DE102005031557B4 - Surgical microscope carrier system - Google Patents
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Abstract
Operationsmikroskop-Trägersystem (100, 300, 500, 600, 700) miteiner Aufnahmeeinheit (110, 310, 510, 610, 710) für das Aufnehmen von einem Operationsmikroskop (113, 313, 513, 613, 713),gekennzeichnet durcheine portalförmige Halteeinheit (101, 301, 501, 601, 701),die einen Tragbalken (107, 307, 507, 607, 707) aufweist, an demdie Aufnahmeeinheit in einer ersten Linearführung (108, 308, 508, 608) für das Bewegen in horizontaler Richtung (115, 315, 515, 715) und in einer weiteren Linearführung (109, 309, 509, 609) für das Bewegen in vertikaler Richtung (114, 314) verstellt werden kann.Surgical microscope carrier system (100, 300, 500, 600, 700) with a receiving unit (110, 310, 510, 610, 710) for receiving a surgical microscope (113, 313, 513, 613, 713), characterized by a portal-shaped holding unit ( 101, 301, 501, 601, 701), which has a support beam (107, 307, 507, 607, 707) on which the receiving unit in a first linear guide (108, 308, 508, 608) for moving in the horizontal direction ( 115, 315, 515, 715) and in a further linear guide (109, 309, 509, 609) for moving in the vertical direction (114, 314).
Description
Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop-Trägersystem mit einer Aufnahmeeinheit für das Aufnehmen von einem Operationsmikroskop.The invention relates to a surgical microscope carrier system with a receiving unit for receiving a surgical microscope.
Ein derartiges Trägersystem ist aus der
In der
Aufgrund einer großen Länge der Lenker, die für eine weite Bewegung des Operationsmikroskops erforderlich ist und wegen schwerer Ausgleichsgewichte, derer es Bedarf um das erhebliche Gewicht eines Operationsmikroskops von bis zu 20kg auszugleichen, müssen an die Lagereinheiten eines solchen Stativs sehr hohe Anforderungen gestellt werden, damit ein leichtes manuelles Verstellen des Systems gewährleistet ist. Weiter müssen die Lenkereinheiten bei einem solchen Stativ sehr steif konstruiert werden, um zu vermeiden, dass ein am Stativ aufgenommenes Operationsmikroskop leicht in Schwingungen versetzt werden kann und sich dann unkontrolliert bewegt, was für einen Operateur, der durch das Operationsmikroskop blickt, zu einem unruhigen, sich ständig verändernden Seheindruck führt.Due to the large length of the handlebars, which is necessary for a wide movement of the surgical microscope, and because of heavy counterweights, which are required to compensate for the considerable weight of an operating microscope of up to 20kg, very high demands must be made on the storage units of such a stand easy manual adjustment of the system is guaranteed. Furthermore, the handlebar units in such a tripod must be designed to be very stiff in order to avoid that a surgical microscope mounted on the tripod can easily be set in motion and then move in an uncontrolled manner, which for a surgeon looking through the surgical microscope becomes restless, constantly changing visual impression.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Operationsmikroskop-Trägersystem bereitzustellen, das es einer Bedienperson ermöglicht, ein Operationsmikroskop mit geringem Kraftaufwand in der horizontalen Richtung über einem Patienten zu bewegen, ohne dass dabei Ausgleichsgewichte verlagert werden müssen.The object of the invention is to provide a surgical microscope carrier system which enables an operator to move a surgical microscope over a patient in the horizontal direction with little effort, without having to shift balancing weights.
Diese Aufgabe wird durch das Trägersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the carrier system with the features of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are given in the dependent claims.
Bei einem erfindungsgemäßen Trägersystem ist eine portalförmige Halteeinheit vorgesehen, die einen Tragbalken umfasst, an dem in einer Linearführung eine Aufnahmeeinheit für medizinisch-optische Ausrüstung für eine Bewegung in horizontaler Richtung beweglich geführt ist. Auf diese Weise wird ein Trägersystem geschaffen, das sich insbesondere zur Aufnahme eines Ophthalmo-Operationsmikroskop eignet. Wird die Linearführung als luftgelagertes System ausgeführt oder sind darin Kugelumlaufspindeln vorgesehen, können Reibungskräfte in der Führung minimiert werden. Ist dann die Linearführung in Bezug auf die Richtung der Schwerkraft exakt horizontal ausgerichtet, so müssen zum Bewegen der Aufnahmeeinheit am Tragbalken praktisch nur Reibungskräfte überwunden werden.In a carrier system according to the invention, a portal-shaped holding unit is provided which comprises a support beam on which a receiving unit for medical-optical equipment is movably guided in a linear guide for a movement in the horizontal direction. In this way, a carrier system is created which is particularly suitable for holding an ophthalmic surgical microscope. If the linear guide is designed as an air-bearing system or if recirculating ball spindles are provided, friction forces in the guide can be minimized. If the linear guide is then aligned exactly horizontally in relation to the direction of gravity, then practically only frictional forces have to be overcome in order to move the receiving unit on the support beam.
In Weiterbildung der Erfindung umfasst die Aufnahmeeinheit ein Drehgelenk, mit dem die medizinisch-optische Ausrüstung um eine vertikale Drehachse bewegt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, das Sichtfeld eines mit dem Trägersystem aufgenommenen Operationsmikroskops über einem Patienten zu verschwenken.In a further development of the invention, the receiving unit comprises a swivel joint with which the medical-optical equipment can be moved about a vertical axis of rotation. In this way it is possible to pivot the field of view of a surgical microscope recorded with the carrier system over a patient.
In Weiterbildung der Erfindung ist die portalförmige Halteeinheit an zwei Führungsschienen für eine Bewegung der Halteeinheit in horizontaler Richtung geführt. Auf diese Weise kann die medizinisch-optische Ausrüstung über einem Patienten in einer Ebene in zwei unterschiedlichen Richtungen bewegt werden.In a further development of the invention, the portal-shaped holding unit is guided on two guide rails for a movement of the holding unit in the horizontal direction. In this way, the medical-optical equipment can be moved in two different directions above a patient in one plane.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Führungsschienen an einem Operationstisch angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die portalförmige Halteeinheit auf zwei Konsolen zu montieren. Diese Konsolen können auf Schienen am Boden oder an der Decke eines Operationssaals geführt werden. Es ist jedoch auch möglich, die portalförmige Halteeinheit an Konsolen aufzunehmen, die mittels Rollen auf dem Boden eines Operationssaals geführt sind.In a further development of the invention, the guide rails are arranged on an operating table. However, it is also possible to mount the portal-shaped holding unit on two consoles. These consoles can be guided on rails on the floor or on the ceiling of an operating room. However, it is also possible to receive the portal-shaped holding unit on consoles which are guided on the floor of an operating room by means of rollers.
In Weiterbildung der Erfindung ist zur Bewegung der Aufnahmeeinheit in der Linearführung an dem Tragbalken ein Antrieb vorgesehen. Vorzugsweise ist dann zur Bewegung der portalförmigen Halteeinheit ebenfalls ein Antrieb vorgesehen. Auf diese Weise wird ein servo-gesteuertes Verstellen des Trägersystems ermöglicht.In a further development of the invention, a drive is provided for moving the receiving unit in the linear guide on the support beam. A drive is then preferably also provided for moving the portal-shaped holding unit. In this way, a servo-controlled adjustment of the carrier system is made possible.
In Weiterbildung der Erfindung sind zwei portalförmige Halteeinheiten vorgesehen. Auf diese Weise wird ein Trägersystem geschaffen, dass sich insbesondere bei Aufnahme von schwerer medizinisch-optischer Ausrüstung eignet.In a further development of the invention, two portal-shaped holding units are provided. In this way, a carrier system is created that is particularly suitable for holding heavy medical-optical equipment.
Ein Trägersystem, an dem als medizinisch-optische Ausrüstung ein Operationsmikroskop aufgenommen ist, eignet sich insbesondere für ophthalmologische Operationen, weil bei dieser Anwendung ein präzises Feinpositionieren des Operationsmikroskops in der Horizontalebene entsprechend zwei Richtungen (x, y) erforderlich ist.A carrier system on which a surgical microscope is accommodated as medical-optical equipment is particularly suitable for ophthalmic operations, because this application requires precise fine positioning of the surgical microscope in the horizontal plane corresponding to two directions (x, y).
Vorzugsweise ist in dem Trägersystem ein Supportsystem in Form einer Handauflage-Einrichtung und/oder einer Kopfstütz-Einrichtung und/oder eines Gerätehalters und/oder eines Manipulators und/oder eines Diagnosewerkzeugs und/oder eines Ablage für OP-Besteck vorgesehen. Indem dieses Supportsystem höhenverstellbar angeordnet ist, wird eine ergonomisch günstige Operationseinheit für einen Operateur geschaffen.A support system in the form of a hand rest device and / or a headrest device and / or a device holder and / or a manipulator and / or a diagnostic tool and / or a tray for surgical instruments is preferably provided in the carrier system. As this support system is arranged in a height-adjustable manner, an ergonomically favorable operating unit is created for a surgeon.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are shown in the drawings and are described below.
Es zeigen:
-
1 eine Frontansicht einer ersten Ausführungsform eines Operationsmikroskop-Trägersystems; -
2 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform des Operationsmikroskop-Trägersystems; -
3 eine Frontansicht einer zweiten Ausführungsform eines Operationsmikroskop-Trägersystems; -
4 eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform des Operationsmikroskop-Trägersystems; und -
5 eine dritte Ausführungsform eines Operationsmikroskop-Trägersystems mit Handauflage-Supporteinheit und einer Kopfstütz-Supporteinheit; -
6 eine vierte Ausführungsform eines Operationsmikroskop-Trägersystems mit einer ringförmig ausgebildeten Handauflage-Supporteinheit; und -
7 eine fünfte Ausführungsform eines Operationsmikroskop-Trägersystems mit einer Manipulator-Halteeinheit.
-
1 a front view of a first embodiment of a surgical microscope carrier system; -
2 a side view of the first embodiment of the surgical microscope carrier system; -
3 a front view of a second embodiment of a surgical microscope carrier system; -
4th a side view of the second embodiment of the surgical microscope carrier system; and -
5 a third embodiment of a surgical microscope carrier system with a handrest support unit and a headrest support unit; -
6th a fourth embodiment of a surgical microscope carrier system with a ring-shaped hand rest support unit; and -
7th a fifth embodiment of a surgical microscope carrier system with a manipulator holding unit.
Das Operationsmikroskop-Trägersystem
Der Operationstisch
Die Aufnahmeeinheit
Die
Mittels Klemmeinrichtungen
Es sei bemerkt, dass anstelle einer manuellen Verstellung von Operationsmikroskop
Ein reibungsarmes Bewegen von Baugruppen des Trägersystems
Es sei bemerkt, dass das Operationsmikroskop
Die
Die Halteeinheit
Die
Es ist möglich, die Rollen
Vorzugsweise sind die Rollen
Die
An der portalförmigen Halteeinheit
Die
In den Säulen der Halteeinheit
Der Vorteil, ein Supportsystem nicht direkt am Operationstisch sondern in einem Trägersystem mit portalförmiger Halteeinheit aufzunehmen, besteht darin, dass diese nicht, wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Supportsysteme nach Lagerung eines Patienten auf dem Operationstisch montiert werden müssen um dann nach Beendigung der Operation wieder entfernt zu werden. Dies bedeutet nämlich, dass wegen der bei einer Operation geforderten Sterilität die Supportsysteme von Operation zu Operation gewechselt werden müssen. Auch sind solche Supportsysteme nicht oder nur aufwendig an eine sich geänderte Operationssituation anpassbar. Die aus dem Stand der Technik bekannten Supportsysteme eignen nicht für eine besonders schnelle Demontage. Dies kann aber z.B. bei Notfällen wichtig sein.The advantage of accommodating a support system not directly on the operating table but in a carrier system with a portal-shaped holding unit is that it does not have to be installed after a patient has been placed on the operating table, as is the case with support systems known from the prior art, and then after the operation has ended to be removed again. This means that because of the sterility required during an operation, the support systems have to be changed from operation to operation. Such support systems cannot be adapted, or only with great effort, to a changed operating situation. Those known from the prior art Support systems are not suitable for particularly quick dismantling. However, this can be important in emergencies, for example.
Kopfstütz-Supportsysteme werden für Operationen mit Operationsmikroskopen eingesetzt, weil es bei langen Operationen für einen Arzt sehr anstrengend ist, ohne Stütze permanent durch das Mikroskop zu schauen. Lehnt sich ein Operateur an den Augenmuscheln des Mikroskops an, kann dies zu einer ungewollten Bewegung des Operationsmikroskops führen, so dass sich etwa der Fokus des Operationsmikroskops verschiebt. Weiter kann ein Anlehnen an die Augenmuscheln des Mikroskops ein Beschlagen der Mikroskopoptik zur Folge haben. Dann ist die Sicht des Operateurs auf das Operationsgebiet beeinträchtigt.Headrest support systems are used for operations with surgical microscopes because, during long operations, it is very exhausting for a doctor to constantly look through the microscope without a support. If a surgeon leans against the eyecups of the microscope, this can lead to an unwanted movement of the surgical microscope, so that, for example, the focus of the surgical microscope shifts. Leaning against the eyecups of the microscope can also result in fogging of the microscope optics. Then the surgeon's view of the operating area is impaired.
Indem ein Supportsystem für die Hand und/oder den Kopf höhenverstellbar in ein Trägersystem mit portalförmiger Halteeinheit integriert werden, ist es möglich, das Supportsystem beispielsweise gemeinsam mit dem am Trägersystem aufgenommenen Mikroskop, nachdem der Patient zu Beginn der Operation auf dem Operationstisch gelagert wurde, in eine Arbeitsposition zu bringen. Das Supportsystem kann dann auch nach Beendigung der Operation wieder mit dem Operationsmikroskop aus dem Arbeitsbereich entfernt werden. Während einer Operation kann das Supportsystem beliebig verstellt werden. Wird die portalförmige Halteeinheit über dem operierten Patienten bewegt, so bewegen sich die Supportsysteme in gewünschter Weise mit.By integrating a height-adjustable support system for the hand and / or head into a carrier system with a portal-shaped holding unit, it is possible, for example, to integrate the support system together with the microscope on the carrier system after the patient has been placed on the operating table at the beginning of the operation to bring a working position. The support system can then also be removed from the work area with the surgical microscope after the operation has ended. The support system can be adjusted as required during an operation. If the portal-shaped holding unit is moved over the operated patient, the support systems move with it in the desired manner.
Zur Steuerung der Supportsysteme ist vorzugsweise ein Fußschaltpult vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, eine definierte Verlagerung der Supportsysteme mittels Sprachsteuerung einzustellen. Vorzugsweise sind den Supportsystemen Sicherheitsmechanismen zugeordnet, die bewirken, dass mit einem Supportsystem ein auf einem Operationstisch gelagerter Patient nicht berührt werden kann.A foot switch is preferably provided to control the support systems. However, it is also possible to set a defined relocation of the support systems using voice control. The support systems are preferably assigned safety mechanisms which have the effect that a patient lying on an operating table cannot be touched with a support system.
Vorzugsweise ist einem Supportsystem eine Datenspeichereinheit zugeordnet, welche es einem mit dem Trägersystem arbeitenden Operateur ermöglicht, eine persönliche Einstellung für die Supportsysteme zu programmieren.A data storage unit is preferably assigned to a support system, which enables an operator working with the carrier system to program a personal setting for the support systems.
Für das Handauflage-Supportsystem und das Kopfstütz-Supportsystem können jeweils sterile Überzüge oder sterilisierbare Elemente vorgesehen sein, um eine besonders schnelle Einsatzbereitschaft für eine Operation zu gewährleisten.For the hand-rest support system and the headrest support system, sterile covers or sterilizable elements can each be provided in order to ensure particularly rapid readiness for use for an operation.
Die
In Linearführung an den Säulen der Halteeinheit sind ein Gelenkarm
Es ist weiter möglich, mehrere Supportsysteme miteinander zu koppeln und nicht nur eine Höhenverstellung, sondern auch eine Schwenkbarkeit der Supportsysteme vorzusehen. Vorzugsweise gibt es zur Bewegung der Supportsysteme Elektromotoren. Es ist jedoch auch möglich, Einrichtungen für manuelles Bewegen der Supportsysteme vorzusehen. Zum Feststellen von Supportsystemen werden elektromagnetische Bremse eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, hierzu mechanisch betätigbare Friktionseinrichtungen anzuordnen.It is also possible to couple several support systems with one another and not only provide height adjustment, but also pivoting of the support systems. Preferably there are electric motors to move the support systems. However, it is also possible to provide facilities for manually moving the support systems. Electromagnetic brakes are used to lock support systems. However, it is also possible to arrange mechanically operated friction devices for this purpose.
Als alternative oder zusätzliche Supportsysteme in dem Trägersystem mit portalförmiger Halteeinheit können auch eine oder mehrere Manipulator- oder Supportarme angeordnet werden, welche etwa als Gerätehalter, zum Beispiel eine Endoskopkamera, oder zum Führen von Operationsbesteck eingesetzt werden. Indem solche Supportarme eine Ablage für Operationsbesteck halten, wird ein ergonomisch günstiges Arbeiten für einen Operateur an einem Patienten ermöglicht. Das beschriebene Supportsystem kann natürlich auch Manipulatoren oder Diagnosewerkzeuge aufnehmen. Indem das höhenverstellbare Supportsystem mit zwei mehrachsigen, einander gegenüberliegenden Armen ausgeführt wird, ist es möglich, die Arme als Manipulatoren zu bewegen und mit ihnen menschenähnliche Manipulationen durchzuführen.As alternative or additional support systems in the carrier system with portal-shaped holding unit, one or more manipulator or support arms can also be arranged, which are used, for example, as a device holder, for example an endoscope camera, or to carry surgical instruments. Since such support arms hold a shelf for surgical instruments, ergonomically favorable work for a surgeon on a patient is made possible. The support system described can of course also accommodate manipulators or diagnostic tools. As the height-adjustable support system is designed with two multi-axis, opposing arms, it is possible to move the arms as manipulators and to perform human-like manipulations with them.
Es ist von Vorteil, wenn das Trägersystem mit portalförmiger Halteeinheit für die Anordnung mehrerer Supportsysteme frei konfiguriert werden kann, so dass je nach Bedarf ein Supportelement hinzugefügt oder entfernt werden kann.It is advantageous if the carrier system with a portal-shaped holding unit can be freely configured for the arrangement of several support systems, so that a support element can be added or removed as required.
Solche Supportsysteme können dann ermöglichen, bestimmte Operationen auch ohne Assistent des Operateurs durchzuführen.Such support systems can then make it possible to carry out certain operations without the surgeon's assistant.
Es sei bemerkt, dass das erfindungsgemäße Trägersystem auch mit mehreren horizontalen und vertikalen Linearführungen ausgeführt werden kann, um beispielsweise gleichzeitig den Einsatz eines Operationsmikroskops und eines Manipulators zu ermöglichen. Das Trägersystem kann auch mit zwei oder mehr portalförmigen Halteeinheiten ausgeführt werden, um hierdurch eine besondere Stabilität des Trägersystems zu erzielen. Entsprechende Linearführungen können dann an den Säulen der portalförmigen Halteeinheit oder am Portalträger selbst vorgesehen werden. Um besonders schwere Geräte aufzunehmen und präzise bewegen zu können, ohne dass Störungen auftreten, ist es auch denkbar, ein gekoppeltes Doppelportal vorzusehen.It should be noted that the carrier system according to the invention can also be designed with a plurality of horizontal and vertical linear guides in order, for example, to enable a surgical microscope and a manipulator to be used at the same time. The carrier system can also be designed with two or more portal-shaped holding units in order to achieve a particular stability of the carrier system. Corresponding linear guides can then be provided on the columns of the portal-shaped holding unit or on the portal carrier itself. In order to be able to pick up particularly heavy devices and move them precisely without disturbances occurring, it is also conceivable to provide a coupled double portal.
Ein Trägersystem mit portalförmiger Halteeinheit zeichnet sich durch eine gegenüber einem Trägersystem mit einfacher Armbauweise gesteigerte Stabilität aus. Es ist möglich, die portalförmige Halteeinheit auf einfache Weise stabil genug zu lagern, dass sich eine Bedienperson an die portalförmige Halteeinheit anlehnen kann, ohne dass dies beispielsweise Auswirkungen auf eine optische Abbildung mit einem an dem Trägersystem aufgenommenen Operationsmikroskop hat. Schließlich können in ein Trägersystem mit portalförmiger Halteeinheit in einfacher Weise Korrektursysteme integriert werden, mittels derer mechanische Schwingungen ausgeglichen werden können und die es erlauben, eine Position von an der portalförmigen Halteeinheit aufgenommenen Einrichtungen zu verlagern. So kann beispielsweise die Position des Fokus bei einem an der portalförmigen Halteeinheit aufgenommenen Operationsmikroskop bei Bedarf korrigiert werden.A carrier system with a portal-shaped holding unit is characterized by increased stability compared to a carrier system with a simple arm construction. It is possible to store the portal-shaped holding unit in a simple manner with sufficient stability that an operator can lean against the portal-shaped holding unit without this, for example, having any effects on an optical image with a surgical microscope accommodated on the carrier system. Finally, correction systems can be easily integrated into a carrier system with a portal-shaped holding unit, by means of which mechanical vibrations can be compensated and which allow a position of devices accommodated on the portal-shaped holding unit to be shifted. For example, the position of the focus can be corrected if necessary in the case of a surgical microscope held on the portal-shaped holding unit.
Das beschriebene Trägersystem eignet sich nicht nur für Operationsmikroskope sondern auch für andere diagnostische oder interventionelle chirurgische Geräte, wie etwa als Aufnahme für eine stereotaktischen Rahmen, für ein Radiotherapiegerät, für ein Injektionsgerät, für ein Gerät zur präzisen Entnahme von Biopsien bzw. zur Aufnahme eines Mikromanipulators oder eines Trägers bzw. Manipulators für endoskopische Geräte.The carrier system described is not only suitable for surgical microscopes but also for other diagnostic or interventional surgical devices, such as a receptacle for a stereotactic frame, for a radiotherapy device, for an injection device, for a device for the precise removal of biopsies or for the reception of a micromanipulator or a carrier or manipulator for endoscopic devices.
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