DE1901180A1 - Verstellbares Stativ fuer ein optisches Beobachtungsgeraet - Google Patents
Verstellbares Stativ fuer ein optisches BeobachtungsgeraetInfo
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Description
f>ege:i.7te.iid vorliegender .^riindung ist ein verstellbares Stativ
±'ür ein optisches ibeobaoLtuiigsgerät, vorzugsweise für ein,
.binocular-l'iiJrroGicop. Derartige Stative und !Beobachtungsgeräte
v/erden von u-ehirnohlrurgen'zur "Ausführung von Eingriffen, beispielsweise
ztuüSchlless'eri fred^hädigter -ölutgefässe benötigt,
ν oil ,αi.e. zu ,be.haiideliid.en. »Qrganteile., und die ver\rendeten Instruiiiente
so !deine Dimensionen-hsbeii," dass sie nur in entsprechen-,-■■■
ci.or ..aptisühßx. Vergröaserung '- vorzugsweise-stereofsliopisch "*>
beobach"cbar sind.
is ei bekannten Dtativaiiordnungen ist das Beobaclituiigsgerät
Jcardanisch an einem selbst höhenverstellbaren G-elenkgestell so
befestigt, dass es in alle Punkte jeder J3instellungsebene verstellbar
und jeweils auf den gewünschten. Objektort orientierbar
ist. Dabei setzt'aber die Verstellung voraus, dass der betreffende
Chirurg die Operation unterbricht und unter Gebrauch, seiner
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—· 2 —
Hände die gewünschte Verstellung herbeiführt. Ausserdem muss
nach der neuen Orientierung des Beobachtungsgerätes praktisch' immer auch die optische Scharf stellung wieder eingestellt ■ ■
werden. Derartige iieue inst eilungen" sind zeitraubend und es
ist wünschenswert, dies ohne Gebrauch der Hände des Chirurgen
bewerkstelligen zu können.
Das erfinaungsgemässe Stativ ist dadurch gekennzeichnet, dass
mit dem Beobachtungsgerät eine Kopfstütze mechanisch verbunden ist und de·ss in der Kopfstütze Steuerorgane für Antriebseinheiten
von Stativteilen derart angeordnet sind, daß
in Abhängigkeit von entsprechenden Kopfbewegungen' relativ zu den Steuerorganen der Kopfstütze über die steuerbaren Antriebseinheiüen
Bewegungen des Beobaohtiuiysgerates in entsprechenden
!Freiheitsgradeii auslösbar sind. Mit Vorteil wird vorgesehen,
daß das Bepbachtungsgerät auf einen in mindestens einer KoordinatenrichtUiig relativ zum stativ translatorisüh verstellbaren
Objektort.einstellbar ist und in dieser Einstellung durch die.Einwirkung von Kopfbewegungen des Beobachters auf
die mit dem Beobach/fcungsgerat .mechanisch verbundene Kopfstütze
um den eingestellten Objektort als Drehzentrua" in mindestens ■
einer Drehrichtung schwenkbar.ist.
l)a.äur.ch wird eiern Beobachter ermöglicht, die Operationcsxollo
lediglich .durch entsprechenden Kopfverstellung aus einer' '"
anderen günstigeren Blickrichtung zu betrachten, wobei die
Schar,f einst ellung, aufrecht erhalt en bleibt, weil 3 a die
Schwenkung .des....ij.eobachtungsgerätes um einen festen Qb.-ekiorv.'
(Operationsstells) als Drehzentrum erfolgt.
Damit am Beobachtungsgerät., andere Distanzen zum Objektort einstellbar
sind, ist mit Vorteil ein Geräteträger vorgesehen, " an welchem das Beobachtungsgerät zusammen mit der Kopfstütze
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zur optischen Scharfstellung auf den Objektort in der Beobachtungsrichtung,
d.h. in Richtung der optischen Achse, verstellbar ist, um zwei je auf den Objektort gerichtete, winklig
zueinander orientierte Drehachsen verschwenkbar ist.
Bei einer vereinfachten Ausführungsform des erfindungsgemässen
Systemes kann der Geräteträger um ein auf den Objektort gerichtetes Drehlager in einem Winkelarm schwenkbar sein, und
der Winkelarm um ein ebenfalls auf den Objektort gerichtetes
Drehlager seinerseits in einem nach mindestens einer Koordinatenrichtung
translatorisch verstellbaren Ständerteil schwenkbar sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird aber der Geräteträger
einen Seitenteil eines Gelenkparallelogrammes bilden, der stets auf eine den Objektort definierende offene Ecke das
Parallelogrammes gerichtet ist und in der Parallelogrammebene um dessen offene Ecke schwenkbar ist. kit grossem Vorteil ist
vorzusehen, dass die Drehbewegungen des Geräteträgers um dessen eingestellten Objektort einerseits und die Bewegungen
zum Verlagern des Objektortes andererseits durch gruppenweise zu gemeinsamer Wirkung steuerbare Feststellorgarie gemeinsam
verhindert oder gemeinsam freigegeben werden können.- Die
reinen Drehbewegungen des Geräteträgers bzw. des Beobaehtungs- ·
gerätes um zwei sich im eingestellten Cbiektort kreuzende
Drehachsen sina, sci'em geeignete Gewich-Esausgleichsmechanismen
vorgesehen werden, ohne besondere Sehwierigkeiten; direkt .dureh
die Einwirkungen cos Kopfes auf die Kopfstützeerzeugbäry.
Hingegen ist das :iieht so einfach für die Erzeugung der zur
!Einstellung eines anderen Objektortes notwendigen traiislatorisehen
Verschiobebewegungea. des Geräteträgers.
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BAD ORiGINAL
Die Verstellung des Objektortes kann durch Verschiebebewegungen von Stativteilen in drei Richtungen oder durch Verdrehungen
von Stativteilen in mindestens zwei Richtungen, kombiniert mit Bewegung in der Beobachtungsrichtung, erfolgen.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstaiides sind in der
Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Pig. 1 einen Aufriss durch einen leil einer ersten Ausführungsform
j
Pig. 2 einen Aufriss, teilweise im Schnitt, durch eine vervollkommnete, "bevorzugte Ausführungsform in
harbschematischer Darstellung;
Pig. 3 einen Seilgrundriss nach der Linie III-III von
Fig. 2
Pig. 4 ein elektrisches Prinzipschema für die Steuerung der Motoren von Pig. 2.
G-emäss Pig. 1 ist ein Haschinenständerteil 1 in nicht dargestellter
Yfeise in mindestens einer der schematisch eingezeichneten
Koordinatenrichtungen X, Y, Z relativ zu einem fest-.stehenden Stativsöckel translatorisch verschiebbar. In einem
mit dem Ständerteil 1 verbundenen Drehlager 2 ist ein ■\7inkelarm 3 um die Achse A, drehbar gelagert.' Am freien Ende
des Winkelarmes 3 ist ein Drehlager 4 für den !Tragkörper 5
eines Beobachtungsgerätes 6 eingesetzt, so dass der Körper 5 samt dem Beobachtungsgerät 6 um&ie Drehachse Ac drehbar ist.
Die Drehachsen A, des tfinkelarmes 3, bzw. A5 des Tragkörpers
kreuzen sich im Punkt O, der den Objekt ort bildet. Am 2ragkörper
5 ist eine Pührungsschiene 7 derart befestigt, daß
in einer Pührungsnut dieser Schiene 7 ein Binokular-Mikroskop
6 als Beobachtungsgerät und eine damit durch einen
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gemeinsamen Cräger 60 verbundene Kopfstütze 3 in Ilichtung
des Pfeiles Pg, d.h.. in Sichtung von und zum Obgektort O verschiebbar
ist, was in an sich bekannter Weise über einen Zahnstangentrieb mit einem Einstellrad 7o erfolgen kann. Das
Binolculär-Mikroskop 6 bleibt also bei Verdrehungen des QJragkörper3
5 um die Achse A^ und des Winkelarmes 3 um die Achse A
stets auf den Objektort 0 gerichtet und scharf eingestellt. Die Kopfstütze 8 gestattet -das Hineinstecken des Kopfes des
Beobachters in die entsprechend gestaltete Wölbung und die Auslösung der gewünschten Drehbewegung des Binokularkikroskopesum
um den eingestellten Objektort O als Drehzentrum o.irekt durch Übertragung entsprechender Kopf bewegungen vom
Kopf auf die Kopfstütze 8 und die Schiene 7 auf den Körper 5. Damit ist es also einem Chirurgen möglich, ohne Gebrauch der
Hände die Blickrichtung auf die Operationsstelle im Ort 0 zu verstellen.
In der bevorzugten Ausführungsform nach den 5"1Ig. 2-4 ist
mit 1o ein feststehender Stativsockel bezeichnet, in welchem
ein Schlitten 11 mit Hilfe einer Schraubspindel 12 in Richeung
der Koordinatenachse X translatorisch verschiebbar ist. Der i.otor 13 und ein selbsthemmendes Getriebe 13o dienen zum
Antrieb der Schraubspindel 12. Sofern der Motor 13 nicht ar-"ϋβΐτβΐ,
werden Verschiebebewegungen des Schlittens 11 in Eich-ναιν;
durch das selbsthemmende Getriebe 13o blockiert. Auf ein
selüstheminendes Getriebe 13o kann verzsichtet werden, sofern
als Hotor ein sogenannter Bremsmotor verwendet wird, der Drehbewegungen
seiner Abtriebsachse nur in eingeschaltetem Zustand zulässt. Generell wird im folgenden ein Bewegungsantrieb mit
der .Eigenschaft, die davon beherrschte Bewegung nur gewollt
zuzulassen, als steuerbare Antriebseinheit bezeichnet. Sie könnte auch hydraulischer oder pneumatischer Art sein. In einer
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führungsnut des Schlittens 11 ist ein zweiter Schlitten 14
mit Hilfe einer weiteren steuerbaren Antriebseinheit 15 in
Richtung der Y-Richtung hin- und herverschiebbar. Der Schlitten 14 trägt ein vertikales Führungsrohr 16, in welchem
mit Hilfe einer dritten steuerbaren ijitriebseinheit 17 eine
Zahnstange 18 in Z-Riehtung vertikal auf- und abverstellbar ist.
Am oberen Ende der Zahnstange 18 ist ein Lagerblock 19 mit
Drehlagern 2o für eine darin drehbare Welle 21 befestigt. Zur Drehung der ¥elle 21 um ihre Aelise B, d.h. zur Veränderung
des Drehwinkels B, dient eine steuerbare Antriebseinheit mit einem Motor 22, einem selbsthemmenaen Vorgelege 22o und einem
Zahnradgetriebe 221. Die Welle 21 bildet zusammen mit zwei Verlängerungen 211, 212 eine Saite eines Gelenkparallelogrammes,
zu welchem die dazu parallelen Gestängeteile 23, 24 und die quer dazu orientierten, unter sich ebenfalls parallelen Gestängeteile
25, 26 gehören, di« Gegengewichte 25o, 26o tragen. Zur Veränderung des Parallelogrsmmv/inltels zwischen den gelenkig
verbundenen Gestängeteilen 21 und 25 dient eine steuerbare Antriebseinheit 27. Gemäss dem Grundriss nach ]?ig. 3 sind
die rechten Enden der Gestängeteile 23, 24 als Gabeln ausgebildet, welche über paarweise aufeinander ausgerichtete Verbindungsgelenke
23o, 24o mit einem Halbzylinderme.ntel 29 gelenk!
verbunden sind, der eine zu den Parallelogramms tauigen 25,
parallele Parallelogrammseite bildet. Die Verbindungsebene
0-0 der Gelenke 24o und 23o schneidet die Schwenkachse B der Welle 21, bzw. der Parallelogrammebene im Objektort 0, der
als offene Ecke des Gelenkparallelogrammes 21-23-24-25-26-29
zu bezeichnen ist.
Mit dem Halbzylindermantel 29 ist, parallel zur Ebene C durch :
die Gelenke 23o-24o, als eigentlicher Sragkörper für das Bino- j
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BAD ORIGINAL
kular-ilikroskop 31 und die damit verbundene Kopfstütze 32
eine Pührungsstange 3o fest verbunden, in welcher aas Binokulargerät
mittels eines Hinstellrädchens 33 in Richtung zum
Objektort O zwecks optischer Scharfeinstellung verschoben werden kann. In der helmförmigen Kopfstütze 32 sind Schalter
S-, Spι S,, S. angeordnet, deren Bau- und Yfirkungsweise in
Bezug auf Pig. 4 genauer erläutert wii*d. Vorläufig sei nur
erwähnt, dass sie dazu bestimmt sind, unter der Einwirkung von Kopfbewegungen des Beobachters bzw. des Chirurgen entweder
Verschwenkbewegungen des Binokular-Mikroskopes 31 um die
Achse B und in der schwenkbaren Ebene C um den Objektort 0 als
Drehzentrum oder translatorische Verschiebungen des Objektortes
O in einer oder mehreren der Eichtungen X, X, Z an den
entsprechenden steuerbaren Antriebseinlieiten auszulösen.
Mit 4o ist ein Operationstisch auf einem Sockel -A bezeichnet.
Auf dem Operationstisch ist ein Patient <>2 dargestellt, an
welchem eine G-ehimoperation an der Stelle 0 ausgeführx werden
soll. Auf diese Stelle 0 wird das Binokular-kikroskop
eingestellt. Ein Pedalschalter SP ist am Boden angeordnet und in den Pig. 2, 3 und 4 gezeichnet. Sein Schaltarm kann mit
dem Fuss des Beobachters in eine wählbare von drei Stellungen D, P, T (Pig. 3» 4) eingestellt werden. In der Grundstellung P
des Schalters SP sperrt er sämtliche Verstellbev/egungen des
Binokular-Mikro3kopee 31. In der Stellung Dlässt er Drehbewegungen
des Binokular-Mikroskopes um den eingestellten Objekfort O zu, sperrt aber alle Q}ranslationsbev.regungen. In
der Stellung T sperrt er alle Drelibev/egungen fies Binokular-Mikroskopes
31 um äen Objektort O, gib'ü aber die translatorischen
Bewegungen des Lagerblockes 19 und damit des Objektortes
O in X, Y und S-itichtung frei.
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In Pig. 4 sind drei Motoren, Mx, My, Mz zur Beherrschung der
translator!sehen Verschiebungen der Zahnstange 18 "bzw. des
Lagerblockes 19 für die Welle 21 des G-elenkparallelogrammes
von Hg. 2 in den Z-, "bzw. Y- bzw. Z-Eichtungen und zwei
Motoren Mß und fry zur Beherrschung der Drehbewegungen des
Binokular-Mikroskopes 31 um den eingestellten Objektort O
gezeichnet. Zur Steuerung dieser Motoren dienen gemäss Pig. vier an der Kopfstütze 31 befestigte Schalter S1, S2» Sj, S^
und der Pedalschalter SP mit den drei Stellungen D, Έ, T.
An ein Wechselstromnetz ist die Primärwicklung U1 eines Übertragers
U angeschlossen. An den Ausgangsklemmen seiner gegen Erde symmetrischen Sekundärwicklung U2 entstehen zueinander
gegenphasige Wechselspannungen V bzw. H. Wenn der Pedalschalter
SP in der dargestellten Ruhelage ist, kann keiner der Motoren durch Anlegen der Spannung V oder R in Betrieb gesetzt werden,
weil ihre Stromwege zum Mittelabgriff der Wicklung U2 unterbrochen
bleiben. In der Stellung.T des Schalters SP sind die drei Translationsmotoren Mx, My, Mz mit ihren Ausgängen an
den geerdeten Mittelabgriff der Wicklung U2 angeschlossen und
in der Stellung D die Ausgänge der beiden Drehmotoren Mß und
MV. Die Schalter S weisen je eine einen achsial beweglichen
Druckstift s überdeckende Gummihaube H auf, damit durch die grössere oder kleinere Andruckkraft des Kopfes gegen einen
Schalter der Kopfstütze 32 der betreffende Schalter aus der dargestellten Sehaltstellung umgeschaltet werden kann. Die
Schalter S1 und S0 sind einfache Ein- und Ausschalter. Wenn
der Kopf nach reclruc zur Betätigung des Schalters S2 gedrückt
wird, werden die v-Eingänge der Motoren Mx und lld an die
Spannung V (Vorwärtslaui) angeschlossen, laufen aber nur
effektiv vorwärts, sofern die Motorausgänge an den Mittelabgriff der Wicklung U£ angeschlossen sind. Umgekehrt bewirkt
ein Drücken des Kopfec nach links die Betätigung dee Schalters
S1, d.h. die Anschaltung der r-Eing*nge der betreffenden
Motoren Mx bew. h* an die Spannung H (Rückwärts lauf).
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— Q —
Die Schalter ß- und S. sind doppelpolige Umschalter, die
unter Einfluss einer mittleren Andruckkraft in der gezeichneten Aus-Stellung verbleiben, bei Grosserwerden der Anpresskraft
die eine Spannung V an die v-Eingänge der gesteuerten Motoren anlegen und bei Kleinerwerden der Anpresskraft
die gegenphasige Spannung H an die r-Eingänge der gesteuerten Motoren anlegen. Es ist leicht einzusehen, dass der Schalter
S^, der von der Unterseite der den Schädel des Beobachters
Übergreifendon Wölbung der Kopfstütze 32 absteht, den Motor Mz für die Vertfeilbewegung (2-Hichtung) des Lagerbloekes
für die Welle 21 des G-elenkparallelogrammes beherscht. Der
Schalter S, ist gemäss Pig. 2 an der Innenseite der an der
Stirn des Beobachters anliegenden Kopfstütaenwölbung angeordnet,
in Pig. 4 aber zur deutlichen Darstellung der
Sohaltiunktion umgeklappt dargestellt.
Selbstverständlich sind vielerlei andere in den Rahmen der
Erfindung fallende Möglichkeiten zur Realisierung der gestellten Ziele denkbar. So kann es z.B. vorteilhaft sein,
für die Drehbewegungen des Beobeohtungsgerätes in der Kopfstütze
32 an Stelle von Schaltern für Ja-ITein, bzw. Vorwärts-Stillstands-liücjcv/ärtssteuerung
einen Analog-Steuergrössengeber für Servomotoren vorzusehen, oder z.B. für die Drehbewegungen
besondere Steuerorgane in der Kopfstütze anzuordnen.
' Ansprüche:
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Claims (7)
- - 1ο Ansprüche( 1. herstellbares Stativ für ein optisches BeobachtungsgeräVfcladurch gekennzeichnet, dass mit dem Beobachtungsgerät (8, 31) eine Kopfstütze (8, 32) mechanisch verbunden ist, und dass in der Kopfstütze Steuerorgane (S) für Antriebs-•einheiten (M) von Stativteilen derart angeordnet sind, daß in Abhängigkeit von entsprechenden Kopfbewegungen relativ zu den Steuerorganen der Kopfstütze über die steuerbaren Antriebseinheiten Bewegungen des Beobachtungsgerätes in entsprechenden !FreiheitBgraden auslösbar sind.
- 2. Verstellbares Stativ nach Anspruch 1, vorzugsweise für ein Binokular-Mikroskop, dadurch gekennzeichnet, dass das Beobachtungsgerät (6, 31) auf einen in mindestens einer Koordinatenrichtung (X, Y, Z) relativ zum Stativ tranlatorisch verstellbaren Objektort (O) einstellbar ist und in dieser Einstellung durch die Einwirkung von Kopfbewegungen des Beobachters auf die mit dem Betrachtungsgerät (8, 31) mechanisch verbundene Kopfstütze (8, 32) um den eingestellten Objektort (O) als Drehzentrum in mindestens einer Dreinrichtung schwenkbar ist.
- 3. Stativ nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geräteträger (5, 3o), an welchem daa Beobachtungsgerät (6, 31) zusammen mit der Kopfstütze (8, 32) zur optischen Scharfstellung auf den Objektort (0) in der Beobachtungurichtung verstellbar ist, um zwei je auf den Objektort (0) gerichtete, winklig zueinander orientierte Drehachsen (A,2, A_) verschwerikbar ist.-. 11 909848/0489BAD ORiGiMAL
- 4. Stativ nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet ι dass der Geräteträger um ein auf den Objektort (θ) gerichtetes Drehlager (2) in einem Winkelarm (3) schwenkbar ist und dass der Winkelarm (3) um ein ebenfalls auf den Objektort gerichtetes Drehlager (4) in einem nach mindestens einer Koordinatenrichtung (X, Y, Z) translatorisch verstellbaren Ständerteil (1) schwenkbar ist.
- 5. Stativ nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, dass der Geräteträger (23, 3o) einen Seitenteil (29) eines Gelenkparallelogrammes bildet, der stets auf eine den Objektort(O) definierende offene Unke des Parallelogrammeu gerichtet ist und in der Parallelogrammebene um dessen offene !Jcke schwenkbar ist.
- 6. Stativ nach Anspruch lj, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelogrammebene um eine ebenfalls stets auf die genannte offene Ecke gerichtete und einen Seitenteil des Gelenkparallelogrammen bildende Achse (21) in lagern (2)) eines i'rägerteilec (13) schwenkbar ist.
- 7. Stativ nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daso diu Drehbewsfurpen des Geräteträgers (7, >o) um dessen eingestellten Objektorü einerseits und die Bewegungen zum Verlagern des Objektortec (0) andererseits durch gruppen weiseszu gemeinsamer Wirkung steuerbare l'octstellorgano gemeinsam verhindert oder gemeinsam freigegeben werden keimen.Der Pctent-anwalt/■909848/0489BAD ORIGINAL/72L e e r s e i t e
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