JP2004329762A - 手術用顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、オーバーヘッド時であっても水平方向のアームの上下動作時に水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉することがなく、操作性が優れる手術用顕微鏡を提供することを最も主要な特徴とする。
【解決手段】第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9との連結部の回動軸14a,14bを中心に回動させ、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる移動手段16を設けたものである。
【選択図】 図1
【解決手段】第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9との連結部の回動軸14a,14bを中心に回動させ、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる移動手段16を設けたものである。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡の鏡体を上下左右の任意の位置に3次元的に自由に移動可能な手術用顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、手術用顕微鏡には顕微鏡の鏡体と、この鏡体を支持する架台部とが設けられている。架台部には所定の操作空間内で術者が鏡体を任意の位置に3次元的に自由に移動でき、かつその移動位置で鏡体を確実に停止させた状態で維持することができる支持機構が必要になる。そのため、架台部には鉛直方向の支柱や、複数の水平方向のアームや、リンク機構などが組み合わされた複雑な構成の支持機構が設けられている。
【0003】
さらに、この種の手術用顕微鏡の架台では、顕微鏡の鏡体の質量と移動位置とにより発生する回転モーメントに対抗するカウンターウエイト(錘)や、バネなどを装着することにより、顕微鏡の鏡体を軽い力でスムーズに動かすことが行なわれている。これは、フルカウンターバランス方式と、上下動バランス方式とに大別される。特許文献1にはフルカウンターバランス方式の顕微鏡架台、特許文献2には上下動バランス方式の顕微鏡架台がそれぞれ示されている。
【0004】
特許文献1のフルカウンターバランス方式の顕微鏡架台では、鏡体の質量により発生する第1のモーメントとは逆方向の第2のモーメントをカウンターウエイト(錘)によって発生させ、モーメント同士を相殺してバランスをとる構成になっている。ここで、顕微鏡架台のカウンターウエイトには顕微鏡の鏡体の上下、左右動に対応した錘を有する。そのため、顕微鏡の鏡体を移動する際の操作力量が小さく、操作性が優れている。
【0005】
また、特許文献2の上下動バランス方式の顕微鏡架台では、鏡体の質量により発生する第1のモーメントとは逆方向の第2のモーメントをバネにより発生させ、バネの反力で上下動バランスをとる構成になっている。
【0006】
さらに、特許文献3には、鉛直方向に立設されたスタンド支柱内にカウンターウエイトを配置するタイプの架台が示されている。この特許文献3の架台ではワイヤーおよびプーリーを使用して顕微鏡部の質量による回転モーメントと、上下動バランスをとる構成になっている。
【0007】
そして、上記従来構成の手術用顕微鏡の使用時には術者は術部を様々な方向から見るために所定の操作空間内で術者が鏡体を任意の位置に自由に移動させる操作が行なわれる。このとき、架台部の支持機構の鉛直方向の支柱に対して水平方向のアームを軸回り方向に回転させたり、複数の水平方向のアームを上下方向に動かすなどの操作が行なわれる。
【0008】
【特許文献1】
特開昭56−20448号公報
【0009】
【特許文献2】
特開昭57−86806号公報
【0010】
【特許文献3】
特開2002−207174号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記各特許文献の従来構成の手術用顕微鏡では所定の操作空間内で術者が鏡体を任意の位置に自由に移動させる操作を行う際、アームの上下動作時に顕微鏡部とアームの相対位置(角度)が変わる。そのため、顕微鏡架台の水平方向のアームが術者の真上にくるオーバーヘッド時に、水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉する可能性があり、操作性の面で不利である。
【0012】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、オーバーヘッド時であっても水平方向のアームの上下動作時に水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉することがなく、操作性が優れる手術用顕微鏡を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、床上に配置されるベース部と、このベース部に対し、鉛直方向に立設された第1の回転軸と、基端部がこの第1の回転軸の軸回り方向に回転可能に連結された第1のアーム構成体と、基端部が前記第1のアーム構成体の先端部に、前記第1の回転軸と平行に配置された第2の回転軸の軸回り方向に回転可能に連結された第2のアーム構成体と、この第2のアーム構成体の先端部に鏡体支持部を介して支持された顕微鏡部と、前記顕微鏡部を上下方向に移動させる移動手段と、前記顕微鏡部の上下方向の移動に対する平衡手段とを具備し、前記移動手段は、前記第1のアーム構成体を前記第1の回転軸との連結部に設けた支軸部を中心に回動させ、前記第2のアーム構成体を上下方向に平行移動させるパンタグラフ機構によって形成したことを特徴とする手術用顕微鏡である。
そして、本請求項1の発明では、手術用顕微鏡の使用時に所定の操作空間内で術者が鏡体を任意の位置に自由に移動させる操作を行う際、移動手段の第1のアーム構成体のパンタグラフ機構を第1の回転軸との連結部の支軸部を中心に回動させ、第2のアーム構成体を上下方向に平行移動させる状態で動かすことにより、第2のアーム構成体の形状は元の形状のまま保持される。そのため、オーバーヘッド状態であっても顕微鏡部の鏡体の上下動作時に水平方向の第2のアーム構成体の上下動作時に水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉することがなくなるようにしたものである。
【0014】
本請求項2の発明は、前記第2のアーム構成体は、前記第2の回転軸から前記鏡体支持部に向かって下方に傾斜している傾斜アームを有することを特徴とする請求項1に記載の手術用顕微鏡である。
そして、本請求項2の発明では、第2のアーム構成体の傾斜アームが第2の回転軸から鏡体支持部に向かって下方に傾斜していることにより、オーバーヘッド状態であっても顕微鏡部の鏡体の上下動作時に顕微鏡の観察者の頭部と第2のアーム構成体の傾斜アームとの間の間隔を保ち、水平方向の第2のアーム構成体の上下動作時に水平方向の第2のアーム構成体が顕微鏡の観察者に干渉することがなくなるようにしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態を図1乃至図3を参照して説明する。図1は本実施の形態の手術用顕微鏡1を示すものである。手術用顕微鏡1には手術室内の床上に配置されるベース部2が設けられている。このベース部2には図2に示すように略U字状の底板3と、この底板3に鉛直方向に立設された支持台4とが設けられている。底板3には平行に配置された一対の横板3a,3bと、各横板3a,3bの後端部間を連結する縦板3cとが設けられている。さらに、底板3の底面には4隅にキャスター5がそれぞれ配設されている。
【0016】
支持台4は縦板3cの略中央位置に配置されている。この支持台4の上端部には手術用顕微鏡1の架台部6が装着されている。この架台部6には略水平方向に配設された2つのアーム構成体(第1のアーム構成体7および第2のアーム構成体8)が設けられている。
【0017】
第1のアーム構成体7の基端部には第1の回転軸部9が設けられている。この第1の回転軸部9は支持台4の上端部に鉛直方向に立設された第1の回転軸O1の軸回り方向に回転可能に連結されている。さらに、第1のアーム構成体7の先端部には略L字状の先端部材10が設けられている。この先端部材10には略水平方向に延設された台座部11と、この台座部11の一端部に鉛直方向に立設された縦板12とが設けられている。
【0018】
さらに、第1のアーム構成体7には第1の回転軸部9と、縦板12との間に上下一対のリンクアーム13a,13bが配設されている。各リンクアーム13a,13bの基端部は第1の回転軸部9に対して回動軸(支軸部)14a,14bを介してそれぞれ回動自在に連結されている。同様に、各リンクアーム13a,13bの先端部は縦板12に対して回動軸14c,14dを介してそれぞれ回動自在に連結されている。これにより、第1の回転軸部9と、2つのリンクアーム13a,13bと、縦板12とによってそれぞれ平行な回動軸14a〜14dの軸回りに回動可能に連結された平行四辺形リンク15が形成されている。この平行四辺形リンク15によって第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる移動手段(パンタグラフ機構)16が形成されている。
【0019】
また、第1のアーム構成体7の平行四辺形リンク15には後述する鏡体17やそれを支持する鏡体支持部18および2つのアーム構成体7,8等の顕微鏡部の重量による回転モーメントを相殺し、平衡状態を保つための平衡手段19が設けられている。この平衡手段19は、回転軸部9と平行四辺形リンク15の間に設けられたバネ23と、バネ23の一端部をリンクアーム13aに取り付けるための回動軸20aと、バネ23の他端部を第1の回転軸部9に取り付けるための回動軸20bとで構成される。また、この平衡手段19は、顕微鏡部の質量による回転モーメントをバネ23の反力により相殺して、平行四辺形リンク15の上下動バランスを取るように構成されている。
【0020】
また、第2のアーム構成体8の基端部には第2の回転軸部24が設けられている。この第2の回転軸部24は先端部材10の台座部11の上に鉛直方向に立設された第2の回転軸O2の軸回り方向に回転可能に連結されている。
【0021】
さらに、第2のアーム構成体8の先端部には鉛直方向に立設された第3の垂直回転軸O3の軸回り方向に回転可能に鏡体支持部18が連結されている。鏡体支持部18には鏡体17を斜め方向の回転軸O4の軸回り方向に回転可能に支持する支持アーム18aが設けられている。さらに、鏡体17はこの支持アーム18aの先端部に配置された水平方向の回転軸O5の軸回り方向に回転可能に支持されている。
【0022】
なお、前記各回転軸O1〜O5、及び回動軸14aには図示しない電磁ブレーキがそれぞれ配設されている。鏡体17の近傍部位には各電磁ブレーキをオンオフ操作する図示しないスイッチが設けられている。このスイッチは常時は各電磁ブレーキをオン操作する状態で保持される。そして、このスイッチをオン操作することにより、各電磁ブレーキがオフ操作されるようになっている。
【0023】
また、第2のアーム構成体8は棒状の1本の支持ロッド25によって形成されている。この支持ロッド25には、第2の回転軸O2から鏡体支持部18に向かって斜め下向きに傾斜している傾斜アーム26が形成されている。
【0024】
さらに、本実施の形態の手術用顕微鏡1には図2に示すようにベース部2のU字状の底板3の一対の横板3a,3bと、縦板3cとの間の内部スペースによってトロリー収納部27が形成されている。このトロリー収納部27には手術室内に配置される周辺機器の搭載用のトロリー28が挿入された状態でセットされている。
【0025】
トロリー28内には複数段の棚板29が配設されている。そして、各棚板29上に光源装置30や、カメラコントロールユニット(CCU)31などが搭載されている。これらの光源装置30や、CCU31などは手術用顕微鏡1と一緒に使用される図示しない内視鏡用としても同時に使用可能になっている。なお、このトロリー28には図示しないモニターや、ビデオプリンター等の周辺機器も積めるようになっている。また、トロリー28の底面には4隅にキャスター32がそれぞれ配設されている。
【0026】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡1は常時は鏡体17の近傍部位のスイッチはオフ状態で保持されている。この状態では手術用顕微鏡1の架台部6の各回転軸O1〜O5の電磁ブレーキがそれぞれオン状態で保持され、電磁ブレーキのブレーキ作用によって手術用顕微鏡1の架台部6の第1のアーム構成体7および第2のアーム構成体8が固定状態で保持される。
【0027】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡1の使用時に鏡体17を所望の位置に移動する場合には鏡体17の近傍部位のスイッチをオン操作する。これにより、手術用顕微鏡1の架台部6の各回転軸O1〜O5、及び回動軸14aの電磁ブレーキがそれぞれオフ操作される。このとき、第1の回転軸O1の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、第1のアーム構成体7の第1の回転軸部9が第1の回転軸O1の軸回り方向に回動可能になる。同様に、第2の回転軸O2の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、第2のアーム構成体8の第2の回転軸部24が第2の回転軸O2の軸回り方向に回動可能になる。
【0028】
さらに、第3の垂直回転軸O3の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、鏡体支持部18が第3の垂直回転軸O3の軸回り方向に回動可能になる。支持アーム18aの斜め方向の回転軸O4の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、鏡体17の支持アーム18aが回転軸O4の軸回り方向に回動可能になる。支持アーム18aの先端部の回転軸O5の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、鏡体17が支持アーム18aに対して回転軸O5の軸回り方向に回動可能になる。回動軸14aの電磁ブレーキ作用が解除されると、平行四辺形リンク15の動作によって、第1のアーム構成体7が回動軸14a及び14bを回転軸として上下方向に回動し、第1のアーム構成体7と回動軸14c及び14dにより連結された台座部11が略鉛直方向へ円弧状に上下動する。
【0029】
したがって、鏡体17の近傍部位のスイッチをオン操作した状態では鏡体17は手術用顕微鏡1の架台部6の各回転軸O1〜O5、及び回動軸14aの軸回り方向にそれぞれ自由に回動可能になる。これにより、鏡体17は手術用顕微鏡1の上下方向(鉛直方向)と水平方向及び前後左右俯仰方向に移動可能になる。
【0030】
さらに、鏡体17を上下方向に移動させる場合には鏡体17を上向きに押し上げる操作、或いは鏡体17を下向きに押し下げる操作が行なわれる。この鏡体17を上下方向に押し出す動作にともない第1のアーム構成体7の平行四辺形リンク15の各リンクアーム13a,13bが図3に示すように移動する。このとき、第1のアーム構成体7の平行四辺形リンク15の各リンクアーム13a,13bの基端部が第1の回転軸部9に対して回動軸14a,14bを介してそれぞれ回動され、同時に各リンクアーム13a,13bの先端部が縦板12に対して回動軸14c,14dを介してそれぞれ回動される。そして、この平行四辺形リンク15の動作によって第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる。これにより、鏡体17を上下方向の任意の位置に移動させることができる。
【0031】
また、鏡体17を上下方向に移動させる動作時には鏡体17や鏡体支持部18および2つのアーム構成体7,8等の顕微鏡部の重量による回転モーメントがバネ23の反力により相殺され、上下動方向のバランスが取られている。
【0032】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡1では架台部6の第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9と、2つのリンクアーム13a,13bと、縦板12とによってそれぞれ平行な回動軸14a〜14dの軸回りに回動可能に連結された平行四辺形リンク15によって形成し、この平行四辺形リンク15によって第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる移動手段16を設けている。そのため、手術用顕微鏡1の使用時に所定の操作空間内で術者が鏡体17を上下方向の任意の位置に自由に移動させる操作を行う際に、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる状態で動かすことができる。これにより、第2のアーム構成体8の形状は元の形状のまま保持されるので、鏡体17を上下方向に移動する動作中、第2のアーム構成体8と鏡体17との位置関係は不変である。そのため、図3中に実線で示すように第2のアーム構成体8が術者の真上にくるオーバーヘッド状態であっても顕微鏡部の鏡体17の上下動作時に顕微鏡部の鏡体17の観察者と第2のアーム構成体8との間には常に一定のクリアランスが確保できる。その結果、水平方向の第2のアーム構成体8が顕微鏡部の鏡体17の観察者に干渉することがなくなるので、従来に比べて操作性の向上を図ることができる。
【0033】
さらに、第2のアーム構成体8の支持ロッド25に第2の回転軸O2から鏡体支持部18に向かって斜め下向きに傾斜している傾斜アーム26を形成したので、オーバーヘッド状態の場合に顕微鏡部の鏡体17の観察者と第2のアーム構成体8との間のクリアランスを大きくすることができる。そのため、水平方向の第2のアーム構成体8が顕微鏡部の鏡体17の観察者に干渉することを一層、効果的に防止することができる。
【0034】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡1ではベース部2のU字状の底板3の一対の横板3a,3bと、縦板3cとの間の内部スペースによってトロリー収納部27を形成し、このトロリー収納部27には手術室内に配置される周辺機器の搭載用のトロリー28を挿入させた状態でセットしている。そのため、内視鏡用の光源装置30や、CCU31などをトロリー28内の棚板29に搭載することにより、内視鏡用の光源装置30や、CCU31などを手術用顕微鏡1で共用することができる。
【0035】
さらに、トロリー28内の光源装置30は手術用顕微鏡1のベース部2の近傍位置に配置されているので、照明光を導光するライトガイドが格別に長くなるおそれがない。そのため、光量損失などを少なくすることができる。また、光源装置30や、CCU31などに接続されるライトガイドやケーブル類をトロリー28内で保持することができるので、ライトガイドやケーブル類が床上に置かれることを防止することができる。そのため、手術中に床上のライトガイドやケーブル類が邪魔になることを防止することができる。
【0036】
また、図4(A),(B)〜図7は本発明の第2の実施の形態を示すものである。図4(A)に示すように本実施の形態の手術用顕微鏡41のベース部42には底板43と、この底板43の上に鉛直方向に立設された第1の回転軸O11の軸回り方向に回転可能に支持された支持台44とが設けられている。底板43の底面には4隅にキャスター45がそれぞれ配設されている。
【0037】
図7に示すように支持台44の一側部には支柱部46が配設されている。この支柱部46は、図4(A)に示すように鉛直方向に対して斜めに傾斜させた状態で支持台44に固定されている。ここで、支柱部46の下端部は支持台44の前端位置に配置されている。この支柱部46の上端部は支持台44の後端側に向けて斜めに延設されている。この支柱部46の上端部には水平アーム支持部47が配設されている。
【0038】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡41には略水平方向に配設された2つのアーム構成体(第1のアーム構成体48および第2のアーム構成体49)が設けられている。第1のアーム構成体48には上下一対のリンクアーム50a,50bが配設されている。各リンクアーム50a,50bの基端部は水平アーム支持部47に対して回転軸51a,51bを介してそれぞれ回動自在に連結されている。
【0039】
さらに、各リンクアーム50a,50bの先端部には略L字状の先端部材52が設けられている。この先端部材52には略水平方向に延設された台座部53と、この台座部53の一端部に鉛直方向に立設された縦板54とが設けられている。各リンクアーム50a,50bの先端部は縦板54に対して回転軸51c,51dを介してそれぞれ回動自在に連結されている。これにより、水平アーム支持部47と、2つのリンクアーム50a,50bと、縦板54とによってそれぞれ平行な回転軸51a〜51dの軸回りに回動可能に連結された平行四辺形リンク55が形成されている。この平行四辺形リンク55によって第1のアーム構成体48を水平アーム支持部47との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体49を上下方向に平行移動させる移動手段(パンタグラフ機構)56が形成されている。
【0040】
また、第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55には後述する鏡体57および2つのアーム構成体48,49等の顕微鏡部の重量による回転モーメントを相殺し、平衡状態を保つための平衡手段58が設けられている。この平衡手段58には、支持台44の内部に収納されたカウンターウエイト(錘)59が設けられている。このカウンターウエイト59は支柱部46の内部に配設された平行四辺形リンク60を介して第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55と連結されている。そして、このカウンターウエイト59を使用して顕微鏡部の質量による回転モーメントと、上下動バランスおよび水平方向のバランスをとる構成になっている。
【0041】
また、本実施の形態の第2のアーム構成体49には、後述する2連式の平行四辺形リンク機構61が設けられている。この第2のアーム構成体49の基端部には回転軸部62が設けられている。この回転軸部62は先端部材52の台座部53の上に鉛直方向に立設された第2の回転軸O12の軸回り方向に回転可能に連結されている。回転軸部62には支持アーム63が斜め下向きに延設されている。支持アーム63は、回転軸65a及び65bとを結ぶ直線に平行な回転軸O13回りに回転可能に回転軸部62に接続されている。
【0042】
2連式の平行四辺形リンク機構61には3つの縦アーム64a〜64cと、2つの横アーム64d,64eとが設けられている。2つの縦アーム64a,64bの下端部は支持アーム63に回転軸65a,65bを介してそれぞれ回動可能に連結されている。
【0043】
さらに、一方の横アーム64dの両端部は、2つの縦アーム64b,64cの上端部に回転軸65c,65dを介してそれぞれ回動可能に連結されている。他方の横アーム64eは、縦アーム64aの上端部、および他の2つの縦アーム64b,64cの中途部に回転軸65e,65f,65gを介してそれぞれ回動可能に連結されている。また、縦アーム64cの下端部には鏡体57が連結されている。ここで、第2のアーム構成体49の2つの横アーム64d,64eは第2の回転軸O12から鏡体57に向かって斜め下向きに傾斜させた状態で配置されている。
【0044】
なお、前記各回転軸O11〜O13、回転軸51a、回転軸65aには図示しない電磁ブレーキがそれぞれ配設されている。鏡体17の近傍部位には各電磁ブレーキをオンオフ操作する図示しないスイッチが設けられている。このスイッチは常時は各電磁ブレーキをオン操作する状態で保持される。そして、このスイッチをオン操作することにより、各電磁ブレーキがオフ操作されるようになっている。
【0045】
さらに、本実施の形態の手術用顕微鏡41には図6に示すようにベース部42の支持台44の上面にトロリー収納部66が形成されている。このトロリー収納部66には第1の実施の形態(図1乃至図3参照)と同様に手術室内に配置される周辺機器の搭載用のトロリー28が載置された状態でセットされている。
【0046】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡1の使用時に鏡体17を所望の位置に移動する場合には鏡体17の近傍部位のスイッチをオン操作する。これにより、手術用顕微鏡1の全ての電磁ブレーキがそれぞれオフ操作されるので、鏡体57は手術用顕微鏡41の各回転軸O11〜O12、回転軸51a〜51d、回転軸65a〜51gの軸回り方向にそれぞれ自由に回動可能になる。
【0047】
このとき、鏡体57を上下方向に移動させる場合には鏡体57を上向きに押し上げる操作、或いは鏡体57を下向きに押し下げる操作が行なわれる。この鏡体57を上下方向に押し出す動作にともない第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55の各リンクアーム50a,50bが図4(B)に示すように移動する。このとき、第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55の各リンクアーム50a,50bの基端部が水平アーム支持部47に対して回動軸51a,51bを介してそれぞれ回動され、同時に各リンクアーム50a,50bの先端部が縦板54に対して回動軸51c,51dを介してそれぞれ回動される。そして、この平行四辺形リンク55の動作によって第1のアーム構成体48を水平アーム支持部47との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体49を上下方向に平行移動させる。これにより、鏡体57を上下方向の任意の位置に移動させることができる。
【0048】
また、鏡体57を上下方向に移動させる動作時には鏡体57や2つのアーム構成体48,49等の顕微鏡部の重量による回転モーメントが支持台44の内部のカウンターウエイト59によって相殺され、上下動バランスおよび水平方向のバランスがとられる。
【0049】
また、第2のアーム構成体49の2連式の平行四辺形リンク機構61は図5(A),(B)に示すように変形される。そして、この平行四辺形リンク機構61の動作にともない鏡体57を図5(A)に示す傾斜状態、或いは図5(B)に示す傾斜状態にそれぞれ傾斜させることができる。
【0050】
そこで、本実施の形態では次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡41では第1のアーム構成体48を水平アーム支持部47と、2つのリンクアーム40a,50bと、縦板54とによってそれぞれ平行な回動軸51a〜51dの軸回りに回動可能に連結された平行四辺形リンク55によって形成し、この平行四辺形リンク55によって第1のアーム構成体48を水平アーム支持部47との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体49を上下方向に平行移動させる移動手段56を設けている。そのため、手術用顕微鏡41の使用時に所定の操作空間内で術者が鏡体57を上下方向の任意の位置に自由に移動させる操作を行う際に、第2のアーム構成体49を上下方向に平行移動させる状態で動かすことができる。これにより、第2のアーム構成体49の形状は元の形状のまま保持されるので、鏡体57を上下方向に移動する動作中、第2のアーム構成体49と鏡体57との位置関係は不変である。そのため、本実施の形態でも第2のアーム構成体49が術者の真上にくるオーバーヘッド状態であっても顕微鏡部の鏡体57の上下動作時に顕微鏡部の鏡体57の観察者と第2のアーム構成体49との間には常に一定のクリアランスが確保できる。その結果、水平方向の第2のアーム構成体49が顕微鏡部の鏡体57の観察者に干渉することがなくなるので、従来に比べて操作性の向上を図ることができる。
【0051】
さらに、第2のアーム構成体49の2つの横アーム64d,64eを第2の回転軸O12から鏡体57に向かって斜め下向きに傾斜させたので、オーバーヘッド状態の場合に顕微鏡部の鏡体57の観察者と第2のアーム構成体49との間のクリアランスを大きくすることができる。そのため、水平方向の第2のアーム構成体49が顕微鏡部の鏡体57の観察者に干渉することを一層、効果的に防止することができる。
【0052】
また、本実施の形態では鏡体57の上下動はカウンターウエイト59でバランスをとっているため操作力量が小さい。さらに、本実施の形態ではカウンターウエイト59は支柱部46の内部に配設された平行四辺形リンク60を介して第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55と連結されているので、第1の実施の形態のワイヤー21およびプーリー22などが不要になる。そのため、手術用顕微鏡41の構成も簡素化することができ、装置全体を小型化することができる。
【0053】
さらに、本実施の形態では第2のアーム構成体49を2連式の平行四辺形リンク機構61によって形成したので、この平行四辺形リンク機構61の動作にともない鏡体57を図5(A)に示す傾斜状態、或いは図5(B)に示す傾斜状態にそれぞれ傾斜させることができる。そのため、第1の実施の形態の鏡体支持部18の機能を併用しているため装置全体の小型化を図ることができる。
【0054】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡41ではベース部42の支持台44の上面にトロリー収納部66を形成したので、手術用顕微鏡使用時には手術用顕微鏡41とトロリー28が一体で回転する。そのため、トロリー28に搭載されている光源装置30や、CCU31などのケーブル類の断線が妨げる。
【0055】
また、図8は本発明の第3の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第1の実施の形態(図1乃至図3参照)の手術用顕微鏡1の構成を次の通り変更したものである。
【0056】
すなわち、本実施の形態は、第1の実施の形態の第2のアーム構成体8に代えて第2の実施の形態の第2のアーム構成体49を第1の実施の形態の第1のアーム構成体7に組み付けたものである。本実施の形態でも第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0057】
また、図9は本発明の第4の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第2の実施の形態(図4(A),(B)〜図7参照)の手術用顕微鏡41の構成を次の通り変更したものである。
【0058】
すなわち、本実施の形態は、第2の実施の形態の第2のアーム構成体49に代えて第1の実施の形態の第2のアーム構成体8を第2の実施の形態の第1のアーム構成体48に組み付けたものである。本実施の形態でも第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0059】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
(付記項1) ベース部と、ベース部に対し第1の回転軸周りに回転可能に支持された第1のアームと、第1のアームに対し第2の回転軸周りに回転可能に支持された第2のアームと、第2のアームに支持された顕微鏡部と、顕微鏡を上下方向に移動させる移動手段と、顕微鏡部の上下方向の移動に対する平衡手段を備えた手術用顕微鏡において、第1のアームが顕微鏡部の上下方向移動をおこなうパンタグラフ機構として構成されることを特徴とする手術用顕微鏡。
【0060】
(付記項2) 第2のアームが第2の回転軸から顕微鏡支持部に向かって下方に傾斜していることを特徴とする付記項1に記載の手術用顕微鏡。
【0061】
(付記項3) 平衡手段がカウンターウエイトであり、カウンターウエイトがベース部に収納されていることを特徴とする付記項1に記載の手術用顕微鏡。
【0062】
(付記項4) カウンターウエイトが第1の回転軸上に配置されていることを特徴とする付記項3に記載の手術用顕微鏡。
【0063】
(付記項5) 第1のアームが顕微鏡部の左右および前後の傾斜をおこなうための回転軸をそなえることを特徴とする付記項1に記載の手術用顕微鏡。
【0064】
(付記項6) ベース部と、ベース部の略重心位置に配置された垂直回転軸周りに回転可能なアーム部と、顕微鏡の周辺機器を搭載するためのトロリーを備えた手術用顕微鏡において、トロリーがベース部に着脱可能であることを特徴とする手術用顕微鏡。
【0065】
(付記項7) トロリーと手術用顕微鏡の装着時に、トロリーの重心位置が垂直回転軸上に略一致したことを特徴とする付記項6に記載の手術用顕微鏡。
【0066】
(付記項8) トロリーがアーム部と一体的に回転可能であることを特徴とする付記項6に記載の手術用顕微鏡。
【0067】
(付記項3〜5の従来技術) 手術用顕微鏡の架台の構造は、フルカウンターバランス方式と上下動バランス方式とに大別される。
【0068】
(付記項3〜5が解決しようとする課題) 上記特許文献1の従来構成のフルカウンターバランス方式の顕微鏡架台では、操作性はよいが、顕微鏡部の鏡体の上下、左右動に対応した錘を有するため、錘が装置の外側(水平方向)に突出する突出量が大きい。そのため、装置全体が大型化する。
【0069】
また、特許文献2の上下動バランス方式の顕微鏡架台では、顕微鏡部の鏡体の水平動は軽いが、バネの反力で上下動バランスをとる際に、バネの摺動抵抗により顕微鏡部の鏡体を上下動させる際の操作力量が重くなる。そのため、顕微鏡部の鏡体を上下動させる際の操作力量が大きくなるので、顕微鏡の視野移動が行い難く、手術効率が低下する。
【0070】
特許文献3のように支柱内にカウンターウエイトを配置するタイプの手術用顕微鏡の架台では、ワイヤーおよびプーリーを使用して顕微鏡部の質量による回転モーメントと、上下動バランスをとる構成が複雑で、装置全体が大型化する。さらに、顕微鏡架台の動作時にワイヤーや、プーリーの摺動抵抗がなお存在するので、操作力量が重くなり易い。
【0071】
(付記項3〜5の効果) 上下動がカウンターウエイトでバランスをとっているため操作力量が小さく、またワイヤーの様な複雑な構成も不要。水平アームをティルトアームと併用しているため装置全体を小型化できる。
【0072】
(付記項6〜8の従来技術) 手術用顕微鏡と内視鏡では共通の周辺機器(光源、TVカメラ、カメラコントロールユニット(CCU)、VTRなど)を併用することができる。この場合、次の2つの構成が考えられる。(1)は内視鏡の周辺機器を顕微鏡に搭載する構成である。(2)は周辺機器をトロリーに配置する構成である。
【0073】
(付記項6〜8が解決しようとする課題) (1)の構成の場合には、内視鏡の使用時には内視鏡の近傍位置に手術用顕微鏡全体を配置しなければならないために、装置全体が大型化し、大きな設置スペースがとられる。(2)の構成の場合には、顕微鏡のライトガイドの長さを長くしてトロリー上の光源に接続したり、トロリー上の周辺機器と顕微鏡との間にTVケーブルなどのケーブル類を配設する必要がある。そのため、長いライトガイドによる光量損失が生じたり、ライトガイドやTVケーブルなどのケーブル類が手術室の床上に置かれるので、邪魔になる問題がある。さらに、(2)の構成の場合、手術用顕微鏡使用時にトロリーのスペースが(1)に対して多く必要となる。また、LG長さにより、光量損失がおきる。
【0074】
(付記項6〜8の効果) 手術用顕微鏡、内視鏡それぞれの使用時に、理想的な形態となる。また、周辺機器の配置が手術用顕微鏡のアーム角度によらず、邪魔にならない。手術用顕微鏡の使用時に手術用顕微鏡とトロリーが一体で回転するため、ケーブル類の断線が妨げる。
【0075】
【発明の効果】
本発明によれば、オーバーヘッド時であっても水平方向のアームの上下動作時に水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉することがなく、操作性が優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の手術用顕微鏡全体の概略構成図。
【図2】第1の実施の形態の手術用顕微鏡のベース部にトロリーが配置された状態を示す要部の平面図。
【図3】第1の実施の形態の手術用顕微鏡の作用を説明するための概略構成図。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示すもので、(A)は手術用顕微鏡全体の概略構成図、(B)は手術用顕微鏡の第1のアームの作用を説明するための概略構成図。
【図5】第2の実施の形態の手術用顕微鏡の第2のアームの作用を説明するもので、(A)は顕微鏡部をベース部側に向けて斜めに傾斜させた状態を示す概略構成図、(B)は顕微鏡部をベース部から離れる方向に向けて斜めに傾斜させた状態を示す概略構成図。
【図6】第2の実施の形態の手術用顕微鏡のベース部にトロリーが配置された状態を示す要部の側面図。
【図7】第2の実施の形態の手術用顕微鏡のベース部にトロリーが配置された状態を示す要部の平面図。
【図8】本発明の第3の実施の形態の手術用顕微鏡全体の概略構成図。
【図9】本発明の第4の実施の形態の手術用顕微鏡全体の概略構成図。
【符号の説明】
2…ベース部、7…第1のアーム構成体、8…第2のアーム構成体、O1…第1の回転軸、O2…第2の回転軸、14a,14b…回動軸(支軸部)、16…移動手段(パンタグラフ機構)、17…鏡体、18…鏡体支持部、19…平衡手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡の鏡体を上下左右の任意の位置に3次元的に自由に移動可能な手術用顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、手術用顕微鏡には顕微鏡の鏡体と、この鏡体を支持する架台部とが設けられている。架台部には所定の操作空間内で術者が鏡体を任意の位置に3次元的に自由に移動でき、かつその移動位置で鏡体を確実に停止させた状態で維持することができる支持機構が必要になる。そのため、架台部には鉛直方向の支柱や、複数の水平方向のアームや、リンク機構などが組み合わされた複雑な構成の支持機構が設けられている。
【0003】
さらに、この種の手術用顕微鏡の架台では、顕微鏡の鏡体の質量と移動位置とにより発生する回転モーメントに対抗するカウンターウエイト(錘)や、バネなどを装着することにより、顕微鏡の鏡体を軽い力でスムーズに動かすことが行なわれている。これは、フルカウンターバランス方式と、上下動バランス方式とに大別される。特許文献1にはフルカウンターバランス方式の顕微鏡架台、特許文献2には上下動バランス方式の顕微鏡架台がそれぞれ示されている。
【0004】
特許文献1のフルカウンターバランス方式の顕微鏡架台では、鏡体の質量により発生する第1のモーメントとは逆方向の第2のモーメントをカウンターウエイト(錘)によって発生させ、モーメント同士を相殺してバランスをとる構成になっている。ここで、顕微鏡架台のカウンターウエイトには顕微鏡の鏡体の上下、左右動に対応した錘を有する。そのため、顕微鏡の鏡体を移動する際の操作力量が小さく、操作性が優れている。
【0005】
また、特許文献2の上下動バランス方式の顕微鏡架台では、鏡体の質量により発生する第1のモーメントとは逆方向の第2のモーメントをバネにより発生させ、バネの反力で上下動バランスをとる構成になっている。
【0006】
さらに、特許文献3には、鉛直方向に立設されたスタンド支柱内にカウンターウエイトを配置するタイプの架台が示されている。この特許文献3の架台ではワイヤーおよびプーリーを使用して顕微鏡部の質量による回転モーメントと、上下動バランスをとる構成になっている。
【0007】
そして、上記従来構成の手術用顕微鏡の使用時には術者は術部を様々な方向から見るために所定の操作空間内で術者が鏡体を任意の位置に自由に移動させる操作が行なわれる。このとき、架台部の支持機構の鉛直方向の支柱に対して水平方向のアームを軸回り方向に回転させたり、複数の水平方向のアームを上下方向に動かすなどの操作が行なわれる。
【0008】
【特許文献1】
特開昭56−20448号公報
【0009】
【特許文献2】
特開昭57−86806号公報
【0010】
【特許文献3】
特開2002−207174号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記各特許文献の従来構成の手術用顕微鏡では所定の操作空間内で術者が鏡体を任意の位置に自由に移動させる操作を行う際、アームの上下動作時に顕微鏡部とアームの相対位置(角度)が変わる。そのため、顕微鏡架台の水平方向のアームが術者の真上にくるオーバーヘッド時に、水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉する可能性があり、操作性の面で不利である。
【0012】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、オーバーヘッド時であっても水平方向のアームの上下動作時に水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉することがなく、操作性が優れる手術用顕微鏡を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、床上に配置されるベース部と、このベース部に対し、鉛直方向に立設された第1の回転軸と、基端部がこの第1の回転軸の軸回り方向に回転可能に連結された第1のアーム構成体と、基端部が前記第1のアーム構成体の先端部に、前記第1の回転軸と平行に配置された第2の回転軸の軸回り方向に回転可能に連結された第2のアーム構成体と、この第2のアーム構成体の先端部に鏡体支持部を介して支持された顕微鏡部と、前記顕微鏡部を上下方向に移動させる移動手段と、前記顕微鏡部の上下方向の移動に対する平衡手段とを具備し、前記移動手段は、前記第1のアーム構成体を前記第1の回転軸との連結部に設けた支軸部を中心に回動させ、前記第2のアーム構成体を上下方向に平行移動させるパンタグラフ機構によって形成したことを特徴とする手術用顕微鏡である。
そして、本請求項1の発明では、手術用顕微鏡の使用時に所定の操作空間内で術者が鏡体を任意の位置に自由に移動させる操作を行う際、移動手段の第1のアーム構成体のパンタグラフ機構を第1の回転軸との連結部の支軸部を中心に回動させ、第2のアーム構成体を上下方向に平行移動させる状態で動かすことにより、第2のアーム構成体の形状は元の形状のまま保持される。そのため、オーバーヘッド状態であっても顕微鏡部の鏡体の上下動作時に水平方向の第2のアーム構成体の上下動作時に水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉することがなくなるようにしたものである。
【0014】
本請求項2の発明は、前記第2のアーム構成体は、前記第2の回転軸から前記鏡体支持部に向かって下方に傾斜している傾斜アームを有することを特徴とする請求項1に記載の手術用顕微鏡である。
そして、本請求項2の発明では、第2のアーム構成体の傾斜アームが第2の回転軸から鏡体支持部に向かって下方に傾斜していることにより、オーバーヘッド状態であっても顕微鏡部の鏡体の上下動作時に顕微鏡の観察者の頭部と第2のアーム構成体の傾斜アームとの間の間隔を保ち、水平方向の第2のアーム構成体の上下動作時に水平方向の第2のアーム構成体が顕微鏡の観察者に干渉することがなくなるようにしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態を図1乃至図3を参照して説明する。図1は本実施の形態の手術用顕微鏡1を示すものである。手術用顕微鏡1には手術室内の床上に配置されるベース部2が設けられている。このベース部2には図2に示すように略U字状の底板3と、この底板3に鉛直方向に立設された支持台4とが設けられている。底板3には平行に配置された一対の横板3a,3bと、各横板3a,3bの後端部間を連結する縦板3cとが設けられている。さらに、底板3の底面には4隅にキャスター5がそれぞれ配設されている。
【0016】
支持台4は縦板3cの略中央位置に配置されている。この支持台4の上端部には手術用顕微鏡1の架台部6が装着されている。この架台部6には略水平方向に配設された2つのアーム構成体(第1のアーム構成体7および第2のアーム構成体8)が設けられている。
【0017】
第1のアーム構成体7の基端部には第1の回転軸部9が設けられている。この第1の回転軸部9は支持台4の上端部に鉛直方向に立設された第1の回転軸O1の軸回り方向に回転可能に連結されている。さらに、第1のアーム構成体7の先端部には略L字状の先端部材10が設けられている。この先端部材10には略水平方向に延設された台座部11と、この台座部11の一端部に鉛直方向に立設された縦板12とが設けられている。
【0018】
さらに、第1のアーム構成体7には第1の回転軸部9と、縦板12との間に上下一対のリンクアーム13a,13bが配設されている。各リンクアーム13a,13bの基端部は第1の回転軸部9に対して回動軸(支軸部)14a,14bを介してそれぞれ回動自在に連結されている。同様に、各リンクアーム13a,13bの先端部は縦板12に対して回動軸14c,14dを介してそれぞれ回動自在に連結されている。これにより、第1の回転軸部9と、2つのリンクアーム13a,13bと、縦板12とによってそれぞれ平行な回動軸14a〜14dの軸回りに回動可能に連結された平行四辺形リンク15が形成されている。この平行四辺形リンク15によって第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる移動手段(パンタグラフ機構)16が形成されている。
【0019】
また、第1のアーム構成体7の平行四辺形リンク15には後述する鏡体17やそれを支持する鏡体支持部18および2つのアーム構成体7,8等の顕微鏡部の重量による回転モーメントを相殺し、平衡状態を保つための平衡手段19が設けられている。この平衡手段19は、回転軸部9と平行四辺形リンク15の間に設けられたバネ23と、バネ23の一端部をリンクアーム13aに取り付けるための回動軸20aと、バネ23の他端部を第1の回転軸部9に取り付けるための回動軸20bとで構成される。また、この平衡手段19は、顕微鏡部の質量による回転モーメントをバネ23の反力により相殺して、平行四辺形リンク15の上下動バランスを取るように構成されている。
【0020】
また、第2のアーム構成体8の基端部には第2の回転軸部24が設けられている。この第2の回転軸部24は先端部材10の台座部11の上に鉛直方向に立設された第2の回転軸O2の軸回り方向に回転可能に連結されている。
【0021】
さらに、第2のアーム構成体8の先端部には鉛直方向に立設された第3の垂直回転軸O3の軸回り方向に回転可能に鏡体支持部18が連結されている。鏡体支持部18には鏡体17を斜め方向の回転軸O4の軸回り方向に回転可能に支持する支持アーム18aが設けられている。さらに、鏡体17はこの支持アーム18aの先端部に配置された水平方向の回転軸O5の軸回り方向に回転可能に支持されている。
【0022】
なお、前記各回転軸O1〜O5、及び回動軸14aには図示しない電磁ブレーキがそれぞれ配設されている。鏡体17の近傍部位には各電磁ブレーキをオンオフ操作する図示しないスイッチが設けられている。このスイッチは常時は各電磁ブレーキをオン操作する状態で保持される。そして、このスイッチをオン操作することにより、各電磁ブレーキがオフ操作されるようになっている。
【0023】
また、第2のアーム構成体8は棒状の1本の支持ロッド25によって形成されている。この支持ロッド25には、第2の回転軸O2から鏡体支持部18に向かって斜め下向きに傾斜している傾斜アーム26が形成されている。
【0024】
さらに、本実施の形態の手術用顕微鏡1には図2に示すようにベース部2のU字状の底板3の一対の横板3a,3bと、縦板3cとの間の内部スペースによってトロリー収納部27が形成されている。このトロリー収納部27には手術室内に配置される周辺機器の搭載用のトロリー28が挿入された状態でセットされている。
【0025】
トロリー28内には複数段の棚板29が配設されている。そして、各棚板29上に光源装置30や、カメラコントロールユニット(CCU)31などが搭載されている。これらの光源装置30や、CCU31などは手術用顕微鏡1と一緒に使用される図示しない内視鏡用としても同時に使用可能になっている。なお、このトロリー28には図示しないモニターや、ビデオプリンター等の周辺機器も積めるようになっている。また、トロリー28の底面には4隅にキャスター32がそれぞれ配設されている。
【0026】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡1は常時は鏡体17の近傍部位のスイッチはオフ状態で保持されている。この状態では手術用顕微鏡1の架台部6の各回転軸O1〜O5の電磁ブレーキがそれぞれオン状態で保持され、電磁ブレーキのブレーキ作用によって手術用顕微鏡1の架台部6の第1のアーム構成体7および第2のアーム構成体8が固定状態で保持される。
【0027】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡1の使用時に鏡体17を所望の位置に移動する場合には鏡体17の近傍部位のスイッチをオン操作する。これにより、手術用顕微鏡1の架台部6の各回転軸O1〜O5、及び回動軸14aの電磁ブレーキがそれぞれオフ操作される。このとき、第1の回転軸O1の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、第1のアーム構成体7の第1の回転軸部9が第1の回転軸O1の軸回り方向に回動可能になる。同様に、第2の回転軸O2の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、第2のアーム構成体8の第2の回転軸部24が第2の回転軸O2の軸回り方向に回動可能になる。
【0028】
さらに、第3の垂直回転軸O3の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、鏡体支持部18が第3の垂直回転軸O3の軸回り方向に回動可能になる。支持アーム18aの斜め方向の回転軸O4の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、鏡体17の支持アーム18aが回転軸O4の軸回り方向に回動可能になる。支持アーム18aの先端部の回転軸O5の電磁ブレーキのブレーキ作用が解除されると、鏡体17が支持アーム18aに対して回転軸O5の軸回り方向に回動可能になる。回動軸14aの電磁ブレーキ作用が解除されると、平行四辺形リンク15の動作によって、第1のアーム構成体7が回動軸14a及び14bを回転軸として上下方向に回動し、第1のアーム構成体7と回動軸14c及び14dにより連結された台座部11が略鉛直方向へ円弧状に上下動する。
【0029】
したがって、鏡体17の近傍部位のスイッチをオン操作した状態では鏡体17は手術用顕微鏡1の架台部6の各回転軸O1〜O5、及び回動軸14aの軸回り方向にそれぞれ自由に回動可能になる。これにより、鏡体17は手術用顕微鏡1の上下方向(鉛直方向)と水平方向及び前後左右俯仰方向に移動可能になる。
【0030】
さらに、鏡体17を上下方向に移動させる場合には鏡体17を上向きに押し上げる操作、或いは鏡体17を下向きに押し下げる操作が行なわれる。この鏡体17を上下方向に押し出す動作にともない第1のアーム構成体7の平行四辺形リンク15の各リンクアーム13a,13bが図3に示すように移動する。このとき、第1のアーム構成体7の平行四辺形リンク15の各リンクアーム13a,13bの基端部が第1の回転軸部9に対して回動軸14a,14bを介してそれぞれ回動され、同時に各リンクアーム13a,13bの先端部が縦板12に対して回動軸14c,14dを介してそれぞれ回動される。そして、この平行四辺形リンク15の動作によって第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる。これにより、鏡体17を上下方向の任意の位置に移動させることができる。
【0031】
また、鏡体17を上下方向に移動させる動作時には鏡体17や鏡体支持部18および2つのアーム構成体7,8等の顕微鏡部の重量による回転モーメントがバネ23の反力により相殺され、上下動方向のバランスが取られている。
【0032】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡1では架台部6の第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9と、2つのリンクアーム13a,13bと、縦板12とによってそれぞれ平行な回動軸14a〜14dの軸回りに回動可能に連結された平行四辺形リンク15によって形成し、この平行四辺形リンク15によって第1のアーム構成体7を第1の回転軸部9との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる移動手段16を設けている。そのため、手術用顕微鏡1の使用時に所定の操作空間内で術者が鏡体17を上下方向の任意の位置に自由に移動させる操作を行う際に、第2のアーム構成体8を上下方向に平行移動させる状態で動かすことができる。これにより、第2のアーム構成体8の形状は元の形状のまま保持されるので、鏡体17を上下方向に移動する動作中、第2のアーム構成体8と鏡体17との位置関係は不変である。そのため、図3中に実線で示すように第2のアーム構成体8が術者の真上にくるオーバーヘッド状態であっても顕微鏡部の鏡体17の上下動作時に顕微鏡部の鏡体17の観察者と第2のアーム構成体8との間には常に一定のクリアランスが確保できる。その結果、水平方向の第2のアーム構成体8が顕微鏡部の鏡体17の観察者に干渉することがなくなるので、従来に比べて操作性の向上を図ることができる。
【0033】
さらに、第2のアーム構成体8の支持ロッド25に第2の回転軸O2から鏡体支持部18に向かって斜め下向きに傾斜している傾斜アーム26を形成したので、オーバーヘッド状態の場合に顕微鏡部の鏡体17の観察者と第2のアーム構成体8との間のクリアランスを大きくすることができる。そのため、水平方向の第2のアーム構成体8が顕微鏡部の鏡体17の観察者に干渉することを一層、効果的に防止することができる。
【0034】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡1ではベース部2のU字状の底板3の一対の横板3a,3bと、縦板3cとの間の内部スペースによってトロリー収納部27を形成し、このトロリー収納部27には手術室内に配置される周辺機器の搭載用のトロリー28を挿入させた状態でセットしている。そのため、内視鏡用の光源装置30や、CCU31などをトロリー28内の棚板29に搭載することにより、内視鏡用の光源装置30や、CCU31などを手術用顕微鏡1で共用することができる。
【0035】
さらに、トロリー28内の光源装置30は手術用顕微鏡1のベース部2の近傍位置に配置されているので、照明光を導光するライトガイドが格別に長くなるおそれがない。そのため、光量損失などを少なくすることができる。また、光源装置30や、CCU31などに接続されるライトガイドやケーブル類をトロリー28内で保持することができるので、ライトガイドやケーブル類が床上に置かれることを防止することができる。そのため、手術中に床上のライトガイドやケーブル類が邪魔になることを防止することができる。
【0036】
また、図4(A),(B)〜図7は本発明の第2の実施の形態を示すものである。図4(A)に示すように本実施の形態の手術用顕微鏡41のベース部42には底板43と、この底板43の上に鉛直方向に立設された第1の回転軸O11の軸回り方向に回転可能に支持された支持台44とが設けられている。底板43の底面には4隅にキャスター45がそれぞれ配設されている。
【0037】
図7に示すように支持台44の一側部には支柱部46が配設されている。この支柱部46は、図4(A)に示すように鉛直方向に対して斜めに傾斜させた状態で支持台44に固定されている。ここで、支柱部46の下端部は支持台44の前端位置に配置されている。この支柱部46の上端部は支持台44の後端側に向けて斜めに延設されている。この支柱部46の上端部には水平アーム支持部47が配設されている。
【0038】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡41には略水平方向に配設された2つのアーム構成体(第1のアーム構成体48および第2のアーム構成体49)が設けられている。第1のアーム構成体48には上下一対のリンクアーム50a,50bが配設されている。各リンクアーム50a,50bの基端部は水平アーム支持部47に対して回転軸51a,51bを介してそれぞれ回動自在に連結されている。
【0039】
さらに、各リンクアーム50a,50bの先端部には略L字状の先端部材52が設けられている。この先端部材52には略水平方向に延設された台座部53と、この台座部53の一端部に鉛直方向に立設された縦板54とが設けられている。各リンクアーム50a,50bの先端部は縦板54に対して回転軸51c,51dを介してそれぞれ回動自在に連結されている。これにより、水平アーム支持部47と、2つのリンクアーム50a,50bと、縦板54とによってそれぞれ平行な回転軸51a〜51dの軸回りに回動可能に連結された平行四辺形リンク55が形成されている。この平行四辺形リンク55によって第1のアーム構成体48を水平アーム支持部47との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体49を上下方向に平行移動させる移動手段(パンタグラフ機構)56が形成されている。
【0040】
また、第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55には後述する鏡体57および2つのアーム構成体48,49等の顕微鏡部の重量による回転モーメントを相殺し、平衡状態を保つための平衡手段58が設けられている。この平衡手段58には、支持台44の内部に収納されたカウンターウエイト(錘)59が設けられている。このカウンターウエイト59は支柱部46の内部に配設された平行四辺形リンク60を介して第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55と連結されている。そして、このカウンターウエイト59を使用して顕微鏡部の質量による回転モーメントと、上下動バランスおよび水平方向のバランスをとる構成になっている。
【0041】
また、本実施の形態の第2のアーム構成体49には、後述する2連式の平行四辺形リンク機構61が設けられている。この第2のアーム構成体49の基端部には回転軸部62が設けられている。この回転軸部62は先端部材52の台座部53の上に鉛直方向に立設された第2の回転軸O12の軸回り方向に回転可能に連結されている。回転軸部62には支持アーム63が斜め下向きに延設されている。支持アーム63は、回転軸65a及び65bとを結ぶ直線に平行な回転軸O13回りに回転可能に回転軸部62に接続されている。
【0042】
2連式の平行四辺形リンク機構61には3つの縦アーム64a〜64cと、2つの横アーム64d,64eとが設けられている。2つの縦アーム64a,64bの下端部は支持アーム63に回転軸65a,65bを介してそれぞれ回動可能に連結されている。
【0043】
さらに、一方の横アーム64dの両端部は、2つの縦アーム64b,64cの上端部に回転軸65c,65dを介してそれぞれ回動可能に連結されている。他方の横アーム64eは、縦アーム64aの上端部、および他の2つの縦アーム64b,64cの中途部に回転軸65e,65f,65gを介してそれぞれ回動可能に連結されている。また、縦アーム64cの下端部には鏡体57が連結されている。ここで、第2のアーム構成体49の2つの横アーム64d,64eは第2の回転軸O12から鏡体57に向かって斜め下向きに傾斜させた状態で配置されている。
【0044】
なお、前記各回転軸O11〜O13、回転軸51a、回転軸65aには図示しない電磁ブレーキがそれぞれ配設されている。鏡体17の近傍部位には各電磁ブレーキをオンオフ操作する図示しないスイッチが設けられている。このスイッチは常時は各電磁ブレーキをオン操作する状態で保持される。そして、このスイッチをオン操作することにより、各電磁ブレーキがオフ操作されるようになっている。
【0045】
さらに、本実施の形態の手術用顕微鏡41には図6に示すようにベース部42の支持台44の上面にトロリー収納部66が形成されている。このトロリー収納部66には第1の実施の形態(図1乃至図3参照)と同様に手術室内に配置される周辺機器の搭載用のトロリー28が載置された状態でセットされている。
【0046】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡1の使用時に鏡体17を所望の位置に移動する場合には鏡体17の近傍部位のスイッチをオン操作する。これにより、手術用顕微鏡1の全ての電磁ブレーキがそれぞれオフ操作されるので、鏡体57は手術用顕微鏡41の各回転軸O11〜O12、回転軸51a〜51d、回転軸65a〜51gの軸回り方向にそれぞれ自由に回動可能になる。
【0047】
このとき、鏡体57を上下方向に移動させる場合には鏡体57を上向きに押し上げる操作、或いは鏡体57を下向きに押し下げる操作が行なわれる。この鏡体57を上下方向に押し出す動作にともない第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55の各リンクアーム50a,50bが図4(B)に示すように移動する。このとき、第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55の各リンクアーム50a,50bの基端部が水平アーム支持部47に対して回動軸51a,51bを介してそれぞれ回動され、同時に各リンクアーム50a,50bの先端部が縦板54に対して回動軸51c,51dを介してそれぞれ回動される。そして、この平行四辺形リンク55の動作によって第1のアーム構成体48を水平アーム支持部47との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体49を上下方向に平行移動させる。これにより、鏡体57を上下方向の任意の位置に移動させることができる。
【0048】
また、鏡体57を上下方向に移動させる動作時には鏡体57や2つのアーム構成体48,49等の顕微鏡部の重量による回転モーメントが支持台44の内部のカウンターウエイト59によって相殺され、上下動バランスおよび水平方向のバランスがとられる。
【0049】
また、第2のアーム構成体49の2連式の平行四辺形リンク機構61は図5(A),(B)に示すように変形される。そして、この平行四辺形リンク機構61の動作にともない鏡体57を図5(A)に示す傾斜状態、或いは図5(B)に示す傾斜状態にそれぞれ傾斜させることができる。
【0050】
そこで、本実施の形態では次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡41では第1のアーム構成体48を水平アーム支持部47と、2つのリンクアーム40a,50bと、縦板54とによってそれぞれ平行な回動軸51a〜51dの軸回りに回動可能に連結された平行四辺形リンク55によって形成し、この平行四辺形リンク55によって第1のアーム構成体48を水平アーム支持部47との連結部を中心に回動させ、第2のアーム構成体49を上下方向に平行移動させる移動手段56を設けている。そのため、手術用顕微鏡41の使用時に所定の操作空間内で術者が鏡体57を上下方向の任意の位置に自由に移動させる操作を行う際に、第2のアーム構成体49を上下方向に平行移動させる状態で動かすことができる。これにより、第2のアーム構成体49の形状は元の形状のまま保持されるので、鏡体57を上下方向に移動する動作中、第2のアーム構成体49と鏡体57との位置関係は不変である。そのため、本実施の形態でも第2のアーム構成体49が術者の真上にくるオーバーヘッド状態であっても顕微鏡部の鏡体57の上下動作時に顕微鏡部の鏡体57の観察者と第2のアーム構成体49との間には常に一定のクリアランスが確保できる。その結果、水平方向の第2のアーム構成体49が顕微鏡部の鏡体57の観察者に干渉することがなくなるので、従来に比べて操作性の向上を図ることができる。
【0051】
さらに、第2のアーム構成体49の2つの横アーム64d,64eを第2の回転軸O12から鏡体57に向かって斜め下向きに傾斜させたので、オーバーヘッド状態の場合に顕微鏡部の鏡体57の観察者と第2のアーム構成体49との間のクリアランスを大きくすることができる。そのため、水平方向の第2のアーム構成体49が顕微鏡部の鏡体57の観察者に干渉することを一層、効果的に防止することができる。
【0052】
また、本実施の形態では鏡体57の上下動はカウンターウエイト59でバランスをとっているため操作力量が小さい。さらに、本実施の形態ではカウンターウエイト59は支柱部46の内部に配設された平行四辺形リンク60を介して第1のアーム構成体48の平行四辺形リンク55と連結されているので、第1の実施の形態のワイヤー21およびプーリー22などが不要になる。そのため、手術用顕微鏡41の構成も簡素化することができ、装置全体を小型化することができる。
【0053】
さらに、本実施の形態では第2のアーム構成体49を2連式の平行四辺形リンク機構61によって形成したので、この平行四辺形リンク機構61の動作にともない鏡体57を図5(A)に示す傾斜状態、或いは図5(B)に示す傾斜状態にそれぞれ傾斜させることができる。そのため、第1の実施の形態の鏡体支持部18の機能を併用しているため装置全体の小型化を図ることができる。
【0054】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡41ではベース部42の支持台44の上面にトロリー収納部66を形成したので、手術用顕微鏡使用時には手術用顕微鏡41とトロリー28が一体で回転する。そのため、トロリー28に搭載されている光源装置30や、CCU31などのケーブル類の断線が妨げる。
【0055】
また、図8は本発明の第3の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第1の実施の形態(図1乃至図3参照)の手術用顕微鏡1の構成を次の通り変更したものである。
【0056】
すなわち、本実施の形態は、第1の実施の形態の第2のアーム構成体8に代えて第2の実施の形態の第2のアーム構成体49を第1の実施の形態の第1のアーム構成体7に組み付けたものである。本実施の形態でも第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0057】
また、図9は本発明の第4の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第2の実施の形態(図4(A),(B)〜図7参照)の手術用顕微鏡41の構成を次の通り変更したものである。
【0058】
すなわち、本実施の形態は、第2の実施の形態の第2のアーム構成体49に代えて第1の実施の形態の第2のアーム構成体8を第2の実施の形態の第1のアーム構成体48に組み付けたものである。本実施の形態でも第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0059】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
(付記項1) ベース部と、ベース部に対し第1の回転軸周りに回転可能に支持された第1のアームと、第1のアームに対し第2の回転軸周りに回転可能に支持された第2のアームと、第2のアームに支持された顕微鏡部と、顕微鏡を上下方向に移動させる移動手段と、顕微鏡部の上下方向の移動に対する平衡手段を備えた手術用顕微鏡において、第1のアームが顕微鏡部の上下方向移動をおこなうパンタグラフ機構として構成されることを特徴とする手術用顕微鏡。
【0060】
(付記項2) 第2のアームが第2の回転軸から顕微鏡支持部に向かって下方に傾斜していることを特徴とする付記項1に記載の手術用顕微鏡。
【0061】
(付記項3) 平衡手段がカウンターウエイトであり、カウンターウエイトがベース部に収納されていることを特徴とする付記項1に記載の手術用顕微鏡。
【0062】
(付記項4) カウンターウエイトが第1の回転軸上に配置されていることを特徴とする付記項3に記載の手術用顕微鏡。
【0063】
(付記項5) 第1のアームが顕微鏡部の左右および前後の傾斜をおこなうための回転軸をそなえることを特徴とする付記項1に記載の手術用顕微鏡。
【0064】
(付記項6) ベース部と、ベース部の略重心位置に配置された垂直回転軸周りに回転可能なアーム部と、顕微鏡の周辺機器を搭載するためのトロリーを備えた手術用顕微鏡において、トロリーがベース部に着脱可能であることを特徴とする手術用顕微鏡。
【0065】
(付記項7) トロリーと手術用顕微鏡の装着時に、トロリーの重心位置が垂直回転軸上に略一致したことを特徴とする付記項6に記載の手術用顕微鏡。
【0066】
(付記項8) トロリーがアーム部と一体的に回転可能であることを特徴とする付記項6に記載の手術用顕微鏡。
【0067】
(付記項3〜5の従来技術) 手術用顕微鏡の架台の構造は、フルカウンターバランス方式と上下動バランス方式とに大別される。
【0068】
(付記項3〜5が解決しようとする課題) 上記特許文献1の従来構成のフルカウンターバランス方式の顕微鏡架台では、操作性はよいが、顕微鏡部の鏡体の上下、左右動に対応した錘を有するため、錘が装置の外側(水平方向)に突出する突出量が大きい。そのため、装置全体が大型化する。
【0069】
また、特許文献2の上下動バランス方式の顕微鏡架台では、顕微鏡部の鏡体の水平動は軽いが、バネの反力で上下動バランスをとる際に、バネの摺動抵抗により顕微鏡部の鏡体を上下動させる際の操作力量が重くなる。そのため、顕微鏡部の鏡体を上下動させる際の操作力量が大きくなるので、顕微鏡の視野移動が行い難く、手術効率が低下する。
【0070】
特許文献3のように支柱内にカウンターウエイトを配置するタイプの手術用顕微鏡の架台では、ワイヤーおよびプーリーを使用して顕微鏡部の質量による回転モーメントと、上下動バランスをとる構成が複雑で、装置全体が大型化する。さらに、顕微鏡架台の動作時にワイヤーや、プーリーの摺動抵抗がなお存在するので、操作力量が重くなり易い。
【0071】
(付記項3〜5の効果) 上下動がカウンターウエイトでバランスをとっているため操作力量が小さく、またワイヤーの様な複雑な構成も不要。水平アームをティルトアームと併用しているため装置全体を小型化できる。
【0072】
(付記項6〜8の従来技術) 手術用顕微鏡と内視鏡では共通の周辺機器(光源、TVカメラ、カメラコントロールユニット(CCU)、VTRなど)を併用することができる。この場合、次の2つの構成が考えられる。(1)は内視鏡の周辺機器を顕微鏡に搭載する構成である。(2)は周辺機器をトロリーに配置する構成である。
【0073】
(付記項6〜8が解決しようとする課題) (1)の構成の場合には、内視鏡の使用時には内視鏡の近傍位置に手術用顕微鏡全体を配置しなければならないために、装置全体が大型化し、大きな設置スペースがとられる。(2)の構成の場合には、顕微鏡のライトガイドの長さを長くしてトロリー上の光源に接続したり、トロリー上の周辺機器と顕微鏡との間にTVケーブルなどのケーブル類を配設する必要がある。そのため、長いライトガイドによる光量損失が生じたり、ライトガイドやTVケーブルなどのケーブル類が手術室の床上に置かれるので、邪魔になる問題がある。さらに、(2)の構成の場合、手術用顕微鏡使用時にトロリーのスペースが(1)に対して多く必要となる。また、LG長さにより、光量損失がおきる。
【0074】
(付記項6〜8の効果) 手術用顕微鏡、内視鏡それぞれの使用時に、理想的な形態となる。また、周辺機器の配置が手術用顕微鏡のアーム角度によらず、邪魔にならない。手術用顕微鏡の使用時に手術用顕微鏡とトロリーが一体で回転するため、ケーブル類の断線が妨げる。
【0075】
【発明の効果】
本発明によれば、オーバーヘッド時であっても水平方向のアームの上下動作時に水平方向のアームが顕微鏡の観察者に干渉することがなく、操作性が優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の手術用顕微鏡全体の概略構成図。
【図2】第1の実施の形態の手術用顕微鏡のベース部にトロリーが配置された状態を示す要部の平面図。
【図3】第1の実施の形態の手術用顕微鏡の作用を説明するための概略構成図。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示すもので、(A)は手術用顕微鏡全体の概略構成図、(B)は手術用顕微鏡の第1のアームの作用を説明するための概略構成図。
【図5】第2の実施の形態の手術用顕微鏡の第2のアームの作用を説明するもので、(A)は顕微鏡部をベース部側に向けて斜めに傾斜させた状態を示す概略構成図、(B)は顕微鏡部をベース部から離れる方向に向けて斜めに傾斜させた状態を示す概略構成図。
【図6】第2の実施の形態の手術用顕微鏡のベース部にトロリーが配置された状態を示す要部の側面図。
【図7】第2の実施の形態の手術用顕微鏡のベース部にトロリーが配置された状態を示す要部の平面図。
【図8】本発明の第3の実施の形態の手術用顕微鏡全体の概略構成図。
【図9】本発明の第4の実施の形態の手術用顕微鏡全体の概略構成図。
【符号の説明】
2…ベース部、7…第1のアーム構成体、8…第2のアーム構成体、O1…第1の回転軸、O2…第2の回転軸、14a,14b…回動軸(支軸部)、16…移動手段(パンタグラフ機構)、17…鏡体、18…鏡体支持部、19…平衡手段。
Claims (2)
- 床上に配置されるベース部と、
このベース部に対し、鉛直方向に立設された第1の回転軸と、
基端部がこの第1の回転軸の軸回り方向に回転可能に連結された第1のアーム構成体と、
基端部が前記第1のアーム構成体の先端部に、前記第1の回転軸と平行に配置された第2の回転軸の軸回り方向に回転可能に連結された第2のアーム構成体と、
この第2のアーム構成体の先端部に鏡体支持部を介して支持された顕微鏡部と、
前記顕微鏡部を上下方向に移動させる移動手段と、
前記顕微鏡部の上下方向の移動に対する平衡手段とを具備し、
前記移動手段は、前記第1のアーム構成体を前記第1の回転軸との連結部に前記第1の回転軸と直交するように設けられた支軸部を中心に回動させ、前記第2のアーム構成体を上下方向に平行移動させるパンタグラフ機構によって形成したことを特徴とする手術用顕微鏡。 - 前記第2のアーム構成体は、前記第2の回転軸から前記鏡体支持部に向かって下方に傾斜している傾斜アームを有することを特徴とする請求項1に記載の手術用顕微鏡。
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- 2003-05-12 JP JP2003133346A patent/JP2004329762A/ja not_active Withdrawn
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