EP3856112A1 - Verstellbare operationssäule mit einer energie- und/oder datenleitungsführungsvorrichtung - Google Patents

Verstellbare operationssäule mit einer energie- und/oder datenleitungsführungsvorrichtung

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Publication number
EP3856112A1
EP3856112A1 EP19782513.6A EP19782513A EP3856112A1 EP 3856112 A1 EP3856112 A1 EP 3856112A1 EP 19782513 A EP19782513 A EP 19782513A EP 3856112 A1 EP3856112 A1 EP 3856112A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
column
joint
table column
connection unit
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19782513.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mike Obert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maquet GmbH
Original Assignee
Maquet GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maquet GmbH filed Critical Maquet GmbH
Publication of EP3856112A1 publication Critical patent/EP3856112A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/02—Adjustable operating tables; Controls therefor
    • A61G13/06—Adjustable operating tables; Controls therefor raising or lowering of the whole table surface
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/02—Adjustable operating tables; Controls therefor
    • A61G13/04—Adjustable operating tables; Controls therefor tiltable around transverse or longitudinal axis
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/02—Adjustable operating tables; Controls therefor
    • A61G13/08—Adjustable operating tables; Controls therefor the table being divided into different adjustable sections

Definitions

  • the present disclosure relates to adjustable table columns for operating tables.
  • operating table columns comprise a column base for placing the table column on the floor of an operating room, a height-adjustable column shaft mounted on the column base, and a patient support surface arranged on an upper end of the column shaft.
  • the actuators of the table column must be supplied with energy.
  • Schaerer uses a zigzag chain with an axial passage to accommodate cables and hoses.
  • An upper end of the energy chain is attached to an upper section of a height-adjustable column part and below a guide bracket the lower end of the guide chain is fastened to a lower section of the column part, the guide chain being arranged laterally on the column part in such a way that the Routing of the supply lines can vary in a certain, limited area.
  • the position of the guide angle changes and thus also the height of the upper end of the guide chain. In this way, the flexible guide chain with the covered cables is deformed between a compressed S-shaped course and an elongated course.
  • connection unit can be pivoted with respect to the column stem trunk.
  • An energy chain can very well compensate for the up and down movements of the column stem trunk, but not the tilting and tilting of the connection unit.
  • the cable routing according to Schaerer in which the entire length of the guide chain is arranged on a height-adjustable part of the generic table column, leads to a certain amount of space which is required to accommodate the width of the chain.
  • the chain For operating tables that have numerous energy and data lines, the chain must be dimensioned accordingly, which increases this space requirement.
  • the lines should be routed so that they can compensate for both a height adjustment of the column stem trunk and a pivoting of the connection unit without any problems.
  • the disclosure is also based on the task of creating a low-wear and abrasion-free solution for the wiring of an adjustable table column, in which the cable length and orientation of the cable routing can be changed quickly and specifically. According to the disclosure, these tasks are solved with an adjustable table column for an operating table, which has at least one of the following features:
  • a height-adjustable column shaft with a stationary column shaft base and a column shaft trunk that can be moved up and down relative to the column shaft base;
  • connection unit for connecting a patient support surface to the table column, the connection unit being pivotable in relation to the column stem trunk;
  • a line guiding device for carrying at least one energy and / or data line along the column stem trunk during its up and down movement
  • the line guiding device comprising an articulated push rod which can transmit push and pull forces, the push rod thus having its upper end mechanically with the connection unit and with its lower end mechanically connected to the column stem trunk that the at least one energy and / or data line adapts its position accordingly when moving the connection unit.
  • the lines can understand the pivoting movements and up and down movements of the connection unit, so that they are guided securely in any position of the connection unit.
  • This table column ensures reliable, safe and precise length compensation of the guided cables and hoses.
  • the push rod can be assigned to the column stem trunk with its lower end via a first joint and attached to the connecting unit with its upper end via a second joint.
  • the push rod can be curved.
  • the first joint can be a ball joint.
  • the second joint can be a universal joint, a constant velocity joint or a flexible spring or rubber joint.
  • connection unit of the table column disclosed here can be pivotable via a swivel joint and the second joint can have the same orientation as the swivel joint.
  • the line guiding device can further comprise a linear guide.
  • the linear guide can have a vertical displacement of at least an energy and / or data line for the height adjustment of the column shaft. It can comprise a rail and a carriage which can be moved on the rail. The at least one energy and / or data line can be attached to this slide.
  • the cable routing device can also have a magazine for stowing excess cable length.
  • the magazine can be arranged in the column base.
  • the line routing device can have an energy chain which, for example, houses the at least one energy and / or data line.
  • the upper end of the energy chain can be attached to the linear guide and e.g. be attached to the carriage and / or with its lower end in the magazine.
  • the lower part of the energy chain can be in the form of a horseshoe, e.g. in the magazine.
  • the horseshoe can be placed upright on the edge or lying flat in the magazine.
  • Such a design of the guide device allows the table column to be adjusted in height without stressing the supply cables and hoses.
  • the space required for cable and hose routing is kept to a minimum.
  • the cables and hoses are routed reliably and reliably from the column base to the connection unit.
  • the present disclosure also relates to operating tables that include the adjustable table columns described herein.
  • the operating tables according to the disclosure have an energy and / or data line guiding device. They can also have various medical and / or surgical devices and monitors connected to them, for example their table columns.
  • the present disclosure further relates to methods of using table columns and / or operating tables in e.g. surgical interventions on patients, as well as procedures for their readjustment.
  • FIG. 1 shows an overall view of an operating table with a table column according to the disclosure and a patient support surface;
  • Fig. 2 is a perspective view of the table column disclosed in FIG. 1 without
  • FIG. 3 shows a perspective view of an upper assembly of the table column from FIG. 2 with a pivoted connection unit for the patient support surface and parts of the line routing device;
  • Fig. 4 is a perspective view of a portion arranged in the column base
  • Fig. 5 is a perspective view of a linear guide and a push rod of the
  • FIG. 6 shows a perspective top view of a further embodiment of a table column according to the disclosure with a section of the line routing device arranged in the column base.
  • FIG. 1 shows an operating table 50 according to the disclosure, which can be used for various medical purposes, such as, for example, surgical interventions on patients. For this purpose, a patient to be treated is positioned on the operating table 50.
  • the operating table 50 shown in FIG. 1 comprises a height-adjustable table column 1 and a patient support surface 51, for example detachably arranged on an upper end of the table column 1.
  • the patient support surface 51 is designed in several parts and can be expanded as desired. It comprises the following detachable modules: a head module 51a, a back module 51b, a seat module 51c and two leg modules 51d, e, which extend along a longitudinal axis of the operating table 50.
  • the patient support surface 51 can be swiveled around an edge axis K-K and an inclination axis N-N.
  • the table column 1 comprises a column base 2 for placing the operating table 50 on a surface and a column shaft 3 arranged vertically on the column base 2.
  • the column shaft 3 is adjustable in height S by means of an internal mechanism arranged in a housing G.
  • a Cartesian coordinate system X-Y-Z is drawn in the figures.
  • the Z axis is the vertical axis
  • the X axis is the horizontal longitudinal axis
  • the Y axis is the horizontal transverse axis.
  • the X axis corresponds to the axis along which a patient lies on the patient support surface 51 of the operating table 50 during an operation.
  • the Y axis is transverse to the X axis.
  • the X axis is also called the bend axis.
  • the Y axis forms the inclination or Trendelenburg axis.
  • This adjustable table column 1 comprises, from bottom to top, the column base 2, the height-adjustable column shaft 3 with a stationary column shaft base 24 and a column shaft trunk 40 which can be moved up and down relative to the column shaft base 24, and a connection unit 10 for connecting the patient support surface 51 to the table column 1.
  • the column base 2 enables the table column 1 to stand securely on the floor of an operating room. It comprises a preferably rectangular frame 19.
  • the frame 19 has a vertical collar 20, a lower plate 29 and a two-part upper cover (not shown) (FIG. 2).
  • the column base 2 has two sections of different lengths. It comprises a short section 2a, which is located at the foot end of the table column 1, i.e. at the end of the table column 1, which in use is located obliquely below the outermost leg module 51e which supports the patient's feet.
  • the column base 2 also has a long section 2b, which is located at the head end of the table column, i.e. at the end of the table column 1, which in use is obliquely below the head module 51a on which the patient's head is positioned.
  • the two sections 2a, 2b each form a receiving space, for example for receiving excess cable and hose length, electrical supply units, pneumatic and hydraulic components, and communication or control modules.
  • the column shaft 3 is arranged on the column base 2 such that it is offset in relation to the center of the column base 2 in its longitudinal direction along the X-axis (FIG. 2).
  • the column shaft 3 is divided into a lower column shaft base 24 and an upper column shaft trunk 40.
  • the column stem trunk 40 comprises a column head support 21 and a column head 300 which is carried by the column head support 21.
  • the column head 300 extends between the column head support 21 and the connection unit 10.
  • the column head 300 is divided into a column head base 301 and a column head adjustment unit 303 which is height-adjustable in relation to the column head base 301.
  • the table column 1 has a main lifting device 302 and an additional lifting device 304 for height adjustment.
  • the column stem trunk 40 can be moved up and down relative to the column stem base 24.
  • the main lifting device 302 is designed as a first cylindrical telescopic guide 22.
  • the column head support 21 is fastened on the upper end of the first telescopic guide 22.
  • the additional lifting device 304 With the additional lifting device 304, the column head setting unit 303 can be moved up and down relative to the column head base 301.
  • the additional lifting device 304 is a second cylindrical telescopic guide 306 trained.
  • the connection unit 10 is fastened on the upper end of the second telescopic guide 306.
  • connection unit 10 has a rectangular cut. It serves to fasten the patient support surface 51 to the operating table column 1.
  • the patient support surface 51 can be detachably fastened to the operating table column 1.
  • the seating module 51c of the patient support surface 51 can be firmly connected to the column shaft 3 of the table column 1 via the connection unit 10.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the assembly consisting of the column head support 21, the column head 300, and the connection unit 10.
  • the additional lifting device 304 can be seen.
  • This has three driven lifting cylinders 25 and a central guide cylinder 27 without drive.
  • the connection unit 10 is articulated to the central guide cylinder 27 via a central joint 14.
  • the joint 14 is designed such that it enables both the inclination and the edging of the connection unit 10 around the Y axis and the X axis.
  • the central joint 14 has two rotational degrees of freedom, which allow pivoting about the X and Y axes.
  • it can be designed as a universal joint.
  • the additional lifting device 304 of the column head 300 is simultaneously a tilting device 308 and a folding device 310.
  • the connection unit 10 can be tilted about the Y axis.
  • the connection unit 10 can be tilted about the X axis.
  • the device 304, 308, 310 designed for lifting, edging and tilting comprises a group of three driven lifting cylinders 25 which are adjustable along the vertical Z-axis and which are each arranged in outer cylindrical guides 28, and the central guide cylinder 27.
  • the central one is the central one Guide cylinder 27 surrounded by the three peripheral lifting cylinders 25.
  • the peripheral lifting cylinders 25 are spaced apart from one another and their upper ends are each connected to the underside of the connection unit 10 by means of a joint 26.
  • the two opposite lifting cylinders 25 belong to the inclination device 308.
  • the remaining third lifting cylinder 25 belongs to the folding device 310.
  • a separate electric motor drive 30, for example, is provided for each of the three extendable peripheral lifting cylinders 25.
  • the motor drives 30 are positioned in a housing in the column head base 301.
  • the central guide cylinder 27 does not have its own drive.
  • connection unit 10 or a patient support surface connected to it can be inclined by means of different adjusting movements or its edging can be changed.
  • the height of the connection unit 10 can be changed, ie it can be raised or lowered without changing its tilt or inclination.
  • the height adjustment of the connection unit 10 along the vertical Z axis can take place between a lower stroke position B ' and an upper stroke position A ' (see FIG. 2).
  • FIG. 2 also shows a line routing device 4 according to the disclosure for guiding at least one energy and / or data line 5.
  • the line routing device 4 serves for safely guiding a bundle of cables and tubes 5 from the column base 2 into the connection unit 10.
  • the energy and / or data lines 5 can comprise various cables and / or hoses that are used to, for example, the height-adjustable operating table 50 and / or surgical tools that are arranged on the table column 1 and / or on the patient support surface 51 To supply energy and / or to control it.
  • the cables and tubing 5 can be used in conjunction with an operating table that includes articulated devices that are set in motion by a motor force for patient treatment.
  • the cable routing device 4 comprises, viewed from the bottom up, a magazine 6, an energy chain 15, a linear guide 7 and a push rod 11.
  • the line routing device 4 has two sections, namely a guide section C and a storage section D (see FIG. 2).
  • the guide section C of the guide device 4 extends in the vertical Z direction from the column base 2 to the connection unit 10 laterally along the height-adjustable column shaft 3 of the table column 1.
  • the guide section C comprises a vertical section of the energy chain 15, the linear guide 7 and the push rod 11.
  • the supply section D of the guide device 4 comprises a section of the energy chain 15 arranged in the column base 2. This chain section is accommodated in the magazine 6, which serves as a reserve for excess cable and / or hose length is used. Because the height adjustment of the table column 1 and the pivoting of the connection unit 10 create a great need for cable and / or hose length adjustment. For certain applications, the cable and hose length in the vertical Z direction of the table column 1 must be varied by up to 570 mm. These 570 mm are composed, for example, of approximately 320 mm for the lifting movement of the main lifting device 302, approximately 200 mm for the lifting movement of the additional lifting device 304 and approximately 50 mm for the pivoting movements of the connection unit 10.
  • the energy chain 15 comprises a plurality of articulated chain links 31 in the form of tabs, each of which comprises two sides arranged parallel to one another with a plurality of spaced-apart transverse webs 32, which form a guide channel for cables and hoses 5 define.
  • the chain links 31 are dimensionally stable, torsionally and torsionally rigid.
  • the transverse webs 32 can be detachably fastened to the tabs 31 by latching means in order to expose the interior of the energy chain 15.
  • FIG. 4 shows the arrangement of the storage section D in the long section 2b of the column base 2.
  • a section of the energy chain 15 is guided horizontally parallel to the X axis on the lower plate 29 in a guide rail 33.
  • This section ends in a bend around a V-V axis running parallel to the Y axis.
  • the end of the energy chain 15 located in the interior of the magazine forms an arc with a radius R and an overlap area (U, see FIG. 2) with two vertically superimposed and spaced sections.
  • the lower end 15b of the energy chain 15 faces the column base 24 and forms an upper overlap section which is enclosed from above by a mounting rail 34 fastened to the frame 19 of the column base 2.
  • the mounting rail 34 can be U-shaped, for example.
  • the lower part of the energy chain 15 arranged in the magazine 6 has the shape of a horseshoe H.
  • This configuration of the energy chain 15 enables an active compensation of the cable and / or hose length during the lifting and swiveling movements of the table column 1.
  • the overlap area U becomes shorter and thus the horseshoe H becomes smaller when the connection unit 10 moves upwards.
  • the overlap area U increases and the horseshoe H becomes larger.
  • the horseshoe H shown in FIGS. 2 and 4 is arranged upright on the edge in the magazine 6. In further embodiments, however, the horseshoe H in the magazine 6 can be arranged lying flat, see FIG. 6.
  • Such an arrangement can be realized by rotating the energy chain 15 arranged in the column base 2 in the X direction.
  • the horseshoe H is tilted by 90 ° about an axis running parallel to the X axis (see FIG. 6).
  • the bending radius R of the energy chain 15 is approximately 75 mm. With this bending radius R, a sufficient service life of all cables and hoses used can be guaranteed. However, other bending radii that guarantee compliance with the smallest permissible bending radius of the cables and hoses are not excluded.
  • the guide device 4 further comprises at least one deflecting plate 16 for deflecting the energy chain 15.
  • the deflecting plate 16 in FIG. which extends in the Z direction.
  • the deflection plate 16 has a closed, rectangular cross section in the deflection section 16b and a U-shaped cross section in the guide section 16a. It serves to change the orientation of the energy chain 15 at the transition from the supply section D to the guide section C.
  • the section 16a of the deflection plate 16 has angled projections 37 which guarantee compression and kink-free guidance of the energy chain 15 in the Z direction.
  • the energy chain 15 itself must be able to withstand thrust forces without kinking.
  • the vertical section 16a of the baffle plate 16 is designed as long as possible in relation to the given installation space.
  • a suitable for this application energy chain 15 is, for example, the cable chain of series 1400/1500 of IGUS ®.
  • the guide section C of the guide device 4 comprises the upper end 15 a of the energy chain 15, which is stably attached to the linear guide 7.
  • the linear guide 7 is fastened with an upper end to a pillar cover carrier 23.
  • the linear guide 7 is illustrated in more detail in FIG. 5.
  • the linear guide 7 comprises an outer mounting element 39, a rail 8 and a slide 9 which can be moved on the rail 8.
  • the holding element 39 is designed as an elongated support plate with lateral projections 39a (see FIGS. 3 and 5). It extends in the Z direction while the protrusions 39a extend in the X direction.
  • the holding element 39 is arranged on a side of the rail 8 opposite the energy chain 15 and the slide 9. It is firmly connected to the rail 8 and is used for rigid attachment of the linear guide 7 to the pillar cover carrier 23.
  • the holding element 39 has a width which corresponds to the width of the rail 8.
  • the slide 9 is arranged on the rail 8 such that it can move up and down on the rail 8 parallel to the Z axis during the height adjustment of the additional lifting device 304 and / or during the folding and inclination of the patient support surface 51.
  • a connecting element 35 is attached to the slide 9.
  • the uppermost link of the energy chain 15 is fastened to the connecting element 35 (for example made of bent sheet metal).
  • both the connecting element 35 and the upper end 15a of the energy chain 15 together with the slide 9 can be moved on the rail 8 relative to the holding element 39 and to the column cover support 23.
  • the linear guide 7 thus serves for the vertical adjustment of the energy chain 15 and thus of the cable and hose position along the Z axis during a lifting movement of the table column 1.
  • the linear guide 7 can be in the form of a prismatic guide.
  • a prismatic guidance can be realized, for example, with a DRYLIN ® guidance system from IGUS ® , which comprises a rail made of extruded aluminum and a slide with running surfaces made of tribologically optimized plastics.
  • Other guidance systems such as a recirculating ball system, are also conceivable.
  • Linear guide systems of this type are lubrication-free, wear-resistant and have a small size.
  • the guide device 4 shown in FIG. 2 also has the push rod 11.
  • the wiring harness opening out of the energy chain 15, which comprises a bundle of cables and hoses 5, runs along the push rod 11 into the connecting unit 10.
  • the wiring harness 5 is fastened along the push rod 11 with cable ties 38 (see Fig. 3).
  • the lines 5 do not necessarily have to be fastened to the push rod 11 and can, for example, be freely arranged between the connecting element 35 connected to the energy chain 15 and the connection unit 10.
  • the push rod 11 is fastened with a lower end 18 via a first joint 12 to a surface of the connecting element 35 facing the column shaft 3.
  • the push rod 11 has a point of curvature K and two straight sections extending from the point of curvature K, a shorter upper section 11a and a longer lower section 11b (see FIG. 5).
  • the first joint 12 shown in FIG. 5 has three rotational degrees of freedom and can, for. B. be designed as a ball joint.
  • the push rod 11 can be pivoted about the X axis, among other things.
  • the angular movements are relatively small, so that, for example, commercially available spherical bearings or ball heads 36 can be used.
  • the second joint 13 is designed as a joint with two rotational degrees of freedom.
  • the joint 13 can be designed, for example, as a universal joint in the form of a universal joint.
  • the second joint 13 can also be designed as a constant velocity joint or a flexible spring or rubber joint.
  • connection unit 10 can be pivoted as optimally as possible about the X and Y axes
  • the second joint 13 of the push rod 11 and the central joint 14 of the fluid cylinder 27 have the same number of degrees of freedom.
  • the second joint 13 has the same orientation as the universal joint 14, i.e. the two joints 13, 14 are arranged on the connection unit 10 such that they allow the connection unit 10 to be pivoted in the same direction about the X and / or Y axis.
  • the push rod 11 displaces the wiring harness attached to it depending on the actual position of the connecting unit 10.
  • the push rod 11 is rotated about the Z axis, which is caused by an angular error in the deflection of the universal joint 14 arises, used in such a way that the space required for the movement of the push rod 11 is minimized and collisions with neighboring components of the table column 1 can be avoided. Furthermore, as much space as possible is created for the guided cables and hoses 5, which are fastened along the push rod 11 with cable ties 38.
  • the local enlargement W in FIG. 3 shows in detail how the second joint 13 is attached to the connection unit 10.
  • the orientation of the second joint 13 can be different from that of the universal joint 14, which necessarily leads to a changes the effect of the angular error.
  • the changed effect of the angular error can prove to be advantageous for the overall arrangement.
  • the table column 1 is in the fully retracted state.
  • the main lifting device 302 is then first activated, so that the column stem trunk 40 moves upward relative to the column stem base 24. Since the column cover carrier 23 is not only connected to the outer mounting element 39 of the linear guide 7, but is also fastened to the column head 21 (FIG. 3), the column cover carrier 23 also moves upwards. As a result, the entire linear guide 7 is displaced along the Z axis. However, the components 9, 35 and 15 do not move relative to the rail 8. The energy chain 15 coupled to the carriage 9 by means of the connecting element 35 is gradually pulled out of the magazine 6.
  • the additional lifting device 304 is activated in the second step.
  • the column head setting unit 303 rises in relation to the column head base 301.
  • the position of the column cover support 23 fastened to the column head 21 remains unchanged.
  • the position of the rail 8, which is rigidly connected to the column cover support 23 via the mounting element 39 does not change either.
  • the slide 9 guided on the rail 8 together with the upper end 15a of the energy chain 15, shifts in the Z direction.
  • This second height adjustment is traced by the energy chain 15 thanks to the linear guide 7.
  • the carriage 9 is pulled upwards by means of the push rod 11.
  • connection unit 10 is bent and tilted by actuating the folding device 310 and the tilting device 308.
  • This further movement can be traced through the cables and hoses opening into the connection unit 10 thanks to the joints 12 and 13 of the push rod 11.
  • the movement of the push rod 11, which is connected to the slide 9 by means of the connecting element 35, leads to an up and down movement of the slide 9 on the rail 8, which in turn results in a vertical displacement of the energy chain 15.
  • reliable and space-saving cable routing can be implemented in an operating table column.
  • the present disclosure also includes methods for using the described operating table columns and operating tables.
  • the columns and tables described can also be used as part of more complex surgical arrangements in conjunction with medical devices and instruments.
  • one or more parts can be controlled and / or supplied with energy via the energy and / or data lines 5.
  • These methods can include lifting, lowering and / or pivoting the connection unit 10, as well as the patient support surface carried by the connection unit 10, the patient and medical devices carried by the connection unit 10.
  • the lifting, lowering and / or pivoting can be carried out in various processes using the lifting cylinders described.
  • the cable routing device 4 or parts thereof pivot, bend and / or adapt in the process to accommodate the movements of the connection unit 10.
  • the corresponding devices on the connection unit 10 are always reliably supplied with energy and / or control signals.
  • the chain 15 and the push rod 11 follow the movement of the connection unit 10 and adapt to it, as described in the present application.
  • the included methods may include the disclosed movements of the push rod 11, the first joint 12, the second joint 13 and the slide 9.
  • the movements of the connection unit 10 and the lifting cylinder 25 can be controlled directly by a user. Alternatively, it can be controlled by a computer or another electronic control device.
  • the present disclosure also includes electronic instructions, programs, and circuits for controlling the operation of the described operating table column and other described devices, as well as for performing the described methods.

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Abstract

Verstellbare Tischsäule (1) für einen Operationstisch, umfassend einen Säulenfuß (2) zum Abstellen der Tischsäule (1) auf einem Boden, einen höhenverstellbaren Säulenschaft (3) mit einem stationären Säulenschaftsockel (24) und einem relativ zum Säulenschaftsockel auf- und ab-beweglichen Säulenschaftstamm (40), eine Anbindungseinheit (10) zur Anbindung einer Patientenlagerfläche an der Tischsäule (1), wobei die Anbindungseinheit (10) im Verhältnis zum Säulenschaftstamm (40) verschwenkbar ist, und eine Leitungsführungsvorrichtung (4) zum Mitführen mindestens einer Energie- und/oder Datenleitung (5) entlang des Säulenschaftstamms (40) bei dessen Auf- und Ab-Bewegung, wobei die Leitungsführungsvorrichtung (4) eine gelenkige Schubstange (11) umfasst, die Schub- und Zugkräfte übertragen kann. Die Schubstange (11) ist derart mit ihrem oberen Ende (17) mechanisch mit der Anbindungseinheit (10) und mit ihrem unteren Ende (18) mechanisch mit dem Säulenschaftstamm (40) verbunden, dass die mindestens eine Energie- und/oder Datenleitung (5) ihre Position beim Bewegender Anbindungseinheit (10) entsprechend anpasst.

Description

Verstellbare Operationstischsäule mit einer Energie- und/oder Datenleitungsführungsvorrichtung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft verstellbare Tischsäulen für Operationstische.
Hintergrund der Offenbarung
Üblicherweise umfassen Operationstischsäulen einen Säulenfuß zum Abstellen der Tischsäule auf dem Boden eines Operationssaals, einen auf dem Säulenfuß gelagerten höhenverstellbaren Säulenschaft, sowie eine auf einem oberen Ende des Säulenschafts angeordnete Patientenlagerfläche.
Damit die Patientenlagerfläche einer derartigen Tischsäule, je nach Art des durchzuführenden chirurgischen Eingriffs, in die geeignete Höhe gebracht und sowohl gekantet als auch geneigt werden kann, müssen die Stellantriebe der Tischsäule mit Energie versorgt werden.
Aus der Praxis ist hierfür der Einsatz von Elektrokabeln in Form von dehnbaren Spiralkabeln bekannt. Spiralkabel sind jedoch für Überdehnung anfällig und können beim Einsatz von mehreren Kabelbündeln einfach verheddern.
Die Firma Schaerer Mayfield hat eine Lösung entwickelt, die auf Energieketten beruht, und damit dieses Problem umgeht.
Diese Lösung ist auf Seite 37 der dieser Anmeldung beiliegenden Broschüre beschrieben. Diese Broschüre gibt die Wettbewerbsbeiträge des 2008 von der Firma IGUS organisierten Wettbewerbs„Vector Award" wieder.
Zur Energieversorgung des Operationstischs„Arcus" setzt Schaerer in diesem eine im Zick-Zack geführte Kette mit einem axialen Durchgang zur Aufnahme von Kabeln und Schläuchen ein. Ein oberes Ende der Energiekette ist an einem oberen Abschnitt eines höhenverstellbaren Säulenteils und unterhalb eines Führungswinkels befestigt. Ein unteres Ende der Führungskette ist an einem unteren Abschnitt des Säulenteils befestigt. Dabei ist die Führungskette derart seitlich am Säulenteil angeordnet, dass die Wegführung der Versorgungsleitungen in einem bestimmten, begrenzten Bereich variieren kann. Mit der Höhenverstellung der gattungsgemäßen Operationstischsäule verändert sich die Position des Führungswinkels und somit auch die Höhe des oberen Endes der Führungskette. Auf diese Weise wird die biegsame Führungskette mit den umhüllten Kabeln zwischen einem gestauchten S-förmigen Verlauf und einem gestreckten Verlauf verformt.
Die Kabelführung gemäß Seite 37 der beigefügten Broschüre ist allerdings nicht für Einsatzfälle geeignet, bei denen mehrere Leitungen von einer im Säulenfuß befindlichen Energieversorgungs- und/oder Steuerungseinheit bis in die Patientenlagerflächen-Anbindungseinheit geführt werden müssen.
Dies liegt daran, dass die Anbindungseinheit gegenüber dem Säulenschaftstamm verschwenkbar ist. Eine Energiekette kann sehr gut die Auf- und Ab-Bewegungen des Säulenschaftstamms kompensieren, nicht jedoch das Kippen und Neigen der Anbindungseinheit.
Des Weiteren führt die Kabelführung gemäß Schaerer, bei der die komplette Länge der Führungskette an einem höhenverstellbaren Teil der gattungsgemäßen Tischsäule angeordnet ist, zu einem gewissen Raumbedarf, der benötigt wird, um die Kette in ihrer Breite aufzunehmen. Bei Operationstischen, die über zahlreiche Energie- und Datenleitungen verfügen, muss die Kette entsprechend groß dimensioniert sein, was diesen Raumbedarf erhöht.
Zusammenfassung der Offenbarung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine verstellbare Tischsäule für einen Operationstisch bereitzustellen, bei der Daten- und/oder Energieleitungen sicher und zuverlässig vom Säulenschaftstamm in die Patientenlagerflächen-Anbindungseinheit geführt sind. Insbesondere sollen die Leitungen so geführt sein, dass sie sowohl eine Höhenverstellung des Säulenschaftstamms als auch ein Verschwenken der Anbindungseinheit störungsfrei kompensieren können.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine verstellbare Tischsäule für einen Operationstisch bereitzustellen, bei der der Raumbedarf für Kabel- und Schlauchführung gering ist.
Der Offenbarung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine verschleißarme und abrieblose Lösung für die Verkabelung einer verstellbaren Tischsäule zu schaffen, bei der die Kabellänge und Ausrichtung der Kabelführung schnell und gezielt geändert werden können. Offenbarungsgemäß werden diese Aufgaben mit einer verstellbaren Tischsäule für einen Operationstisch gelöst, welche mindestens eins der folgenden Merkmale hat:
- einen Säulenfuß zum Abstellen der Tischsäule auf einem Boden;
- einen höhenverstellbaren Säulenschaft mit einem stationären Säulenschaftsockel und einem relativ zum Säulenschaftsockel auf- und ab-beweglichen Säulenschaftstamm;
- eine Anbindungseinheit zur Anbindung einer Patientenlagerfläche an der Tischsäule, wobei die Anbindungseinheit im Verhältnis zum Säulenschaftstamm verschwenkbar ist; und
- eine Leitungsführungsvorrichtung zum Mitführen mindestens einer Energie- und/oder Datenleitung entlang des Säulenschaftstamms bei dessen Auf- und Ab-Bewegung, wobei die Leitungsführungsvorrichtung eine gelenkige Schubstange umfasst, die Schub- und Zugkräfte übertragen kann, wobei die Schubstange derart mit ihrem oberen Ende mechanisch mit der Anbindungseinheit und mit ihrem unteren Ende mechanisch mit dem Säulenschaftstamm verbunden ist, dass die mindestens eine Energie- und/oder Datenleitung ihre Position beim Bewegen der Anbindungseinheit entsprechend anpasst.
Dank der offenbarungsgemäßen gelenkigen Schubstange können die Leitungen die Schwenkbewegungen und Auf- und Ab-Bewegungen der Anbindungseinheit nachvollziehen, sodass sie in jeder Position der Anbindungseinheit sicher geführt sind.
Die vorliegende Tischsäule gewährleistet einen zuverlässigen, sicheren und präzisen Längenausgleich der geführten Kabel und Schläuche.
Die Schubstange kann mit ihrem unteren Ende über ein erstes Gelenk dem Säulenschaftstamm zugeordnet und mit ihrem oberen Ende über ein zweites Gelenk an der Anbindungseinheit befestigt sein.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Tischsäule kann die Schubstange gekrümmt sein. Ferner kann das erste Gelenk ein Kugelgelenk sein. Das zweite Gelenk kann ein Kardangelenk, ein homokinetisches Gelenk oder ein flexibles Feder- bzw. Gummigelenk sein.
Die Anbindungseinheit der hier offenbarten Tischsäule kann über ein Schwenkgelenk verschwenkbar sein und das zweite Gelenk kann dieselbe Ausrichtung wie das Schwenkgelenk haben.
In weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Tischsäule kann die Leitungsführungsvorrichtung ferner eine Linearführung umfassen. Die Linearführung kann einer senkrechten Verschiebung der mindestens einen Energie- und/oder Datenleitung bei der Höhenverstellung des Säulenschafts dienen. Sie kann eine Schiene und einen auf der Schiene verfahrbaren Schlitten umfassen. An diesem Schlitten kann die mindestens eine Energie- und/oder Datenleitung befestigt werden.
Die Leitungsführungsvorrichtung kann ferner ein Magazin zum Verstauen überschüssiger Leitungslänge aufweisen. Das Magazin kann dabei im Säulenfuß angeordnet sein.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Tischsäule kann die Leitungsführungsvorrichtung eine Energiekette aufweisen, die beispielsweise die mindestens eine Energie- und/oder Datenleitung beherbergt.
Die Energiekette kann mit ihrem oberen Ende an der Linearführung und z.B. an deren Schlitten und/oder mit ihrem unteren Ende im Magazin befestigt sein. Der untere Teil der Energiekette kann in der Form eines Hufeisens, z.B. im Magazin, angeordnet sein. Das Hufeisen kann im Magazin aufrecht auf der Kante stehend oder flachliegend angeordnet sein.
Durch eine derartige Ausgestaltung der Führungsvorrichtung kann eine Höhenverstellung der Tischsäule ohne Beanspruchung der Versorgungskabel und -Schläuche vorgenommen werden. Dabei wird der Raumbedarf für die Kabel- und Schlauchführung geringgehalten. Die Kabel und Schläuche werden vom Säulenfuß bis zur Anbindungseinheit biegesicher und zuverlässig geführt.
Die vorliegende Offenbarung betrifft zusätzlich Operationstische, die die hier beschriebenen verstellbaren Tischsäulen umfassen. Die offenbarungsgemäßen Operationstische weisen eine Energie- und/oder Datenleitungsführungsvorrichtung auf. Sie können auch diverse mit ihnen, bspw. deren Tischsäulen, verbundene medizinische und/oder chirurgische Geräte und Monitore aufweisen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner Verfahren zur Verwendung von Tischsäulen und/oder Operationstischen bei z.B. chirurgischen Eingriffen an Patienten, sowie Verfahren zur deren Nachjustierung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Operationstisches mit einer offenbarungsgemäßen Tischsäule und einer Patientenlagerfläche;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der offenbarungsgemäßen Tischsäule aus Fig. 1 ohne
Abdeckung mit einem Säulenfuß, einem Säulenschaft und einer Leitungsführungsvorrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer oberen Baugruppe der Tischsäule aus Fig. 2 mit einer verschwenkten Anbindungseinheit für die Patientenlagerfläche sowie Teilen der Leitungsführungsvorrichtung;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines im Säulenfuß angeordneten Abschnitts der
Leitungsführungsvorrichtung aus Fig. 2;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Linearführung und einer Schubstange der
Leitungsführungsvorrichtung;
Fig. 6 eine perspektivische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Tischsäule mit einem im Säulenfuß liegend angeordneten Abschnitt der Leitungsführungsvorrichtung.
Detaillierte Figurenbeschreibung
In der folgenden Beschreibung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhafte
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die Zeichnungen sind dabei nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, sondern sollen die jeweiligen Merkmale lediglich schematisch illustrieren.
Dabei ist zu beachten, dass die nachstehend beschriebenen Merkmale und Komponenten jeweils miteinander kombiniert werden können, unabhängig davon, ob sie in Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben worden sind. Die Kombination von Merkmalen in den jeweiligen Ausführungsformen dient lediglich der Veranschaulichung des grundsätzlichen Aufbaus und der Funktionsweise der beanspruchten Vorrichtung. Fig. 1 zeigt einen offenbarungsgemäßen Operationstisch 50, der für diverse medizinische Zwecke, wie z.B. chirurgische Eingriffe an Patienten, verwendet werden kann. Hierfür wird ein zu behandelnder Patient auf dem Operationstisch 50 positioniert.
Der in Fig. 1 gezeigte Operationstisch 50 umfasst eine höhenverstellbare Tischsäule 1 und eine auf einem oberen Ende der Tischsäule 1 bspw. lösbar angeordnete Patientenlagerfläche 51.
Die Patientenlagerfläche 51 ist mehrteilig ausgestaltet und beliebig erweiterbar. Sie umfasst die folgenden lösbaren Module: ein Kopfmodul 51a, ein Rückenmodul 51b, ein Sitzmodul 51c und zwei Beinmodule 51d,e, die sich entlang einer Längsachse des Operationstisches 50 erstrecken. Die Patientenlagerfläche 51 kann um eine Kantungsachse K-K und eine Neigungsachse N-N verschwenkt werden.
Die Tischsäule 1 umfasst einen Säulenfuß 2 zum Abstellen des Operationstisches 50 auf einem Untergrund und einen am Säulenfuß 2 senkrecht angeordneten Säulenschaft 3.
Der Säulenschaft 3 ist in seiner Höhe S mittels einer in einem Gehäuse G angeordneten inneren Mechanik verstellbar.
Zur besseren Veranschaulichung der Bauteile des Operationstisches 50 ist in den Figuren ein kartesisches Koordinatensystem X-Y-Z eingezeichnet. Die Z-Achse ist die senkrechte Achse, die X-Achse die waagerechte Längsachse und die Y-Achse die waagerechte Querachse. Demnach entspricht die X-Achse der Achse, entlang welcher ein Patient während einer Operation auf der Patientenlagerfläche 51 des Operationstisches 50 liegt. Die Y-Achse verläuft quer zur X-Achse. Die X-Achse wird auch als Kantungsachse bezeichnet. Die Y-Achse bildet die Neigungs- oder auch Trendelenburg-Achse.
Fig. 2 zeigt die offenbarungsgemäße Tischsäule 1 des Operationstisches 50. Diese verstellbare Tischsäule 1 umfasst von unten nach oben den Säulenfuß 2, den höhenverstellbaren Säulenschaft 3 mit einem stationären Säulenschaftsockel 24 und einem relativ zum Säulenschaftsockel 24 auf- und ab-beweglichen Säulenschaftstamm 40, sowie eine Anbindungseinheit 10 zur Anbindung der Patientenlagerfläche 51 an die Tischsäule 1. Der Säulenfuß 2 ermöglicht einen sicheren Stand der Tischsäule 1 auf dem Boden eines Operationssaals. Er umfasst einen bevorzugt rechteckigen Rahmen 19. Der Rahmen 19 hat einen senkrechten Kragen 20, eine untere Platte 29 und eine nicht abgebildete zweiteilige obere Abdeckung (Fig. 2).
Der Säulenfuß 2 weist zwei unterschiedlich lange Abschnitte auf. Er umfasst einen kurzen Abschnitt 2a, der am Fußende der Tischsäule 1 gelegen ist, d.h. an dem Ende der Tischsäule 1, welches sich im Einsatz schräg unterhalb des die Patientenfüße stützenden äußersten Beinmoduls 51e befindet. Der Säulenfuß 2 hat auch einen langen Abschnitt 2b, der am Kopfende der Tischsäule gelegen ist, d.h., an dem Ende der Tischsäule 1, welches sich im Einsatz schräg unterhalb des Kopfmoduls 51a befindet, auf dem der Kopf des Patienten positioniert wird.
Die beiden Abschnitte 2a, 2b bilden jeweils einen Aufnahmeraum, bspw. zur Aufnahme von überschüssiger Kabel- und Schlauchlänge, Elektroversorgungseinheiten, pneumatischen und hydraulischen Bauelementen sowie Kommunikations- oder Steuerungsmodulen.
Der Säulenschaft 3 ist derart am Säulenfuß 2 angeordnet, dass er im Verhältnis zur Mitte des Säulenfußes 2 in dessen Längsrichtung entlang der X-Achse versetzt ist (Fig.2).
Der Säulenschaft 3 ist in einen unteren Säulenschaftsockel 24 und einen oberen Säulenschaftstamm 40 unterteilt. Der Säulenschaftstamm 40 umfasst einen Säulenkopfträger 21, sowie einen Säulenkopf 300, der vom Säulenkopfträger 21 getragen wird. Der Säulenkopf 300 erstreckt sich zwischen dem Säulenkopfträger 21 und der Anbindungseinheit 10. Der Säulenkopf 300 ist in eine Säulenkopfbasis 301 und in eine im Verhältnis zur Säulenkopfbasis 301 höhenverstellbare Säulenkopf-Einstelleinheit 303 aufgeteilt.
Zur Höhenverstellung verfügt die Tischsäule 1 über eine Haupt-Hebeeinrichtung 302 sowie eine Zusatz- Hebeeinrichtung 304.
Mit der Haupt-Hebeeinrichtung 302 lässt sich der Säulenschaftstamm 40 relativ zum Säulenschaftsockel 24 auf und ab bewegen. Die Haupt-Hebeeinrichtung 302 ist als eine erste zylindrische Teleskopführung 22 ausgebildet. Auf dem oberen Ende der ersten Teleskopführung 22 ist der Säulenkopfträger 21 befestigt.
Mit der Zusatz-Hebeeinrichtung 304 lässt sich die Säulenkopf-Einstelleinheit 303 relativ zur Säulenkopfbasis 301 auf und ab bewegen. Die Zusatz-Hebeeinrichtung 304 ist als eine zweite zylindrische Teleskopführung 306 ausgebildet. Auf dem oberen Ende der zweiten Teleskopführung 306 ist die Anbindungseinheit 10 befestigt.
Die Anbindungseinheit 10 hat in manchen Ausführungsformen der vorliegenden Operationstischsäule 1 einen rechteckigen Zuschnitt. Sie dient zur Befestigung der Patientenlagerfläche 51 an der Operationstischsäule 1. In einigen Ausführungsformen, bspw. bei sogenannten Systemtischen, kann die Patientenlagerfläche 51 lösbar an der Operationstischsäule 1 befestigt sein. In anderen Ausführungsformen, wie zum Bsp. bei mobilen Operationstischen, kann das Sitzmodul 51c der Patientenlagerfläche 51 über die Anbindungseinheit 10 fest mit dem Säulenschaft 3 der Tischsäule 1 verbunden sein.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht der Baugruppe bestehend aus dem Säulenkopfträger 21, dem Säulenkopf 300, sowie der Anbindungseinheit 10. Man erkennt die Zusatz-Hebeeinrichtung 304. Diese hat drei angetriebene Hubzylindern 25 und einen zentralen Führungszylinder 27 ohne Antrieb. Die Anlenkung der Anbindungseinheit 10 an den zentralen Führungszylinder 27 wird dabei über ein zentrales Gelenk 14 realisiert. Das Gelenk 14 ist dabei so ausgebildet, dass es sowohl eine Neigung als auch eine Kantung der Anbindungseinheit 10 jeweils um die Y-Achse und die X-Achse ermöglicht. Hierfür weist das zentrale Gelenk 14 zwei rotatorische Freiheitsgrade auf, die eine Verschwenkung um die X- und Y-Achse erlauben. Es kann beispielsweise als ein kardanisches Kreuzgelenk ausgebildet sein.
Die Zusatz-Hebeeinrichtung 304 des Säulenkopfs 300 ist gleichzeitig eine Neigungseinrichtung 308 und eine Kantungseinrichtung 310. Mit der Neigungseinrichtung 308 kann die Anbindungseinheit 10 um die Y-Achse geneigt werden. Mit der Kantungseinrichtung 310 lässt sich die Anbindungseinheit 10 um die X-Achse verkanten.
Die zum Heben, Kanten und Neigen ausgelegte Einrichtung 304, 308, 310 umfasst eine Gruppe von drei entlang der senkrechten Z-Achse verstellbaren, angetriebenen Hubzylindern 25 die jeweils in äußeren zylindrischen Führungen 28 angeordnet sind, und den zentralen Führungszylinder 27. Dabei ist der zentrale Führungszylinder 27 von den drei peripheren Hubzylindern 25 umgeben. Die peripheren Hubzylinder 25 sind voneinander beabstandet und mit deren oberen Enden jeweils mittels eines Gelenks 26 mit der Unterseite der Anbindungseinheit 10 verbunden. Die zwei einander gegenüberliegenden Hubzylinder 25 gehören zur Neigungseinrichtung 308. Der verbleibende dritte Hubzylinder 25 gehört zur Kantungseinrichtung 310. Für jeden der drei ausfahrbaren peripheren Hubzylinder 25 ist jeweils ein eigener z.B. elektrischer Motorantrieb 30 vorgesehen. Die Motorantriebe 30 sind in einem Gehäuse in der Säulenkopfbasis 301 positioniert. Der zentrale Führungszylinder 27 verfügt über keinen eigenen Antrieb.
Durch eine derartige Ausgestaltung der Operationstischsäule 1 kann die Anbindungseinheit 10 bzw. eine mit ihr verbundene Patientenlagerfläche durch unterschiedliche Stellbewegungen geneigt oder deren Kantung verändert werden. Zusätzlich kann bei einer gleichzeitigen Stellbewegung der drei Motorantriebe 30 in dieselbe Verstellrichtung die Höhe der Anbindungseinheit 10 verändert werden, d.h., sie kann angehoben bzw. abgesenkt werden, ohne dass ihre Kantung oder Neigung verändert wird. Die Höhenverstellung der Anbindungseinheit 10 entlang der senkrechten Z-Achse kann zwischen einer unteren Hubstellung B' und einer oberen Hubstellung A' (siehe Fig. 2) erfolgen.
Fig. 2 zeigt ferner eine offenbarungsgemäße Leitungsführungsvorrichtung 4 zum Führen mindestens einer Energie- und/oder Datenleitung 5. Beispielsweise dient die Leitungsführungsvorrichtung 4 zum sicheren Führen eines Kabel- und Schlauchbündels 5 vom Säulenfuß 2 in die Anbindungseinheit 10.
Die Energie- und/oder Datenleitungen 5 können diverse Kabel und/oder Schläuche umfassen, die verwendet werden, um bspw. den höhenverstellbaren Operationstisch 50 und/oder chirurgische Werkzeuge, die an der Tischsäule 1 und/oder an der Patientenlagerfläche 51 angeordnet sind, mit Energie zu versorgen und/oder sie zu steuern. Zum Beispiel können die Kabel und Schläuche 5 in Verbindung mit einem Operationstisch verwendet werden, der Gelenkvorrichtungen umfasst, die zwecks Patientenbehandlung mittels einer Motorkraft in Bewegung gesetzt werden.
Die Leitungsführungsvorrichtung 4 umfasst, von unten nach oben gesehen, ein Magazin 6, eine Energiekette 15, eine Linearführung 7 sowie eine Schubstange 11.
Die Leitungsführungsvorrichtung 4 weist dabei zwei Abschnitte auf, nämlich einen Leitabschnitt C und einen Vorratsabschnitt D (siehe Fig. 2). Der Leitabschnitt C der Führungsvorrichtung 4 erstreckt sich in senkrechter Z-Richtung vom Säulenfuß 2 bis zur Anbindungseinheit 10 seitlich entlang des höhenverstellbaren Säulenschafts 3 der Tischsäule 1. Der Leitabschnitt C umfasst einen senkrechten Abschnitt der Energiekette 15, die Linearführung 7 sowie die Schubstange 11.
Der Vorratsabschnitt D der Führungsvorrichtung 4 umfasst einen im Säulenfuß 2 angeordneten Abschnitt der Energiekette 15. Dieser Kettenabschnitt ist im Magazin 6 beherbergt, das als eine Reserve für überschüssige Kabel- und/oder Schlauchlänge dient. Denn durch die Höhenverstellung der Tischsäule 1 sowie die Verschwenkung der Anbindungseinheit 10 entsteht ein großer Bedarf nach Kabel- und/oder Schlauchlängenanpassung. Bei bestimmten Anwendungen muss die Kabel- und Schlauchlänge in senkrechter Z-Richtung der Tischsäule 1 um bis zu 570 mm variiert werden. Diese 570 mm setzen sich z.B. zusammen aus etwa 320 mm für die Hubbewegung der Haupt-Hebeeinrichtung 302, etwa 200 mm für die Hubbewegung der Zusatz-Hebeeinrichtung 304 und etwa 50 mm für die Schwenkbewegungen der Anbindungseinheit 10.
Diese Längenänderung von bis zu 570 mm wird durch die Form und Ausgestaltung der Führungsvorrichtung 4 ausgeglichen. Ein Teil des Ausgleichs erfolgt dank der Energiekette 15. Die Energiekette 15 umfasst eine Vielzahl gelenkig miteinander verbundener Kettenglieder 31 in Form von Laschen, die jeweils zwei parallel zueinander angeordnete Seiten mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Querstegen 32 umfassen, die einen Führungskanal für Kabel und Schläuche 5 definieren. Die Kettenglieder 31 sind formstabil, verdreh-und torsionssteif. Die Querstege 32 können in manchen Ausführungsformen der Energiekette 15 durch Rastmittel lösbar an den Laschen 31 befestigt sein, um das Innere der Energiekette 15 freizugeben.
Fig. 4 zeigt die Anordnung des Vorratsabschnitts D im langen Abschnitt 2b des Säulenfußes 2. Dort ist ein Abschnitt der Energiekette 15 horizontal parallel zur X-Achse an der unteren Platte 29 in einer Führungsschiene 33 geführt. Dieser Abschnitt mündet in einen Knick um eine zur Y-Achse parallellaufende V-V-Achse. Das im Inneren des Magazins befindliche Ende der Energiekette 15 bildet einen Bogen mit einem Radius R sowie einen Überlappungsbereich (U, siehe Fig. 2) mit zwei senkrecht übereinanderliegenden und beabstandeten Abschnitten. Dabei ist das untere Ende 15b der Energiekette 15 dem Säulenschaftsockel 24 zugewandt und bildet einen oberen Überlappungsabschnitt, der von oben durch eine am Rahmen 19 des Säulenfußes 2 befestigte Halterungsschiene 34 eingehegt wird. Die Halterungsschiene 34 kann beispielsweise U-förmig ausgebildet sein.
Der untere im Magazin 6 angeordnete Teil der Energiekette 15 weist die Form eines Hufeisens H auf. Diese Ausgestaltung der Energiekette 15 ermöglicht einen aktiven Ausgleich der Kabel- und/oder Schlauchlänge während der Hub- und Schwenkbewegungen der Tischsäule 1. Zum Beispiel wird der Überlappungsbereich U kürzer und somit das Hufeisen H kleiner, wenn die Anbindungseinheit 10 nach oben fährt. Bei einer Fahrt nach unten dahingegen verlängert sich der Überlappungsbereich U und das Hufeisen H wird größer. Das in Fig. 2 und 4 abgebildete Hufeisen H ist im Magazin 6 aufrecht auf der Kante stehend angeordnet. In weiteren Ausführungsformen kann das Hufeisen H im Magazin 6 jedoch flachliegend angeordnet sein, siehe Fig. 6. Eine derartige Anordnung kann durch eine Drehung der im Säulenfuß 2 in X-Richtung angeordneten Energiekette 15 realisiert werden. Dabei wird das Hufeisen H um 90° um eine zur X-Achse parallelverlaufende Achse gekippt (siehe Fig. 6).
In der in Fig. 2 und 4 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Tischsäule 1 beträgt der Biegeradius R der Energiekette 15 etwa 75 mm. Mit diesem Biegeradius R kann eine ausreichende Lebensdauer aller verwendeten Kabel und Schläuche gewährleistet werden. Andere Biegeradien, die die Einhaltung des kleinsten zulässigen Biegeradius der Kabel und Schläuche garantieren, sind jedoch nicht ausgeschlossen.
Die Führungsvorrichtung 4 umfasst ferner mindestens ein Umlenkblech 16 zur Umlenkung der Energiekette 15. Das Umlenkblech 16 der Fig. 4 umfasst einen sich in der X-Richtung an der unteren Platte 29 des Säulenfußes 2 erstreckenden Umlenkabschnitt 16b sowie einen auf ihm senkrecht angeordneten Leitabschnitt 16a, der sich in Z-Richtung erstreckt. Das Umlenkblech 16 weist im Umlenkabschnitt 16b einen geschlossenen, rechteckigen Querschnitt und im Leitabschnitt 16a einen U-förmigen Querschnitt auf. Es dient der Ausrichtungsänderung der Energiekette 15 am Übergang vom Vorratsabschnitt D in den Leitabschnitt C.
Im oberen Bereich an beiden seitlichen Kanten weist der Abschnitt 16a des Umlenkblechs 16 abgewinkelte Vorsprünge 37 auf, die eine stauchungs- und knickfreie Führung der Energiekette 15 in der Z-Richtung garantieren. Bei der vorliegenden Bauweise der Tischsäule 1 muss die Energiekette 15 selbst Schubkräften standhalten können ohne dabei abzuknicken. Aus diesem Grund ist der senkrechte Abschnitt 16a des Umlenkblechs 16 in Bezug auf den gegebenen Installationsraum möglichst lang ausgelegt. Eine für diese Anwendung geeignete Energiekette 15 ist beispielsweise die Kabelkette der Serie 1400/1500 der Firma IGUS®.
Der Leitabschnitt C der Führungsvorrichtung 4 umfasst das obere Ende 15a der Energiekette 15, das stabil an der Linearführung 7 befestigt ist. Die Linearführung 7 ist mit einem oberen Ende an einem Säulenabdeckungsträger 23 befestigt. Die Linearführung 7 ist genauer in der Fig. 5 veranschaulicht. Die Linearführung 7 umfasst ein äußeres Halterungselement 39, eine Schiene 8 sowie einen auf der Schiene 8 verfahrbaren Schlitten 9. Das Halterungselement 39 ist als ein längliches Stützblech mit seitlichen Vorsprüngen 39a ausgebildet (vgl. Fig. 3 und 5). Es erstreckt sich in der Z-Richtung, während sich die Vorsprünge 39a in der X-Richtung erstrecken. Das Halterungselement 39 ist an einer der Energiekette 15 und dem Schlitten 9 gegenüberliegenden Seite der Schiene 8 angeordnet. Dabei ist es fest mit der Schiene 8 verbunden und dient einer starren Befestigung der Linearführung 7 am Säulenabdeckungsträger 23. Das Halterungselement 39 weist eine Breite auf, die der Breite der Schiene 8 entspricht.
Der Schlitten 9 ist an der Schiene 8 derart angeordnet, dass er sich parallel zur Z-Achse auf der Schiene 8 während der Höhenverstellung der Zusatz-Hebeeinrichtung 304 und/oder während der Kantung und Neigung der Patientenlagerfläche 51 auf und ab bewegen kann.
Am Schlitten 9 ist ein Verbindungselement 35 angebracht. Das oberste Glied der Energiekette 15 ist am Verbindungselement 35 (bspw. aus gebogenem Blech) befestigt. Dadurch sind sowohl das Verbindungselement 35 als auch das obere Ende 15a der Energiekette 15 mitsamt dem Schlitten 9 auf der Schiene 8 relativ zum Halterungselement 39 und zum Säulenabdeckungsträger 23 verfahrbar. Somit dient die Linearführung 7 der senkrechten Verstellung der Energiekette 15 und somit von Kabel- und Schlauchposition entlang der Z-Achse während einer Hubbewegung der Tischsäule 1.
Die Linearführung 7 kann in Form einer prismatischen Führung vorliegen. Eine derartige prismatische Führung kann beispielsweise mit einem DRYLIN®-Führungssystem der Firma IGUS® realisiert werden, das eine Schiene aus stranggepresstem Aluminium und einen Schlitten mit Laufflächen aus tribologisch optimierten Kunststoffen umfasst. Weitere Führungssysteme, wie zum Bsp. ein Kugelumlaufsystem, sind auch denkbar. Derartige Linearführungssysteme sind schmierfrei, verschleißfest und weisen eine geringe Größe auf.
Die in Fig. 2 gezeigte Führungsvorrichtung 4 weist ferner die Schubstange 11 auf. Der aus der Energiekette 15 mündende Leitungsbaum, welcher ein Bündel von Kabeln und Schläuchen 5 umfasst, verläuft bei dieser Ausführungsvariante der Führungsvorrichtung 4 entlang der Schubstange 11 bis in die Anbindungseinheit 10. Dabei ist der Leitungsbaum 5 entlang der Schubstange 11 mit Kabelbindern 38 befestigt (siehe Fig. 3). In anderen offenbarungsgemäßen Ausführungsformen der Führungsvorrichtung 4 müssen die Leitungen 5 nicht zwangsläufig an der Schubstange 11 befestigt sein und können beispielsweise zwischen dem mit der Energiekette 15 verbundenen Verbindungselement 35 und der Anbindungseinheit 10 frei angeordnet sein. Die Schubstange 11 ist mit einem unteren Ende 18 über ein erstes Gelenk 12 an einer dem Säulenschaft 3 zugewandten Fläche des Verbindungselements 35 befestigt. Ein oberes Ende 17 der Schubstange 11 ist über ein zweites Gelenk 13 an der Anbindungseinheit 10 befestigt. Die Schubstange 11 weist eine Krümmungsstelle K und zwei sich von der Krümmungsstelle K erstreckende gerade Abschnitte, einen kürzeren oberen Abschnitt 11a und einen längeren unteren Abschnitt 11b, auf (siehe Fig. 5).
Das in der Fig. 5 dargestellte erste Gelenk 12 weist drei rotatorische Freiheitsgrade auf und kann z. B. als ein Kugelgelenk ausgebildet sein. Dadurch kann die Schubstange 11 unter anderem um die X-Achse verschwenkt werden. Am unteren Ende 18 der Schubstange 11 sind die Winkelbewegungen relativ klein, sodass beispielsweise handelsübliche Gelenklager oder Kugelköpfe 36 verwendet werden können.
Am oberen Ende 17 der Schubstange 11 ist die Winkelbewegung mit bis zu 45° für die Neigungsbewegung und bis zu 30° für die Kantungsbewegung groß. Aus diesem Grund, und um eine unerwünschte Drehung der Schubstange 11 um die Z-Achse zu verhindern, ist das zweite Gelenk 13 als ein Gelenk mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden ausgeführt. Das Gelenk 13 kann beispielsweise als ein Kreuzgelenk in Form eines Kardangelenks ausgebildet sein. Das zweite Gelenk 13 kann aber auch als ein homokinetisches Gelenk oder ein flexibles Feder- bzw. Gummigelenk ausgebildet sein.
Damit die Anbindungseinheit 10 möglichst optimal um die X- und Y-Achsen verschwenkt werden kann, haben das zweite Gelenk 13 der Schubstange 11 und das zentrale Gelenk 14 des Flubzylinders 27 die gleiche Anzahl Freiheitsgrade. Dabei hat das zweite Gelenk 13 dieselbe Ausrichtung wie das Kardangelenk 14, d.h. die beiden Gelenke 13, 14 sind derart an der Anbindungseinheit 10 angeordnet, dass sie eine Verschwenkung der Anbindungseinheit 10 jeweils in derselben Richtung um die X- und/oder Y-Achse zulassen. In dieser Anordnung versetzt die Schubstange 11 den an ihr befestigten Leitungsbaum in Abhängigkeit der tatsächlichen Position der Anbindungseinheit 10. Dank dieser Ausrichtung des zweiten Gelenks 13 wird eine Drehbewegung der Schubstange 11 um die Z-Achse, die durch einen Winkelfehler bei der Auslenkung des Kardangelenks 14 entsteht, so ausgenutzt, dass der für die Bewegung der Schubstange 11 benötigte Raum minimiert und Kollisionen mit benachbarten Bauteilen der Tischsäule 1 vermieden werden können. Ferner wird möglichst viel Platz für die geführten Kabel und Schläuche 5 geschaffen, die entlang der Schubstange 11 mit Kabelbindern 38 befestigt sind. Die lokale Vergrößerung W in Fig. 3 zeigt im Detail, wie das zweite Gelenk 13 an der Anbindungseinheit 10 befestigt ist.
In alternativen offenbarungsgemäßen Anordnungen innerhalb einer anderen Bauraumsituation kann die Ausrichtung des zweiten Gelenks 13 anders sein als die des Kardangelenkes 14, was zwangsweise zu einer veränderten Auswirkung des Winkelfehlers führt. Im Zusammenhang mit einer anderen Bauraumsituation kann sich jedoch die veränderte Auswirkung des Winkelfehlers als für die Gesamtanordnung vorteilhaft erweisen.
Die Funktionsweise der offenbarungsgemäßen Leitungsführungsvorrichtung 4 ist wie folgt:
Es wird davon ausgegangen, dass sich die Tischsäule 1 im voll eingefahrenen Zustand befindet. Sodann wird zunächst die Haupthebeeinrichtung 302 aktiviert, sodass sich der Säulenschaftstamm 40 relativ zum Säulenschaftsockel 24 nach oben bewegt. Da der Säulenabdeckungsträger 23 nicht nur mit dem äußeren Halterungselement 39 der Linearführung 7 verbunden ist, sondern auch am Säulenkopf 21 befestigt ist (Fig.3), fährt der Säulenabdeckungsträger 23 ebenfalls nach oben. Dadurch wird die gesamte Linearführung 7 entlang der Z-Achse verschoben. Eine Relativbewegung der Bauelemente 9, 35 und 15 zur Schiene 8 findet jedoch nicht statt. Dabei wird die mittels des Verbindungselements 35 mit dem Schlitten 9 gekoppelte Energiekette 15 nach und nach aus dem Magazin 6 gezogen.
Sobald der Hub der Haupthebeeinrichtung 302 beendet ist, wird im zweiten Schritt die Zusatz- Hebeeinrichtung 304 aktiviert. Dadurch erhebt sich die Säulenkopf-Einstelleinheit 303 im Verhältnis zur Säulenkopfbasis 301. Die Position des am Säulenkopf 21 befestigten Säulenabdeckungsträgers 23 bleibt dabei unverändert. Somit ändert sich auch nicht die Lage der Schiene 8, die über das Halterungselement 39 mit dem Säulenabdeckungsträger 23 starr verbunden ist. Bei der Höhenverstellung der Zusatz- Hebeeinrichtung 304 verschiebt sich jedoch der auf der Schiene 8 geführte Schlitten 9 mitsamt des oberen Endes 15a der Energiekette 15 in der Z-Richtung. Dadurch wird diese zweite Höhenverstellung dank der Linearführung 7 durch die Energiekette 15 nachvollzogen. Dabei wird der Schlitten 9 mittels der Schubstange 11 nach oben gezogen.
Sobald der Hub der Zusatz-Hebeeinrichtung 304 beendet ist, wird in einem dritten Schritt eine Kantung und Neigung der Anbindungseinheit 10 durch Betätigung der Kantungseinrichtung 310 und der Neigungseinrichtung 308 erreicht. Diese weitere Bewegung kann durch die in die Anbindungseinheit 10 mündenden Kabel und Schläuche dank der Gelenke 12 und 13 der Schubstange 11 nachvollzogen werden. Dabei führt die Bewegung der Schubstange 11, welche mittels des Verbindungselements 35 mit dem Schlitten 9 verbunden ist, zur einer Auf- und Ab-Bewegung des Schlittens 9 auf der Schiene 8, was wiederum in einer senkrechten Verschiebung der Energiekette 15 resultiert. Insbesondere durch die Kombination einer Energiekette, einer Linearführung und einer gelenkigen Schubstange kann so bei einer Operationstischsäule eine zuverlässige und platzsparende Kabelführung realisiert werden.
Die vorliegende Offenbarung umfasst im Übrigen auch Verfahren zur Verwendung der beschriebenen Operationstischsäulen und Operationstische. Die beschriebenen Säulen und Tische können auch als Teil von komplexeren chirurgischen Anordnungen im Zusammenspiel mit medizinischen Geräten und Instrumenten eingesetzt werden. Dabei können bei diesen Anordnungen eines oder mehrere Teile über die Energie- und/oder Datenleitungen 5 gesteuert und/oder mit Energie versorgt werden. Diese Verfahren können das Anheben, Absenken und/oder Verschwenken der Anbindungseinheit 10 einschließen, sowie der von der Anbindungseinheit 10 getragenen Patientenlagerfläche, des Patienten und von medizinischen Vorrichtungen, die von der Anbindungseinheit 10 getragen werden. Das Anheben, Absenken und/oder Verschwenken kann in verschiedenen Abläufen mittels der beschriebenen Hubzylinder erfolgen. Die Leitungsführungsvorrichtung 4 bzw. Teile davon verschwenken, verbiegen sich und/oder passen sich dabei an, um den Bewegungen der Anbindungseinheit 10 nachzukommen. So werden die entsprechenden Geräte an der Anbindungseinheit 10 stets zuverlässig mit Energie und/oder Steuerungssignalen versorgt. Die Kette 15 und die Schubstange 11 folgen der Bewegung der Anbindungseinheit 10 und passen sich an diese an, wie es in der vorliegenden Anmeldung beschrieben ist. Die umfassten Verfahren können die offenbarten Bewegungen der Schubstange 11, des ersten Gelenks 12, des zweiten Gelenks 13 und des Schlittens 9 einschließen. Die Bewegungen der Anbindungseinheit 10 und der Hubzylinder 25 können direkt durch einen Nutzer gesteuert werden. Alternativ kann die Steuerung durch einen Computer oder eine andere elektronische Steuerungseinrichtung erfolgen. Die vorliegende Offenbarung umfasst auch elektronische Anweisungen, Programme und Schaltungen zur Steuerung des Betriebs der beschriebenen Operationstischsäule und anderer beschriebener Vorrichtungen, sowie zur Ausführung der beschriebenen Verfahren.

Claims

Patentansprüche
1. Verstellbare Tischsäule (1) für einen Operationstisch, umfassend:
- einen Säulenfuß (2) zum Abstellen der Tischsäule (1) auf einem Boden;
- einen höhenverstellbaren Säulenschaft (3) mit einem stationären Säulenschaftsockel (24) und einem relativ zum Säulenschaftsockel auf- und ab-beweglichen Säulenschaftstamm (40);
- eine Anbindungseinheit (10) zur Anbindung einer Patientenlagerfläche an der Tischsäule (1), wobei die Anbindungseinheit (10) im Verhältnis zum Säulenschaftstamm (40) verschwenkbar ist; und
- eine Leitungsführungsvorrichtung (4) zum Mitführen mindestens einer Energie- und/oder Datenleitung (5) entlang des Säulenschaftstamms (40) bei dessen Auf- und Ab-Bewegung, wobei die Leitungsführungsvorrichtung (4) eine gelenkige Schubstange (11) umfasst, die Schub- und Zugkräfte übertragen kann,
wobei die Schubstange (11) derart mit ihrem oberen Ende (17) mechanisch mit der Anbindungseinheit (10) und mit ihrem unteren Ende (18) mechanisch mit dem Säulenschaftstamm (40) verbunden ist, dass die mindestens eine Energie- und/oder Datenleitung (5) ihre Position beim Bewegen der Anbindungseinheit (10) entsprechend anpasst.
2. Tischsäule (1) nach Anspruch 1, wobei die Schubstange (11) mit ihrem unteren Ende (18) über ein erstes Gelenk (12) dem Säulenschaftstamm (40) zugeordnet und mit ihrem oberen Ende (17) über ein zweites Gelenk (13) an der Anbindungseinheit (10) befestigt ist.
3. Tischsäule (1) nach Anspruch 2, wobei die Schubstange (11) gekrümmt ist.
4. Tischsäule (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das erste Gelenk (12) ein Kugelgelenk ist.
5. Tischsäule (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das zweite Gelenk (13) ein Kardangelenk, ein homokinetisches Gelenk oder ein flexibles Feder- bzw. Gummigelenk ist.
6. Tischsäule (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Anbindungseinheit (10) über ein Schwenkgelenk (14) verschwenkbar ist und das zweite Gelenk (13) dieselbe Ausrichtung wie das Schwenkgelenk (14) hat.
7. Tischsäule (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leitungsführungsvorrichtung (4) ferner eine Linearführung (7) umfasst, mittels welcher die mindestens eine Energie- und/oder Datenleitung (5) bei der Höhenverstellung des Säulenschafts (3) senkrecht verschoben werden kann.
8. Tischsäule (1) nach Anspruch 7, wobei die Linearführung (7) eine Schiene (8) umfasst, sowie einen auf der Schiene (8) verfahrbaren Schlitten (9), an welchem die mindestens eine Energie- und/oder Datenleitung (5) befestigt ist.
9. Tischsäule (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leitungsführungsvorrichtung (4) ferner ein bevorzugt im Säulenfuß (2) befindliches Magazin (6) zum Verstauen überschüssiger Leitungslänge aufweist.
10. Tischsäule (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leitungsführungsvorrichtung (4) ferner eine die mindestens eine Energie- und/oder Datenleitung beherbergende Energiekette (15) aufweist.
11. Tischsäule (1) nach Anspruch 10 in Kombination mit Anspruch 7 oder 8, wobei die Energiekette (15) mit ihrem oberen Ende (15a) an der Linearführung (7) und insbesondere an deren Schlitten (9) befestigt ist.
12. Tischsäule (1) nach Anspruch 10 in Kombination mit Anspruch 9, wobei die Energiekette (15) mit ihrem unteren Ende (15b) im Magazin (6) befestigt ist.
13. Tischsäule (1) nach Anspruch 12, wobei der untere Teil (15b) der Energiekette (15) in der Form eines Hufeisens (H) im Magazin (6) angeordnet ist.
14. Tischsäule (1) nach Anspruch 13, wobei das Hufeisen (H) im Magazin (6) aufrecht auf der Kante stehend angeordnet ist.
15. Tischsäule (1) nach Anspruch 13, wobei das Hufeisen (H) im Magazin (6) flachliegend angeordnet ist.
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