DE2352026C3

DE2352026C3 - Vorrichtung zur Unterstützung des menschlichen Armes o.dgl

Info

Publication number: DE2352026C3
Application number: DE2352026A
Authority: DE
Inventors: Robert D. Bearsden Glasgow Acland (Grossbritannien)
Original assignee: APPARATEBAU JESTETTEN 7893 JESTETTEN
Current assignee: APPARATEBAU JESTETTEN 7893 JESTETTEN
Priority date: 1973-10-17
Filing date: 1973-10-17
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2352026A1; DE2352026B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung des menschlichen Armes oddgL bei der Durchführung exakter Bewegungen auch geringen Ausmaßes in einem Arbeitsfeld

Eine Vorrichtung dieser Art für mikrochirurgische Operationen ist in Form eines Operationsstuhles mit als Auflage dienenden breiten Armlehen bekannt; dieser Stuhl gestattet zwar ein Abstützen des operierenden Arms, bietet jedoch keinen Halt für die Hand selbst Erschütterungen und Schwingungen des Stuhlgestelles werden unmittelbar auf die Finger des Operierenden übertragen.

Für Kopfoperationen findet ein gepolsterter Ring Verwendung, der eng um den Kopf des Patienten liegt. An diesem Ring liegt haltsuchend das Handgelenk des Operateurs.

Hierbei hat sich zum einen die geringe Auflagemöglichkeit — nur für das Handgelenk — als nachteilig gezeigt, zum anderen der enge, auf Kopfoperationen beschränkte Anwendungsbereich.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mittels deren den Händen bzw. den Fingern eines Operateurs zur Durchführung von Bewegungen auch kleinsten Ausmaßes ein sicherer

Halt sowie eine gute Führung geboten werden und die Jen Bedingungen dies jeweiligen Arbeitsfeldes weitestgehend angepaßt zu werden vermag. Diese Vorrichtung soll bei einer Vielzahl von Gebieten eingesetzt, insbesondere für die Mikrochirurgie den unterschiedli- 5> chen, auf dem Markt befindlichen Operationstischen, -stuhlen od. dgL angepaßt werden können. Das Einsatzgebiet der Vorrichtung soll weitgespannt sein und aber den Bereich der Vaskular-, Neuro-, Ophtalmo- sowie Plastik-Chirurgie hinausgehen. Ki

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient wenigstens ein auf einer gegenüber dem Träger des zu bearbeitenden Gegenstandes — oder Patienten — festlegbaren Bewegungsbahn angeordneter Schlitten, welcher zum Arbeitsfeld ragende Tragteüe für den/die Arm/e üi aufweist Dabei ist die Bewegungsbahn bevorzugterma-Ben als Gleitring ausgebildet und jeder der Tragteile des Schlittens etwa radial zum Zentrum des Gleitringes gerichtet

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schlitten auf dem Gleitring um dessen Zentrum — unter Zwischenschaltung reibungsmindernder Elemente wie Rollen, Kugeln oder Walzen — verschiebbar sowie arretierbar; er bildet den Support für vorteilhafterweise auf ihm bzw. seinen Tragteilen vorgesehene usid zum Inneren des Gleitringes gerichtete Auflageelensente; diese sind bewegbar ausgebildet und sollen etwa stegariig ausgebildet sowie zumindest etwa radial zum Zentrum des Gleitringes verschiebbar und — nach einer Einstellbewegung — in einer Arbeitslage arretierbar sein.

Mit dem Schlitten werden die Auflagestege — für die Arme des Operierenden — etwa in der Ebene des Gleitringes oder parallel dazu verfahren und/oder an dieser Ebene gegeneinander gedreht sowie in der gewählten Arbeitslage gehalten; durch die etwa radiale Verschieblichkeit der Auflagestege kann anschließend eine bestimmte Arbeitsstelle gezielt angefahren werden.

Um nicht nur den Arm, sondern darüber hinaus auch den Handbereich zu stützen, sind die Auflagestege mit klappenartigen Schwenkteilen versehen, welche als Stegverlängerung zum Inneren des Gleitringes weisen und gegen dessen Ebene verschwenkt werden können. Als Widerstand für die Schwenkteile dienen Kraftspeicher oder entsprechende Elemente; diese können in Abhängigkeit von der zu erwartenden Auflast, z.B. einer Hand mit Instrument, eingestellt werden.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die klappenartigen Schwenkteile zur Anpassung an die Form der Hände zum Zentrum des Gleitringes hin zu so verjüngen, so daß die Spitzen der Schwenkteils jeweils einen einzigen Finger zu stützen vermögen.

Zusätzlich zur Verschiebbarkeit des Schlittens und der Auflagestege in der bereits beschriebenen Weise, können letztere noch gegeneinander geschwenkt werden, um die Finger, Hände oder Arme des Operateurs in wählbaren Abstand zueinander zu bringen.

Der Gleitring selbst ist bevorzugt aus einem Leichtmetallprofil geformt und nicht ganz geschlossen; er lagert am oberen Ende von rohrartigen Füßen, dank deren er sowohl zur Auflagefläche des Trägers als auch in seiner eigenen Ebene ortsverändert zu werden vermag; dies wird zum einen durch Klemmorgane üblicher Bauweise an den Operationstischen erreicht, zum anderen durch eine Kröpfung der — drehbar im Gleitring gelagerter. — Rohrfüße. Im Rahmen der Kröpfungsweite, die einstellbar ist mag der Operateur den Gleitring an den Rohrfüßen verschieben.

Die genannten Klemmorgane halten die Rohrfüöe und gestatten deren Höhenverstellung in beliebiger Weise.

Die Vorrichtung erlaubt in einfacher Art die leichte und bequeme Plazierung der Finger des Operateurs an jedem gewünschten Punkt der vom Gleitring begrenzten Fläche. Dabei können die Finger jederzeit an der Vorrichtung abgestützt bzw. von ihr geführt werden.

Diese Vorrichtung läßt sich zur Verwendung auf anderen technologischen Gebieten ausgestalten, da ähnliche Probleme einer sicheren Handführung beispielsweise in der Feinmechanik, der Elektronik sowie in der Uhren- und Schmuckindustrie od. dgL auftreten.

Ob die Bewegungen der einzelnen Vorrichtungsteile von Hand, mechanisch, elektrisch oder hydraulisch ausgelöst werden, hängt von den Erfordernissen der einzelnen Einsatzgebiete ab.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schrägsicht auf die Vorrichtung;

Fig.2 die Draufsicht auf ein vergr. yert wiedergegebenes Detail der Fig. ί;

F i g. 3 den Aufriß nach F i g. 2;

F i g. 4 den Schnitt nach Linie IV-V in F i g. 2 zweier Ausführungsformen;

F i g. 'i den Schnitt nach linie IV-V in F i g. 2 einer dritten Ausführungsform.

An einem — teilweise erkennbaren — Operationstisch 1 ist mittels Klemmbacken 2 mit Betätigungshebel 3 auf zwei in F i g. 1 vertikal gestellten Rohrfüßen 4 ein teilweise offener Ring 5 des Radius r (z. B. = 0,25 m) angebracht Die Rohrfüße 4 können nach Verstellen der Klemmbacken 2 durch den Betätigungshebel 3 in Pfeilrichtung ζ bewegt und wiederum fixiert werdea

Die Klemmbacken 2 sitzen — um ihre Achshaltemng 6 drehbar — an einer Halteschiene 7 des Operationstisches 1 und vermögen im Bereich eines Schwenkwinkels q arretierbar verstellt zu werden, so daß der Ring S des Operationstisches 1 geneigt wird. Darüber hinaus gestattet das gekröpfte und in 9 drehbar gelagerte ringwärtige Ende 10 jedes Rohrfußes 4 durch Drehung des Quersteges 11 um das Lager 9 in Richtung y eine — ebenfalls steuerbare Bewegung des Ringes 5 in seiner Ebene. Dabei hängt die Schwingweite des Ringes 5 von der konstruktiv wählbaren Länge a jenes Quersteges 11 ab, der in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel seinerseits längenveränderlich gestaltet ist

Insbesondere F i g. 2 läßt die Ausgestaltung des Rings 5 deutlich werden, dessen annähnliche und zueinander weisende Enden 12 einen Mittelpunktswinkel ρ von hier etwa 80° bestimmen. Die beidseits daran anschließenden Mittelpunktswinkel η von jeweils etwa 70° erzeugen im übrigen auf dem Ring 5 die Lagerstellen 9 für d·'; cberen Enden 10 der Rohrfüße 4.

Der bevorzugt aus Leichtmetall gegossene Ring 5 bildet die Gleitbahn für einen darauf vermöge reibungsmindernder Rollen 20 zu verschiebenden — und mittels eines Rasthebels 22 am Ring 5 beliebig festlegbaren — Schlitten 21. Letzterer wird von einem Ringsegment 23 und daran angeformten, radial vom Ringmrttelj/unkt M weggerichteten Radialarmen 24 gebildet deren Außenkanten 25 miteinander ein?n etwa rechten Winkel k einschließen. An den Außenkanten 25 sind Sockelplatten 25, od. dgl. als zeitweilige Halterungen für Instrumente vorgesehen.

Etwa in der Mittellinie / der Radialarme 24 liegen diesen — ebenfalls radial gerichtete — Auflagestege 26

der Breite b(z. B. = 10 cm) aus Leichtmetallprofil auf, welche auf dem Schlitten 21 frei in jede gewünschte Position geschoben zu werden vermögen; bereits die zwischen Schlitten 21 und Auflagestegen 26 auftretende Reibung reicht hin, um jene Auflagestege 26 in der gewählten Lage zu halten.

An ihren zum Ringzentrum M weisenden Enden 28 tragen die Auflagestege 26 sie verlängernde, um Querachsen 29 in Pfeilrichtung ν drehbare Schwemkteile 30. Jedes von ihnen ist durch eine Stellschraube samt Rändelmutter 27 bei Seitwärtsbewegung des Ballens der aufgelegten Hand in Richtung ν einstellbar. Zur Unterstützung der Einstellung der Schwenkteile 30 dienen Kraftspeicher 31, deren Stärke verändert werden kann.

Die Schwenkteile 30 mögen so wahlweise festgelegt werden, was ohne besonderen Aufwand durch die Hand des Operateurs erfolgen kann; zur Griffigkeit der Schwenkteile 30 sind deren voneinander abgekehrten Längskanien 52 einwärts so gebrochen, daß eiidwäris gerundete Spitzen 33 entstehen, die selbst einem einzigen Finger ausreichend Unterstützung geben.

Bei einem anderen — nicht wiedergegebenen — Ausfühmngsbeispiel können jenen Steilschrauben 27 Drehachsen benachbart sein, um welche die Auflagestege 26 gemäß Pfeil u in F i g. 2 gegeneinander zu schwenken sind.

Außerdem läßt F i g. 2 — neben einer von der Außenkante 25 des Schlittens 21 zum Zentrum M verschiebbaren Teleskopstange 49 als Peilhilfe — den Rasthebel 22 deutlich werden, der um eine Schraube 22, drehbar und dessen radial gerichtete Rastnase 22/, entweder in Gegenrasten des Gleitringes 5 oder — siehe F i g. 5 — klemmend zwischen letzteren und das Ringsegment 23 des Schlittens 21 eingreift.

Die F i g. 4 der Zeichnung zeigt bei zwei Ausführungsbeispielen 4» 4b, daß der Schlitten 21 durch eine den Gleitring 5 an einer seiner Schmalkanten abdeckenden Querwand 34 mit jenen untergreifenden Führungsschultern 35 gegen — ein Kippmoment erzeugende — Auflasten G am Gleitring 5 gehalten wird. Dabei hängt es von den Erfordernissen ab, ob diese Führungsschultern 35 an der Außenkante, an der Ringinnenkante oder an beiden den Gleitring 5 untergreift.

Der Gleitring 5 weist einerseits eine Längsrippe 36

sowie andererseits eine Bahnnut 37 für die Gleitroilen 20 auf; ebenfalls ist als Führung von Rollen 38 zwischen

Gleitring 5 und Schulter 35 eine untere Bahnnut 39

eingeformt

Bei dieser Ausführungsart greift im übrigen ein Arm 41 des an einer Gabel 43 des Schlittens 21 drehbar gelagerten Rasthebels 22 in zahnprofilähnliche Ausnehmungen 40 der Längsrippe 36 ein.

Bei einer anderen Ausgestaltung (Fig.5) wird der Schlitten 21 durch seitlich in eine Nut 50 des Gleitrings 5 eingreifende Kugellager 51 geführt, welche an Ansatzkästen 52 des Schlittens 21 sitzen und durch Vertikalbolzen 53 gehalten sind.

Der die beschriebene Vorrichtung benutzende Operateur kann zuerst die Lage des Gleitringes 5 gegenüber dem Operationstisch 1 an den Klemmbacken 2 und der Lagerung 9 bis 11 der RohrfüBc 4 wählen sowie den Gleitring 5 in dieser Lage fixieren. Hierbei begünstigi

i» die offene Sciic des — ünvüüiconinrcnen — G'citririgc; 5 besonders bei Kopfoperationen die Anpassung an den Patienten bzw. dessen teilweise Einrührung in da: sogenannte Arbeitsfeld. Dieses wird nun mit dem Schlitten 21 angefahren.

Die an der Außenkante 25 des Schlittens 21 oder seiner Teile 24 angebrachte Teleskopstange 49 erlaubt eine genaue Plazierung des Operationsfeldes im Ringzentrum Af, damit während der Operation ein Schwanken des Schlittens 21 möglich wird, ohne daß eine weitere Verstellung der Auflagestege 26 vorgenommen werden müßte.

Nunmehr legt dc-r Operateur ame Arme so auf die Auflagestege 26, daß die Handgelenke über derer innere Enden 28 zum Mittelpunkt oder Zentrum /V hinausragen, d h. die Handflächen wenigstens teilweise auf den Schwenk- oder Klappteilen 30 ruhen. Diese führen nun — unterstützt durch die gegenwirkender Kraftspeicher 31 — die operierende Hand und gestatter eine genaue Bestimmung auch extrem kleiner Bewe gungsbahnen. Der Operateur findet eine bequemt Auflage, die Zittern oder andere unvermeidbar! Bewegungen absorbiert, damit letztere nicht auf di< Finger übertragen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprache:

t. Vorrichtung zur Unterstützung des menschlichen Arms o&dgL bei der Durchführung exakter Bewegungen auch geringen Ausmaßes in einem Arbeitsfeld, gekennzeichnet durch wenigstens einen auf einer gegenüber dem Träger (1) des zu bearbeitenden Gegenstandes festlegbaren Bewegungsbahn (5) angeordneten Schlitten (21), welcher zum Arbeitsfeld ragende Tragteile (24) für den/die Arm/e aufweist
2. Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn (5) als Gleitring ausgebildet und jeder der Tragtefle (24) des Schlittens (21) etwa radial zum Zentrum (M) des Gleitringes gerichtet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (21) auf dem Gleitring (5) um dessen Zentrum (M) unter Zwischenschaltung von Rollen (20) od. dgL Elemen- μ ten verschiebbar und arretierbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schlitten (21) bzw. dessen Tragteüen (24) zum Inneren des Gleitringes (5) gerichtete Auflageelemente (26) vorgesehen und zumindest teilweise bewegbar ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (215) als Stege ausgebildet und wenigstens etwa radial zum Zentrum (M) des Gleitringes (5) verschiebbar sowie in einer Arbeitslage arretierbar sind.
6. Vorrichtung nach ftnsprucii 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagestege (26) etwa parallel zur Ebene des Gleitringt i (5) verschiebbar und/oder an dieser Ebene gegeneinander drehbar od. dgL ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagestege (26) zumindest an dem in das Innere der vom Gleitring (5) bestimmten Fläche ragende Ende (28) jene verlängernde Schwenkteile (30) aufweisen.
8. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schwenkteile (30) etwa lotrecht zur Ebene des Gleitringes (5) um eine Querachse (29) od. dgL des zugehörigen Auflagesteges (26) drehbar ist
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch auf die Schwenkteile (30) einwirkende Kraftspeicher (31).
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkteile (30) zum Zentrum (M) des Gleitringes (5) hin in Spitzen (33) enden. · .
U. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis IC« dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Seitenkanten der Auflagestege (26) jeweils mit der ihnen zugeordneten Seitenkante des entsprechenden Schwenkteils (30) etwa fluchten. w
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Schlitten (21) verstellbare Zielgeräte (49) zur Festlegung des Arbeitsfeldes angebracht sind.
13. Vorrichtung nach dem vorangehenden An- μ spruch, gekennzeichnet durch eine Teleskopstange als Zielgerät (49), welche radial zum Zentrum (M) des Gleitringes (5) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (5) von Halteelementen (34, 35) des Schlittens (21) zumindest an einer seiner Längskanten untergriffen ist
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

14, gekennzeichnet durch seitlich in den Gleitring (5) eingreifende reibungsniedrige Griffelemente (51) des Schlittens.
16. Vorrichtung nach einem der Anspruch? 1 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (5) durch Stützen, beispielsweise zu seiner Ebene lotrechte Rohrfüße (4), am Träger (1), z. B. einem Operationstisch, festlegbar und gegenüber letzterem höhen- und/oder neigungsverstellbar ausgebildet ist
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche t bis

16, gekennzeichnet durch einen gegebenenfalls aus Leichtmetall geformten Gleitring (5), welcher einen Teilkreisbogen von etwa 300° beschreibt
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet daß zur Verschiebung des Gleitringes (5) in seiner Ebene die ihn tragenden Rohrfüße (4) an ihren oberen Enden (10) gekröpft ausgebildet sind
19. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet daß der Quersteg (11) zwischen den parallelen Rohrfußteilen (4 bzw. 10) längenverände-lich ausgebildet ist
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

19, dadurch gekennzeichnet daß zumindest die den Gleitring (5) tragenden Rohrfüße (4) hydraulisch verschiebbar sind, beispielsweise einen Druckzylinder aufweisen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

20, dadurch gekennzeichnet daß die bewegbaren Teile (4, 5, 21, 26, 30) an eine gemeinsame mechanische, elektrische oder hydraulische Steuerungsanlage angeschlossen und zentral betätigbar sind