medical devices comprising a device, in particular an automated instrument separation device for removing and handling surgical instruments from an instrument container according to the present invention.
  • the device comprises a cell, preferably consisting of profiles, in particular aluminum profiles and PC plates, and further preferably has at least two openings for the and/or further conveyor belts
  • FIG 1A is a schematic perspective view of a device according to the present invention in a first embodiment
  • FIG 1 B is a schematic representation of a device according to the present invention in a first embodiment from the side above;
  • FIG 1 C is a schematic representation of a device according to the present invention in a first embodiment as a side view.
  • FIGS 1A, 1B and 1C show a schematic representation of a device 1, in particular an automated instrument separation device 1, for removing and handling surgical instruments from an instrument container 4, in particular a sieve basket 4, according to a first embodiment of the present invention.
  • a conveyor belt 3 is arranged such that at least one first instrument container 4 loaded with at least one surgical instrument 10 can be fed to the conveyor belt 3.
  • a first container is in the removal position below the shelf 5, and another instrument container 4 with further surgical instruments 10 is already waiting on the conveyor belt 3.
  • a table 8 arranged above the conveyor belt 3 comprises a shelf 5 which has at least one first shelf segment 6 and at least one first window 7.
  • An optical system 11, which is also arranged above the storage 5, is designed to record data of the at least one instrument 10, in particular the position, in the first instrument container 4 and/or on the first storage segment 6 of the storage 5.
  • a control unit (not shown here) temporarily stores the recorded data and compares it with an instrument data comprising send database.
  • a removal mechanism 9 is arranged above the storage 5, which is configured, in a removal position of the storage 5 shown here, to move through the at least one first window 7 of the storage 5 and to grip the at least one instrument 10 from the first instrument container 4 and to place it on the first storage segment 6 of the storage 5 adjacent to the window 7.
  • the gripping mechanism 12 can grip and handle the at least one instrument 10 on the first storage segment 6 of the storage 5 and place it in the first or in a further instrument container 4 in the dispensing position.
  • instrument containers are automatically removed from a sterile goods container before (upstream) feeding the containers into the device according to the invention. They are then fed to the device 1 according to the invention, here a stationary instrument separation system 1, manually, preferably via an automated guided vehicle system, ideally with the aid of a conveyor belt, or to a prior art interface 2 to a conveyor belt 3, which is part of the device 1.
  • the sieve basket 4 loaded with surgical instruments 10 is located in a defined manner in the separation system 1 and is brought into a defined removal position below the circular, rotatable shelf 5 by means of the conveyor belt 3.
  • the shelf 5 has - in this case four - storage segments formed by elevations or partitions and - in this case also four - windows 7.
  • the four windows and the four storage surfaces of the segments 6 are thus present in the same number and alternately in the rotatable shelf 5. All elements are mounted on a table 8.
  • the rotatable shelf 5 is rotated by a corresponding motor with gear and motor control (not shown).
  • the conveyor belt 3 is preferably longer than the nominal diameter of the rotatable tray 5 and can be supplemented, in particular at the cutting point 2, with corresponding additional conveyor belts, switches and ejectors, which enable a change of direction and/or further separation of sieve baskets 4 (not shown).
  • the removal mechanism 9 moves translationally along a grid in three dimensions within the sieve basket 4 and grips magnetizable instruments 10 as they are immersed in the sieve basket 4 with the aid of at least one electromagnet - in doing so it passes through a window 7 of the rotatable shelf 5.
  • the electromagnet is advantageously freely mounted vertically on the mechanism and is attached to a defined lower stop via its own weight and/or a spring in order to enable it to be placed on the instruments without causing a collision or tilting due to transverse forces of the mechanism in the sieve basket 4 and/or the instruments 10.
  • the removal mechanism 9 After the removal mechanism 9 has been moved out of the sieve basket 4 and through the window 7, it, together with the gripped instruments 10, is located above the rotatable shelf 5. This rotates by a defined angle, here 45°, by one segment 6.
  • the removal mechanism 9 can place the instruments 10 in an undefined manner on one surface of the segment 6 following the window 7 by moving down and switching off the electromagnet.
  • the removal mechanism 9 moves to a safe parking position.
  • the rotatable shelf 5 then moves another segment 6, again by 45°.
  • the optical system 11 is preferably attached to a holding device (not shown in FIG. 1C), which is advantageous for capturing images of individual instruments, particularly with regard to field of view, height, and positioning.
  • the position of the instruments 10 relative to the rotating tray is saved, and the instrument data is compared with a database to enable tracking of the instruments 10.
  • at the time the last instrument is removed from the basket 4 it can be determined whether the instrument type and quantity correspond to the specifications of the stored data for the respective basket 4.
  • the rotating tray 5 moves by another segment 6, again by 45°.
  • the preferred predefined angle is preferably determined from the arrangement of the segments and windows, and particularly preferably from the formula:
  • Predefined angle [°] 360° / sum of all segments and windows
  • handling preferably means manipulating the instruments themselves, such as opening scissors, forceps, needle holders, etc., or separating individual instrument assemblies to enable the prescribed state for pre-cleaning.
  • the position and orientation of the deposited surgical instruments 10 in space were previously transmitted by the robot guidance camera 11 and mathematically converted into the new rotated situation using standard coordinate transformation on the rotating tray.
  • the gripping system 12 itself is attached to a kinematic system that has J-DOF, but preferably 6-DOF.
  • a state-of-the-art serial 6-DOF articulated-arm robot 1J is suitable for this purpose. This can be attached with its base above to a frame or coaxially to the rotation axis of the rotating tray.
  • the gripping system 12 after manipulation, the corresponding instrument 10 can be placed in another sieve basket or in the now empty sieve basket for pre-cleaning in a defined manner and taking optimal storage into account.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Abstract

Vorrichtung, insbesondere automatisierte Instrumentenvereinzelungsvorrichtung, zur Entnahme und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus einem Instrumentenbehälter, insbesondere einem Siebkorb, umfassend - ein Förderband derart angeordnet, dass wenigstens ein, mit wenigstens einem chirurgischen Instrument beladener, erster Instrumentenbehälter dem Förderband zugeführt werden kann; - eine oberhalb des Förderbandes angeordneter Tisch mit einer Ablage, die wenigstens ein erstes Ablagesegment und wenigstens ein erstes Fenster umfasst; - ein oberhalb der Ablage angeordnetes optisches System geeignet zur Erfassung von Daten des wenigstens einen Instruments, insbesondere der Position, in dem ersten Instrumentenbehälter und/oder auf dem ersten Ablagesegment der Ablage; - eine Steuereinheit eingerichtet zur wenigstens temporären Speicherung der erfassten Daten und zum Abgleich der erfassten Daten mit einer Instrumentendaten umfassenden Datenbank; - ein oberhalb der Ablage angeordneter Entnahmemechanismus, der eingerichtet ist, in einer Entnahmestellung der Ablage das wenigstens eine, erste Fenster der Ablage zu durchfahren und das wenigstens eine Instrument aus dem ersten Instrumentenbehälter zu greifen und auf das, bevorzugt dem Fenster benachbarten, erste Ablagesegment der Ablage abzulegen; - einen Greifmechanismus geeignet und eingerichtet zum Greifen und Handhaben des wenigstens einen Instruments auf dem ersten Ablagesegment der Ablage und zum Ablegen des wenigstens einen Instruments in dem ersten oder in einem weiteren Instrumentenbehälter.

Description

Beschreibung
Automatisiertes Instrumentenvereinzelungssystem und Verfahren
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere eine automatisierte Instrumentenvereinzelungsvorrichtung, zur Entnahme und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus einem Instrumentenbehälter, insbesondere einem Siebkorb, sowie ein Verfahren zur automatisierten Entnahme, Vereinzelung und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus Instrumentenbehältern, insbesondere Siebkörben.
Hintergrund
Im Stand der Technik sind in Bezug auf die Handhabung von Sterilgut-Containern und Siebkörben im medizinischen Bereich, insbesondere in der Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte (AEMP), vor allem manuelle Prozesse nach wie vor maßgeblich, die sowohl ermüdend als auch gesundheitsschädlich für das Personal sein können. Dazu gehören das Tragen der Sterilgut-Container, das Anheben und Ein- und Ausladen in die Transportwagen und Regale sowie die Entnahme der Siebkörbe aus den Containern. Insbesondere in der Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte (AEMP), ist die manuelle Entnahme, Vereinzelung und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus Siebkörben ein arbeitsintensiver und ggf. mit Sicherheitsrisiken behafteter Schritt.
Im Stand der Technik gibt es bereits mehrere Lösungen zur Automatisierung des Transports, der Be- und Entladung und des Handlings von Sterilgut-Containern und Siebkörben. Darüber hinaus wurden verschiedene Ansätze zur Erkennung und Greifen von chirurgischen Instrumenten aus chaotischen Zuständen unter- sucht, wobei der Schwerpunkt in der Regel auf der Bildgebung und -Verarbeitung lag.
Trotz dieser Fortschritte hat der Stand der Technik jedoch mehrere wesentliche Einschränkungen. Insbesondere wurde die automatisierte Entnahme von einzelnen Instrumenten aus Siebkörben, insbesondere zur Vorreinigung, bisher nicht ausreichend behandelt. Dies ist von großer Bedeutung, um die derzeit durchgeführten manuellen Prozesse zu automatisieren und Personal einzusparen. Darüber hinaus dient es dem Schutz des Personals vor den kontaminierten Instrumenten, die Verletzungen und schwerwiegende Erkrankungen verursachen können.
Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung
Es ist deshalb eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe diese und andere Mängel des Standes der Technik zu überwinden. Weiter möchte die Erfindung zu einer vollständigen Automatisierung des Sterilgutkreislaufs von der Anlieferung der kontaminierten Instrumente in einem Sterilgut-Container bis zur Ausgabe der gereinigten und desinfizierten Instrumente auf der reinen Seite durch die Reinigungs- und Desinfektionsgeräte (RDGs) beitragen. Dabei ist es insbesondere eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, die manuellen Prozesse in der Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte (AEMP) im Stand der Technik zu automatisieren. Insbesondere ist es eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung bereitzustellen, die die automatisierte Entnahme von chirurgischen Instrumenten aus Siebkörben, die Vereinzelung und Handhabung dieser Instrumente ermöglicht. Es ist eine weitere der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, die Effizienz der Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte (AEMP) zu steigern, dabei den Personalmangel zu mildem und auch das Personal vor potenziellen Verletzungen und schwerwiegenden Erkrankungen durch den Umgang mit kontaminierten Instrumenten zu schützen. Es wird erwartet, dass die Erfindung erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Effizienz, Sicherheit und Kosteneinsparungen im Vergleich zum Stand der Technik bietet. Diese und andere Probleme werden durch den Gegenstand der beigefügten unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden und darüber hinaus aus der folgenden Beschreibung, insbesondere unter Berücksichtigung verschiedener Ausführungsformen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen behandelt und beschrieben sind.
Die Ausführungsformen, Merkmale und Kombinationen von Merkmalen, wie sie hier in Verbindung mit der Erfindung beschrieben werden, sowie die Kombination von Merkmalen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen angegeben sind, aber auch jede Kombination von Merkmalen, wie sie in Verbindung mit den Ausführungsformen erwähnt und beschrieben wird, gelten als hierin offenbart, zumindest jedoch als durch einen Fachmann herleitbar. Insbesondere kann jedes Merkmal und jede Kombination von Merkmalen in den hier beschriebenen Ausführungsformen beispielsweise in einer anderen Kombination, insbesondere in einer anderen Anspruchskategone, beansprucht werden, mindestens weil die fachkundige Person erkennen wird, dass jede einzelne Kombination der hier genannten Merkmale geeignet ist, zur Lösung des zugrunde liegenden Problems beizutragen.
Des Weiteren können jedes Merkmal und jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen und in der untenstehenden Beschreibung unabhängig von dem jeweils beanspruchten Gegenstand, unabhängig von Anspruchsabhängigkeiten und Rückverweisen sowie unabhängig von der Anspruchskategone, in der das Merkmal beansprucht wird, verwendet und separat beansprucht werden. Beispielsweise kann in einer willkürlichen Kombination, die aus einem oder mehreren Ansprüchen ausgewählt ist, eine oder mehrere Ausführungsformen gemäß der untenstehenden Beschreibung und/oder den beigefügten Abbildungen vorgesehen sein.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Eine solche Vorrichtung kann insbesondere eine automatisierte Instrumentenvereinzelungsvorrichtung sein, die ge- eignet ist zur Entnahme und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus einem Instrumentenbehälter, insbesondere einem Siebkorb.
Die beschriebene Vorrichtung bietet mehrere Vorteile gegenüber im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen. Die automatisierte Instrumentenvereinzelungsvorrichtung ermöglicht insbesondere eine sicherere, schnellere und präzisere Entnahme von chirurgischen Instrumenten aus einem Instrumentenbehälter, insbesondere einem Siebkorb. Das Förderband transportiert den Instrumentenbehälter zum Entnahmemechanismus, der das Instrument aus dem Behälter greift und auf dem Ablagesegment ablegt. Das optische System erfasst die Position des Instruments im Behälter und auf der Ablage und speichert die Daten in einer Datenbank. Die Steuereinheit gleicht die erfassten Daten mit der Instrumentendaten umfassenden Datenbank ab. Die Vorrichtung ist somit in der Lage, die Instrumente schnell und präzise zu identifizieren und zu lokalisieren. Diese Automatisierung spart Zeit und erhöht die Effizienz bei der Handhabung von chirurgischen Instrumenten.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dabei ein Förderband, welches derart angeordnet ist, dass wenigstens ein, mit wenigstens einem chirurgischen Instrument beladener, erster Instrumentenbehälter dem Förderband zugeführt werden kann. Weiter umfasst die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung einen oberhalb des Förderbandes angeordneten Tisch mit einer Ablage, die wenigstens ein erstes Ablagesegment und wenigstens ein erstes Fenster umfasst, und ein oberhalb der Ablage angeordnetes optisches System, das geeignet ist Daten des wenigstens einen Instruments, insbesondere der Position n und/oder Art und/oder Konfiguration oder dergleichen, in dem ersten Instrumentenbehälter und/oder auf dem ersten Ablagesegment der Ablage zu erfassen. Dabei ist die Ablage, bevorzugt um eine zum Förderband im Wesentlichen lotrechte Achse, drehbar. Die Drehbarkeit der Ablage ist insbesondere vorteilhaft, da eine, bevorzugt um eine zum Förderband im Wesentlichen lotrechte Achse, drehbare Ablage eine hohe Flexibilität bei der Positionierung und Weiterleitung der Instrumente ermöglicht. Durch die Drehbarkeit kann die Ablage verschiedene Bearbeitungsstationen bedienen, ohne dass die Instrumente umständlich umgelagert werden müssen. Dies vereinfacht den Prozessablauf, reduziert die Handhabungszeit und minimiert das Risiko von Beschädigungen oder Kontaminationen der Instrumente während des Transfers. Die Drehbarkeit der Ablage ist insbesondere von Vorteil, da der Tisch, bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Verfahren, als Takttisch fungieren kann. Insbesondere können durch eine Drehung des Tisches die Instrumente eine Bearbeitungsstation weiter transportiert werden. Beispielsweise, Greifen, Identifizieren, Instrument ggf. Öffnen, in den Siebkorb legen, usw. Solche und weitere Schritte können vorteilhaft örtlich seriell und/oder zeitlich parallel stattfinden. Zusätzlich kann die drehbare Ablage den Platzbedarf der Vorrichtung verringern und eine effizientere Nutzung des vorhandenen Raums ermöglichen.
Eine in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellte Steuereinheit ist dazu eingerichtet, wenigstens temporär die erfassten Daten zu speichern und mit einer Instrumentendaten umfassenden Datenbank abzugleichen. Dies erlaubt die Identifikation der Art und/oder der Position und/oder der Anzahl an Instrumenten und damit auch ein Nachverfolgen (Tracking) der Instrumente. Oberhalb der Ablage ist ein Entnahmemechanismus angeordnet, der eingerichtet ist das wenigstens eine erste Fenster der Ablage zu durchfahren, wenn sich die Ablage in einer Entnahmestellung befindet. Dadurch kann der Entnahmemechanismus das wenigstens eine Instrument in dem Instrumentenbehälter greifen und herausnehmen und das, bevorzugt dem Fenster benachbarten, erste Ablagesegment der Ablage, bevorzugt Undefiniert, ablegen.
Ein Greifmechanismus der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere ein Manipulator, der bevorzugt am Handgelenk eines Roboterarms angeschlossen ist, ist dazu eingerichtet das wenigstens eine Instrument auf dem ersten Ablagesegment der Ablage zu greifen und zu handhaben. Insbesondere ist der Greifmechanismus dazu vorgesehen das wenigstens eine Instrument in dem ersten oder in einem weiteren Instrumentenbehälter abzulegen.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden ebenfalls erfindungsgemäß gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur automatisierten Entnahme, Vereinzelung und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus Instrumentenbehältern, insbesondere Siebkörben, mittels einer Vorrichtung, insbesondere einer automatisierten Instrumentenvereinzelungsvorrichtung, bevorzugt einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst wenigstens die folgenden Schritte:
Optional, einen Schritt des Platzierens wenigstens eines, mit wenigstens einem chirurgischen Instrument beladenen, ersten Instrumentenbehälters auf einem Förderband. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Zuführens eines, mit wenigstens einem chirurgischen Instrument beladenen, ersten Instrumentenbehälters an die Vorrichtung in eine Entnahmestellung des ersten Instrumentenbehälters. Mit anderen Worten fährt das Förderband den Behälter in eine Entnahmestellung.
Der Begriff “Entnahmestellung” wie hierin verwendet, bezieht sich bevorzugt auf eine Position des Behälters, in der ein chirurgisches Instrument aus dem Instrumentenbehälter entnommen werden kann. In der Entnahmestellung ist das Instrument in Reichweite des Entnahmemechanismus, also so, dass der erste Instrumentenbehälter unter der Ablage so angeordnet ist, dass der Entnahmemechanismus das erste Fenster der Ablage durchfahren und das wenigstens eine Instrument in dem ersten Instrumentenbehälter greifen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere einen Schritt des Zuführens eines mit wenigstens einem chirurgischen Instrument beladenen ersten Instrumentenbehälter, insbesondere eines Siebkorbs, zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen. Dabei wird die Vorrichtung, bzw. das bevorzugt stationäre Instru- menten-Vereinzelungssystem, so positioniert und/oder eingerichtet, dass Instrumentenbehälter manuell, über ein Fahrerloses Transportsystem (FTS, insbesondere AGV oder ähnliches) oder mithilfe eines weiteren Förderbands oder einer anderen Schnittstelle, dem Förderband zuführen kann. Insbesondere ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt umfasst in dem Siebkörbe automatisiert aus einem Sterilgut-Container entnommen werden, und bevorzugt automatisiert dem Förderband zugeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter einen Schritt b) des Bereitstellens einer auf einem Tisch angeordneten Ablage, die wenigstens ein erstes Ablagesegment und wenigstens ein erstes Fenster umfasst, in einer Entnahmestellung der Ablage, in der das erste Fenster über dem ersten Instrumentenbehälters angeordnet ist;
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Durchfahrens des ersten Fensters der Ablage mittels eines oberhalb der Ablage angeordneten Entnahmemechanismus in der Entnahmestellung der Ablage und des Greifens des wenigstens einen Instruments in dem ersten Instrumentenbehälter. Mit anderen Worten, ermöglicht das Fenster einen Durchgriff des Entnahmemechanismus durch die Ablagefläche, um so an den unterhalb der Ablage auf dem Förderband befindlichen Behälter und das darin vorhandene Instrument zu gelangen.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Herausfahrens des Entnahmemechanismus mit dem gegriffenen Instrument. Dieser Schritt bringt insbesondere den Entnahmemechanismus wieder in eine Position oberhalb der Ablage. Sofern sich die Ablage dreht, wird so eine Kollision des Fensters und der Ablage mit dem Entnahmemechanismus vorteilhaft verhindert.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Ablegens des einen Instruments auf das, bevorzugt dem Fenster benachbarten, erste Ablagesegment der Ablage abzulegen. Mit anderen Worten wird das Instrument auf der Ablage in einem dafür vorgesehenen Segment abgelegt, wobei bevorzugt vorteilhafterweise der kürzeste Weg, also das Ablagesegment neben dem Fenster zur Ablage gewählt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Erfassens von Daten, insbesondere der Position, des wenigstens einen Instruments (10) auf dem ersten Ablagesegment der Ablage, insbesondere der Position, durch ein oberhalb der Ablage angeordnetes optisches System. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das optische System in der Lage ist, die Position des Instruments auf dem ersten Ablagesegment der Ablage zu erfassen und die Daten in einer Datenbank zu speichern. Die erfassten Daten können dann von der Steuereinheit abgeglichen werden, um die Position und/oder Art und/oder Konfiguration oder dergleichen des Instruments zu bestimmen. Dies ermöglicht eine schnelle und präzise Entnahme von chirurgischen Instrumenten aus dem Instrumentenbehälter und erhöht die Effizienz bei der Handhabung von chirurgischen Instrumenten.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Greifens und Handhabens des wenigstens einen Instruments auf dem ersten Ablagesegment der Ablage mittels eines Greifmechanismus. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da der Greifmechanismus in der Lage ist, das Instrument auf dem ersten Ablagesegment der Ablage nach der Erfassung der Daten präzise zu orten, zu greifen und zu handhaben. Der Greifmechanismus kann das Instrument danach leicht in einem bestimmungsgemäßen Instrumentenbehälter ablegen.
Hierzu ist vorteilhafterweise der erste Instrumentenbehälter oder ein weiterer Instrumentenbehälter unter der Ablage in einer Abgabestellung angeordnet.
Der Begriff “Abgabestellung” wie hierin verwendet, bezieht sich bevorzugt auf die Position, in der ein chirurgisches Instrument vom Greifmechanismus in einem Instrumentenbehälter abgelegt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Durchfahrens des ersten Fensters der Ablage mittels des Greifmechanismus in der Abgabestellung der Ablage und des Ablegens des Instruments in dem ersten und/oder dem weiteren Instrumentenbehälter. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da durch das Durchfahren des ersten Fensters der Ablage mittels des Greifmechanismus eine präzise und kontrollierte Handhabung der Instrumente ermöglicht wird. Dieser Schritt trägt dazu bei, die Instrumente sicher und gezielt in den ersten oder einen weiteren Instrumentenbehälter zu überführen, was die Effizienz des gesamten Prozesses erhöht. Zudem wird durch die definierte Abgabestellung der Ablage das Risiko von Beschädigungen der Instrumente oder der Ablage selbst minimiert. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Herausfahrens des Greifmechanismus aus dem des ersten Fensters der Ablage. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das Herausfahren des Greifmechanismus aus dem ersten Fenster der Ablage eine geordnete und sequenzielle Verarbeitung der Instrumente ermöglicht. Dieser Schritt stellt sicher, dass die Instrumente nach der Entnahme und Handhabung korrekt positioniert und für den nächsten Schritt im gesamten Prozess bereitgestellt werden. Die präzise Steuerung des Greifmechanismus minimiert das Risiko von Fehlpositionierungen und potenziellen Beschädigungen der Instrumente. Darüber hinaus trägt die Automatisierung dieses Vorgangs zu einer konsistenten Prozessqualität bei und kann die Notwendigkeit manueller Eingriffe reduzieren, was wiederum die Arbeitssicherheit erhöht und die Wahrscheinlichkeit von menschlichen Fehlem verringert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das gesamte Verfahren und/oder einzelne oder mehrere Schritte wiederholt werden, insbesondere bis alle Instrumente aus dem ersten Instrumentenbehälter entnommen wurden und/oder alle Instrumente aus dem ersten Instrumentenbehälter entnommen und wieder in dem ersten oder einem weiteren Behälter platziert sind. Diese systematische Wiederholung stellt sicher, dass jedes Instrument korrekt gehandhabt und für die nachfolgenden Reinigungs- und Sterilisationsprozesse vorbereitet wird. Die Automatisierung dieses Vorgangs trägt zur Reduzierung von Arbeitsaufwand und Zeit bei, verbessert die Prozesssicherheit und stellt die Einhaltung hoher Hygienestandards sicher.
Die vorliegende Erfindung umfasst mit anderen Worten eine automatisierte Einheit und ein Verfahren zur Entnahme von chirurgischen Instrumenten aus Siebkörben sowie zur Vereinzelung und Handhabung dieser Instrumente. Insbesondere kann die Einheit auf der unreinen Seite einer Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte (AEMP) eingesetzt werden, um alle Prozesse innerhalb des Sterilgut Kreislaufs, von der Anlieferung der kontaminierten Instrumente in einem Sterilgut-Container bis hin zu deren Reinigung und Desinfektion, zu automatisieren. Es sei im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch darauf hingewiesen, dass die angegebenen Schritte nicht zwangsläufig in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden müssen. Die angegebenen Schritte können in jeder anderen geeigneten Reihenfolge oder auch gleichzeitig durchgeführt werden. Eine gleichzeitige Durchführung von Schritten ist - wenn technisch sinnvoll und möglich - bevorzugt, um das Verfahren möglichst schnell und effizient ablaufen zu lassen. Insbesondere, ist es auch bevorzugt, dass der Tisch als Takttisch fungieren kann. Insbesondere können durch eine Drehung des Tisches die Instrumente eine Bearbeitungsstation weiter transportiert werden.
Allerdings kann die oben angegebene Reihenfolge für bestimmte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft sein.
Es wird zudem von einem Fachmann anerkannt werden, dass ein Merkmal, eine Ausführungsform, eine Wirkung oder ein Vorteil, wie hier in Verbindung mit der erfinderischen Vorrichtung und/oder der erfinderischen Umkehrosmoseanlage beschrieben, auch ein Merkmal, eine Ausführungsform, eine Wirkung oder ein Vorteil des erfinderischen Verfahrens sein kann, bzw. umgekehrt.
In der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird, sofern der Kontext nichts anderes erfordert, das Wort “umfassen” und Variationen wie “umfasst” und “umfassend” so verstanden, dass sie die Einbeziehung eines angegebenen Elements, einer ganzen Zahl oder eines Schritts oder einer Gruppe von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten implizieren, jedoch nicht den Ausschluss eines anderen Elements, einer anderen ganzen Zahl oder eines anderen Schritts oder einer anderen Gruppe von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten, obwohl in einigen Ausführungsformen solche anderen Elemente, ganze Zahlen oder Schritte oder Gruppen von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten ausgeschlossen sein können, d.h. der Gegenstand besteht in der Einbeziehung eines angegebenen Elements, einer ganzen Zahl oder eines Schritts oder einer Gruppe von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten. Die Begriffe “ein” und “eine” und “das” und ähnliche Referenzen, die im Kontext der Beschreibung der Erfindung (insbesondere im Kontext der Ansprüche) verwendet werden, sind so auszulegen, dass sie sowohl den Singular als auch den Plural abdecken, sofern hierin nicht anders angegeben oder durch den Kontext eindeutig widersprochen. Die Angabe von Wertebereichen dient lediglich als Kurzform, um sich einzeln auf jeden einzelnen Wert innerhalb des Bereichs zu beziehen. Sofern hierin nicht anders angegeben, ist jeder einzelne Wert in die Spezifikation aufgenommen, als ob er hierin einzeln aufgeführt wäre.
Innerhalb der vorliegenden Anmeldung beziehen sich Begriffe wie “seitlich” oder “lateral”, “hinten”, “vorne”, “oben”, “unten”, “Boden”, “gegenüber”, “innen”, “außen” oder dergleichen, die die Position eines ersten Objekts relativ zu einem anderen Objekt beschreiben, vorzugsweise auf die relative Position eines jeweiligen Teils oder Objekts in Bezug auf seine Position, wenn es vollständig für seinen vorgesehenen Gebrauch montiert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Förderband zur Zuführung von dem mit wenigstens einem chirurgischen Instrument beladenen, ersten Instrumentenbehälter eingerichtet, wobei die Zuführung bevorzugt eine manuell Zuführung, eine Zuführung über ein FTS, am besten mithilfe eines Förderbands oder zu einer dem Stand der Technik entsprechenden Schnittstelle dem Förderband zugeführt werden kann, so dass sich weiter bevorzugt der Instrumentenbehälter definiert im Vereinzelungssystem befindet.
Das Förderband ist vorzugsweise länger als der Nenndurchmesser der Ablage. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da ein Förderband, das länger als der Nenndurchmesser der Ablage ist, mehr Flexibilität bei der Positionierung und Handhabung der Instrumente bietet. Dies ermöglicht eine effizientere Organisation des Arbeitsbereichs und kann die Übergabe der Instrumente zwischen verschiedenen Stationen des Prozesses erleichtern. Zudem kann ein längeres Förderband die Kapazität erhöhen, mehrere Instrumentenbehälter gleichzeitig zu bearbeiten, was die Durchsatzrate des Systems steigert und potenziell die Wartezeiten für die Be- arbeitung reduziert. Das Förderband kann insbesondere mit weiteren Förderbändern, Weichen und Auswerfern ergänzt werden, die eine Richtungsänderung und/oder weitere Separierung von Instrumentenbehältern, insbesondere Siebkörben, ermöglicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Tisch und/oder die Ablage rund, bevorzugt kreisförmig, ausgebildet ist. Sie kann erfindungsgemäß auch andere Formen annehmen und insbesondere oval ausgebildet sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da eine runde oder kreisförmige, bzw. eine ovale, Ausbildung des Tisches und/oder der Ablage eine gleichmäßige Verteilung der Instrumente um die Drehachse ermöglicht. Dies kann die Zugänglichkeit und Handhabung der Instrumente verbessern, da sie von allen Seiten erreichbar sind. Zudem kann eine runde Form die Bewegungsfreiheit des Greifmechanismus erleichtern und somit die Effizienz des Entnahme- und Ablageprozesses steigern. Auch die Integration in bestehende Systeme kann durch eine solche Formgebung vereinfacht werden, da sie oft kompatibel mit der räumlichen Anordnung anderer Maschinenelemente ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Ablagesegment der Ablage durch Erhöhungen oder Abtrennungen auf der Ablage ausgebildet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da durch die Ausbildung des Ablagesegments mittels Erhöhungen oder Abtrennungen eine klare Segmentierung der Ablagefläche erreicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Ablage wenigstens ein erstes Fenster und wenigstens ein weiteres Fenster, und/oder wenigstens ein weiteres Ablagesegment. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die Ablage mit mehreren Fenstern und/oder Ablagesegmenten eine größere Flexibilität und Kapazität für die Handhabung verschiedener Instrumente bietet. Zusätzliche Ablagesegmente bieten mehr Platz für die Ablage und Sortierung der Instrumente, was die Orga- nisation und den Durchsatz des Systems verbessert und die Möglichkeit bietet, mehrere Instrumente parallel zu verarbeiten. Bevorzugt weist die Ablage zwei, weiter bevorzugt drei, am meisten bevorzugt vier Fenster auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht die Anzahl der Fenster, umfassend das wenigstens eine erste Fenster und wenigstens ein weiteres Fenster, der Anzahl an Ablagesegmenten, umfassend das erste Ablagesegment und wenigstens ein weiteres Ablagesegment. Bevorzugt sind Fenster und Ablagesegmente jeweils alternierend in der Ablage angeordnet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da eine Übereinstimmung der Anzahl von Fenstern und Ablagesegmenten sowie deren alternierende Anordnung in der Ablage eine optimale Ausnutzung des verfügbaren Raums ermöglicht. Dies führt zu einer verbesserten Organisation und einem reibungslosen Ablauf des Entnahme- und Ablageprozesses. Die alternierende Anordnung erleichtert zudem die Trennung und Sortierung der Instrumente, was die Effizienz des Systems steigert und die Bearbeitungszeit verkürzt. Durch diese Konfiguration kann das System flexibel auf unterschiedliche Größen und Formen von Instrumenten reagieren und eine präzise Handhabung gewährleisten.
Bevorzugt, ist die drehbare Ablage wird durch einen entsprechenden Motor mit Getriebe und Motorsteuerung beweglich, insbesondere drehbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Entnahmemechanismus dazu eingerichtet, ein Raster in drei Dimensionen innerhalb des Siebkorbs translatorisch abzufahren. Weiter bevorzugt ist der Entnahmemechanismus in mindestens drei translatorischen Freiheitsgraden automatisiert steuerbar verfahrbar. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da der Entnahmemechanismus, der dazu eingerichtet ist, ein Raster in drei Dimensionen innerhalb des Siebkorbs translatorisch abzufahren, eine vollständige und systematische Erfassung aller Instrumente im Siebkorb ermöglicht. Dies gewährleistet, dass kein Instrument übersehen wird und jedes einzelne präzise gegriffen und weiterverarbeitet werden kann. Die dreidimen- sionale Abtastung trägt zur Genauigkeit des gesamten Prozesses bei und verbessert die Zuverlässigkeit der automatisierten Entnahme, was wiederum die Effizienz und Sicherheit des Verfahrens erhöht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Entnahmemechanismus (9) als magnetischer, bevorzugt elektromagnetischer, Entnahmemechanismus ausgebildet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da eine randomisierte Entnahme durch einen elektromagnetischen Entnahmemechanismus die Möglichkeit bietet, eine Vielzahl von Instrumenten ohne spezifische Auswahlkriterien zu handhaben. Dies kann besonders nützlich sein, wenn eine schnelle Verarbeitung einer großen Anzahl von Instrumenten erforderlich ist oder wenn die genaue Position der Instrumente im Siebkorb nicht bekannt ist. Die zufällige Entnahme kann auch dazu beitragen, die Gleichmäßigkeit der Abnutzung der Instrumente zu gewährleisten, da nicht immer dieselben Instrumente zuerst entnommen werden. Darüber hinaus kann diese Methode die Komplexität des Systems reduzieren, da keine aufwendigen Algorithmen zur Identifizierung und Auswahl spezifischer Instrumente benötigt werden.
Der Entnahmemechanismus ist bevorzugt am Tisch montiert.
Vorteilhafterweise ist der Elektromagnet dabei senkrecht an der Mechanik frei gelagert, aber über das Eigengewicht und/oder eine Feder an einem definierten unteren Anschlag liegend, um ein Aufsetzen auf die Instrumente zu ermöglichen ohne eine Kollision bzw. verkanten durch Querkräfte des Mechanismus im Siebkorb und/oder den Instrumenten zu verursachen.
In einer Ausführungsform kann ein Entnahmemechanismus über einen weiteren, nicht magnetischen Greifmechanismus und/oder Aufnahmemechanismus verfügen. Ein solcher weiterer, nicht magnetischer Greifmechanismus und/oder Aufnahmemechanismus, ist dabei bevorzugt räumlich um jeweils unter 90° oder 180° zum magnetischen Greifmechanismus angeordnet. Ein solcher weiterer, nicht magnetischer Greifmechanismus und/oder Aufnahmemechanismus ist bevorzugt ein auf Vakuum basierender Ansaugmechanismus. Ein solcher Vakuumansaug- mechanismus kann vorteilhaft Instrumente, insbesondre in Form von Schalen, an einer geraden und/oder planen Flächen ansaugen und halten, die aufgrund ihrer Matenaleigenschaften nicht oder nur sehr schwach magnetisierbar sind. Der Entnahmemechanismus kann dabei bevorzugt als magnetischer, bevorzugt elektromagnetischer, Entnahmemechanismus ausgebildet sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das optische System eine Roboterführungskamera. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da eine Roboterführungskamera als optisches System eine hochpräzise Erfassung und Identifikation der chirurgischen Instrumente ermöglicht. Die Kamera kann die Art, die genaue Position und Orientierung der Instrumente im Raum, sowie weitere Parameter der Instrumente, bestimmen, was für die korrekte Handhabung durch den Roboterarm vorteilhaft ist. Dies verbessert die Genauigkeit des gesamten Automatisierungsprozesses, reduziert das Risiko von Fehlem und erhöht die Effizienz und Sicherheit bei der Vorbereitung der Instrumente für die Sterilisation. Darüber hinaus kann die Kamera zur Überwachung und Qualitätssicherung des Prozesses beitragen, indem sie sicherstellt, dass alle Instrumente korrekt erfasst und verarbeitet werden.
Allgemein ist das optische System bevorzugt dazu eingerichtet durch Aufnahme von Bildern einzelne Instrumente anhand von Instrumentenparametern zu erkennen und diese zu erfassen, sowie deren Lage im Raum zu definieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Greifsystem an einer Kinematik befestigt, die bevorzugt über J-DOF vorzugsweise aber 6-DOF verfügt.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, da ein Greifsystem, das an einer Kinematik, bevorzugterweise mit J-DOF oder 6-DOF (Degrees of Freedom), befestigt ist, eine hohe Beweglichkeit und Flexibilität in der Handhabung der Instrumente bietet. Mit 6-DOF kann das Greifsystem insbesondere komplexe Bewegungen ausführen, die vorteilhaft sind, um Instrumente aus verschiedenen Winkeln zu greifen, zu drehen und zu positionieren. Dies ermöglicht eine präzise Manipulation der Instrumente, was besonders wichtig ist, um sie für die Reinigung und Sterilisation korrekt vorzubereiten. Die erweiterten Bewegungsmöglichkeiten tragen dazu bei, die Effizienz des Prozesses zu steigern und die Bearbeitungszeit zu verkürzen, während gleichzeitig die Sicherheit und Genauigkeit erhöht werden.
Bevorzugt umfasst die Kinematik einen seriellen 6-DOF Knickarm-Roboter, wobei weiter bevorzugt das Greifsystem, am Handgelenk des Roboters angeschlossen ist. Eine solche Kinematik kann, insbesondere ein Roboterarm, mit deren/dessen Basis an einem Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder koaxial zur Drehachse der, vorzugsweise drehbaren, Ablage befestigt sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst einen Schritt des wenigstens temporären Speicherns von in einem Schritt des Erfassens von Daten erfassten Daten, weiter bevorzugt einen Schritt des Abgleichens der erfassten Daten mit einer Instrumentendaten umfassenden Datenbank. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das wenigstens temporäre Speichern von erfassten Daten und der Abgleich mit einer Instrumentendatenbank eine kontinuierliche Überwachung und Qualitätssicherung des Prozesses ermöglichen. Durch die Speicherung der Daten können Instrumente identifiziert und analysiert werden, und Prozessabweichungen schnell identifiziert und korrigierende Maßnahmen eingeleitet werden. Der Abgleich mit einer Datenbank erlaubt zudem eine lückenlose Dokumentation und Rückverfolgbarkeit der Instrumente, was für die Einhaltung von Hygienevorschriften und die Sicherheit der Patienten von großer Bedeutung ist. Zusätzlich kann diese Vorgehensweise die Effizienz steigern, indem sie eine automatisierte Inventur und Bedarfsplanung unterstützt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst das Verfahren weiter einen Schritt des Förderns des, bevorzugt leeren, vormals mit wenigstens einem chirurgischen Instrument beladenen, ersten Instrumentenbehälters an die Vorrichtung in eine Abgabestellung des ersten Instrumentenbehälters. Dies ist insbeson- dere vorteilhaft, da das Fördern des leeren, zuvor mit chirurgischen Instrumenten beladenen, ersten Instrumentenbehälters an die Vorrichtung in eine Abgabestellung eine effiziente und geordnete Rückführung der durch den Entnahmemechanismus entnommenen Instrumente mittels des Greifmechanismus zurück in den Behälter ermöglicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfasst das Verfahren weiter einen Schritt des Verfahrens des Entnahmemechanismus in eine Parkposition. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das Verfahren des Entnahmemechanismus in eine Parkposition die Sicherheit innerhalb der Arbeitsumgebung erhöht. In der Parkposition befindet sich der Mechanismus außerhalb des aktiven Bereichs und stellt somit kein Risiko für das Bedienpersonal oder für die Kollision mit anderen beweglichen Teilen der Vorrichtung, insbesondere einer ggf. drehbaren Ablage, dar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst das Verfahren weiter einen Schritt des Drehens der Ablage um einen ersten vordefinierten Winkel.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das Drehen der Ablage um einen vordefinierten Winkel eine präzise Positionierung der Instrumente für die nachfolgenden Prozessschritte ermöglicht. Durch die definierte Drehung können die Instrumente exakt an die Stelle gebracht werden, an der sie vom Greifmechanismus oder einer anderen Bearbeitungsstation aufgenommen werden sollen. Dies trägt zur Optimierung des gesamten Arbeitsablaufs bei, indem es die Handhabungszeit verkürzt und die Genauigkeit des Prozesses erhöht. Außerdem kann durch die vordefinierte Drehung die Kompatibilität mit anderen automatisierten Systemen verbessert werden, was die Integration in bestehende Produktionslinien erleichtert.
Ein solcher Schritt des Drehens der Ablage um einen ersten vordefinierten wird bevorzugt vor dem Ablegen des einen Instruments auf dem, bevorzugt dem Fenster benachbarten, ersten Ablagesegment der Ablage durchgeführt. Dabei wird be- vorzugt die Ablage insbesondere in eine Abgabestellung der Ablage gedreht, in der das erste Fenster über dem zur Abgabe der Instrumente vorgesehenen ersten und/oder einem weiteren Instrumentenbehälter angeordnet ist.
Ein solcher Schritt des Drehens der Ablage um einen ersten vordefinierten wird bevorzugt nach einem Schritt des Herausfahrens des Entnahmemechanismus mit dem gegriffenen Instrument und/oder nach einem Schritt des Verfahrens des Entnahmemechanismus in eine Parkposition durchgeführt.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden ebenfalls erfindungsgemäß gelöst durch eine erfindungsgemäße Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte (AEMP) umfassend eine Vorrichtung, insbesondere automatisierte Instrumentenvereinzelungsvorrichtung zur Entnahme und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus einem Instrumentenbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Vorrichtung eine Zelle, bevorzugt bestehend aus Profilen, insbesondere Aluminiumprofilen und PC- Platten, und verfügt weiter bevorzugt über wenigstens zwei Durchbrüche für das und/oder weitere Förderbänder
Dies ist vorteilhaft zur Erhöhung der Anlagensicherheit, da die gesamte vorgestellte Mechanik in einer entsprechenden Zelle untergebracht sein kann und so einem Benutzer nicht unabsichtlich zugänglich ist. Des Weiteren können Durchbrüche zur Vermeidung von Unfällen und unerlaubten Eingriffen mit Lichtschranken und sonstigen Schutzmechanismen vorgesehen werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlicher erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, aus denen weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile entnommen werden können. In den in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen werden Elemente, die ähnliche oder identische Funktionen haben, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Abbildungen möglicherweise nicht maßstabsgetreu zueinander sind.
Dabei zeigt:
FIG 1A eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer ersten Ausführungsform;
FIG 1 B eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer ersten Ausführungsform von seitlich oben; und
FIG 1 C eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer ersten Ausführungsform als Seitenansicht.
Detaillierte Beschreibung
FIG 1A, 1 B und 1 C zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 , insbesondere einer automatisierten Instrumentenvereinzelungsvorrichtung 1 , zur Entnahme und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus einem Instrumentenbehälter 4, insbesondere einem Siebkorb 4, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Förderband 3 ist derart angeordnet, dass wenigstens ein, mit wenigstens einem chirurgischen Instrument 10 beladener, erster Instrumentenbehälter 4 dem Förderband 3 zugeführt werden kann. In der Abbildung befindet sich ein erster Behälter in der Entnahmeposition unterhalb der Ablage 5, und ein weiterer Instrumentenbehälter 4 mit weiteren chirurgischen Instrumenten 10, ist bereits auf dem Förderband 3 in Wartestellung. Ein oberhalb des Förderbandes 3 angeordneter Tisch 8 umfasst eine Ablage 5, die wenigstens ein erstes Ablagesegment 6 und wenigstens ein erstes Fenster 7 aufweist. Ein ebenfalls oberhalb der Ablage 5 angeordnetes optisches System 11 ist eingerichtet zur Erfassung von Daten des wenigstens einen Instruments 10, insbesondere der Position, in dem ersten Instrumentenbehälter 4 und/oder auf dem ersten Ablagesegment 6 der Ablage 5. Eine Steuereinheit (hier nicht gezeigt) speichert temporär die erfassten Daten und gleicht diese mit einer Instrumentendaten umfas- senden Datenbank ab. Oberhalb der Ablage 5 ist weiterhin ein Entnahmemechanismus 9 angeordnet, der eingerichtet ist, in einer hier gezeigten Entnahmestellung der Ablage 5 das wenigstens eine erste Fenster 7 der Ablage 5 zu durchfahren und das wenigstens eine Instrument 10 aus dem ersten Instrumentenbehälter 4 zu greifen und auf das dem Fenster 7 benachbarte erste Ablagesegment 6 der Ablage 5 abzulegen. Der Greifmechanismus 12 kann das wenigstens eine Instrument 10 auf dem ersten Ablagesegment 6 der Ablage 5 Greifen und Handhaben und in dem ersten oder in einem weiteren Instrumentenbehälter 4 in der Abgabeposition ablegen.
Es soll verstanden werden, dass vorteilhaft im Gesamtprozess vor (upstream) dem Zuführen der Behälter in die erfindungsgemäße Vorrichtung, Instrumentenbehälter automatisiert aus einem Sterilgut-Container entnommen werden. Anschließend werden diese der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , hier einem stationären Instrumenten-Vereinzelungssystem 1 , manuell, besser über ein Fahrerloses Transportsystem, am besten mithilfe eines Förderbands oder zu einer dem Stand der Technik entsprechenden Schnittstelle 2 zu einem Förderband 3 welches Teil der Vorrichtung 1 ist zugeführt.
Wie in FIG 1A, 1 B und 1 C zu erkennen, befindet sich der mit chirurgischen Instrumenten 10 beladene Siebkorb 4 definiert im Vereinzelungssystem 1 und wird mittels des Förderbandes 3 in eine definierte Entnahmeposition unterhalb der kreisförmigen drehbaren Ablage 5 gebracht. Die Ablage 5 verfügt über - hier vier - Ablagesegmente, die durch Erhöhungen oder Abtrennungen gebildet werden und über -hier ebenfalls vier- Fenster 7. Im vorliegenden Fall sind damit die vier Fenster und die vier Ablageflächen der Segmente 6 in gleicher Anzahl und alternierend in der drehbaren Ablage 5 vorhanden. Alle Elemente sind auf einem Tisch 8 montiert. Die drehbare Ablage 5 wird durch einen entsprechenden Motor mit Getriebe und Motorsteuerung gedreht (nicht dargestellt). Das Förderband 3 ist vorzugsweise länger als der Nenndurchmesser der drehbaren Ablage 5 und kann insbesondere an Schnitt-steile 2 mit entsprechenden, weiteren Förderbändern, Weichen und Auswerfern ergänzt werden, die eine Richtungsändern und/oder weitere Separierung von Siebkören 4 ermöglicht (nicht dargestellt). Oberhalb der drehbaren Ablage 5 befindet sich ein vorteilhafterweise elektromagnetischer Entnahmemechanismus 9, der vorteilhafterweise in mindestens drei translatorischen Freiheitsgraden automatisiert steuerbar verfahrbar ist. Der Entnahmemechanismus 9 fährt ein Raster in drei Dimensionen innerhalb des Siebkorbs 4 translatorisch ab und greift magnetisierbare Instrumente 10 beim Eintauchen in den Siebkorb 4 mithilfe mindestens einem Elektromagneten - dabei durchfährt er ein Fenster 7 der drehbaren Ablage 5. Vorteilhafterweise ist der Elektromagnet dabei senkrecht an der Mechanik frei gelagert und über das Eigengewicht und/oder eine Feder an einem definierten unteren Anschlag liegend angebracht, um ein Aufsetzen auf die Instrumente zu ermöglichen ohne eine Kollision bzw. verkanten durch Querkräfte des Mechanismus im Siebkorb 4 und/oder den Instrumenten 10 zu verursachen. Nach dem Herausfahren des Entnahmemechanismus 9 aus dem Siebkorb 4 und durch das Fenster 7 steht dieser samt gegriffener Instrumente 10 oberhalb der drehbaren Ablage 5. Diese dreht sich um einen definierten Winkel, hier 45°, um ein Segment 6 weiter. Der Entnahmemechanismus 9 kann durch Her-abfahren und Abschalten des Elektromagneten die Instrumente 10 auf der einer Fläche des dem Fenster 7 folgenden Segments 6 Undefiniert ablegen. Der Entnahmemechanismus 9 fährt auf eine sichere Parkposition. Anschließend fährt die drehbare Ablage 5 ein weiters Segment 6, abermals um 45° weiter. Oberhalb dieses Bereichs befindet sich mindestens ein optisches System 11 , welches vorteilhafterweise eine Roboterführungskamera darstellt, welche durch Aufnahme von Bildern einzelne Instrumente 10 erfassen bzw. erkennen und deren Lage im Raum definieren kann. Das optische System 11 ist bevorzugt an einer Haltevorrichtung (in FIG 1C nicht dargestellt) angebracht, welche für die Erfassung der Bilder einzelner Instrumente, insbesondere hinsichtlich, Sichtfeld, Höhe und Positionierung vorteilhaft ist. Die Lage der Instrumente 10 relativ zur drehbaren Ablage wird gespeichert und die Instrumentendaten mit einer Datenbank verglichen, um ein Tracking der Instrumente 10 zu ermöglichen. Vorteilhafterweise kann zum Zeitpunkt der Entnahme des letzten Instruments aus dem Siebkorb 4 ermittelt werden, ob die Instrumentenart und Anzahl den Vorgaben der hinterlegten Daten zu dem jeweiligen Siebkorb 4 entsprechen. Stand der Technik ist, dass dies erst beim Packvor-gang möglich ist, da vorher im Prozess diese Daten nicht erhoben werden. Hier kann schon viele Stunden vor dem eigentlichen Packpro- zess eine Nachlegeplanung bzw. Bereitstellung fehlender Instrumente just in time durchgeführt werden. Sind die dargestellten Schritte erfolgt fährt die drehbare Ablage 5 um ein weiteres Segment 6, abermals um 45° weiter. Der bevorzugte vordefinierte Winkel ergibt sich bevorzugt aus der Anordnung der Segmente und Fenster, und insbesondere bevorzugt aus der Formel:
Vordefinierter Winkel [°] = 360° / Summe aller Segmente und Fenster
In diesem Schritt werden die Instrumente 10 mit einem dem Greifsystem 12 gegriffen und gehandhabt. Handhaben bedeutet im Kontext der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Manipulation der Instrumente als solche wie zum Beispiel das Öffnen einer Schere, Zange, Nadelhalters etc. oder das Trennen von einzelnen Instrumentenbaugruppen, um den vorgeschriebenen Zustand für die Vorreinigung zu ermöglichen.
Die Position und Orientierung der abgelegten chirurgischen Instrumente 10 im Raum wurden zuvor von der Roboterführungskamera 11 übermittelt und mathematisch in die gedrehte neue Situation mithilfe standardmäßiger Koordinatentransformation auf der drehbaren Ablage umgerechnet. Das Greifsystem 12 selbst ist an einer Kinematik befestigt, welche über J-DOF vorzugsweise aber 6-DOF verfügt. Bestenfalls ist dazu ein dem Stand der Technik entsprechender serieller 6- DOF Knickarm-Roboter 1J geeignet. Dieser kann mit seiner Basis oberhalb an einem Rahmen oder koaxial zur Drehachse der drehbaren Ablage befestigt sein. Mithilfe des Greifsystems 12 kann nach der Manipulation das entsprechende Instrument 10 in einen weiteren Siebkorb oder in den mittlerweile leeren Siebkorb in definierter Art und Weise und unter Berücksichtigung der optimalen Lagerung zur Vorreinigung abgelegt werden. Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Schnittstelle zu einem Förderband (Anlieferung beladener Siebkorb)
3 Förderband
4 Instrumentenbehälter, Siebkorb
5 Drehbare Ablage
6 Ablagesegment der Ablagefläche für chirurgische Instrumente
7 Fenster
8 Tisch
9 Entnahmemechanismus, bevorzugt mit Elektromagnet, Sauger und/oder Greifer
10 Chirurgisches Instrument
11 optisches System, bevorzugt Roboterführungskamera, zur Erkennung der Instrumente
12 Greifmechanismus
13 6-DOF Knickarm-Roboter
14 Zelle aus Aluminiumprofil mit PC-Wandelemeneten
15 Zellen-Durchbruch (mit Sicherheitssystemen wie Lichtschranken etc.)

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung, insbesondere automatisierte Instrumentenvereinzelungsvorrichtung (1), zur Entnahme und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus einem Instrumentenbehälter (4), insbesondere einem Siebkorb (4), umfassend ein Förderband (3) derart angeordnet, dass wenigstens ein, mit wenigstens einem chirurgischen Instrument (10) beladener, erster Instrumentenbehälter (4) dem Förderband (3) zugeführt werden kann; einen oberhalb des Förderbandes (3) angeordneten Tisch (8) mit einer Ablage (5), die wenigstens ein erstes Ablagesegment (6) und wenigstens ein erstes Fenster (7) umfasst und wobei die Ablage (5), bevorzugt um eine zum Förderband im Wesentlichen lotrechte Achse, drehbar ist; ein oberhalb der Ablage (5) angeordnetes optisches System (11) geeignet zur Erfassung von Daten des wenigstens einen Instruments (10), insbesondere der Position und/oder Art und/oder Konfiguration oder dergleichen, in dem ersten Instrumentenbehälter (4) und/oder auf dem ersten Ablagesegment (6) der Ablage (5); eine Steuereinheit eingerichtet zur wenigstens temporären Speicherung der erfassten Daten und zum Abgleich der erfassten Daten mit einer Instrumentendaten umfassenden Datenbank; ein oberhalb der Ablage (5) angeordneter Entnahmemechanismus (9), der eingerichtet ist, in einer Entnahmestellung der Ablage (5) das wenigstens eine erste Fenster (7) der Ablage (5) zu durchfahren und das wenigstens eine Instrument (10) aus dem ersten Instrumentenbehälter (4) zu greifen und auf das dem Fenster (7) benachbarte erste Ablagesegment (6) der Ablage (5) abzulegen; einen Greifmechanismus (12) geeignet und eingerichtet zum Greifen und Handhaben des wenigstens einen Instruments (10) auf dem ersten Ablagesegment (6) der Ablage (5) und zum Ablegen des wenigstens einen Instruments (10) in dem ersten oder in einem weiteren Instrumentenbehälter (4).
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Tisch (8) und/oder die Ablage (5) rund, bevorzugt kreisförmig, ausgebildet ist.
3 Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Ablagesegment (6) der Ablage (5) durch Erhöhungen oder Abtrennungen auf der Ablage (5) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ablage (5) wenigstens ein erstes Fenster (7) und wenigstens ein weiteres Fenster, und/oder wenigstens ein weiteres Ablagesegment (6) umfasst.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Anzahl der Fenster, umfassend das wenigstens eine erste Fenster (7) und wenigstens ein weiteres Fenster, der Anzahl an Ablagesegmenten, umfassend das erste Ablagesegment (6) und wenigstens ein weiteres Ablagesegment (6), entspricht und, bevorzugt Fenster und Ablagesegmente jeweils alternierend in der Ablage (5) angeordnet sind.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Entnahmemechanismus (9) dazu eingerichtet ist ein Raster in drei Dimensionen innerhalb des Siebkorbs (4) translatorisch abzufahren.
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Entnahmemechanismus (9) als magnetischer, bevorzugt elektromagnetischer, Entnahmemechanismus (9) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das optische System (11 ) eine Roboterführungskamera ist.
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Greifsystem (12) an einer Kinematik befestigt ist, die bevorzugt über J-DOF vorzugsweise aber 6-DOF verfügt.
10. Verfahren zur automatisierten Entnahme, Vereinzelung und Handhabung von chirurgischen Instrumenten (10) aus Instrumentenbehältern (4), insbesondere Siebkörben (4), mittels einer Vorrichtung, insbesondere einer automatisierten Instrumentenvereinzelungsvorrichtung (1), bevorzugt einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend wenigstens die folgenden Schritte: ein Schritt a) des Zuführens eines, mit wenigstens einem chirurgischen Instrument (10) beladenen, ersten Instrumentenbehälters (4) an die Vorrichtung (1) in eine Entnahmestellung des ersten Instrumentenbehälters (4); ein Schritt b) des Bereitstellens einer auf einem Tisch (8) angeordneten Ablage (5), die wenigstens ein erstes Ablagesegment (6) und wenigstens ein erstes Fenster (7) umfasst, in einer Entnahmestellung der Ablage (5), in der das erste Fenster (7) über dem ersten Instrumentenbehälters (4) angeordnet ist; ein Schritt c) des Durchfahrens des ersten Fensters (7) der Ablage (5) mittels eines oberhalb der Ablage (5) angeordneten Entnahmemechanismus (9) in der Entnahmestellung der Ablage (5) und des Greifens des wenigstens einen Instruments (10) in dem ersten Instrumentenbehälter (4); ein Schritt d) des Herausfahrens des Entnahmemechanismus (9) mit dem gegriffenen Instrument (10); ein Schritt e) Ablegens des einen Instruments (10) auf dem, dem Fenster (7) benachbarten, ersten Ablagesegment (6) der Ablage (5); ein Schritt f) des Erfassens von Daten, insbesondere der Position, des wenigstens einen Instruments (10) auf dem ersten Ablagesegment (6) der Ablage (5), insbesondere der Position und/oder Art und/oder Konfiguration, durch ein oberhalb der Ablage (5) angeordnetes optisches System (11 ); ein Schritt g) des Greifens und Handhabens des wenigstens einen Instruments (10) auf dem ersten Ablagesegment (6) der Ablage (5) mittels eines Greifmechanismus (12); ein Schritt h) des Durchfahrens des ersten Fensters (7) der Ablage (5) mittels des Greifmechanismus (12) in der Abgabestellung der Ablage (5) und des Ablegens des Instruments (10) in dem ersten und/oder dem weiteren Instrumentenbehälter (4); ein Schritt i) des Herausfahrens des Greifmechanismus (12) aus dem des ersten Fensters (7) der Ablage (5)
11. Verfahren nach Anspruch 10, weiter umfassend einen Schritt des wenigstens temporären Speicherns von in Schritt d) erfassten Daten und, weiter bevorzugt ein Schritt des Abgleichens der erfassten Daten mit einer Instrumentendaten umfassenden Datenbank;
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , weiter umfassend einen Schritt des Förderns des, bevorzugt leeren, vormals mit wenigstens einem chirurgischen Instrument (10) beladenen, ersten Instrumentenbehälters (4) an die Vorrichtung (1) in eine Abgabestellung des ersten Instrumentenbehälters (4);
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiter umfassend einen Schritt des Verfahrens des Entnahmemechanismus (9) in eine Parkposition;
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, weiter umfassend einen Schritt des Drehens der Ablage (5) um einen ersten vordefinierten Winkel
15. Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte (AEMP) umfassend eine Vorrichtung, insbesondere automatisierte Instrumentenvereinzelungsvorrichtung (1), zur Entnahme und Handhabung von chirurgischen Instrumenten aus einem Instrumentenbehälter (4), insbesondere einem Siebkorb (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
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