JPH04505798A - 位置決め自在な器具を保持するための台架 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 位置決め自在な器具を保持するための、付属装置を備えた台架 本発明は器具、特に手術用顕微鏡のための台架に設けられる付属装置に関するも のである。この場合器具は所定の空間内を自在に移動することができ、且つこの 空間内での位置と被対象物に対する関係に関し自在に位置決めすることができる 。このような条件は特にＨＮＯ外科手術で使用される手術用顕微鏡で必要である 。この種の手術用顕微鏡は神経外科や整形外科の分野でも頻繁に使用される。使 用分野や選定した目的に応じて手術用顕微鏡には共同観察用鏡筒、カメラ、カメ ラ接続部材等の種々の付属モジュールをフランジ固定することができる。

観察器具（顕微鏡）自体にも既に均衡上の問題が存在しているが、付属モジュー ルの取り付けによりこの問題はいっそう大きくなる。

欧州特許公開第２３００３号公報からは、光学的観察器具用の担持装置が知られ ている。この場合、平行うランク機構として構成された複数個の回動システムに より顕微鏡の移動が可能になる。その際、空間内で自在に位置決めするために位 置ｍ！ｌ可能な平衡錘が使用される。

また電磁気的な制動支持体により台架を最適な調整位置に固定することができる 。

欧州特許公開第２３００４号公報には、付属装置を備えた顕微鏡の重心を決定し た後にバランスを調整することにより回転モーメント及び傾動モーメントを補償 するようにした付属装置が開示されている。”欧州特許公開第４９２６１号公報 には、棒システムを担持装置として有している光学器具用の台架が開示されてい る。棒システムは球軸受で支持される。台架の一端（下端）に器具が固定され、 他端（上端）には、互いに直角に交わる３つの軸線の回りに変位できるように平 衡錘が固定されている。この位置調整可能な平衡錘により、顕微鏡を空間内で自 在に位置決めすることができる。

ドイツ特許公開第３６１７７５１号公報からは、位置調整可能な平衡鍾を使用し た顕微鏡ユニットが知られている。この平衡錘を使用することにより、構成要素 またはモジュールの接近または離隔によって回動軸線または傾動軸線の回りに生 じるモーメントが補償される。

さらに１９８６年１１月発行のｌＦｉ　Ｉｄ社報（操作説明書）Ｍ２−６９０− Ｘｌ、８６からは、微調整を、即ち顕微鏡の回動と傾動を駆動枢着装置に設けた 駆動ボタン及び傾動レバーを用いて行うようにした手術用顕微鏡の台架が知られ ている。

最後に１９８８年５月発行の２ｅｉｓｓ社報Ｗ　３Ｏ−０８２−ｄ　（床置き台 架　５２１）からは、担持アームと弾性アームから成る枢着アームに、外部から 接近可能な顕微鏡付属部品用のバランス調整装置と、枢着部の機能と上下運動を 個別に調整するための制動装置とを設けることが知られている。

上記の従来の技術にはそれぞれに欠点がある。共通な欠点の主なものとしては、 回動アームが位置調整可能になっていても回動アームへの接近が困難であるため に、顕微鏡を上下動させるためにかなりの力を必要とすることが挙げられる。か なりの力を要するために、フォカシング装置を付加的に操作せずに顕微鏡を高さ 方向において非常に正確に位置決めすることは不可能である。フォーカシング装 置を付加的に操作することは、顕微鏡の下で行われる作業、例えば顕微外科手術 作業を中断させることを意味する。このような中断もしくは遅延は手術に極めて 支障を来すものであり、危険である。また力を要するために生じる著しい欠点と して、極めて緻密な作業を行う手術医の筋肉が張り、顕微手術の進行をはばみ、 或いは手術に悪影響を与えることがあることも挙げられる。一般的に言えば、光 学器具の位置を変更するためには駆動ボタンを操作せねばならないので、手術を 中断せざるをえない。

前記欧州特許公開２３００３号公報に記載の装置の欠点は、器具を別の平衡鍾を 備えた器具に交換する際に必要な労力に起因している。重心の位置を探し出して 平衡錘の位置を調整することは論理的に考えて迫実行不可能であり、容易に行え ないので、この点で労力の問題は一層深刻になる。平衡鍾の調整作業が複雑で、 時間を要し、加えて手術医が容易に追実行できないことは、最近の手術顕微鏡検 査において要求される高い付属品可変性にそぐわないものである。

本発明の課題は１例えば顕微鏡等の器具を支持するための台架の付属装置におい て、器具の位置決めを特に高さ方向において容易に行うことができるように構成 することである。また、手術中の器具の位置変更を手術を中断させずに行えるよ うにすることも課題とする。さらに、別種の付属品に交換する際のシステム全体 の新たなバランス調整を論理的に且つ迅速に行えるように構成することをも課題 とする。最後に本発明の課題は、平衡錘を変位させずに、且つ付属品をも含めた 顕微鏡の重心位置の面倒な決定を行わずに、付属品ともども器具のバランス調整 を行えるようにすることである。

上記の課題は請求項１によって解決される。有利な構成は請求項２ないし１０に 開示されている。

次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。

第１ａ図は　手術用ａ微鏡を取付けた台架懸架部の一部分の側面図、 第１ｂ図は　第１ａ図の平面図、 第２図は　第１図の正面図、 第３図は　棒から成る平行うランク機構を備えた床置き台架と本発明による付属 装置を 示す図、 第４図は　付属装置の他の実施例をも併せて図示した平行うランク機構の詳細図 、 第５ａ図 一第５ｃ図は　光学器具のストローク高さに応じた１つの構成要素の種々の位置 を示す第４ 図の詳細図、 である。

第１ａ図に図示した器具は手術用顕微鏡１である。手術用顕微鏡１は担持装置２ に取り付けられている。担持装置２は担持アーム５の下端に枢着されている。担 持アーム５はその上部部分においてキャリッジ６に連結されている。キャリッジ ６は、移動軸線８ｂに沿って、即ち二重矢印８ａの方向へガイド７内をスピンド ル８により位置調整することができる。担持アーム５はピボット軸受９を介して 担持アーム１０と回転可能に連結されている。担持装置２は２つの構成体を有し 、これらの構成体は位置調整装置３または４により二重矢印３ａまたは４ａの方 向へ微調整することができる。第１図と第２図の位置調整装置３ａ、４ａ、８ａ の図示かられかるように、手術用顕微鏡１は互いに直角に交わる３つの空間座標 軸方向へ所望に応じて位置調整することができる。第１ａ図と第１ｂ図において Ａ−Ａはこれらの空間座標軸と直角に交わっていない軸線であり、担持アーム５ に平行に且つ水平軸線Ｂ−Ｈに直角になるように延びている。軸線Ａ−Ａと軸線 Ｂ−Ｂの交点を第２図に図示した。水平軸線Ｂ−Ｂは、担持アーム５の下端に位 置している枢着軸線を通っている。この枢着軸線のまわりに手術用顕微鏡ｌを傾 動させることができる。

手術用顕微Ｉ！１１を平衡状態にもたらすため、またはシステム全体を平衡状態 へもたらすため、システムの重心を３つの空間座標軸３ａ　；４ａ　；８ａに沿 って移動させて非鉛直軸線Ａ−ＡとＢ−Ｈの交点にもたらす。

第３図に示すように、床置き台架１６の上部部分には平行うランク機構１８が設 けられている。平行うランク機構１８は、枢着部１２　ａ　−１２ｄを介して互 いに連結されている棒を有している。さらに前記枢着部１２ｂを有する板体２０ が設けられている。公知の動力蓄積要素１１　（例えばガスはね）は平行うラン ク機構１８の上部枠と連結され、他方板体２０と連結されている。この動力蓄積 要素１１は、例えば鉛直方向におけるいわゆるストローク高さを変更する場合に 平衡状態を設定するために必要な反力を生じさせる。位置決めを容易に且つ迅速 確実に行うことができるためには、平行うランク機構１８の枢着部１２ａ−１２ ｄに枢着摩擦を軽減させるような構造的処置が必要である。枢着摩擦が存在する と動力蓄積要素１１の特性が損なわれ、即ちストロークに応じて動力が変化する からである。動力蓄積要素１１のストロークは平行うランク機構１８の角度位置 に依存しているため、枢着摩擦を軽減させて動力の変化を補償する必要がある。

もしこのような補償をしないと、動力蓄積要素１１を取り付けた平行うランク機 構１８の平衡状態を、該平行うランク機構１８のただ１つの角度位置に対してし か設定することができず、よって１つの特定の高さに対してしか設定することが できない。

このような動力の変化の補償は、平行うランク機構１８のために本発明にしたが って設けられた付加的な部材によって生じる。これを第４図及び第５８ないし５ Ｃ図を用いて以下に説明する。動力の変化の補償は、動力蓄積要素１１の懸架部 を板体２０内で角度に応じて位置変化させることによって達成される。第４図か られかるように、動力蓄積要素１１はピン１４を介してスリット１３に係合して いる。スリット１３は円弧状の長穴として形成され、平行うランク機構１８のス トローク高さに応じてピン１４を案内している。スリット１３の長さは動力蓄積 要素１１の補償されるべき動力変化に応じて設定する。スリット１３は、平行う ランク機構１３の運動時にピン１４を一端から他端へ連続的に案内する。第５ａ 図は、平行うランク機構１８が最大に沈降したときに（ストローク高さの縮小） ピン１４がスリット１３の上部当接領域に位置することを示し、一方ビン１４は ストローク高さが最大のとき（第５ｃ図）スリット１３の下部当接領域に位置す る。第５ｂ図は中間位置を示すものであり、第４図にほぼ対応している（平行う ランク機構１８の２本の棒が水平に延びている）。

次に、本発明による上記の付属装置の作用を述べる。：回動アームまたは平行う ランク機構１８は、手術中に器具（顕微鏡）の高さを調整する際に操作される。

動力蓄積要素１１　（図の例ではガスばね）は、板体２０におけるその懸架部の 方向（ピン１４の方向）に作用する力を持っている。この力の方向と枢着部１２ ａの間の垂直線の長さは、回動アームまたは平行うランク機構１８が一度調整さ れたストローク高さく平衡状態）に留まるが、留まらないかを決定するようない わばレバーアームである。平行うランク機構１８は、作用位置において水平線か らほぼ３５０″上方へ（第５ｃ図参照）及び下方へ（第５ａ図参照）移動するこ とができる。動力蓄積要素１１は上方へ持ち上げられた位置で完全に引き出され た状態にあり、下方へ降下した状態では完全に引き込まれた状態にある。動力蓄 積要素１１の引出し状態に応じてその力は変化する。平行うランク機構１８が上 部位置にあると動力蓄積要素１１の力は弱く、平行うランク機構１８が下部位置 にあると動力蓄積要素１１の力は強い。

このことはレバーアームが一定の場合力が変化することを意味している。従来の 回動アームまたは平行うランク機構では、枢着部１２ａ−１２ｄの位置調整によ りこの力の変化は“隠蔽またはもみ消されていた”。しかし最近では操作の簡便 性が重要視されているのでこれらの枢着部１２　ａ　−１２ｄの枢着摩擦を低減 させようとすると（平行うランク機構１８がその中間位置で平衡状態を保ってい れば、上記の力の変化はその作用を完全に発揮する）、平行うランク機構１８の 上部位置で動力蓄積要素１１の力が減少するために平行うランク機構１８が降下 し、平行うランク機構１８の下部位置では動力蓄積要素１１の力が増大するため に平行うランク機構１８が上昇していた。従って平行うランク機構１８の位置に 応じてレバーアームを変化させねばならなかった。このことは、動力蓄積要素１ １を懸架するために板体２０に設けられた曲線状のスリットガイドによって実現 される。平行うランク機構１８が降下するとピン１４が曲線を描いて上方へ移動 し、その結果レバーアームが短くなり、平行うランク機構１８を上方へ押すため には力が十分でない。

一方平行うランク機構１８が持ち上げられると全く逆になる。即ちピン１４が下 方へ移動し、その結果レバーアームが長くなり、平行うランク機構１８を上方で 保持するために十分な力が得られる。スリット１３は円弧の一部として図示した が、基本的には他の曲線ガイドも可能である。

上記の実施例の代わりに次のような実施例も可能である。即ち変化する力を補償 するため、動力蓄積要素１１によって補償されるべきバランス力を、平行うラン ク機構１８を移動させながら連続的に増大させるようにしてもよい。即ちこのバ ランス力の増大が平行うランク機構１８の増大する力に抗するようにしてもよい 。これに関しては、動力蓄積要素１１が従来のように懸架された平行うランク機 構１８を示す第３図を指摘する。図示した動力蓄積要素１１は、平行うランク機 構１８が下方へ向いているときにストロークに依存する力が増大するように平行 うランク機構１８に組み込まれている。これを補うために、液体容器１５を平行 うランク機構１８の１つの棒に、有利には上部の欅に取り付けてもよい。この場 合、平行うランク機構１８が下方へ向いているときに必要なバランス力の増大は 、完全に充填されていない液体容器１５内で液体を変位させることにより簡単に 実現される。本発明の範囲内では、必要なすべての補償力（反力）を得ることが できるように、立体形状が異なる容器、或いは充填環の異なる容器、或いは液体 の種類が異なる容器が設けられる。もちろん、別個のタンク内にある液体からの 供給またはそこへの排出を制御可能に行うための内部液体調節循環系に液体容器 １５を連通させてもよ本発明により、わずかな力で且つ非常に正確に顕微鏡を手 術領域の上方で高さ方向において位置決めすることができる。従って、例えば顕 微手術を行っている外科医の集中力を本来の任務に向けさせることができ、よっ て手術時間を短縮させることができる。

国際調査報告 １１１１１０１１１軌ρＣＴ／ＥＰ　９０１０１０７５国際調査報告 ＥＰ　９００１０７５ Ｓ＾　３８３６７

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．担持アーム（１０）と、ピボット軸受（９）と、動力蓄積要素（１１）を付 設した回動アームまたは平行クランク機構（１８）とを備えた、少なくとも１つ の基凖面に関して自在に位置決め可能な器具を、特に光学的親祭器具及び／また は記録器具を保持するための台架において、台架（１６）が、器具を、例えば手 術用顕微鏡（１）を平衝状態に維持しその都度の作用位置へ再生可能に位置決め 微調整するために、取り付けられた器具（１）の重心を、担持アーム（５０）の 非鉛直軸線（Ａ−Ａ）と該非船直軸線（Ａ−Ａ）に対して直角に延びている非鉛 直軸線（Ｂ−Ｂ）との交点へ変位させるための変位手段を有していることを特徴 とする台架。
2. ２．前記変位手段が以下の構成要素を有していること、即ち （ａ）少なくとも２つの構成群から成り、例えば手術用顕微鏡（１）が固定され 且つ担持アーム（５）と枢着されている担持装置（２）であって、フランジ固定 された手術用顕微鏡（１）の安定な平衡状態を調整するために、前記構成群が、 それぞれの位置調整装置（３または４）により空間内を相対的に二重矢印（３ａ または４ａ）の方向へ移動可能であるような２つの構成群から成る担持装置（２ ）と、（ｂ）担持アーム（５）の上部領域に配置される案内装置であって、スピ ンドル（８）によりガイド（７）内を移動軸線（８ｂ）に沿って二重矢印方向（ ８ａ）へ、即ち前記二重矢印（３ａまたは４ａ）によって示される移動方向に対 して直角な方向へ移動可能に配置されるキャリッジ（６）を有している案内装置 と、 （ｃ）動力蓄積要素（１１）のストロークまたは角度に依存したカの変化を補償 して取り付けられた器具（１）の高さを維持するために平行クランク機構（１８ ）と連動する動力蓄積要素（１１）を位置可変に懸架または案内するための装置 （１３，１４，２０）と、 を有していることを特徴とする、請求項１に記載の台架。
3. ３．前記２つの構成群のための位置調整装置がそれぞれスピンドル駆動部（３； ４）を有していることと、位置調整装置（３ａ；４ａ）が互いに直角に且つ１平 面内に延在していることとを特徴とする、請求項１または２に記載の台架。
4. ４．前記２つの構成群またはキャリッジ（６）のための位置調整装置が非線形軌 道、有利には球面軌道に沿って延びていることを特徴とする、請求項１から３ま でのいずれか１つに記載の台架。
5. ５．動力蓄積要素（１１）を位置可変に保持するための前記装置が、円弧状の長 穴として構成されたスリット（１３）を板体（２０）に有し、該スリット（１３ ）において、動力蓄積要素（１１）に、例えばガスばねに連結される支持軸とし てのピン（１４）を遊隙なしに案内させるようにしたことを特徴とする、請求項 ２に記載の台架。
6. ６．スリット（１３）が、円の輪郭からずれた形状、有利には非線形形状を有し ていることを特徴とする、請求項５に記載の台架。
7. ７．平行クランク機構（１８）が、枢着摩擦を所望通リに調整可能に減少させる ための手段を有していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１つ に記載の台架。
8. ８．ストロークに依存した動力蓄積要素（１１）の力の変化を補償するための位 置可変な懸架の代わりに、液体（１９）で少なくとも部分的に充填した容器（１ ５）を平行クランク機構の棒（１８）に次のように付設すること、即ち対応する 反力が容器（１５）内での液体（１９）の重心の変位により生じるように付設す ることを特徴とする、請求項１または２に記載の台架。
9. ９．容器（１５）が、平行クランク機構の棒（１８）に交換可能に取り付けるた めの手段を有していることと、容器（１５）がそれ自体閉じたシステムとして構 成されていることとを特徴とする、請求項８に記載の台架。
10. １０．容器（１５）が、別個のタンク内にある液体からの供給またはそこへの排 出を制御可能に行うための内部液体調節循環系に連通していることを特徴とする 、請求項８に記載の台架。