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Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung eines Patientenbeines zur Anordnung an einem OP-Tisch gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Aus der
DE 20 2009 003 314 U1 ist ein Zug- und Drehtisch, insbesondere für die Hüftendoprothetik und Unfallchirurgie bekannt, der aus einer Ständersäule mit einem Ständerfuß und einem Vertikalschlitten besteht, an dem ein etwa horizontaler Verbindungsträger in seinem einen Endbereich um eine horizontale Schwenkachse winkelverschwenkbar angeordnet ist und der einen verriegelbaren Querschlitten trägt, auf dem eine Fußrotationsvorrichtung mit einer Schuhaufnahme festgelegt ist, an dem eine Extensions-Fußmanschette angeordnet werden kann, um das Bein eines darin gelagerten Fußes für eine minimalinvasive Hüftchirurgie extendieren, rotieren und um bis zu 50° ab- oder adduzieren zu können. Aus dem Verbindungsträger lässt sich ein Rohr teleskopieren, welches mit seinem freien Ende an einem OP-Tisch festgelegt werden kann.
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Dieser bekannte Zug- und Drehtisch ist allerdings nur rein manuell bedienbar, was die Aufmerksamkeit eines Arztes oder des OP-Personals bei einer Operation unnötig vom Hauptgeschehen ablenken und zudem sehr kraftaufwändig sein kann.
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Bekannt ist ebenfalls ein OP-Tisch,
US2007/0251011A1 , der zwar motorisch höhen- und winkelverstellbar ausgebildet ist, der aber ebenso wie ein weiterer bekannter OP-Tisch,
US2006/0185090A1 , nur eine manuell angetriebene An- und Abwinkelung eines Beines mit den bekannten Nachteilen erlaubt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine weiter verbesserte Positioniervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfacher zu bedienen ist und die trotz einer Elektrifizierung eines Arbeitsantriebes zusätzliche Sicherheitskomponenten und weitere Optimierungen aufweist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäß im Zusammenhang mit den technischen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des ersten Patentanspruches insbesondere dadurch, dass der Vertikalschlitten mechanisch mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung verbunden ist, wobei der Verbindungsträger mit Sensoren und die Positioniervorrichtung mit einer Schaltung ausgestattet ist, so dass im verriegelten Betriebszustand des Querschlittens eine elektromotorische Bewegung des Vertikalschlittens sicher verriegelt ist.
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Dadurch, dass der Vertikalschlitten über eine elektrische Antriebsvorrichtung bewegt werden kann, verringert sich der Arbeits- und Kraftaufwand für dessen Höheneinstellung auf die Bedienung zweier Schalter für die Auf- und Abbewegung, so dass die vertikale Position des Vertikalschlittens schnell und einfach angepasst oder auch den wechselnden Erfordernissen während einer OP nachgeführt werden kann, ohne dass hierzu mechanische Eingriffe an der Positioniervorrichtung vorgenommen werden müssten. Deren Schaltung sorgt über die im Verbindungsträger angeordneten Sensoren dafür, dass ein Absenken des Vertikalschlittens so lange verriegelt ist, wie der Querschlitten des Verbindungsträgers verriegelt ist, so dass ein ungewolltes Überstrecken eines Patientenbeines beim Absenken des Vertikalschlittens sicher ausgeschlossen werden kann.
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Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die elektrische Antriebsvorrichtung aus einer Gewindespindel und einem entsprechenden elektrischen Spindelantrieb, wobei eine solche elektrische Antriebsvorrichtung in einer Variante der Positioniervorrichtung auch aus einem Riemenantrieb bestehen könnte, an dessen Riemen dann der Vertikalschlitten angeordnet wäre. Weiterhin sind hier auch andere mechanische Linearantriebe für den Vertikalschlitten denkbar, so lange nur die Sicherheitsfunktion seiner Verriegelung bei verriegeltem Querschlitten gegeben ist.
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Ein besonderes Sicherheitsmerkmal der erfinderischen Positioniervorrichtung besteht darin, dass auch bei einem Stromausfall die Antriebsvorrichtung über eine Notbetriebsöffnung und eine darin einführbare Notkurbel bedienbar bleibt, wobei diese Notbetriebsöffnung mit einem Deckel verschlossen ist, bei dessen Entfernung oder spätestens beim Einsetzen der Notkurbel die Schaltung der Positioniervorrichtung durch einen Sensor dahingehend aktiviert wird, dass nur die elektromotorische Bewegung des Vertikalschlittens verriegelt wird, so dass bei einer unvermuteten Behebung eines Stromausfalles und Betätigung des elektromotorischen Antriebs nicht aus Versehen die plötzlich mitdrehende Notkurbel im näheren Umfeld anwesende Personen oder Gegenstände verletzt oder beschädigt. Vorteilhafterweise kann die Positioniervorrichtung auch noch mit einer Notstromversorgung in Form einer Batterie oder eines Akkus ausgestattet sein, die im Steuerungsgehäuse im Ständerfuß Platz findet.
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Bei einer Version der Positioniervorrichtung mit einem Spindelantrieb des Vertikalschlittens weist die Ständersäule bevorzugt einen Ständerkopf auf, in dem die Spindel gelagert ist und in dem Sensoren angeordnet sind, die beispielsweise das Einführen der Notkurbel oder das Öffnen des Deckels der Notbetriebsöffnung detektieren sowie auch Sensoren, die ein Anheben des Vertikalschlittens und damit der Spindel detektieren, wobei auch in einem solchen erkannten Betriebszustand die elektromotorische Bewegung des Vertikalschlittens verriegelt wird. Das Anheben der Spindel kann dabei bei Erreichen der tiefst möglichen Stellung des Vertikalschlittens erfolgen oder aber beispielsweise dann, wenn der Verbindungsträger oder Bauteile davon unerwünschterweise etwa in einem Bereich des OP-Tisches zur Auflage kommen, wodurch eine Verletzungsgefahr von Personen oder eine Zerstörungsgefahr anderer Gegenstände oder der Positioniervorrichtung selber sicher ausgeschlossen wird.
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Der Verbindungsträger ist bevorzugterweise als Hohlprofil ausgebildet und an seinem der Schwenkachse entgegengesetzten Ende mit einer Schieberaufnahme ausgestattet, durch die sich quer zu seiner Längsrichtung ein Schieberbolzen mit einer Ausnehmung für einen Stift erstreckt, der sich radial von einer Zahnwelle dort hinein erstreckt, die parallel zur Längsachse des Hohlprofils und dem darin gelagerten Querschlitten verläuft, wobei der Schieberbolzen in einer Rastposition die Zahnwelle in einer den Querschlitten verrastenden Position hält und in einer Arbeitsposition die Zahnwelle in eine den Querschlitten entrasteten Bewegungszustand verdreht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im Verbindungsträger zwei zueinander parallele Zahnwellen angeordnet und im Schieberbolzen entsprechend zwei Ausnehmungen für jeweils einen Stift einer Zahnwelle vorgesehen, so dass bei einer Betätigung des Schieberbolzens gleichzeitig beide Zahnwellen um einen gewissen Winkelbetrag verdreht werden können. Dieser Verdrehantrieb der Zahnwellen lässt sich mechanisch auch auf vielerlei andere Wege erzielen, wobei hier wesentlich ist, dass benachbart des Schieberbolzens ein weiterer Sensor angeordnet ist, der die Schieberstellung detektiert, so dass über die Steuerung der Positioniervorrichtung der Vertikalschlitten in Abhängigkeit der Stellung des Schieberbolzens verriegelt oder verfahrbar gesteuert werden kann.
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Der Schieberbolzen besteht erfindungsgemäß aus Kunststoff und ist an einem Ende mit einem metallischen Schaltring versehen, auf den der als Näherungsschalter ausgebildete Sensor reagiert. Diese mechanisch kontaktfreie Ausgestaltung dieses Sensors und auch der anderen Sensoren verhindert deren mechanisches Versagen, so dass die Betriebssicherheit der neuerungsgemäßen Positioniervorrichtung weiter gesteigert wird. Die Sensoren bestehen hierzu bevorzugt aus induktiven oder kapazitiven Näherungsschaltern. Zur Arretierung des Querschlittens auf dem Verbindungsträger ist sein Wagen mit einer Riegelaufnahme ausgestattet, an der sich Federn abstützen, die eine Riegelplatte auf die Zahnwellen drücken, so dass diese im verdrehten Zustand der Zahnwellen in einer Rastposition in deren Zahnlücken eingreifen oder im entgegengesetzten Fall frei auf den freigefrästen Flächen der Zahnwellen aufliegen kann, sodass sich der Querschlitten verschieben lässt.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Positioniervorrichtung, die ortsfest, aber in allen beliebigen Winkeln verschwenkbar an einem OP-Tisch angeordnet werden kann und hierzu einen ortsfest an einem OP-Tisch festlegbaren Kugelkopf mit einer Überwurfmutter aufweist sowie eine am Teleskoprohr angeordnete Lagerschale mit einem Gegengewinde für die Überwurfmutter, so dass sich schnell und einfach eine Verbindung der Positioniervorrichtung mit einem OP-Tisch herstellen oder sich diese ebenso schnell auch wieder trennen lässt.
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Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Positioniervorrichtung ist die Fußrotationsvorrichtung mit einer kreiszylindrischen Rotationsführung auf einer Rotationsachse ausgestattet, die aus einer Mittelposition in zwei Rastpositionen verdrehbar gelagert ist, wobei die Rotationsführung aus zwei stirnseitig gegensinnig ausgebildeten Funktionsausnehmungen gebildet ist, in die Winkelbolzen von Raststücken eingreifen, die dort geführt sind, wobei die Raststücke sich senkrecht dazu federvorgespannt in Richtung auf Rasträder erstrecken, die gegensinnig feine sägezahnförmige Rasten aufweisen, so dass sich bei in Eingriff befindlichen Raststücken entweder die eine oder die andere Drehrichtung der Fußrotationsvorrichtung verriegeln lässt, wobei sich die Funktionsausnehmung einer Stirnseite der Rotationsführung von einer mittleren unteren Mittelverrastung aus etwa um 90° koaxial um die Rotationsachse herum erstreckt und in die entgegengesetzte Richtung auch um etwa 90°, aber sich im Radius vergrößernd verläuft, so dass die Winkelbolzen die Raststücke entweder im koaxialen Teil der Funktionsausnehmung in konstanter Höhe von den Rasträdern abgehoben gehalten und im anderen Bereich der Funktionsausnehmung auf die Rasträder aufgesetzt werden, so dass die Fußrotationsvorrichtung vorteilhafterweise nur drei Einstellungen aufweist, nämlich eine Mittelposition, in der beide Raststücke von den Rasträdern abgehoben sind und jeweils eine Verstellposition, in der ein Raststück auf ein Rastrad abgesenkt ist, so dass eine Drehrichtung freigegeben und die entgegengesetzte Drehrichtung verriegelt ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine sichere und einfache Bedienung der Fußrotationsvorrichtung und verhindert aufgrund ihrer einfachen Bauweise jegliche Betriebsstörung. Zudem verhinder diese leicht einsichtige Bauform wirkungsvoll eine Fehlbedienung durch das OP-Personal.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine Positioniervorrichtung,
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2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Positioniervorrichtung gemäß 1,
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3 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Verbindungsträger,
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4 einen Querschnitt durch den Verbindungsträger gemäß 3 durch sein freies Ende im Bereich des Schieberbolzens,
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5 eine teilweise geschnittene Aufsicht auf den vorderen Endbereich des Verbindungsträgers,
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6 einen Querschnitt durch den Verbindungsträger gemäß 3 im Bereich des Querschlittens,
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7 eine Explosionsdarstellung des Ständers im oberen Kopfbereich und des Vertikalschlittens,
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8 einen Querschnitt durch eine OP-Tisch-Befestigung,
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9 eine räumliche Ansicht der OP-Tisch-Befestigung gemäß 8,
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10 eine Fußrotationsvorrichtung im seitlichen Teilschnitt,
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11 einen Rotationskopf der Fußrotationsvorrichtung gemäß 10,
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12 eine Rotationsführung des Rotationskopfes gemäß 11, und
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13 eine Seitenansicht des Rotationskopfes gemäß 11 im Teilschnitt.
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Die Positioniervorrichtung eines Patientenbeines zur Anordnung an einem OP-Tisch besteht im wesentlichen aus einer Ständersäule 1 mit einem Ständerfuß 2, der mit Rollen 3 versehen ist sowie mit einem Steuerungsgehäuse 20 zur Aufnahme der elektrischen und elektronischen Bauteile ebenso wie ein Spindelantrieb 5 im Ständerfuß 2 angeordnet ist, der eine Spindel 6 antreibt, die sich durch die als Aluminiumhohlprofil ausgebildete Ständersäule 1 bis zu einem Ständerkopf 14 erstreckt und die den Vertikalschlitten 4 antreibt, an dem über ein Distanzstück 18 ein etwa horizontaler Verbindungsträger 13 mit einem seiner Endbereiche um eine horizontale Schwenkachse 17 verschwenkbar angeordnet ist und der seinerseits einen verriegelbaren Querschlitten 24 trägt, auf dem eine Fußrotationsvorrichtung 9 mit einer Schuhaufnahme 12 festgelegt ist. In dem Verbindungsträger 13 ist ein über eine Spindel 19 bewegbares Teleskoprohr 10 gelagert, welches an seinem freien Ende mit einer OP-Tisch-Befestigung 11 versehen ist.
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Der Vertikalschlitten 4 ist über eine Leitmutter 29 auf der Spindel 6 gelagert sowie über Führungswagen 30 entlang einer Führungsschiene 16 in der Ständersäule 1 vertikal verschieblich gelagert.
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Am oberen Ende des Ständers 1 ist der Ständerkopf 14 vorgesehen, der eine mit einem Deckel 15 verschlossene Notbetriebsöffnung aufweist, in die bei Stromausfall eine Notkurbel 28 einführbar ist, über die die Spindel 6 stirnseitig antreibbar ist. Im Ständerkopf 14 sind des Weiteren Sensoren 31, 33, angeordnet, die zum einen die Betätigung des Deckels 15 für den Notbetrieb und zum anderen den oberen Endanschlag des Vertikalschlittens 4 bzw. ein Anheben der Spindel 6 detektieren, wobei diese Sensoren 31; 33 mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Steuerung verbunden sind, die auch in einem seitlich der Ständersäule 1 angeordneten Schaltgehäuse 21 untergebracht sein kann, welches zumindest zwei Schalter für die Auf- und Abwärtsbewegung des Vertikalschlittens 4 aufweist.
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Der Verbindungsträger 13 ist wie der Ständer 1 als Aluminiumhohlprofil ausgebildet und auf seiner der Schwenkachse 17 am Ständer 1 entgegengesetzten Ende mit einer Schieberaufnahme 7 ausgestattet, durch die sich quer zu seiner Längsrichtung ein Schieberbolzen 34 mit Ausnehmungen 35 für Stifte 36 erstreckt, die sich ihrerseits radial von einer Zahnwelle 37 in diese Ausnehmungen 35 hinein erstrecken, so dass sich durch eine hin- und her-Bewegung des Schieberbolzens 34 die Zahnwellen 37 um einen Winkelbetrag verdrehen lassen, wobei sich die durch den Querschlitten 24 erstreckenden Zahnwellen 37 den Querschlitten 24 in einer Winkelposition verrasten und in einer entgegengesetzten Verdrehposition freischalten, so dass er auf dem Verbindungsträger 13 beliebig verschoben werden kann.
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Auf dem aus Kunststoff gefertigten Schieberbolzen 34 ist auf einer Seite ein metallender Schaltring 38 angeordnet, dessen Position von einem in der Schieberaufnahme 7 angeordneten Sensor 32 detektierbar ist, der die Freischaltung des Querschlittens 24 beeinflusst.
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Die Zahnwellen 37 sind mit Zahnlücken 42 ausgestattet, in die eine Riegelplatte 41 eingreift, die über in eine Riegelaufnahme 39 eingespannte Federn 40 angedrückt gehalten wird, wie dies in 6 dargestellt ist.
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Die OP-Tisch-Befestigung 11 besteht aus einem über einen Achsstumpf 27 ortsfest an einem OP-Tisch anzuordnenden Kugelkopf 23 mit einer Überwurfmutter 22 und aus einer am Teleskoprohr 10 des Verbindungsträgers 13 angeordneten Lagerschale 25 mit einem Gegengewinde für die Überwurfmutter 22, wobei die Lagerschale 25 mit einem Gewinde 26 versehen ist, mit dem es in die Stirnseite des Teleskoprohres 10 eingeschraubt ist.
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Die Fußrotationsvorrichtung 9, welche auf dem Querschlitten 24 des Verbindungsträgers 13 angeordnet ist, weist einen Rotationskopf 49 auf, in dem eine kreiszylindrische Rotationsführung 45 auf einer Rotationsachse 54 aus einer Mittelposition in zwei Rastpositionen verdrehbar gelagert ist, wobei die Rotationsführung 45 auf beiden Stirnseiten gegensinnig ausgebildete Funktionsausnehmungen 51 aufweist, in denen Winkelbolzen 48 von Raststücken 46 geführt sind, die sich senkrecht dazu von Federn 47 vorgespannt in Richtung auf Rasträder 43 der Fußrotationsvorrichtung 9 erstrecken, die gegensinnig feine sägezahnförmige Rasten aufweisen, wobei die Funktionsausnehmung 51 einer Stirnseite der Rotationsführung 45 von einer mittleren unteren Mittenverrastung 52 etwa um 90° koaxial um die Rotationsachse 54 herum und zur entgegengesetzten Seite sich um etwa 90° im Radius vergrößernd verläuft, so dass in einer Mittelstellung beider Raststücke 46 von den Rasträdern 43 abgehoben sind und in je einer Raststellung des Verstellhebels 44 der Rotationsführung 45 eines der beiden Raststücke 46 in eines der Rasträder 43 eingreift und die Drehbewegung um die Welle 53 der Rotationsvorrichtung 9 verriegelt, so dass die über einen Verdrehantrieb 8 und ein doppelt kardanisches Gelenk 50 verdrehbare Schuhaufnahme 12 um geringe Winkelbeträge verdrehbar und sofort wieder verrastbar ist.
