JP4008040B2 - 小型で堅牢な昇降メカニズムを有する患者テーブルを含む医療機器 - Google Patents

Description

本発明は
＊ 患者テーブルトップと、
＊ テーブルトップの高さを調節する昇降メカニズムと、
＊ 昇降メカニズムの高さ調節を駆動するようベース面とテーブルトップとの間に配置された駆動メカニズムと
を有し、
− 患者テーブルトップを支持し、ベース面に設けられ、少なくとも２つの腕を有する該昇降メカニズムは少なくとも一つのヒンジを設けられた患者テーブルを含む医療診断及び／又は治療用の装置に関する。
テーブルトップとその高さを調節する昇降メカニズムを有する装置は米国特許第４１５７７４３号から知られている。
患者テーブルを用いる医療応用の機器で患者テーブルの高さは好ましくは作業場所の床に比較的近い最低位置とこの床の上から比較的遠い最高位置との間で調節可能である。比較的低い患者テーブルの最低位置を達成するためにその中の昇降メカニズムをより低くするために作業場所の床に凹部を形成することがなされている。しかしながら建物の管理者は装置を収容するために建物の構造に介入することを歓迎しない；更にまたほとんどの建物では床の内部に装置（の一部）を低くするように入れることは可能ではない。何故ならば一カ所の床は同時にその下に位置する空間の天井とつながっているからである。故に最も低い位置で小さな構造的な高さを有し、最も高い位置で高い高さを有する昇降メカニズムに対するニーズが存在する。
患者テーブルに付与された更なる要求はそれが限定された床面領域のみを占めなければならず、それにより立ち会うスタッフはテーブルのフレームに衝突したり、それに動きを妨害されることなくテーブルの周囲で快適に作業し、その周りを歩くことが可能である。従って小型のベース構造を有する患者テーブルは必要とされている。
更にまた医療応用用の装置での患者テーブルは負荷条件で曲げに対して高度に耐久性を必要とされ、即ち非常に堅牢に製造されなければならない。これはまず、照射される患者の領域が限定され、次に照射が実際になされる放射線治療に対して重要である。照射される領域の決定と患者の照射の実行との間、故に患者が配置されたテーブルはまた適切に制御された方法を除いて装置に関して変位されてはならない。断層画像化中の露出中にテーブルはまた完全に同じ向きと位置を保持しなければならない。何故ならばさもなければ画像は不鮮明になるからである。
近未来に前もって形成された処置される領域の一以上の画像に基づき外科的な手術がなされることが可能となる。画像案内外科手術システムは外科医に患者の体の手術領域で手術器具の位置を示すために用いられる。Ｘ線ＣＴ又はＭＲＩ画像のような画像が患者の手術前に形成される。位置測定システムは手術中に患者に関する手術器具の位置を測定し、データ処理機は手術器具の測定された位置に対応するそのような事前の画像での位置を計算する。前もって形成された画像はモニタに表示され、手術器具の実際の位置はそこに再現される。外科医は器具を直接見ることなく手術領域のどこに手術器具が配置されているかを見るためにモニタ上の画像を観察しうる。モニタ上の画像は外科医が組織に不要な損害を与える高度な危険なしに、生きた器官の損傷の危険なしに手術領域で手術器具を如何に動かし得るかをしめす。
そのような画像案内外科手術システムは外科医に外科手術中に脳内で手術器具がどこに位置するかを正確に示すために神経外科手術で好ましく用いられる。そのような手術中に患者が画像が形成された時点で占有されていた位置に関して完全に制御された位置の変化以外の位置のいかなる変化も被らないことが非常に重要である。これは動きがない又はテーブルトップの完全に制御された動きのみが生ずる場合にのみ達成されうる。
上記の米国特許明細書から知られている昇降メカニズムはテーブルトップを支持し、その各々が旋回可能に相互接続された腕を含む複数のパンタグラフを有する。知られている昇降メカニズムは変位されるテーブルトップの寸法と概略等しい床上の面領域を占有する。そのような昇降メカニズムのヒンジは遊びをなくするよう容易に構成され、そのようなヒンジが水平変位に対して適切な剛性を提供することを確実にするためにテーブルの幅に匹敵する幅を有し、また与えられた制限内で任意の重い構造を有する適切な堅牢なヒンジ腕を有するよう構成される。この知られた昇降メカニズムを用いてベースは充分堅牢で小型の構成を有する患者テーブル用に実現されうる。
テーブルトップを上下に動かすことは昇降メカニズムの小型の構成に適合し、垂直方向に上記の剛性の要求の観点に適合する堅牢性を提供し、好ましくは市販の利用可能な部品で作られた簡単な構成を有する駆動メカニズムを必要とする。
本発明の目的は患者テーブルを含み、そのような要求を満たす医療診断及び／又は治療用の装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明による装置は駆動メカニズムは少なくとも２つの伸張ユニットを含み、その各々は関連するナットを通過する螺刻されたスピンドルを含み、該２つの螺刻されたスピンドルは相互に平行に延在し、該伸張ユニットは駆動されるときに相互に反対の方向に伸張するよう配置されることを特徴とする。
螺刻されたスピンドルは実質的に負荷条件下で圧縮されず、それにより構成の所望の堅牢性に寄与し、更にこれらの部品はまた市販されている。螺刻されたスピンドルは駆動されたときに相互に反対の方向に伸張するよう配置される故にそれらは伸張されない状態で比較的小さな空間を占有するのみであり、比較的大きな距離にわたり伸張可能である；伸張された状態で伸張されない状態の長さの三倍より若干小さい長さを有する。
本発明の好ましい実施例では２つの伸張ユニットは共通の駆動モーターにより駆動される。ナットのそれぞれは（又は螺刻されたスピンドルのそれぞれは）反対に駆動される故に１つのモーターのみが２つの伸張ユニットに対して必要とされ、これは経済的な観点から魅力的な実施例となる。
駆動メカニズムは好ましくはヒンジの腕の間に配置される。これは高さの調節用の小型ユニットを提供する。
本発明の他の実施例では駆動メカニズムは実質的にヒンジ腕の中央に配置される。２つの伸張ユニットのストロークはテーブルの所望の高さ調整を達成するために共に不充分であり、全体の高さ調節はこの段階により実質的に二倍になる。螺刻されたスピンドルに作用する力がより高い場合ですら、これらの部品の高剛性を考慮することによりテーブルの全体の剛性はほとんど影響されない。
本発明の他の実施例ではヒンジ腕は２つの平行なロッドの平行四辺形として構成される。ヒンジ構成の高剛性はかくの如く得られ、この構成の重さはそれにもかかわらず比較的低いままである。負荷条件の各度毎にロッドの一つは圧縮負荷され、一方他は引っ張り負荷される。２つのロットのいずれも水平面のテーブルの変位中に曲げに対して付加的に負荷される。
本発明の更に他の実施例ではヒンジは２つの腕のみで構成される。従って、ヒンジ構成は非常に堅牢かつ小型であり、故に腕がロッドの平行四辺形により形成される上記実施例の組立せに特に最適である。
本発明は以下に図を参照して、詳細に説明される。
図１は本発明による医療診断及び／又は治療用の装置の斜視図である。
図２は患者テーブルトップの高さを調節する昇降メカニズムの一部分の斜視図である。
図３は図２に示される昇降メカニズムに用いられる駆動メカニズムの斜視図である。
図４は本発明による患者テーブルの伸張状態の斜視図である。
図５は本発明による患者テーブルの格納状態の斜視図である。
図１は本発明による医療診断及び／又は治療用の装置の斜視図である。この装置はこの場合にはＸ線検査用の装置であり、Ｘ線部品と患者テーブル４とを支持するユニットを有する。Ｘ線部品を支持するユニットはカラム２を含み、それに腕６が取り付けられる。腕６は２つの相互に垂直な水平軸に関して回転可能であるようカラム２に接続される。腕６の一端に対して支持体８が取り付けられ、これは軸１０に関して回転可能である。Ｘ線部品は支持体８のはしに設けられ、即ちＸ線画像増倍器１２とＸ線源１４とである。釣合重り１８の効果によりＸ線部品１２、１４と、腕６と釣合重り１８を有する支持体８の共通の重心は腕６の２つの水平な相互に直交する軸の交点に一致する。患者１６は患者テーブル４の患者テーブルトップ２０に配置される。患者テーブルトップ２０はベース２２に設けられ、これは作業空間の床に配置される；テーブルトップの高さの調整用の昇降メカニズムは以下に説明するように該ベースに接続される。Ｘ線画像が表示されるテレビジョンモニタは作業空間の天井から懸架される。
図２、３はテーブルトップの高さを調整する昇降メカニズムの一部分を示す。図２に示される部分はヒンジで構成され、これはベース面２６上に担持され、２つの腕２８、３０を有し、この腕は相互に接続され、それによりそれらはヒンジライン３により蝶番式に動く。腕は平行四辺形として構成されるのでこの実施例では２つの相互に平行なヒンジライン３２ａ、３２ｂが存在する。
各ヒンジ腕２８、３０は２つの平行ロッド３４ａ，３６ａ及び３４ｂ，３６ｂの平行四辺形としてそれぞれ構成される。床２６に取り付けられた下腕２８の端は２つのロッド３４ａ，３６ａが平行四辺形としてそれに固定されるような方法でベース部材３８に設けられる。更にまた上腕３０に接続される下腕２８の端は２つのロッド３４ａ，３６ａがまた平行四辺形としてそれに固定されるような方法で中間部分４０に接続される。テーブルトップ２０に接続される上腕３０は２つのロッド３４ｂ，３６ｂがまた平行四辺形としてそれに固定されるような方法で端部分４２に接続される。下腕２８に接続される上腕３０の端は２つのロッド３４ｂ，３６ｂがまた平行四辺形としてそれに固定されるような方法で中間部分４０に接続される。
２つの腕２８、３０の間に駆動メカニズム４４が配置され、これは２つの伸張ユニット４６、４８を含み、その各々はそれぞれ関連するナット５０、５２を通過する螺刻されたスピンドル５４、５６を含む。２つの螺刻されたスピンドル５４、５６は相互に平行に延在する。駆動メカニズム４４はヒンジ腕２８、３０のそれぞれの中央で螺刻されたスピンドル５４、５６の端７６、７８に接続される（図３を参照）。この目的のために平行四辺形２８、３０のそれぞれに関連するロッド３４ａ，３４ｂの一つがＨ字型になるよう構成されるときにはいつもＨ字型のバーは関連する螺刻されたスピンドルに対して支持する点を構成する。
伸張ユニット４６、４８は駆動に応答して相互に反対方向に伸張するよう配置される。これは各ナット５０と５２はそれぞれ歯車５８、６０を設けられ、同一の型の螺刻を設けられ（両方とも右ネジ又は左ネジ）、螺刻されたスピンドルはまた同じ螺刻を設けられる。２つの歯車５８、６０が共通の駆動モーターの歯車を介してこのモーターにより駆動されるときに２つの螺刻されたスピンドル５４、５６は反対に回転され、それにより螺刻されたスピンドル５４は下方に動き、螺刻されたスピンドル５６は上方に動き、逆もまた成立する。結果として両方の螺刻されたスピンドルは駆動に応答して伸張又は格納される。２つの歯車５８、６０、モーター歯車６２は歯車群６４内で回転可能なように配置される。歯車群の外で２つの突出６８が設けられ、それは中間部分４０に接続される案内部材７４の対応する凹部７２と係合する、突出６８と案内部材７４の対応する凹部７２の組合せは２つの腕２８と３０に関する対称的な位置に歯車群を維持するメカニズムを構成する。従って２つの平行四辺形は同じ変位を被り、それによりテーブルトップはなお正確に水平のままである。
図３は駆動メカニズム４４それ自体を示し、このメカニズムのより詳細な説明を提供する。図３での符号は図２の対応する要素のそれと同じである。図３は歯車６２を有する共通の駆動モーター７０を示す。図はまた接続部分７６、７８を示し、これを介して駆動メカニズム４４はそれぞれのヒンジ腕２８、３０の中央に固定され、即ちこれらのＨ字型腕のバー上に固定される。
図４は本発明による患者テーブル４の伸張状態の斜視図である。テーブルトップ２０は端部分４２に設けられ、これは図２を参照して記載されるように上腕３０のはしに接続される。テーブルトップは螺刻されたスピンドル５４、５６の周りをナット５０、５２が回転することによりそれ自体平行に上下に動かされる。螺刻されたスピンドルの長さはそれらが格納された状態でＨ字型のロッド３４ａ，３４ｂの空洞に正確に適合するよう選択される。
図５は本発明による患者テーブル４の格納状態の斜視図である。腕３４ｂは平行四辺形ロッド３６ａに平行に延在し、ロッド３６ａの内側に配置される。同様に昇降メカニズムの他の側で腕３４ａは平行四辺形ロッド３６ｂに平行に延在し、ロッド３６ｂの内側に配置される。斯くしてそのようなテーブルのユーザーに常に要求されてきた格納状態で非常に小型の患者テーブルが得られる。

Claims (6)

1. 患者テーブルを含む医療診断及び／又は治療のための装置であり、前記患者テーブルは、
   患者テーブルトップと、
   該患者テーブルトップの高さを調節する昇降メカニズムと、
   該昇降メカニズムの前記高さ調節を駆動するために、ベース面と前記患者テーブルトップとの間に配置される駆動メカニズムとを備え、
   前記昇降メカニズムは、少なくとも１つのヒンジを備え、該少なくとも１つのヒンジは、前記患者テーブルトップを支持し、前記ベース面に設けられ、且つ、２つの腕を含む、
   医療診断及び／又は治療のための装置であって、
   前記駆動メカニズムは、少なくとも２つの伸張ユニットを含み、該少なくとも２つの伸張ユニットのそれぞれは、関連するナットを通過する螺刻されたスピンドルを含み、該２つの螺刻されたスピンドルは、相互に平行に延在し、前記２つの螺刻されたスピンドルと係合するそれぞれのナットは、歯車に接続され、該歯車は、歯車群の内側に共に収容され、該歯車群を前記腕に対して対称な位置に維持する維持メカニズムが設けられ、前記少なくとも２つの伸張ユニットは、駆動されるときに、相互に反対の方向に伸張するよう配置されることを特徴とする、
   装置。
2. 前記２つの伸張ユニットは、共通の駆動モーターにより駆動される、請求項１に記載の装置。
3. 前記駆動メカニズムは、ヒンジの腕の間に配置される、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記駆動メカニズムは、実質的にヒンジ腕の中央に配置される、請求項３に記載の装置。
5. 前記ヒンジ腕は、２つの平行なロッドの平行四辺形として構成される、請求項３又は４に記載の装置。
6. 前記維持メカニズムは、前記歯車群の外側に設けられる突出と、前記少なくとも１つのヒンジの中間部分４０に形成され、且つ、前記突出を案内する案内凹部７２との組み合わせによって構成される、請求項１に記載の装置。

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