JP2006230691A - 医療機器支持アーム - Google Patents

Abstract

【課題】 医療機器を移動自在に支持する医療機器支持アームにおいて、小容量のモータを用いつつ、広範囲にわたって操作力の負担を軽減することを可能にする。
【解決手段】 医療機器支持アーム１は、支持台２に水平回転自在に接続された第１アーム部材３Ａと、第１アーム部材３Ａに水平回転自在に接続された第２アーム部材３Ｂと、第２アーム部材３Ｂに鉛直回転自在に接続された第３アーム部材３Ｃとからなる。第３アーム部材３Ｃには、モータ２３及びバネ３ｉが設けられている。バネ３ｉは、医療機器５０の重力により生じる重力モーメントに対抗する対抗モーメントを発生させる。モータ２３は、重力モーメントと対抗モーメントとのアンバランスにより生じるアンバランスモーメントを補償する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、医療機器支持アームに関するものである。

従来より、重量の大きい医療機器を移動自在に支持する装置として、医療機器支持アームが用いられている。医療機器支持アームは、例えば手術や検査等の際、患者の患部を拡大して映す顕微鏡やモニター等を移動自在に支持するものである。そのため、医療機器支持アームは、医療機器を広範囲に移動可能であることが望ましく、また、位置調整を容易に且つ正確に行えることが望ましい。しかし、一般に顕微鏡等の医療機器の重量は大きく、これら医療機器を移動させる際（特に持ち上げ動作の際）、必要とされる操作力は相当大きなものとなる。そのため、医療機器支持アームは、本来的に、医療機器の移動に際して操作者の負担が大きいものであった。

一方、従来から、顕微鏡を移動自在に支持し、軽い操作力で移動可能とするため、バネやモータを用いて移動操作をアシストする支持アームが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１に開示された支持アームでは、重力に対抗する補助力を付与するアシスト装置としてバネを用いている。当該アシスト装置は、バネの弾性力と顕微鏡に作用する重力とを相殺させて、アームの支点回りのモーメントのバランスをとることにより、顕微鏡の移動に要する操作力の軽減を図る装置である。

一方、特許文献２に開示された支持アームでは、上述のバネの代わりにモータを用いている。この支持アームは、複数のアーム部材のそれぞれにモータを取り付け、顕微鏡に作用する重力への対抗力をモータによって付与するものである。
特開２００２−１３６５２７号公報 特許第３２７２２８６号公報

特許文献１に開示された支持アームでは、顕微鏡による重力モーメントとは逆向きの対抗モーメントを、バネの弾性力によって発生させる。しかしながら、アームの旋回により顕微鏡の位置が変わると、アームにかかる重力モーメントは変動する。また、アームの旋回により顕微鏡の位置が変わると、バネが伸縮するので、対抗モーメントも変動する。ところが、重力モーメントと対抗モーメントとは、互いに無関係に変動する。そのため、重力モーメントと対抗モーメントとを合成した合成モーメントは、常には相殺されず、結果としてアンバランスを生じていた。

特許文献２に開示された支持アームでは、重力への対抗力を全てモータにより発生させていたため、相当大きな容量のモータが必要であった。その結果、モータの消費電力が多く、また、支持アーム全体のコストも高くならざるを得なかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、容量の小さなモータを用いても、広範囲にわたってバランスをとることができ、操作力の負担を軽減することが可能な医療機器支持アームを提供することにある。

本発明に係る医療機器支持アームは、水平移動自在な移動部材と水平軸回りに回転自在な回転アーム部材とからなり、医療機器を支持する支持部材と、前記回転アーム部材に沿って配置され、前記医療機器の重力に起因して前記支持部材に生じる重力モーメントに対抗する対抗モーメントを発生させる弾性体と、前記回転アーム部材を回転駆動する駆動装置と、を備えたものである。

上記医療機器支持アームによれば、移動部材が水平移動することにより、水平面上の前後左右の広範囲にわたって医療機器を移動させることが可能となる。また、回転アーム部材が水平軸回りに回転（以下、鉛直回転という）することにより、医療機器を上下に移動させることができる。

ここで、医療機器の高さ位置は、回転アーム部材の基準位置からの回転量によって定まる。そのため、支持部材に加わる重力モーメントは、回転アーム部材の回転量によって定まる。したがって、医療機器の高さ位置が変化したときの重力モーメントの変動は、比較的単純なものとなる。よって、重力モーメントをほぼ相殺するような対抗モーメントを、弾性体によって比較的簡易に生成することができる。

一方、重力モーメントと弾性体による対抗モーメントとは、本質的には、互いに無関係に変動する。そのため、弾性体による対抗モーメントのみでは、広範な移動範囲のすべてにおいて重力モーメントを補償することは難しい。ところが、上記医療機器支持アームでは、回転アーム部材を回転駆動する駆動装置を備えているので、弾性体による対抗モーメントと重力モーメントとの間のアンバランス（以下、アンバランスモーメントという）を駆動装置の駆動力によって補償することができる。ここで、重力モーメントの大部分は弾性体による対抗モーメントによって打ち消されるので、駆動装置の駆動力は小さくても済む。したがって、駆動装置の低容量化又は小型化を図ることができる。

本発明に係る他の医療機器支持アームは、第１の鉛直軸回りに回転自在な第１アーム部材と、第２の鉛直軸回りに回転自在な第２アーム部材と、水平軸回りに回転自在な回転アーム部材とからなり、医療機器を支持する支持部材と、前記回転アーム部材に沿って配置され、前記医療機器の重力に起因して前記支持部材に生じる重力モーメントに対抗する対抗モーメントを発生させる弾性体と、前記回転アーム部材を回転駆動する駆動装置と、を備えたものである。

上記医療機器支持アームによれば、第１アーム部材及び第２アーム部材の鉛直軸回りの回転（以下、水平回転という）により、前後左右の広範囲にわたって医療機器を移動させることが可能となる。また、回転アーム部材の鉛直回転により、医療機器を上下に移動させることができる。

上記医療機器支持アームによれば、前述のように、重力モーメントをほぼ相殺するような対抗モーメントを、弾性体により比較的容易に発生させることができる。さらに、弾性体のみでは解消しきれないアンバランスモーメントを、駆動装置の駆動力によって解消することができる。アンバランスモーメントの大部分は弾性体によって解消されるので、駆動装置の低容量化又は小型化を図ることができる。

本発明に係る他の医療機器支持アームは、第１の水平線に沿ってスライド自在な第１スライド部材と、前記第１の水平線と交差する第２の水平線に沿ってスライド自在な第２スライド部材と、水平軸回りに回転自在な回転アーム部材とからなり、医療機器を支持する支持部材と、前記回転アーム部材に沿って配置され、前記医療機器の重力に起因して前記支持部材に生じる重力モーメントに対抗する対抗モーメントを発生させる弾性体と、前記回転アーム部材を回転駆動する駆動装置と、を備えたものである。

上記医療機器支持アームによれば、第１スライド部材及び第２スライド部材の両水平移動により、前後左右の広範囲にわたって医療機器を移動させることが可能となる。また、回転アーム部材の鉛直回転により、医療機器を上下に移動させることができる。

上記医療機器支持アームにおいても、重力モーメントをほぼ相殺するような対抗モーメントを、弾性体により比較的容易に発生させることができる。さらに、弾性体のみでは解消しきれないアンバランスモーメントを、駆動装置の駆動力によって解消することができる。アンバランスモーメントの大部分は弾性体によって解消されるので、駆動装置の低容量化又は小型化を図ることができる。

前記回転アーム部材は、平行リンク構造を有していることが好ましい。

このことにより、支持部材に支持された医療機器を、姿勢を保持したまま上下方向に移動させることが容易になる。したがって、医療機器を用いた検査等を容易に行うことができる。

前記回転アーム部材には、前記医療機器を支持する支持具が設けられていることが好ましい。

このことにより、回転アーム部材は支持部材の先端側に配置され、回転アーム部材に加わる力は医療機器の重量のみとなる。そのため、回転アーム部材に加わる力は小さくなる。したがって、弾性体に必要とされる弾性力を小さく抑えることができ、弾性体の設定が容易となる。

前記医療機器支持アームは、操作レバーと、前記操作レバーに加えられた力及び当該力の方向を検出するセンサと、前記センサからの検出信号に基づき、前記医療機器を前記方向に移動させるように少なくとも前記駆動装置を制御する制御装置と、を備えていてもよい。

このことにより、操作者が医療機器を移動させる際、移動させようとする方向に向かって操作レバーに力を加えるだけで、支持部材は自動的に駆動され、医療機器は直ちに当該方向に向かって移動する。そのため、操作力の軽減及び操作の容易化を図ることができる。

以上のように、本発明によれば、容量の小さなモータを用いても、広範囲にわたって重力モーメントと対抗モーメントとのバランスをとることができ、医療機器を移動させる際の操作力の負担を軽減することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、実施形態に係る医療機器支持アーム（以下、単に支持アームという）１は、支持台２に取り付けられている。支持アーム１は、第１アーム部材３Ａと第２アーム部材３Ｂと第３アーム部材３Ｃとからなるアーム部３を備えている。

支持台２は、ベース部２ａと、ベース部２ａの上に固定された支柱２ｂとから構成されている。ベース部２ａは移動不能に構成されていてもよいが、ここでは、ベース部２ａは図示しないローラ等により移動可能である。ただし、ベース部２ａにはストッパ等（図示せず）が設けられ、医療機器５０の使用時には当該ストッパ等により移動不能に設定される。支柱２ｂの上端部にはアーム部３の一端が接続されており、支柱２ｂはアーム部３の全荷重（医療機器５０を含む）を支持する。なお、本実施形態では支柱２ｂは伸縮しないが、支柱２ｂはモータ等によって鉛直方向に伸縮自在なものであってもよい。

第１アーム部材３Ａは、支柱２ｂの上端部に接続されている。第１アーム部材３Ａは、支柱２ｂの第１鉛直軸１１回りに水平回転自在に構成されている（図１の符号α_１参照）。また、第１アーム部材３Ａは、側面視において、支柱２ｂと接続された根元側が先端側よりも低くなるよう傾斜して設置されている。第１アーム部材３Ａの先端部には連結部材４が固定されている。

連結部材４は、第１アーム部材３Ａの水平回転に従動して第１鉛直軸１１回りに水平回転する。連結部材４の上端部には、第２アーム部材３Ｂが接続されている。

第２アーム部材３Ｂは、側面視において垂直部分と水平部分とを有するＬ字状の棒状部材からなっている。第２アーム部材３Ｂの垂直部分は水平部分の根元側に設けられており、連結部材４の上端部に接続されている。第２アーム部材３Ｂは、連結部材４の第２鉛直軸１２回りに水平回転自在に構成されている（図１の符号α_２参照）。これにより、第２アーム部材３Ｂの先端部は、第２鉛直軸１２回りの円軌道上を移動することとなる。上述したように、第２鉛直軸１２を有する連結部材４は、第１鉛直軸１１回りの円軌道上を移動する。このようなアーム構成により、第２アーム部材３Ｂの先端部は、平面視において第１鉛直軸１１を中心としかつ両アーム部材３Ａ，３Ｂを足した長さを半径とする円周内の略任意の位置に移動可能となっている。

第２アーム部材３Ｂの先端部には、第３アーム部材３Ｃの根元部が接続されている。第３アーム部材３Ｃは、鉛直回転自在（図１の符号α_３参照）な平行リンク構造を有している。具体的には、第３アーム部材３Ｃは、互いに平行に設けられた棒状部材からなるリンク３ａ及び３ｂと、リンク３ａ及び３ｂの根元側を連結する連結部材３ｄと、リンク３ａ及び３ｂの先端側を連結する連結部材３ｅとからなっている。

連結部材３ｄは、第２アーム部材３Ｂの先端部に固定されており、第２アーム部材３Ｂと直交している。連結部材３ｄは、その上端部で水平軸（図１表裏方向に延びる水平軸）１３ａと直交し、その下端部で水平軸（図１表裏方向に延びる水平軸）１３ｂと直交している。リンク３ａの根元側の端部は、水平軸１３ａに鉛直回転自在にピン結合されており、リンク３ａの先端部は、連結部材３ｅの上端部にピン結合されている。リンク３ｂの根元側の端部は、水平軸１３ｂに鉛直回転自在にピン結合されており、リンク３ｂの先端部は、連結部材３ｅの下端部にピン結合されている。このような構成により、常にリンク３ａ及び３ｂはそれぞれの水平軸１３ａ及び１３ｂ回りに同じ角度だけ鉛直回転し、連結部材３ｅは一定の姿勢を保ったまま上下方向に移動することとなる。

リンク３ａの先端部付近には、リンク３ａと直交する方向に伸びるバネ受け３ｈが固定されている。バネ受け３ｈにはバネ３ｉの一端が固定されており、バネ３ｉの他端は連結部材３ｄの略中間部分に固定されている。バネ３ｉは、リンク３ａ及び３ｂと略平行に伸びている。バネ３ｉは、リンク３ａの鉛直回転に従って、バネ３ｉの他端側を支点にして鉛直回転する。この鉛直回転により、バネ３ｉは伸縮し、後述するような対抗モーメントＭｓを生じることとなる。

連結部材３ｅの下端には、医療機器５０を保持するための保持具５が取り付けられている。保持具５には操作ハンドル６が設けられている。操作ハンドル６には、外部から加えられた力及びその力の方向を検出するセンサ６ｃが内蔵されている。なお、このセンサ６ｃは、３次元の任意の方向を検出することができるいわゆる３方向力センサである。

支柱２ｂには、第１アーム部材３Ａを水平回転させるためのモータ２１が設けられている。連結部材４には、第２アーム部材３Ｂを水平回転させるためのモータ２２が設けられている。連結部材３ｄの水平軸１３ａには、第３アーム部材３Ｃを鉛直回転させるためのモータ２３が設けられている。これらのモータ２１，２２，２３にはそれぞれ減速機３１，３２，３３が取り付けられている。

図２に示すように、支持アーム１には、モータ制御のためのサーボアンプ７ａと、センサ信号をデジタル信号として入力するためのＡ／Ｄ変換機７ｂと、中央処理装置８とが設けられている。なお、これらサーボアンプ７ａ、Ａ／Ｄ変換機７ｂ及び中央処理装置８は支持アーム１に内蔵されていてもよく、支持アーム１と別個に配置されていてもよい。

以上のように、本支持アーム１のアーム部３では、第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂは医療機器５０を専ら水平方向に移動させるだけであり、医療機器５０を上下方向に移動させる部材は第３アーム部材３Ｃのみである。

次に、図２を参照しながら支持アーム１の移動動作について説明する。

まず、操作者が、医療機器５０を移動させたい方向（３次元空間の任意の方向）に向かって、操作ハンドル６に力を加える。すると、加えられた力及びその力の方向がセンサ６ｃにより検出され、信号化される。センサ６ｃにおける検出信号は、Ａ／Ｄ変換機７ｂによってデジタル信号化され、中央処理装置８に送られる。

中央処理装置８は、モータ２１，２２，２３の駆動に先立って、モータ２１，２２，２３の回転数及び回転方向の演算を行う。モータ２１，２２，２３の回転数及び回転方向は、操作ハンドル６に対する操作力及び操作方向に対応するように設定される。中央処理装置８で処理された信号は、サーボアンプ７ａに送られ、増幅される。この増幅信号により、モータ２１，２２，２３は、設定された回転数及び回転方向となるよう駆動される。その結果、処理信号に基づき、モータ２１，２２が第１アーム部材３Ａ，第２アーム部材３Ｂを必要な分だけ水平旋回させ、モータ２３が第３アームを必要な分だけ鉛直旋回させ、医療機器５０を所望の位置に移動させる。

この移動の際、医療機器５０とアーム部３とにかかる重力によって、アーム部３には下向きのモーメント（重力モーメント）が発生する。ここで、この下向きのモーメントを補償するためには、第３アーム部材３Ｃを鉛直旋回させるモータ２３は、第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂを水平旋回させるモータ２１及び２２に比べて、より大きな駆動力を発生させなければならないこととなる。しかし、本実施形態では、第３アーム部材３Ｃにバネ３ｉが設けられているので、このバネ３ｉにより生じる上向きのモーメント（対抗モーメント）によって、モータ２３に必要とされる補償力は軽減している。以下、図３のグラフを参照しながら、バネ３ｉの効用について詳述する。

図３は、アーム部３と支持台２との接続中心点（言い換えると、アーム部３の根元側の端部）を支点としてアーム部３に生じる各モーメントを示す図である。なお、ここでは、第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂの位置は固定した上で、第３アーム部材３Ｃを鉛直旋回させることにより生じる各モーメントを示している。すなわち、重力モーメント及び対抗モーメントを考える上で第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂの影響は無視することができるので、図３ではそれらを無視している。

Ｍｗは医療機器５０とアーム部３とにより生じる重力モーメントであり、Ｍｓはバネ３ｉにより生じる対抗モーメントである。また、Ｍｔｏｔａｌは、重力モーメントＭｗ及び対抗モーメントＭｓを合成した合成モーメントを示す。Ｄｓはバネ３ｉの長さの変位量を示しており、バネ３ｉが水平となる地点での長さを基準として表されている。Ｄｓは、バネ３ｉが伸びると負の数値となり、縮むと正の数値となる。なお、アーム旋回角αは、第３アーム部材３Ｃの水平面からの旋回角度を示し、下向きを正とするものである。

図３に示すように、重力モーメントＭｗは、第３アーム部材３Ｃの旋回に伴って増減し、対抗モーメントＭｓも、第３アーム部材３Ｃの旋回に伴って増減する。また、重力モーメントＭｗと対抗モーメントＭｓとは、一方が増加すると他方は減少するといったように、略逆向きに同程度変化する関係となる。ここで、バネ３ｉが設けられていない場合、医療機器５０を上方に移動させるためには、重力モーメントＭｗ分の力をモータ２３によって補わなければならないことになる。しかし、本実施形態の支持アーム１では、バネ３ｉによる対抗モーメントＭｓによって重力モーメントＭｗの大部分が相殺され、合成モーメントＭｔｏｔａｌは、広範な旋回角において零付近を推移することとなる。一方、Ｍｔｏｔａｌは、全ての旋回角において完全に零とはならず、若干のアンバランスモーメントＭｕ（図３の斜線部分）を生じている。したがって、本実施形態の支持アーム１では、モータ２３は、全重力モーメントＭｗを補う必要はなく、上記アンバランスモーメントＭｕを補償すればよいこととなる。

以上のように、本実施形態によれば、第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂを水平回転自在とし、第３アーム部材３Ｃのみを鉛直回転自在としている。これにより、アーム部３に支持される医療機器５０の高さ位置は、第３アーム部材３Ｃの旋回のみによって変動することとなる。そのため、アーム部３に生じる重力モーメントＭｗも第３アーム部材３Ｃの旋回のみによって変動することとなり、重力モーメントＭｗと相殺する対抗モーメントＭｓの設定が容易になる。したがって、バネ３ｉによって重力モーメントＭｗの大部分を補償することができ、アンバランスモーメントＭｕを最小限に抑えることができる。それゆえ、医療機器５０の上下移動の際にモータ２３が補償しなければならない力は最小限で済み、モータ２３を小型化しても、十分なアシスト効果を発揮することができる。

また、本実施形態によれば、鉛直回転自在な第３アーム部材３Ｃを平行リンク構造としている。そのため、第３アーム部材３Ｃに支持された医療機器５０を、一定の姿勢を保ったまま上下動させることができる。したがって、医療機器５０が検査や治療等に利用される顕微鏡や検査用モニター等であっても、便利に利用することができる。

支持アーム１の操作ハンドル６には、外部から加えられた力及びその力の方向を検出するセンサ６ｃが内蔵されている。そのため、操作者が医療機器５０を移動させようとする方向に向かって操作ハンドル６に力を加えると、医療機器５０が当該方向に移動するようにモータ２１，２２，２３を自動的に制御することができる。これにより、複雑な操作は不要となり、医療機器５０を容易に所望の位置に移動させることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、支持アーム１は支持台２によって支持されていた。しかしながら、支持アーム１を支持する部材は、支持台２に限定される訳ではない。図４に示すように、第２実施形態は、支持アーム１を天井７０から懸架したものである。

図４に示すように、アーム部３の第１アーム部材３Ａの根元部は、天井７０に水平回転自在に設置されている。第１アーム部材３Ａの先端部には、第２アーム部材３Ｂの根元部が水平回転自在に接続されている。また、第２アーム部材３Ｂの先端部には、平行リンク構造の第３アーム部材３Ｃが接続されている。このような構成により、本実施形態では、支持台２を省略することができ、省スペース化を図ることが可能となる。また、天井懸架としているため、操作者が支持台２にぶつかったり、つまずいたりすることがない。

その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、それらの説明は省略する。

（第３実施形態）
上記各実施形態では、医療機器５０の水平方向の移動は、第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂの水平回転により行われていた。しかしながら、医療機器５０の水平方向の移動方法は、上記各実施形態の方法（第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂの水平回転）に限られる訳ではない。図５に示すように、第３実施形態は、第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂの代わりに、第１の水平直線（Ｙ方向）上をスライド移動する第１プレート３Ｄと、第２の水平直線（Ｘ方向）上をスライド移動する第２プレート３Ｅとを備えたものである。

第１の水平直線と第２水平直線とは互いに交差していればよく（言い換えると、非平行であればよく）、直交していてもよく、直交していなくてもよい。本実施形態では、医療機器５０を支持する支持部材は、第１プレート３Ｄ、第２プレート３Ｅ及び第３アーム部材３Ｃによって構成されている。なお、図５では、バネ３ｉの図示は省略している。

本実施形態の支持アーム１は、第１実施形態と同様に支持台２に支持されていてもよく、第２実施形態と同様に天井から懸架されていてもよい。

第１プレート３Ｄ及び第２プレート３Ｅは、長方形の板状部材からなり、それぞれ長辺方向であるＹ及びＸ方向にスライド移動自在となっている。また、第３アーム部材３Ｃは、第１及び第２の実施形態と同様に平行リンク構造を有しており、第２プレート３Ｅに鉛直回転自在に接続されている。そして、第１実施形態と同様に、支持アーム１の先端側には、操作ハンドル及び操作ハンドルに内蔵されたセンサ（図５では図示せず）が設けられている。

このような構成により、操作者が操作ハンドル６を目的の方向に押すと、中央処理装置８からの処理信号によりモータ２１，２２，２３が駆動される。モータ２１が駆動されると、第１プレート３ＤはＹ方向にスライドし、医療機器５０のＹ方向の位置が決定する。また、モータ２２が駆動されると、第２プレート３ＥはＸ方向にスライドし、医療機器５０のＸ方向の位置が決定する。さらに、モータ２３の駆動により、第３アーム部材３Ｃは鉛直回転し、医療機器５０の鉛直方向（Ｚ方向）の位置が決定する。このようにして、医療機器５０は目的の位置に移動する。

本実施形態においても、医療機器５０を広範囲に移動させることが可能である。また、水平方向への移動を水平面上で直交する２軸によるものとすれば、移動方向の特定が容易であり、中央処理装置８での処理が簡単なものとなる。

その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、それらの説明は省略する。

（その他の実施形態）
前記第１及び第２実施形態のアーム部３は、医療機器５０を水平方向に移動させる第１及び第２アーム部材３Ａ，３Ｂと、医療機器５０を鉛直方向に移動させる第３アーム部材３Ｃとを備え、これらは根元側から先端側に向かって第１アーム部材３Ａ、第２アーム部材３Ｂ、第３アーム部材３Ｃの順に配置されていた。しかしながら、第１〜第３アーム部材３Ａ〜３Ｃの配置の順序は特に限定される訳ではない。例えば、第１〜第３アーム部材３Ａ〜３Ｃは、アーム部３の根元側から先端側に向かって、第１アーム部材３Ａ、第３アーム部材３Ｃ、第２アーム部材３Ｂの順に配置されていてもよい。なお、この場合、医療機器５０は、最も先端側のアーム部材となる第２アーム部材３Ｂに支持されることになる。このような実施形態であっても、バネと容量の小さなモータとを用いつつ広範囲にわたって医療機器５０の操作力を軽減するという効果を得ることができる。同様に、第３実施形態において、第３アーム部材３Ｃを天井と第１プレート３Ｄとの間、または第１プレート３Ｄと第２プレート３Ｅとの間に配置することも可能である。

また、前記第１〜第３実施形態では、第３アーム部材３Ｃにバネ３ｉを設けることにより、医療機器５０の重力に対抗するモーメントを発生させていた。しかしながら、医療機器５０の重力に対抗するモーメントを発生させる手段はバネ３ｉに限定されず、例えば、ガスダンパ等であってもよい。ガスダンパ等を用いた実施形態であっても、バネの場合と同様に、医療機器５０の重力に対抗するモーメントを発生させることができ、本発明の目的を達成することができる。

第３実施形態では、第１プレート３Ｄ及び第２プレート３Ｅは、共に水平直線上を移動するものであった。しかしながら、医療機器５０を所定範囲内の任意の方向に移動させるものである限り、第１プレート３Ｄ及び第２プレート３Ｅは、水平曲線上を移動するものであってもよい。第１プレート３Ｄ及び第２プレート３Ｅの移動軌跡は何ら限定されるものではない。このような構成によっても、水平面上の前後左右の広範囲にわたって医療機器５０を移動させることが可能である。

なお、医療機器とは、医療用途に用いられる機器のことであり、例えば顕微鏡、モニター、各種の検査装置、検査用器具、診断装置、診断用器具、治療装置、治療器具等を含むものである。

以上説明したように、本発明は、医療機器を移動自在に支持する医療機器支持アームについて有用である。

第１実施形態に係る医療機器支持アームの側面図である。 第１実施形態の第３アーム部材の構成図である。 アーム旋回角に対するモーメントの変化を表すグラフである。 第２実施形態に係る医療機器支持アームの側面図である。 第３実施形態に係る医療機器支持アームを模式的に表す図である。

符号の説明

１ 医療機器支持アーム
３ アーム部材（支持部材）
３Ａ 第１アーム部材
３Ｂ 第２アーム部材
３Ｃ 第３アーム部材（回転アーム部材）
６ 操作ハンドル（操作レバー）
１１ 第１鉛直軸
１２ 第２鉛直軸
１３ａ，１３ｂ 水平軸
５０ 医療機器
Ｍｗ 重力モーメント
Ｍｓ 対抗モーメント
Ｍｔｏｔａｌ 合成モーメント
Ｍｕ アンバランスモーメント

Claims (6)

1. 水平移動自在な移動部材と水平軸回りに回転自在な回転アーム部材とからなり、医療機器を支持する支持部材と、
   前記回転アーム部材に沿って配置され、前記医療機器の重力に起因して前記支持部材に生じる重力モーメントに対抗する対抗モーメントを発生させる弾性体と、
   前記回転アーム部材を回転駆動する駆動装置と、
   を備えた医療機器支持アーム。
2. 第１の鉛直軸回りに回転自在な第１アーム部材と、第２の鉛直軸回りに回転自在な第２アーム部材と、水平軸回りに回転自在な回転アーム部材とからなり、医療機器を支持する支持部材と、
   前記回転アーム部材に沿って配置され、前記医療機器の重力に起因して前記支持部材に生じる重力モーメントに対抗する対抗モーメントを発生させる弾性体と、
   前記回転アーム部材を回転駆動する駆動装置と、
   を備えた医療機器支持アーム。
3. 第１の水平線に沿ってスライド自在な第１スライド部材と、前記第１の水平線と交差する第２の水平線に沿ってスライド自在な第２スライド部材と、水平軸回りに回転自在な回転アーム部材とからなり、医療機器を支持する支持部材と、
   前記回転アーム部材に沿って配置され、前記医療機器の重力に起因して前記支持部材に生じる重力モーメントに対抗する対抗モーメントを発生させる弾性体と、
   前記回転アーム部材を回転駆動する駆動装置と、
   を備えた医療機器支持アーム。
4. 前記回転アーム部材は、平行リンク構造を有している、請求項１〜３のいずれか一つに記載の医療機器支持アーム。
5. 前記回転アーム部材には、前記医療機器を支持する支持具が設けられている、請求項１〜４のいずれか一つに記載の医療機器支持アーム。
6. 操作レバーと、
   前記操作レバーに加えられた力及び当該力の方向を検出するセンサと、
   前記センサからの検出信号に基づき、前記医療機器を前記方向に移動させるように少なくとも前記駆動装置を制御する制御装置と、
   を備えた請求項１〜５のいずれか一つに記載の医療機器支持アーム。
   

Images