DE3410417A1 - Tragvorrichtung fuer medizinische geraete - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung für medizinische Geräte wie z.B. ein Operationsmikroskop, ein Laserstrahl-Skalpell
(Laser-Skalpell), eine Rontgenapparatur und dergleichen. ' Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bremseinrichtung
eines mehrgelenkigen Arms, der an seinem einen Ende zum Tragen und Haltern medizinischer Gerätschaften ausgebildet
ist, während er mit seinem anderen Ende an einer Tragsäule · der Tragvorrichtung drehbar oder schwenkbar festgemacht ist.
Bei medizinischen Gerätschaften wie z.B. einem Operationsmikroskop,
einem Laser-Skalpell, einem Röntgengerät usw., wie sie zur Behandlung, Untersuchung oder Überprüfung kranker
Körperteile mit Hilfe von optischen oder elektronischen Mitteln eingesetzt werden, besteht die Notwendigkeit, die Geräte 'an
einer solchen Stelle zu lokalisieren, wo die kranken Körperteile am besten der Beobachtung zugänglich sind und die Behandlung
oder die Operation ohne Unterbrechung vorgenommen werden kann. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Tragvorrichtungen
für medizinische Geräte entwickelt, die in der Lage sind, die Geräte in einer beliebigen räumlichen Position zu
halten. Dies wird ermöglicht durch einen mehrgelenkigen Arm, der mit seinem einen Ende drehbar und schwenkbar an einer
auf dem Boden stehenden oder von der Zimmerdecke herabhängenden Tragsäule befestigt ist, während an seinem anderen Ende
das medizinische Gerät befestigt ist.
Bei einer speziellen Art herkömmlicher Tragvorrichtungen wird eine Drehwelle an jedem Gelenk des mehrgelenkigen Arms mit
Hilfe einer Klemmschraube festgeklemmt, so daß das medizinische Gerät in einer frei zu wählenden räumlichen Position
fixiert werden kann. Da nun der mehrgelenkige Arm zum Zwecke großer Bewegungsfreiheit und der Möglichkeit einer
genauen Feineinstellung eine große Anzahl von Gelenken aufweist, ist eine entsprechend große, zur Anzahl der Gelenke
proportionale Anzahl von Klemmschrauben vorzusehen. Bei der Operation wird die Handhabung einer derartigen Tragvorrichtung
jedoch äußerst schwierig, da bei jeder erforderlichen Lageänderung des medizinischen Geräts die vielen Stellschrauben
gelöst und anschließend wieder festgezogen werden müssen.
Handelt es sich bei dem medizinischen· Gerät insbesondere um
ein Operationsmikroskop, wie es z.B. in der Neurochirurgie oder in der HNO-Chirurgie eingesetzt wird, so ist eine sehr
häufige Nachstellung der räumlichen Lage während der Operation erforderlich, da die zu beobachtenden kranken Körperteile
räumlich relativ weit auseinander liegen und die Beobachtung aus verschiedensten Richtungen erfolgen muß. Wenn der Operierende
das Mirkoskop selbst bewegt, so müssen die Klemmschrauben stets in sterilem Zustand gehalten werden. Diese Forderung
ist nur schwierig zu erfüllen. Sind die Stellschrauben nicht steril, so dürfen sie weder von dem Operierenden noch von
dem assistierenden Personal berührt werden, und es ist eine weitere Person notwendig, die das Mikroskop bewegt.
Die japanische Offenlegungsschrift No. 48-40450 zeigt eine Anordnung, bei der versucht wurde, die oben aufgezeigten
Nachteile zu vermeiden. Bei der in dieser Offenlegungsschrift beschriebenen Tragvorrichtung wird der mehrgelenkige Arm
dadurch an einer Drehung gehindert, daß ein Strom durch einen in jedem Gelenkteil des mehrgelenkigen Arms (es handelt
sich um einen dreidimensional einstellbaren Kardan-Mechanismus) installierten Elektromagneten geschickt wird.
Eine Drehbewegung des Arms wird dadurch ermöglicht, daß die Stromzufuhr zu dem Elektromagneten mit Hilfe eines von
dem Operierenden zu betätigenden Schalters abgeschaltet
wird. Auf diese Weise läßt sich ein medizinisches Gerät zu einer gewünschten räumlichen Position bewegen und dort
anhalten. Da diese Tragvorrichtung zum Beschränken bzw. Verhindern der Drehbewegung des mehrgelenkigen Arms Elektromagneten
verwendet, wird die gesamte Tragvorrichtung nicht nur relativ teuer, sondern auch die laufenden Betriebskosten
sind relativ hoch, da der Elektromagnet dauernd mit Strom gespeist werden muß, damit das medizinische Gerät
festgehalten wird. Eine Unterbrechung der Stromzufuhr ist nur in den kurzen Zeiten möglich, in denen das medizinische
Gerät bewegt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tragvorrichtung für medizinische Geräte zu schaffen, die die oben aufgezeigten
Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermeidet, und die mit Mitteln ausgestattet ist, welche die Drehbewegung
eines mehrgelenkigen Arms hemmen, wobei die Tragvorrichtung dennoch einen einfachen Aufbau haben und in der
Herstellung billig sein soll.
Bei einer Tragvorrichtung für medizinische Geräte, mit einer Tragsäule und einem von dieser gehaltenen und zum
Tragen eines medizinischen Gerähs ausgebildeten, mehrgelenkigen Arms wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß eine Drehwelle mindestens, eines Gelenks des mehrgelenkigen Arms mit einer Bremsscheibe ausgestattet
ist, daß im Inneren eines Armelements des mehrgelenkigen Arms Bremsschuhe vorgesehen sind, die die Bremsscheibe
zwischen sich zusammenpressen, daß auf die Bremsschuhe im Ruhezustand eine Haltekraft ausgeübt wird, und daß eine
Lösevorrichtung ansprechend auf ein von einem durch eine Bedienungsperson zu betätigenden Befehlsgeber abgegebenes
Befehlssignal die Bremsscheibe von der Haltekraft der Bremsschuhe löst.
Die erfindungsgemäße. Tragvorrichtung kennzeichnet sich
durch eine zweistufige Einstellung des medizinischen Ge-•räts.
Dieses wird normalerweise an einer beliebigen räumlichen Stelle durch die die Haltekraft ausübenden Mittel
ortsfest gehalten. Wenn die räumliche Lage des medizinischen Geräts geringfügig geändert oder das Gerät einer Feineinstellung
unterzogen werden soll, so wird der mehrgelenkige Arm durch eine Kraft bewegt, welche die Haltekraft überwindet.
Soll das medizinische Gerät jedoch mit geringem Kraftaufwand über einen größeren Bereich bewegt werden, so
wird die Lösevorrichtung betätigt, um 'die Bremsscheibe von dem Haltedruck zu befreien.
Bei der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung besteht während
der Operation nicht die Schwierigkeit, Klemmschrauben zu befestigen bzw. zu lösen, wie es bei den oben erläuterten,
herkömmlichen Tragvorrichtungen der Fall ist. Die erfindungsgemäße Tragvorrichtung ist billig nicht nur im Hinblick
auf die Herstellungskosten, sondern auch hinsichtlich der Betriebskosten, da es sich bei dem Bremsmechanismus um
ein äußerst einfaches mechanisches System handelt.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Tragvorrichtung für medizinische
Geräte,
Figur 2 eine vertikale, teilweise geschnittene Ansicht eines ersten, in F^gur 1 gezeigten Armelements, und
Figur 3 eine vertikale, teilweise geschnittene Ansicht
eines Annelements ähnlich wie in Figur 2, 'jedoch einer
weiteren Aus führung« form der ,Erfindung. ■
Figuren 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform der
Erfindung, wobei" Figur 1 in perspektivischer Ansicht das äußere Erscheinungsbild einer Tragvorrichtung für medizinische
Geräte zeigt. Bei dem von der Tragvorrichtung gehaltenen, medizinischen Gerät handelt es sich hier um ein
Operationsmikroskop. Auf dem Boden eines Operationsraums steht ein Fuß 1, in den eine Tragsäule 10 vertikal beweglich
eingesetzt ist. An dem oberen Ende der.Tragsäule 10 ist ein erstes Armelement 2 so festgemacht, daß es mit seinem
einen Ende drehbar um eine lotrechte Achse 0- gelagert ist, damit es in einer horizontalen Ebene verschwenkt werden
kann. An dem anderen Ende des Armelements 2 ist drehbar um eine lotrechte Achse 0„ ein zweites Armelement 3
festgemacht, welches einen Teil eines mehrgelenkigen Arms bildet. Das zweite Armelement 3 des mehrgelenkigen Arms
ist als Parallelogrammlenker ausgebildet und kann um eine horizontale Drehachse 0-. verschwenkt werden. An der Unterseite
des Endabschnitts 30 des zweiten Armelements 3 ist ein Mikroskoparm 4 drehbar um eine lotrechte Achse 0. befestigt.
Der Mikroskoparm 4 hält an seinem freien Ende einen Mikroskopkörper 5. Auf der den Gelenkarmen 31 und 32
gegenüberliegenden Seite eines Gelenk-Drehpunkts 33 der horizontalen Drehachse 0~ erstreckt sich ein Verlängerungsstück
34, das mit einem Gegengewicht 6 ausgestattet ist. mit dessen Hilfe das Gewicht des Mikroskopkörpers 5 am
Endteil 30 des zweiten Armelements 3 ausgeglichen wird. Innerhalb der Armelemente 2 und 3 sind Bremsmittel 7a - 7d
für die Achsen O1 bis O4 vorgesehen, wobei diese Achsen
den Dreh- oder Schwenkmittelpunkt der Armelemente der Tragvorrichtung herstellen.
Da der Aufbau sämtlicher Bremsvorrichtungen identisch ist, soll anhand von Figur 2 lediglich eine einzige Bremsvorrichtung
7a als Beispiel erläutert werden. An dem oberen Ende einer an der Spitze der Tragsäule 10 ausgebildeten Drehwelle
100 ist eine Bremsscheibe 8 befestigt. Unterhalb der
Bremsscheibe 8 befindet sich eine Grundscheibe 11, die
mit dem ersten Armelement 2 über eine Schraube 9 verbunden
ist, so daß sie sich um die Welle 10 zu drehen vermag.
An einem abstehenden Ausleger 110 der Grundplatte 11 ist
ein Bremsschuh 12 befestigt. An der Unterseite einer mit dem Armelement 2 und innerhalb dieses Armelements angeordneten
Grundplatte 13 ist ein Lager 14 befestigt, das
einen-Bremsarm 15 schwenkbar lagert. An einem Ende des
Bremsarms 15 ist ein Bremsschuh 16 an einer solchen Stelle
angeordnet, daß er die Bremsscheibe 8 unter Zusammenwirken mit dem Bremsschuh 12 zusammenzupressen vermag. Gegen das
andere Ende 150 des Bremsarms 15 liegt die Spitze einer Stoßstange 201 eines Elektromagneten 20 an. Der Elektromagnet
20 ist an der Grundplatte 13 befestigt.
Wie aus Figur 1 hervorgeht, ist der Elektromagnet 20 so ausgelegt, daß er die Stoßstange 201 nach unten stößt, wenn
ein Befehlsschalter 52 eingeschaltet wird, der an der Spitze einer der an beiden Seiten des Mikroskops 5 befestigten
Steuerhebel 51a und 51b installiert ist. An der Unterseite der Basisplatte 13 ist ein U-förmiges Führungsglied 19
festgemacht. Ein an seinem unteren Ende mit einem Knopf 171 und in seinem Mittelbereich mit einem Kragen 172 ausgestatteter
Druckeinstellbolzeh■17 ist in eine in einer Stange 190 des Führungsglieds 19 ausgebildete öffnung
eingesetzt. Die Spitze des Bolzens 17 ist in einen Innengewindeabschnitt Ί 31 der Grundplatte 13 eingeschraubt, wobei
der Bolzen eine in dem Bremsarm 15 ausgesparte Öffnung 151 durchsetzt. Zwischen dem Kragen 172 des Bolzens
und der Unterseite des Bremsarms 15 befindet sich eine Feder 18, die sich an Beilagscheiben 181 und 182 abstützt.
Die Feder 18 spannt den Brenisarm 15 ständig nach oben vor, so daß der Bremsschuh 16 im Normalzustand die Bremsscheibe
18 unter Zusammenwirken mit dem Bremsschuh 12 andrückt.
3 Λ 1 O 41 7
Hierdurch wird eine Drehbewegung des Arms verhindert bzw. gehemmt.
Die Bremsschuhe 12 und 16 bestehen aus elastischem Verschleißmaterial
wie z.B. Gummi, und die Federkraft der Feder 18 ist derart eingestellt, daß der Mikroskopkörper 5 sich nicht
spontan oder selbständig aus der festgelegten Position heraus bewegen kann.
Die oben beschriebene Tragvorrichtung arbeitet wie folgt:
Soll der Mikroskopkörper 5 einer Feineinstellung unterzogen werden, so erfaßt der Operateur die Steuerhebel 51a und 51b
(siehe Figur 1) und bewegt den Mikroskopkörper 5, wobei die Armelemente sehr kleine Schwenkbewegungen gegen die Reibungskraft
zwischen der Bremsscheibe 8 und den Bremsschuhen 12 und 16 auszuführen vermögen. Die Federkraft der Feder
läßt sich beliebig einstellen, indem der Knopf 171 gedreht wird, um den Bolzen 17 in dessen axialer Richtung zu bewegen.
Diese Bewegung wiederum veranlaßt, daß der Kragen 172 seine Stellung verändert und mithin eine andere Spannkraft
der Feder 18 hervorgerufen wird.
Soll die räumliche Lage des Mikroskops 5 in großem Umfang verändert werden, so wird der Befehlsschalter 52 zum Erregen
des Elektromagneten 20 eingeschaltet. Der Elektromagnet stößt demzufolge die Stoßstange 201 gegen die nach oben
wirkende Kraft der Feder 18 nach unten. Hierdurch wird der
Bremsarm 15 nach unten geschwenkt, so daß die auf die Bremsscheibe 8 durch den Bremsschuh 16 einwirkende Haltekraft
gelöst wird und demzufolge das Mikroskop mit geringem Kraftaufwand bewegt werden kann. Da bei dieser Ausführungsform der Parallelogrammlenker vorgesehen ist, bei dem das
zweite Armelement mit dem Gegengewicht 6 ausgestattet ist,
Copy
läßt sich das Mikroskop sehr leicht und ruckfrei bewegen.
Bei dem oben geschilderten Ausführungsbeispiel sind die
Drehwellen O1 bis O4 in den Bremsvorrichtungen 7a bis 7d
installiert, jedoch ist es im Rahmen der Erfindung nicht unbedingt notwendig, eine Bremsvorrichtung in jeder der
Drehwellen vorzusehen.
Da das Gewicht des -aus dem Lenkermechanismus bestehenden
zweiten Arms gut ausgeglichen ist, könnte auf die Bremsvorrichtung bei der horizontalen Achse O-. verzichtet werden.
Figur 3 zeigt in einer ähnlichen Ansicht wie Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Bei der in Figur 3
dargestellten Ausführungsform sind nur die Bremsscheibe,
die Bremsschuhe und die Mittel zur Ausübung der Haltekraft von der ersten Ausführungsform verschieden, die anderen
Teile entsprechen der Ausführungsform nach Figur 2. An der Drehwelle 100 sind Bremsscheibenglieder 8a und 8b befestigt,
die z.B. aus rostfreiem Stahl bestehen. Die Bremsscheibenglieder sind in axialer Richtung der Drehachse an ihren
ümfangskanten-Abschnitten mit Abstand voneinander angeordnet
und liegen einander gegenüber. Auf dem Ausleger 110 der
Grundscheibe T1 sind mit Hilfe eines Lagerblocks 111 mehrere
Bremsschuh-Platten, in' dieser Ausführungsform drei aus Stahl bestehende Bremsschuh-Platten 12a, 12b und 12c,angebracht.
Diese Bremsschuh-Platten 12a, 12b und 12c sind voneinander
beabstandet und liegen einander gegenüber. Sie sind derart angeordnet, daß sie den ümfangskanten-Abschnitten der Bremsscheibenglieder
8a und 8b gegenüberliegen, wobei sie beide Seiten der Scheiben zwischen sich aufnehmen. An einem Ende
des Bremsarms 15 isL ein Bremsschuh-Andruckglied 161 an
einer solchen Stelle befestigt, daß es unter Zusammenwirkung mit Jem I.agcrblock 111 die Bremsschuh-Platten 12a, 12b
und 12c sowie die Bremsscheibenglieder 8a und 8b zusammengedrückt
halten kann. Daher läßt sich im Normalzustand eine
hohe Reibungskraft erzielen, cUi die Jirems.scheibeiiijlicder
8a und 8b Flächenberührung mit den Brems-schuh-P-latten 12a,
12b und 12c haben. Hierdurch wird verhindert, daß der Arm
durch eine kleine Kraft gedreht oder verschwenkt wird.
Man kann eine kleinere Federkraft für die Feder 18 wählen, um zu erreichen, daß der Mikroskopkörper 5 nicht spontan
aus der jeweiligen Stellung bewegt wird. Mit größer werdender Reibungsfläche wird im Vergleich zu der herkömmlichen
Tragvorrichtung der Bereich größer, innerhalb dessen die Federkraft der Feder 18 eingestellt werden kann. Die Arbeitsweise
der in Figur 3 dargestellten Tragvorrichtung ist die gleiche wie bei der ersten Ausfuhrungsform, mit
der Ausnahme, daß die Bremsscheibenglieder 8a und 8b mit Hilfe der Bremsschuh-Platten 12a, 12b und 12c mit einer
kleineren Haltekraft an ihren beiden Seiten gehalten werden können, um eine Drehbewegung des mehrgelenkigen Arms zu
verhindern.
Die oben geschriebene Tragvorrichtung zeichnet sich durch eine besonders gute Handhabbarkeit aus, da die Möglichkeit
besteht, das medizinische Gerät auf einfache Weise mit Hilfe der Steuerhebel zu positionieren. Der Aufbau der
Anordnung ist billig, und die Betriebskosten sind gering. Bei der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung wird verhindert,
daß der mehrgelenkige Arm durch kleine Kräfte gedreht oder verschwenkt wird, während hingegen Feineinstellungen sehr
leicht durchgeführt werden können.
Claims (5)
- DIEHL & KRESSINPatentanwälte · European Patent AttorneysKanzlci/Olfice:Fkigneristraße. r7 ■ D-8000 München 1920. März 1984 T 8006TRAGVORRICHTUNG FÜR MEDIZINISCHE GERÄTEPatentansprücheλJ Tragvorrichtung für medizinische Geräte, mit einer Tragsäule und einem von dieser gehalLenen und zum Tragen eines medizinischen Geräts ausgebildeten, mehrgelenkigen Arm, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehwelle (100) mindestens eines Gelenks des mehrgelenkigen Arms (2, 3) mit einer Bremsscheibe (8, 8a, 8b) ausgestattet ist, daß im Inneren eines Armelements (2) des mehrgelenkigen Arms Bremsschuhe (12, 16; 12a, 12b) vorgesehen sind, die die Bremsscheibe zwischen sich zusammenpressen, daß auf die Bremsschuhe im Ruhezustand eine Ilaltekraft ausgeübt wird, und daß oine Lösevorrichtung (15, 20, 201) ansprechend auf ein von einem Befehlsgeber (52), der von einer Bedienungsperson betätigt wird, abgegebenes Befehlssignal die Brcmsiu-hotb.' (0; 8a, 8b) von der llaltokraf t der Bremsschulu» 1 <">st .BAD341OA 1 7
- 2. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Bremsschuhe (16) an einem Ende eines Bremsarms (15) befestigt ist, welcher schwenkbar um einen Drehpunkt innerhalb des Armelements (2) gelagert ist, daß eine Stoßstange (201) eines von einem von dem Befehlsgeber (52) kommenden Befehlssignal betätigten Elektromagneten (20) mit dem anderen Ende des Bremsarms (15) in Eingriff steht, und daß eine Feder (18) zwischen dem Drehpunkt (14) des Bremsarms (15) und der Stelle, an der die Stoßstange (201) mit dem Bremsarm (15) in Eingriff gelangt, vorgesehen ist, welche ständig die Haltekraft auf die Bremsschuhe" (12, 16) ausübt.
- 3. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bremsscheibenglieder (8a, 8b) in axialer Richtung der Drehwelle (100) mit Abstand voneinander angeordnet sind und sich mit ihren Umfangskantenabschnitten gegenüberliegen, und daß die Bremsschuhe (12a, 12b) mehrere Bremsschuh-Platten aufweisen, welche die Lremsscheibenglieder (12a, 12b). von deren Ober- und' Unterseiten aus halten und derart angeordnet sind, daß sie den Umfangskantenabschnitten der Bremsscheibenglieder gegenüberliegen,
- 4. Tragvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende .eines in dem Armelement (2) schwenkbar um einen Drehpunkt gelagerten Bremsarms (15) einer Seite der Bremsschuh-Platten (12a, 12b) gegenüberliegt, daß eine Stoßstange (201) eines ansprechend auf einen von dem Befehlsgeber (52) kommenden Befehl betätigten Elektromagneten (20) mit dem anderen Ende des Bremsarms (15) in Eingriff kommt, und daß eine Federanordnung (18) in dem Zwischenbereich zwischen dem Drehpunkt des Bremsarms und einem Punkt, an dem die Stoßstange (201) mit dem Bremsarra in Eingriff gelangt, angreift, um im NormalzustandCOPYdie Haltekraft auf die Bremsschuh-Platten (12a> 12b) auszuüben.
- 5. Tragvorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Feder so gewählt ist, daß der mehrgelenkige Arm (2, 3) in seiner Ruhestellung ortsfest gehalten wird, während dann, wenn der mehrgelenkige Arm (2, 3) ohne Betätigung des Befehlsgebers (52) bewegt wird, die Bremsscheibe (8; 8a, 8b) gegen die Haltekraft der Bremsschuhe gedreht werden kann, um den mehrgelenkigen Arm exakt in der erforderlichen Position einzustellen.
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