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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mikroskop, das zur Verwendung
in der Nähe
eines Geräts
zur Magnetresonanzbildgebung (MRI-Gerät) geeignet ist, sowie auf
ein Trägergestell zum
Tragen des Mikroskops.
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Auf
dem Gebiet der Neurochirurgie und der Herzchirurgie ist die Mirkoskop-gestützte Operation bekannt,
wobei eine Operation durchgeführt
wird, während
die erkrankte Stelle mit Hilfe eines Mikroskops beobachtet wird.
Solch eine Mikroskopoperation wird im Allgemeinen auf der Grundlage
tomographischer Bildinformationen der Computertomographie, der Magnetresonanzbildgebung
(MRI) usw. durchgeführt,
und insbesondere die Magnetresonanzbildgebung (MRI: eine Bildverarbeitungsvorrichtung,
die das Bildgebungsprinzip der Magnetresonanz verwendet) wird verbreitet
eingesetzt, da sie sicherer als die röntgenbasierte Tomographie ist.
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Wenn
jedoch im selben Operationsraum die sog. offene Magnetresonanzbildgebung
(offene MRI) und ein Mikroskop zusammen eingesetzt werden, wird
das Magnetfeld geändert,
wenn das Mikroskop fokussiert oder gezoomt wird, und Rauschsignale werden
in dem Magnetresonsanz-Monitor beigemischt und eine genaue Information
der Stelle kann nicht erhalten werden. Wenn eine Antriebsvorrichtung
in einem Trägergestell
zum Tragen des Mikroskops verwendet wird, ändert sich ebenfalls das Magnetfeld
aufgrund ihres elektrischen Motors, oder wenn eine Elektrokupplung
als Kupplungsvorrichtung eingesetzt wird, wird das Magnetfeld auf ähnliche Weise
von der Elektrokupplung geändert,
und Rauschsignale werden einem Bild beigemischt.
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Um
diese Probleme anzugehen, offenbart die
DE 1 472 298 ein Gerät zur Führung des
Objektivs einer optischen Vorrichtung wie z. B. eines Mikroskops,
wobei die Positionierung der Objektivlinse und des Mikroskoprohrs
pneumatisch durchgeführt
werden, ohne elektrische Motoren, und zwar mit Hilfe eines geschlossenen
pneumatischen Kreislaufs, der von einer Luftquelle versorgt wird.
Jedoch können Druckänderungen
in dem Kreislauf und in der Luftquelle zu einer ungenauen Positionierung
und daher zu schlechten Abbildungseigenschaften führen.
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Darstellung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht derartiger Probleme des
Standes der Technik gemacht und ihre Aufgabe ist es, ein Mikroskop
bereitzustellen, das zur Verwendung mit einer Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung
(MRI) geeignet ist, sowie ein Trägergestell
für das
Mikroskop.
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Mikroskop, das zur Verwendung
in einem Raum, in dem eine Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung
(MRI) installiert ist, geeignet ist, umfassend einen Luftmotor,
der kein Magnetfeld erzeugt, als Antriebsvorrichtung zum Steuern
eines Manipulationsmechanismus des Mikroskops, wobei der Luftmotor
umfasst: ein Gehäuse,
das mit einem Hohlraum ausgebildet ist; eine Turbine, die in dem
Hohlraum untergebracht ist, wobei die Turbine in dem Hohlraum drehbar
untergebracht ist; einen Gaszuführanschluss,
der im Gehäuse
gebildet ist, wobei das Gas aus dem Gaszuführanschluss zur Turbine zugeführt wird
und ausgestoßen wird,
wobei die Turbine sich entsprechend einer Gaszuführrichtung dreht; und einen
Bremsklotz, der die Turbine mit einer vorbestimmten Aufdruckkraft
berührt,
wobei der Bremsklotz sich durch Anwenden des abgelassenen Gasdrucks
von der Turbine trennt, um in einem nicht berührenden Zustand zu sein.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist der Manipulationsmechanismus des Mikroskops ein
Fokussier- und Zoommechanismus, und das Mikroskop kann auch eine
Vorrichtung umfassen, um im Notfall den Mechanismus durch Handbetrieb
zu steuern.
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Gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung übt
dieser Luftmotor ein Drehmoment auf eine Last aus, um das Mikroskop
durch einen Untersetzungsmechanismus zu manipulieren, und das Mikroskop
umfasst einen Handbetätiger,
der ein zusätzliches
Drehmoment auf den Untersetzungsmechanismus aufwendet. Bevorzugt
kann der Untersetzungsmechanismus ein Getriebe umfassen, das einen
ersten und einen zweiten Eingangsschaft und einen Ausgangsschaft
aufweist, wobei der erste Eingangsschaft das Drehmoment vom Luftmotor
erhält, der
zweite Eingangsschaft das zusätzliche
Drehmoment vom Handbetätiger
erhält
und der Ausgangsschaft die Last zur Manipulierung des Mikroskops
antreibt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht, die den Zustand der Verwendung des Mikroskops
zur Magnetresonanzbildgebung und des Trägergestells in einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Schnittansicht, die einen Luftmotor des Mikroskops zur Magnetresonanzbildgebung
zeigt;
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3 ist
eine Schnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Schnittlinie
SA-SA in 2;
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4 ist
eine Draufsicht des Mikroskops zur Magnetresonanzbildgebung mit
einem Luftmotor;
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5 ist
eine Schnittansicht in Pfeilrichtung entlang der Schnittlinie SB-SB
der 4;
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6 ist
eine Schnittansicht, die einen anderen Luftmotor mit Bremse zeigt;
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7 ist
eine Schnittansicht in Pfeilrichtung genommen entlang der Schnittlinie
SC-SC in 6;
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8 ist
eine schematische Ansicht, die ein bevorzugtes Trägegestell
zeigt;
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9 ist
eine Schnittansicht, die eine Luftkupplung zeigt, welche bevorzugt
in einem Trägergestell
verwendet wird;
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10 ist
eine Schnittansicht in Pfeilrichtung, genommen entlang der Schnittlinie
SD-SD in 9;
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11(A) ist eine Schnittansicht, die eine weitere
Ausführungsform
der Luftkupplung zeigt, und 11(B) ist
eine Schnittansicht in Pfeilrichtung, genommen entlang der Schnittlinie
SE-SE in 11(A); und
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12 ist
eine Vorderansicht einer Ringscheibe.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden im Folgenden basierend auf den beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine schematische Ansicht, die den Zustand der Verwendung eines
Mikroskops zur Magnetresonanzbildgebung und eines Trägergestells
in einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Das
Mikroskop 1 zur Magnetresonanzbildgebung und das Trägergestell 2 der
Ausführungsform werden
bei Mikroskopoperationen unter Verwendung einer Magnetresonanzbildgebervorrichtung 3 (MRI: Bildverarbeitungsgerät, das das
Prinzip der Magnetresonanzabbildung verwendet). Das Mikroskop 1 und
das Trägergestell 2 enthalten
keine Magneten und erzeugen kein Magnetfeld, und die Antriebsquelle
ist Luft- oder Gasdruck.
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Im
Allgemeinen ist in dem MRI-Raum eine hohe Gleichmäßigkeit
im statischen Magnetfeld der MRI-Vorrichtung erforderlich, um eine
hohe Bildqualität
zu erhalten, und es ist notwendig, ein statisches Magnetfeld stationär im Raum
aufrechtzuerhalten, indem letztlich die zeitlichen Änderungen
der Magnetfeldumgebung um das Gerät herum unterdrückt werden.
Zu diesem Zweck sind das bewegliche Mikroskop 1 und das
Trägergestell 2 aus
Aluminium oder einem anderen nicht magnetischen Material hergestellt,
um Fluktuationen des Magnetfelds im Raum zu verhindern. Als nicht
magnetisches Material können, solange
eine bestimmte Festigkeit sichergestellt ist, teilweise Messing,
Kupfer, Edelstahl, Keramik oder Kunstharz verwendet werden.
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Das
Mikroskop 1 wird durch einen Luftmotor angetrieben, der
kein Magnetfeld erzeugt, anstatt durch einen Elektromotor, der Magnetfeldrauschen erzeugt,
und das Trägergestell 2 wird
auf ähnliche Weise
durch eine Luftkupplung angetrieben. Indem das Mikroskop 1 und
das Trägergestell 2 der
Ausführungsform
bei der Mikroskopoperation verwendet werden, wird dementsprechend
die periphere Magnetfeldumgebung nicht geändert und es werden stets rauschfreie
Magnetresonanzbilder erhalten.
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Um
bei einer tatsächlichen
Operation eine komplette elektromagnetische Abschirmung im Operationsraum 4 mit
dem Magnetresonanzbilderzeugungsgerät 3 zu erzielen, werden
Abschirmkanäle
in sämtlichen
Wänden 4a des
Operationsraums 4 eingesetzt. Vom Trägergestell 2 erstrecken
sich ein Kabel 5 und ein Rohr 6 (ebenso nicht
magnetisch) und führen
aus dem Operationsraum 4 heraus. Das Kabel 5 stellt
eine Verbindung zwischen einem kleinen Elektromagnetventil (nicht
gezeigt) im Trägergestell 2 (dieses
kleine Magnetventil ist sehr rauscharm und hat daher keine Auswirkungen)
und einer in einem anderen Raum 7 installierten Stromquelle 8 her.
Dieses kleine Magnetventil steuert das An- und Abschalten der in
den Luftmotor des Mikroskops und die Luftkupplung des Trägergestells 2 einzuführenden
Luft. Das Kabel 5 ist mit Hilfe eines Abschirmverbinders 9 und
eines Bandpassfilters 10 angeschlossen und schirmt vollständig elektromagnetisches
Rauschen hoher Frequenz ab, das von der Stromquelle 8 im
anderen Raum 7 erzeugt wird. Das Rohr 6 für die Zufuhr der
Luft wird mit einer nicht gezeigten Luftpumpe verbunden und das
Betriebsgeräusch
der Luftpumpe wird nicht direkt in den Operationsraum übertragen.
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Mikroskop
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Das
Mikroskop 1 der Ausführungsform
wird mit Bezug auf 2 bis 5 genauer
erklärt. 2 und 3 sind
schematische Ansichten, die einen als Betätiger des Mikroskops 1 bevorzugt
eingesetzten Luftmotor 11 zeigen. Der Luftmotor 11 verwendet keinen
Magneten und erzeugt daher kein Magnetfeld und wird als Antriebseinheit
der Zoomvorrichtung und der Fokussiervorrichtung verwendet, die
in einem optischen System unabdingbar sind. Ein Hohlraum S ist in
einem Gehäuse 12 ausgebildet
und eine Turbine 13 ist in dem Raum S untergebracht. Mehrere
Schaufeln 13a sind radial an den Seitenflächen der Turbine 13 ausgebildet
und eine Turbinenwelle 13b ist einstückig in der Mitte der Turbine 13 ausgebildet. Das
Gehäuse 12 besitzt
zwei Zuführanschlüsse 16, 17 und
einen Abluftanschluss 18, wie in 3 gezeigt,
die mit dem Raum S in Verbindung stehen. Die beiden Zuführanschlüsse 16, 17 sind
so angeordnet, dass Luft an jeweils gegenüberliegende Seiten der Schaufeln
zugeführt
werden kann.
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Die
Rohre 6a und 6b, die sich vom Rohr 6 durch
ein kleines, nicht gezeigtes Elektromagnetventil verzweigen, sind
mit den Zuführanschlüssen 16 bzw. 17 verbunden,
und ein Abluftrohr 20 ist mit dem Abluftanschluss 18 verbunden.
Bei der Drehung der Turbine 13 wird einer der Zuführanschlüsse 16, 17 durch
ein kleines, nicht gezeigtes Elektromagnetventil ausgewählt und
Stickstoffgas wird als Luft N durch den ausgewählten Zuführanschluss 16 oder 17 zugeführt, und
ein Drehmoment wird in der Richtung R1 oder R2 in Abhängigkeit
des Zuführanschlusses
erzeugt, und die Turbine 13 wird in Drehung versetzt, und
die zugeführte
Luft N wird aus dem Abluftanschluss 18 ausgestoßen. D.
h., dass abhängig
von der Zuführrichtung
der Luft N die Drehrichtung R1 oder R2 der Turbine 13 gesteuert
werden kann.
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Wenn
die Turbine 13 von der Luft N gedreht wird und die Turbinenwelle 13b in
der Mitte der Turbine 13 in Drehung versetzt wird, wird
dessen Drehkraft wieder durch ein Zahnradgetriebe 14 verlangsamt
und auf eine Ausgangswelle 15 übertragen. Die Drehung der
Ausgangswelle 15 wird weiter auf die Zoomvorrichtung und
die Fokussiervorrichtung übertragen.
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Der
Luftmotor 11 ist mit einer manuellen Eingangswelle 19 mit
Knöpfen 19a an
ihrem Ende versehen, so dass die Ausgangswelle 15 von Hand
gedreht werden kann. Wenn daher irgendwelche Probleme in der Turbine 13 des
Luftmotors 11 oder der Zuführleitung der Luft N an die
Turbine 13 auftreten sollten, kann die Mikroskopoperation
von Hand weitergeführt
werden. Daher ist die Zuverlässigkeit
als medizinische Vorrichtung hoch.
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Das
Abluftrohr 20, das mit dem Abluftanschluss 18 des
Luftmotors 11 verbunden ist, wird in den benachbarten Trägerarm des
Trägergestells 2 geführt. Das
Abluftrohr 20 erstreckt sich bis an eine vom Mikroskop 1 entfernteste
Stelle, so dass das Betriebsgeräusch
der Luftpumpe, das indirekt durch das Luftzuführrohr 6 übertragen
wird, nicht bis zum Chirurgen D reichen kann. Das Abluftrohr 20 ist
ein Silikonrohr von ungefähr
5 mm Durchmesser und ist flexibel und absorbiert wirkungsvoll Luftvibrationen
und spielt die Rolle eines Schalldämpfers.
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Das
Mikroskop 1 mit dem Airmotor 11 ist in 4 und 5 gezeigt.
Der Chirurg D beobachtet die erkrankte Stelle durch ein Okular 21 und
bewegt eine Fokussierlinse 23 und eine Zoomlinse 24 eines Objektivs 22 mit
Hilfe des Luftmotors 11 und stellt die Bildschärfe (Fokus)
und Vergrößerung auf
der erkrankten Stelle ein. Wenn der aufgrund von Problemen in der
Zufuhr von Luft N oder den Turbinenschaufeln 13a nicht
normal arbeitet, kann die Bildschärfe und die Vergrößerung durch
Verwendung zweier Knöpfe 19a eingestellt
werden, die an der Seite des Mikroskops 1 vorgesehen sind.
Die Knöpfe 19a können an
jeder Position vorgesehen sein, die nicht die Operation des Chirurgen
beeinträchtigt.
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Das
Mikroskop 1 der Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass:
- (i) wenn
das Mikroskop 1 bewegt wird, es aufgrund des nicht magnetischen
Materials keine Fluktuationen des Magnetfelds bewirkt, die einen Einfluss
auf die Bildqualität
der Magnetresonanzbildgebervorrichtung haben;
- (ii) aufgrund des nicht magnetischen Luftmotors 11 kein
Magnetfeld erzeugt wird und negative Auswirkungen auf die Bildqualität der Magnetresonanzbildgebervorrichtung
aus dem Mikroskop 11, das besonders nah an der Magnetresonanzbildgebervorrichtung
während
der Operation verwendet wird, verhindert werden können;
- (iii) die Bildschärfe
und die Vergrößerung auch von
Hand eingestellt werden können,
indem die Knöpfe 19a gedreht
werden, und die Operation fortgeführt werden kann, selbst wenn
der Luftmotor 11 nicht normal läuft, wodurch einen hohe Sicherheit
als medizinische Vorrichtung aufrechterhalten werden kann; und
- (iv) da das Abluftrohr 20 ein flexibler Schlauch ist und
das Abluftrohr 20 weiter in den Arm des Trägergestells
geführt
wird, kann akustischer Lärm effektiv
unterdrückt
werden, und die Konzentration des Chirurgen D während der Operation wird nicht
gestört.
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Im
Folgenden wird ein Luftmotor 43 mit einer Bremse mit Bezug
auf 6 und 7 erklärt. Dieselben Teile wie bei
dem Luftmotor 11 werden mit denselben Bezugsziffern identifiziert
und von einer doppelten Erklärung
wird abgesehen.
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Ein
Turbine 55, die in einem Raum S untergebracht ist, der
in einem Gehäuse 54 gebildet
ist, ist auf der Seite flach und Wellenformen 55a sind
auf dem Umfang anstatt der Schlaufen gebildet. In diesem Gehäuse 54 ist
eine zylindrische Kammer S2 neben dem Raum S1 ausgebildet, um die
Turbine 55 unterzubringen und ein Zylinder 56 ist
in der Zylinderkammer S2 im Wesentlichen parallel zu einer Turbinenwelle 55b beweglich
untergebracht. Am Boden der Zylinderkammer S2 ist eine Feder 57 vorgesehen,
um den Zylinder 56 zur Seite der Turbine 55 zu schieben.
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Der
Raum S1 und die Zylinderkammer S2 sind durch einen Verbindungsweg
S3 in räumlicher Verbindung,
und in diesem Verbindungsweg S3 ist ein Bremsklotz 58 vorgesehen,
der sich in einer Richtung entlang der Turbinenwelle 55b einstückig mit dem
Zylinder 56 bewegt. Gewöhnlich
wird daher der Bremsklotz 58 durch die Schubkraft der Feder 57 gegen
die Seite der Turbine 55 gedrückt und verhindert die Drehung
der Turbine 55. Ein Abluftanschluss 18 ist von
der Seitenfläche
der Turbine 55 aus in die Zylinderkammer S2 zur Seitenwand
des Gehäuses 54 ausgebildet.
Die Seitenfläche
der Turbine 55 der Zylinderkammer S2 und der Raum S1 stehen
miteinander durch eine Abluftleitung 59 in Verbindung.
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Wenn
daher einer der Zuführanschlüsse 16 oder 17 ausgewählt wird
und Luft N durch den gewählten
Zuführanschluss 16 oder 17 zugeführt wird, gelangt
die Luft N aus dem Raum S1 durch die Abluftleitung 59 in
die Turbinen (55)-Seite der Zylinderkammer S2, und auf
den Zylinder 56 wird mit Hilfe der Abluftleitung 59 Druck
ausgeübt,
und der Zylinder 56 bewegt sich in der von der Turbine 55 wegführenden Richtung,
indem er sich der Feder 57 entgegensetzt. Als Ergebnis
wird der Bremsklotz 58 von der Turbine 55 getrennt
und die Turbine 55 befindet sich in einem nicht gebremsten
Zustand, so dass die Turbine 55 sich abhängig von
der Zuführrichtung
der Luft N dreht.
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Wenn
die Zufuhr der Luft N unterbrochen wird, wird der Überdruck
aufgrund des Drückens
des Zylinders 56 in der wegführenden Richtung verloren und
der Zylinder kehrt aufgrund der Schubkraft der Feder 57 in
seinen Anfangszustand zurück,
wodurch er mit der Seitenfläche
der Turbine 55 in Berührung kommt.
Daher wird gleichzeitig mit dem Unterbrechen der Luft N der Bremsklotz 58 mit
der Turbine 55 in Kontakt gebracht und die Drehung der
Turbine 55 wird sofort gestoppt, so dass eine übermäßige Drehung
der Turbine 55 aufgrund ihrer Trägheit verhindert wird. Daher
wird das Ansprechverhalten des Luftmotors 53 verbessert
und die Drehung der Turbine 55 kann lediglich durch Steuerung
der Zufuhr und Unterbrechen der Luft genau gesteuert werden. Da außerdem das
Ansprechverhalten des Luftmotors 53 verbessert wird, ist
es nicht nötig,
die Drehgeschwindigkeit übermäßig durch
das Zahnradgetriebe (siehe 2) zu verlangsamen,
so dass das Zahnradgetriebe 14 in seiner Größe verringert
werden kann.
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In
der Ausführungsform
wird ein Mikroskop für
eine Magnetresonanzbildgebervorrichtung erklärt, jedoch ist das Mikroskop
der Erfindung nicht nur auf Magnetresonanzanwendungen beschränkt, sondern kann
in jeder anderen Anwendung verwendet werden, bei denen eine Umgebung
benötigt
wird, in welcher sich das statische Magnetfeld zeitlich nicht ändert.
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Trägergestell
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Im
Folgenden wird das Trägergestell 2 mit Bezug
auf 8 bis 12 erklärt. Dieses
Trägergestell 2 wird
bevorzugt in der Nähe
der Magnetresonanzbildgebervorrichtung 3 verwendet und
ist besonders bevorzugt, um das Mikroskop 1 zu tragen.
Das Trägergestell 2 trägt das Mikroskop 1 an
seinem Vorderende und der Chirurg kann die Operation fortführen, indem
er die Position des Mikroskops 1 frei ändert. Dieses Trägergestell 2 wird
allgemein Gegengewichtsgestell genannt, das einen Parallelverbindungsaufbau
und ein Gegengewicht W umfasst, und kann die Balance beibehalten,
wo immer das Mikroskop 1 sich als das „Gewicht" befindet. D. h., dass das Mikroskop 1 wie
in einem gewichtlosen Zustand getragen wird, und das Mikroskop 1 kann
mit relativ geringem Aufwand an eine erwünschte Position bewegt werden.
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Wenn
die Position des Mikroskops 1 geändert wird, werden 6 Luftkupplungen
C1-C6, die im Trägergestell 2 vorgesehen
sind, freigesetzt und die Position wird bestimmt, und dann werden
die Luftkupplungen C1-C6 in ihrem arretiertem Zustand festgelegt.
Im Diagramm entsprechen die dem Symbol θ hinzugefügten Ziffern den jeweils mit
den Ziffern C1-C6 bezeichneten Elementen, und die Luftkupplung C1
dient zum Einstellen des horizontalen Drehwinkels θ1, und die
Luftkupplung C2 dem Einstellen des longitudinalen Drehwinkels θ2, die Luftkupplung C3
dem Einstellen des vertikalen Drehwinkels θ3, die Luftkupplung C4 dem
Einstellen des horizontalen Drehwinkels θ4 des Mikroskops, die Luftkupplung
C5 zum Einstellen des seitlichen Neigungswinkels θ5 des Mikroskops
und die Luftkupplung C6 zum Einstellen des Kippwinkels θ6 des Mikroskops,
entweder im verriegelten Zustand oder im freien Zustand.
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Im
Folgenden wird der Aufbau der Luftkupplung C erklärt. Eine
Drehwelle 25 zum Anbringen der Trägerarme A1-A6 des Trägergestells 2 wird
von einem Gehäuse 27 der
Trägerarme
A1-A6 über Lager 26 gelagert.
Der Kupplungsmechanismus CR ist zwischen der Drehwelle 25 und
dem Gehäuse 27 vorgesehen.
Am Vorderende der Drehwelle 25 ist eine Scheibe 29 mit
Hilfe von Bolzen 28 befestigt. Andererseits ist ein im
Gehäuse 27 fixierter
Zylinder 30 einstückig
mit einem Distanzhalter 31 und einem ersten Bremsklotz 32 mit
Hilfe von Bolzen 33 vorgesehen. Des Weiteren ist in einem
Lauf (Rohr) 34, das einen mit der Innenwand des Zylinders 30 in
Kontakt stehenden luftdichten Raum bildet, ein zweiter Bremsklotz 35 mit
Hilfe von Bolzen 36 befestigt. Um den luftdichten Zustand
zu erhöhen,
ist ein luftdichter O-Ring 37 zwischen dem Zylinder 30 und
dem Lauf 34 vorgesehen. Der zweite Bremsklotz 35 wird
mit Hilfe einer Feder 38 in die Richtung des Pfeils X in
der Zeichnung gedrängt
und die Scheibe 29 wird zwischen dem zweiten Bremsklotz 35 und
dem ersten Bremsklotz 32 gehalten. Als Ergebnis befindet
sich die Drehwelle gewöhnlich
im verriegelten Zustand. Daneben sind zwischen dem ersten Bremsklotz 32 und
dem zweiten Bremsklotz 35 und der Scheibe 29 stoßdämpfende
Elemente K eingesetzt, um einen direkten Kontakt zu verhindern.
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Um
die Luftkupplung C zu betätigen,
wird Luft N in den luftdichten Raum geschickt. Wenn Luft N durch
das Rohr 6 in den Zylinder 30 geschickt wird, bewegt
sich die Trommel 34 aufgrund des ausgeübten Drucks in Richtung des
Pfeils Y und der zweite Bremsklotz 35 und die Scheibe 29 werden
getrennt, und die Drehwelle 25 wird in einen drehbaren
Zustand versetzt. D. h., dass die Luftkupplung C gewöhnlich die Drehwelle 25 in
einem verriegelten Zustand hält
und durch Zufuhr von Luft im Betrieb diese in einen freien Zustand
versetzt wird. Sie wird wieder durch Ablassen der Luft verriegelt.
Im Fall eines Stromausfalls behält
die Luftkupplung C den verriegelten Zustand bei und der verriegelte
Zustand bleibt, wenn das Trägergestell 2 oder
die Befestigung des Mikroskops 1 getragen werden, und der
Mechanismus zeigt eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit.
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Das
Rohr 6 für
die Zufuhr und das Ablassen der Luft N ist in den Trägerarmen
A1-A6 des Trägergestells 2 vorgesehen
und die Luft N wird in die Trägerarme
A1-A6 abgelassen.
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Das
Trägergestell
der Ausführungsform
ist durch Verwenden der Luftkupplung C nicht magnetisch und erzeugt
kein Magnetfeld, und wenn es in der Nähe einer Magnetresonanzbildgebervorrichtung eingesetzt
wird, entstehen keine negativen Auswirkungen auf die Bildqualität der Magnetresonanzbildgebervorrichtung.
Das Trägergestell 2 ist
auch aus einem nicht magnetischen Material hergestellt, ebenso wie
das Mikroskop 1, und wenn das Trägergestell 2 bewegt
wird, verursacht es keine Fluktuation des Magnetfeldes, die negative
Auswirkungen auf die Bildqualität
der Magnetresonanzbildgebervorrichtung haben könnte. Das Trägergestell 2 ist
nicht auf ein Gegengewichtsgestell beschränkt, sondern kann auch andere
Ausgestaltungen umfassen, soweit sie der nicht magnetischen Art
sind.
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In
der Ausführungsform
wird ein nah an einer Magnetresonanzbildgebervorrichtung eingesetztes Trägergestell
erklärt,
jedoch ist das Trägergestell
der Erfindung nicht auf die Anwendung mit einer Magnetresonanzbildgebervorrichtung
beschränkt,
sondern kann in jeder anderen Anwendung in Umgebungen eingesetzt
werden, in denen ein sich zeitlich nicht änderndes statisches Magnetfeld
erforderlich ist.
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Eine
Luftkupplung C' in
einer weiteren Ausführungsform
wird basierend auf 11 und 12 erklärt. Diese
Luftkupplung C' hat
denselben grundlegenden Aufbau wie die Luftkupplung C in 9 und 10,
sie umfasst jedoch zusätzlich
zum Kupplungsmechanismus CR einen stoßdämpfenden Mechanismus 39.
Der Kupplungsmechanismus CR ist derselbe wie in 9 und
sein Aufbau und seine Wirkung werden hier nicht erklärt. Eine
Plattform 40 des stoßdämpfenden
Mechanismus 39 ist einstückig mit dem Kupplungsmechanismus
CR über
eine Ringscheibe 41, Bolzen 42, 43 und
Abstandsringe 44, 45 ausgebildet und ist in der
Drehrichtung (Z-Richtung) um die Drehwelle 25 in Bezug
auf das Gehäuse 27 beweglich.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Plattform 40 mit Hilfe eines
Schubrings 46 nicht vom Gehäuse 27 gelöst. Die
Plattform 40 besitzt ein Führungsloch 40a, wie
in 11b gezeigt, und eine Führungsstange 49 eines
Fixierteils 48, das am Gehäuse 27 durch einen Bolzen 47 befestigt
ist, ist in das Führungsloch 40a eingesetzt.
Ein Dämpfungselement 50 ist
zwischen dem Fixierteil 48 und der Plattform 40 eingesetzt
und ein weiteres Dämpfungselement 50 ist
auch auf der gegenüberliegenden
Seite vorgesehen und unter geeignetem Druck durch eine Beilagscheibe 51 und eine
Mutter 52 befestigt.
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In
der Luftkupplung C' der
Ausführungsform wird
die Scheibe 29, wenn die Luft N im freien Zustand abgelassen
wird, sofort zwischen dem ersten Bremsklotz 32 und dem
zweiten Bremsklotz 35 gehalten, und der Stoß in Drehrichtung
(Z-Richtung) zu diesem Zeitpunkt wird von dem stoßdämpfenden
Mechanismus 39 absorbiert, so dass die Kupplung C gleichmäßig arbeiten
kann.
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Wie
oben beschrieben wird Stickstoffgas als Luft verwendet, ist jedoch
nicht darauf beschränkt.
Z. B. kann gewöhnliche
Luft verwendet werden oder irgendein Gas kann verwendet werden,
solange die Turbine 13 oder 55 gedreht werden
kann.
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Da
das Mikroskop der Erfindung nicht magnetisch ist und keinen Elektromotor
einsetzt, werden die umgebenden Magnetfeldumgebungen durch das Fokussieren
oder Zoomen nicht geändert,
und wenn es für
eine Magnetresonanzbildgebervorrichtung verwendet wird, induziert
es keine Fluktuationen des Magnetfelds, die Auswirkungen auf die
Bildqualität der
Magnetresonanzbildgebervorrichtung haben könnten. Das Fokussieren oder
Zoomen des Mikroskops wird durch einen Luftmotor bewirkt und kann
im Notfall auch von Hand vollbracht werden, und daher kann die chirurgische
Operation im Fall von Problemen mit der reibungslosen Luftzufuhr
oder im Betrieb des Luftmotors oder ähnlichem fortgeführt werden, so
dass eine hohe Sicherheit als medizinische Vorrichtung gewährleistet
ist. Indem weiter zumindest teilweise ein flexibles Rohr verwendet
wird, wird die Luft dem Motor zugeführt und aus dem Motor abgelassen,
und die Geräuschentwicklung
der Luftzufuhr kann unterdrückt
werden.
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Das
Trägergestell
der Erfindung umfasst mehrere Trägerarme,
mindestens eine Drehwelle zum Anbringen der Trägerarme und eine Kupplung zum
Verriegeln und Lösen
der Drehwelle, und die Kupplung ist nicht magnetisch, und wenn daher
die Kupplung betätigt
wird, werden die umgebende Magnetfeldumgebung nicht geändert, und
es ist zur Verwendung in der Nähe
einer Magnetresonanzbildgebervorrichtung geeignet. Insbesondere
ist die Luftkupplung als Kupplung bevorzugt, und indem das Rohr
für die
Zufuhr und das Ablassen der Luft in die und aus der Luftkupplung
im Arm des Trägergestells angeordnet
wird, stört
das Rohr nicht, wenn der Arm um die Drehwelle des Trägergestells
gedreht wird. Da darüber
hinaus das Rohr nicht freiliegt, wird die Arbeiteffizienz der Chirurgen
verbessert und das Gehäuse
des Arms spielt die Rolle eines Schalldämpfers und unterdrückt das
Geräusch
auf ein niedriges Niveau.