JP2021060497A - 手術顕微鏡のバランス式吊下げ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】手術顕微鏡のバランス式吊下げ構造を提供する。【解決手段】吊下げアーム１９の第１回転軸Ｐ１と手術顕微鏡２２の第２回転軸Ｐ２にそれぞれトルクセンサＴ１、Ｔ２を設け、そのトルクセンサＴ１、Ｔ２の測定値が表示部１５、１６に表示されるため、ドクターはクラッチをロック状態にしたままで、吊下げアーム１９や手術顕微鏡２２のバランス状態を知ることができる。従って、アンバランスの場合は吊下げアーム１９や手術顕微鏡２２を手で支えることなく、その表示を見ながらバランス方向へ吊下げアーム１９や手術顕微鏡２２をスライドさせて、第１回転軸Ｐ１及び第２回転軸Ｐ２を中心とした重量バランスを図ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は手術顕微鏡のバランス式吊下げ構造に関するものである。

手術顕微鏡はスタンド装置の支持アームの先端に設けられた垂直な先端アームに吊下げアームを介して支持される。

吊下げアームにはクラッチ付きの第１回転軸が設けられ、その第１回転軸に吊下げアームが回転自在且つ横方向にスライド自在に取付けられている。吊下げアームの下端には別のクラッチ付き第２回転軸が設けられ、この第２回転軸に手術顕微鏡が吊下げアームとは直交する横方向で回転自在且つスライド自在に取付けられている。

吊下げアーム及び手術顕微鏡が第１回転軸や第２回転軸に対してスライド自在なのは、第１回転軸を中心とした吊下げアーム（手術顕微鏡含む）の重量バランスや、第２回転軸を中心とした手術顕微鏡の重量バランスを図るためである。

重量バランスが図られて、吊下げアーム及び手術顕微鏡がそれぞれの重心位置で支持されれば、第１回転軸のクラッチをフリーにした際に、吊下げアームの第１回転軸を中心とした角度変更を軽い力で行うことができる。手術顕微鏡も同様に第２回転軸のクラッチをフリーにすることにより手術顕微鏡の第２回転軸を中心とした回転を軽い力で行うことができる。

吊下げアームの重量バランスの調整方法としては、まず吊下げアームを片手で支えた状態にしておき、その状態のままフットスイッチ等を操作してクラッチをフリーする。手で支えた状態でクラッチをフリーにしないと、アンバランス時に吊下げアームがガクンと勢い良く傾いて故障の原因となる。手で支えた状態にしておくと、そのように勢い良く傾くことはないし、支えている手でどちら側にアンバランスか分かるので、もう片方の手で操作ボタンを押し、吊下げアームをバランス方向へスライドさせることができる。吊り下げアームのバランス調整後の手術顕微鏡のバランス調整も同様で手術顕微鏡を片手で支えてクラッチをフリーにし、アンバランスであればもう片方の手で操作ボタンを押して手術顕微鏡をバランス方向へスライドさせる（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５０４０８１号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、重量バランス調整のためにクラッチをフリーにする際、吊下げアームや手術顕微鏡をいったん手で支えた状態にする必要があるため、操作が面倒であった。

本発明はこのような従来の技術に着目してなされたものであり、吊下げアームや手術顕微鏡を手で支えずに重量バランスを図ることができる手術顕微鏡のバランス式吊下げ構造を提供することを目的としている。

本発明の第１の技術的側面によれば、スタンド装置の支持アームの先端に設けられた垂直な先端アームに第１水平方向に沿い且つクラッチを有する第１回転軸を設け、該第１回転軸に第１回転軸を中心に回転自在で且つ第１回転軸を中心とした重量バランス調整のために第１回転軸に対して第１回転軸とは直交する第２水平方向での位置を変更自在な吊下げアームを設け、吊下げアームの下端に第２水平方向に沿い且つクラッチを有する第２回転軸を設け、該第２回転軸に第２回転軸を中心に回転自在で且つ他面側に手術顕微鏡が取付けられるスライド機構を設け、該スライド機構が手術顕微鏡の第２回転軸を中心とした重量バランス調整のために手術顕微鏡の第１水平方向での位置を変更自在な手術顕微鏡のバランス式吊下げ構造であって、前記第１回転軸及び第２回転軸にそれぞれクラッチがロック時の回転トルクを測定するトルクセンサを設けると共に、該トルクセンサの測定値を表示する表示部を設けたことを特徴とする。

本発明の第２の技術的側面によれば、表示部が先端アームに設けられていることを特徴とする。

本発明の第１の技術的側面によれば、吊下げアームの第１回転軸と手術顕微鏡の第２回転軸にそれぞれトルクセンサを設け、そのトルクセンサの測定値が表示部に表示されるため、ドクターはクラッチをロック状態にしたままで、吊下げアームや手術顕微鏡のバランス状態を知ることができる。従って、アンバランスの場合は吊下げアームや手術顕微鏡を手で支えることなく、その表示を見ながらバランス方向へ吊下げアームや手術顕微鏡をスライドさせて、第１回転軸及び第２回転軸を中心とした重量バランス調整を行うことができる。そして重量バランスの均等状態が表示部の表示で確認されたら、その後にクラッチをフリー状態にしても、吊下げアームや手術顕微鏡がガクンと勢いよく傾いたり回転したりすることない。そのまま軽い力で吊下げアームや手術顕微鏡を傾けたり回転させたりすることができる。

本発明の第２の技術的側面によれば、表示部が手術顕微鏡に近い先端アームに設けられているため、ドクターは視線を大きく変えることなく表示部を確認することができる。

手術顕微鏡を支持したスタンド装置を示す側面図。 スタンド装置を示す分解図。 吊下げアームのバランス構造を示す説明図。 第１回転軸を中心に傾けた状態を示す吊下げアームの側面図。 吊下げアームを逆の方向に傾けた状態を示す図４相当の側面図。 第２回転軸を中心とした手術顕微鏡の支持状態を示す側面図。 第２回転軸を中心に手術顕微鏡を回転させた状態を示す側面図。 手術顕微鏡を逆の方向に回転させた状態を示す図７相当の側面図。 バランス状態の表示部を示す図。 アンバランス状態の表示部を示す図。

図１〜図１０は本発明の好適な実施形態を示す図である。以上及び以下において、図中において、前後方向（第２水平方向）はＹ及び左右方向（第１水平方向）はＸとして説明する。

スタンド装置は手術室のフロア上に設置されるスタンド本体１を有している。スタンド本体１の上部には、前アーム２、後アーム３、上アーム４、下アーム５とから構成されるメイン平行リンク機構Ａが取付けられる。メイン平行リンク機構Ａは前アーム２の上下途中位置がスタンド本体１の回動軸Ｓに取付けられ、全体が回動軸Ｓを中心に回動することができる。この回動軸Ｓはクラッチ機能を有し、クラッチをロック状態にして回転を固定することができ、またフリーにして自由に回転することもできる。

メイン平行リンク機構Ａの上辺は前方に延長されて支持アーム６となっている。支持アーム６の先端には先端アーム７の途中部分が軸支されている。先端アーム７は、上端が２本のサブアーム８、９とＬ形のクランクレバー１０を介してスタンド本体１に連結されることにより、常に垂直状態が維持される。

メイン平行リンク機構Ａの下辺は後方に延長されて底アーム１１となっている。底アーム１１の先端にはカウンタウェイトＷが支持されている。底アーム１１には操作スイッチ１２が設けられ、この操作スイッチ１２を手動で操作することにより、カウンタウェイトＷを底アーム１１に沿って任意の方向に必要な量だけ移動させることができる。

スタンド本体１には操作パネル１３が設けられ、操作パネル１３には電源スイッチ１４や表示部１５が設けられている。また先端アーム７の下部は上部に対して垂直軸を中心に回転自在で、その先端アーム７の下部には別の表示部１６と操作スイッチ１８が設けられている。

先端アーム７の下部には左右方向（第１水平方向）Ｘに沿う第１回転軸Ｐ１が上下に設けられている。この第１回転軸Ｐ１にはサブ平行リンク機構Ｂを含むコ字状の吊下げアーム１９が支持される。サブ平行リンク機構の上部は２本の平行な上レール２０となっており、この上レール２０の内部には長手方向に沿って図示せぬネジ棒が内蔵されている。ネジ棒は先端アーム７に設けられた前記操作スイッチ１８を操作することで、上レール２０内に設けられた図示せぬモータにより正逆転方向に必要な回転量だけ回転することができる。このネジ棒が第１回転軸Ｐ１を貫通した状態で螺合していると共に、第１回転軸Ｐ１を中心にして上レール２０ごと傾くことができる。

第１回転軸Ｐ１はクラッチ機能も有しており、スタンド本体１から延びてフロア上に設置されたフットスイッチ２１により、ロック状態にして第１回転軸Ｐ１の回転をロックすることができ、フリー状態にして第１回転軸Ｐ１の回転をフリーにすることができる。フリーにすれば、図４及び５に示されているように、吊下げアーム１９を自由に傾けて吊下げアーム１９の下端に支持された手術顕微鏡２２の角度を変更することができる。そして上下の第１回転軸Ｐ１のうち、下側の第１回転軸Ｐ１には第１回転軸Ｐ１の回転トルクを測定するトルクセンサＴ１が設けられている。

吊下げアーム１９の下端には前後方向（第２水平方向）Ｙに沿う第２回転軸Ｐ２が設けられている。この第２回転軸Ｐ２には上下方向でのスライド機構２３が回転自在に設けられ、このスライド機構２３の他面側には更に左右方向（第１水平方向）Ｘでのスライド機構２４が設けられている。そして左右方向でのスライド機構２４の他面側に手術顕微鏡２２が固定されている。手術顕微鏡２２には手術状況に応じて、側面にアシスタント鏡２５が取付けられる場合がある。

手術顕微鏡２２は２つの直交するスライド機構２３、２４ごと第２回転軸Ｐ２を中心に回転自在であると共に、この第２回転軸Ｐ２もクラッチ機能を備えており、フットスイッチ２１により第２回転軸Ｐ２での回転をロックすることができると共に、自由に回転するフリー状態にすることができる。

左右方向でのスライド機構２４は手術顕微鏡２２の左右方向での位置を調整するためのものであり、上下方向でのスライド機構２３は手術顕微鏡２２の使用を開始する最初に手術顕微鏡２２を第２回転軸Ｐ２を中心に９０°傾けて、その状態での左右方向での位置を調整するためのもので、手術顕微鏡２２の使用が開始されたらこの上下方向でのスライド機構２３は使用されない。

２つのスライド機構２３、２４にはそれぞれ操作スイッチ２６、２７が設けられており、各スライド機構２３、２４に沿って手術顕微鏡２２を任意の方向へ必要な量だけ移動させることができる。そして吊下げアーム１９の下端の第２回転軸Ｐ２にも回転トルクを測定するトルクセンサＴ２が設けられている。

これらのトルクセンサＴ１、Ｔ２は第１回転軸Ｐ１及び第２回転軸Ｐ２の回転をロックした状態で、その第１回転軸Ｐ１、第２回転軸Ｐ２に加わる回転トルクを測定して、その測定結果を前記２つの表示部１５、１６に表示することができる。

次に作用を説明する。

スタンド装置の使用を開始する前に、事前に底アーム１１の操作スイッチ１２を押して、カウンタウェイトＷの位置を調整して、メイン平行リンク機構Ａ（吊下げアーム１９及び手術顕微鏡２２含む）の回動軸Ｓを中心とした重量バランスを調整しておく。この回動軸Ｓを中心とした全体的なバランス調整は大きなアンバランス状態になる要素がないため、回動軸Ｓのクラッチをフリーにしても全体が大きく回動することがなく、操作スイッチ１２の操作で簡単にバランス調整することができる。回動軸Ｓを中心としたバランス調整が終了すると、回動軸Ｓのクラッチをフリーにした状態でメイン平行リンク機構Ａを軽い力で回転することができ、回転後にメイン平行リンク機構Ａから手を離してもそのままの状態が維持される。

次に回動軸Ｓのクラッチをロックした状態で、吊下げアーム１９と手術顕微鏡２２のバランス調整を行う。手術顕微鏡２２にはアシスタント鏡２５が付けられる場合と、付けられない場合がある。以下、手術顕微鏡２２の後側面（観察方向で左側面）にアシスタント鏡２５が付けられる場合を例にして説明する。

第１回転軸Ｐ１と第２回転軸Ｐ２のクラッチはロック状態にしておき、先端アーム７の表示部１６を見て、第１回転軸Ｐ１と第２回転軸Ｐ２におけるトルクセンサＴ１、Ｔ２の測定結果を確認する。表示部１６が手術顕微鏡２２に近い先端アーム７に設けられているため、ドクターは視線を大きく変えることなく表示部１６を確認することができる。尚、トルクセンサＴ１、Ｔ２の測定値は操作パネル１３の表示部１５にも表示され、アシスタントその他のスタッフも確認することができる。

図３は吊下げアーム１９のバランス状態を示す図で、第１回転軸Ｐ１を中心に吊下げアーム１９はやじろべいのようにバランスがとられる。第１回転軸Ｐ１を中心とした両側の重量バランスが等しい場合は、表示部１６の表示は中央だけが点灯する。どちらか一方に重量が偏っている場合はその度合いに応じて偏っている方向に長く点灯する。図１０では、手術顕微鏡２２の後側面（観察方向で左側面）にアシスタント鏡２５が付いているため、その方向へ長く点灯しているため、これにより第１回転軸Ｐ１を中心したアンバランス状態を知ることができる。

アンバランスの場合は、先端アーム７に設けられた操作スイッチ１８を操作して、吊下げアーム１９を第１回転軸Ｐ１に対してバランス方向（アシスタント鏡２５側）へ移動させ、表示部１６における前後方向（第２水平方向）での表示が中央だけ点灯した状にする。これにより、吊下げアーム１９の第１回転軸Ｐ１を中心とした重量バランスは均等になる。

次に、手術顕微鏡２２のバランス調整を行う。表示部１６の表示を確認して、左右方向（第１水平方向）Ｘでの表示がどちらか一方側へ偏った状態で長く点灯している場合は（図１０では左側へ少し偏った状態）、操作スイッチ２７を操作してスライド機構２４により左右方向での手術顕微鏡２２の位置をバランス方向へ移動させる。そして表示部１６における左右方向（第１水平方向）Ｘでの表示が中央だけ点灯した状態になると、手術顕微鏡２２の第２回転軸Ｐ２を中心とした重量バランスは均等になる。

以上のように吊下げアーム１９と手術顕微鏡２２の重量バランスを調整した状態にした後に、第１回転軸Ｐ１と第２回転軸Ｐ２のクラッチをフリーにして使用を開始する。クラッチをフリーにしてもすでに重量バランス調整は済んでいるため、吊下げアーム１９や手術顕微鏡２２が第１回転軸Ｐ１及び第２回転軸Ｐ２を中心にガクンと勢い良く傾いたり回転したりすることはなく、そのままの状態で停止している。そしてその状態から吊下げアーム１９を傾けることにより手術顕微鏡２２の向きを変更したり、手術顕微鏡２２を第２回転軸Ｐ２を中心に回転させたりすることができる。

この実施形態によれば、クラッチをロック状態にしたままで、吊下げアーム１９や手術顕微鏡２２のアンバランス状態を知ることができる。従って、吊下げアーム１９や手術顕微鏡２２を手で支える必要がないため操作が容易である。

７ 先端アーム
１５、１６ 表示部
１９ 吊下げアーム
２２ 手術顕微鏡
２４ スライド機構
Ａ メイン平行リンク機構
Ｂ サブ平行リンク機構
Ｓ 回動軸
Ｗ カウンタウェイト
Ｘ 左右方向（第１水平方向）
Ｙ 前後方向（第２水平方向）
Ｐ１ 第１回転軸
Ｐ２ 第２回転軸
Ｔ１、Ｔ２ トルクセンサ

Claims (2)

1. スタンド装置の支持アームの先端に設けられた垂直な先端アームに第１水平方向に沿い且つクラッチを有する第１回転軸を設け、
   該第１回転軸に第１回転軸を中心に回転自在で且つ第１回転軸を中心とした重量バランス調整のために第１回転軸に対して第１回転軸とは直交する第２水平方向での位置を変更自在な吊下げアームを設け、
   吊下げアームの下端に第２水平方向に沿い且つクラッチを有する第２回転軸を設け、該第２回転軸に第２回転軸を中心に回転自在で且つ他面側に手術顕微鏡が取付けられるスライド機構を設け、該スライド機構が手術顕微鏡の第２回転軸を中心とした重量バランス調整のために手術顕微鏡の第１水平方向での位置を変更自在な手術顕微鏡のバランス式吊下げ構造であって、
   前記第１回転軸及び第２回転軸にそれぞれクラッチがロック時の回転トルクを測定するトルクセンサを設けると共に、該トルクセンサの測定値を表示する表示部を設けたことを特徴とする手術顕微鏡のバランス式吊下げ構造。
2. 表示部が先端アームに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の手術顕微鏡のバランス式吊下げ構造。

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