JP5314168B2 - 手術台コラム - Google Patents

Description

本発明は、コラム脚と、コラム脚に接続されたコラム部と、手術台の患者支持面との接続を目的とするヘッド部と、ヘッド部を支持すると共に、第１要素及びこの第１要素に対して直線的に調節可能な第２要素を含んでヘッド部に作用する複数の駆動装置とを備える手術台コラムに関する。

上述のタイプの手術台コラムは、例えば独国特許出願公開第４４２３４０２号明細書に示されているように公知である。それに記載されている解決手段として、板状のヘッド部は、その中間位置をガイドコラムの上端部にカルダン継手を介して接続されている。ヘッド部に接続された患者支持面の傾斜（inclination and tilting）の調節を行うために、三つの直線駆動装置は、ガイドコラムの周囲にこのガイドコラムからヘッド部がカルダン継手によって定義される軸を中心に回転できる距離をおいて配置されている。ガイドコラム及び三つの駆動装置は、別個の昇降駆動装置によってコラム脚に対して縦方向に調節可能なキャリアの上に配置されている。

駆動装置のこのような配置は、比較的高価で、かつ、比較的大きなスペースを必要とし、またヘッド部の調節を手術台コラムの内部における機械部品の衝突の危険を伴わない限定的な範囲にのみ許容する。

独国特許出願公開第４４２３４０２号明細書

特に最小限の侵襲性外科的処置（minimally invasive surgical interventions）の場合に、外科医が人間工学的に好ましい方法で作業できる位置に手術台上の患者を移動させる要望がある。このため、患者支持面の傾斜（inclination and tilting）の複合動作をコラム高さが最も低い状態で大きな回転角度で行う必要がある。

本発明の課題は、上述のタイプの手術台コラムにおいて、コラム高さが低い状態及び低いスペースで患者支持面を縦軸又は横軸を中心に大きな回転角度で回転させることにある。

この課題は、上述のタイプの手術台コラムにおいて、第１駆動装置の第２要素が第１縦軸の方向にのみ調節可能となるように、第１駆動装置の第１要素をコラム部に接続し、ヘッド部を第１駆動装置の第２要素に第２横軸及びこれと垂直な第３軸を中心に回転可能に接続し、第２駆動装置の第１要素をコラム部に第２軸と平行な回転軸を中心に回転可能に接続し、ヘッド部を第２駆動装置の第２要素に第２軸と平行な軸及び第３軸を中心に回転可能に接続し、第３駆動装置の第１要素をヘッド部から離間して第１駆動装置の第２要素に接続し、第３駆動装置の第２要素をヘッド部に自在継手を介して接続することで解決される。

本発明の解決手段において、ヘッド部は駆動装置のみによって支持されており、コラム部の上に直接支持されない。患者支持面の横軸を中心とする傾斜動作に応じたヘッド部の第２軸に平行な軸を中心とする調節は、第１駆動装置の第２要素と第２駆動装置の第２要素とを異なる幅に伸長することで行われる。第１駆動装置と第２駆動装置との間に生じる距離の変化は、第２駆動装置をその接続軸を中心にコラム部に向けて回転させることで補正される。患者支持面の縦軸を中心とする傾斜動作に応じたヘッド部の第３軸を中心とする回転は、第３駆動装置の第２要素を動作させることで行われる。ヘッド部は移動可能な第１駆動装置の第２要素に接続されているので、コラム部の上にガイドを必要としない。提案された解決手段は、コラム部における駆動装置の非常にコンパクトな配置を可能にすると同時に、手術台コラムの内部における機械部品の内部衝突の危険を伴うことなく患者支持面の傾斜（inclination and tilting）を大きな調節角度で可能にする。

第１駆動装置の第２要素及び第２駆動装置の第２要素は、好ましくは第２軸及びこれに平行な軸を含む関節連結部の中のロッドで互いに接続され、ヘッド部は、第３軸を形成するロッド上に回転可能に支持される。したがって、ヘッド部の調節のための回転軸は、実質的にヘッド部の平面に位置されて患者支持面の平面と近接する。したがって、患者の重心位置とヘッド部の回転軸上の支持面との距離は短く維持され、結果として患者支持面の回転中に生じるチッピングモーメント（tipping moments）も小さく維持することができる。一方、従来の解決手段では、ヘッド部の回転中心は患者支持面の下方に比較的長い距離をおいて位置されており、結果として患者支持面を傾斜させる際に患者の重心位置と支持面とが大きく移動して大きなチッピングモーメントを生じさせる。

本発明の好適な実施形態において、コラム部は、縦案内支持部と、昇降装置により縦案内支持部を縦方向に調節可能なキャリアフレームとを備える。キャリアフレームには、第１駆動装置の第１要素が固定されると共に、第２駆動装置の第１要素がその回転軸を中心に回転可能に接続される。したがって、ヘッド部が第１駆動装置及び第２駆動装置の第２要素の一定動作により既に高い位置に調節された場合であっても、ヘッド部の高さ調節を長い移動経路上で行うことができる。

駆動装置は、好ましくは圧力で作動するピストン式シリンダ装置で構成され、他の種類の直線的位置決め装置（linear positioning devices）、例えばウォーム駆動（worm drives）を用いることができる。

油圧式シリンダである駆動装置の構成に好ましい解決手段において、ピストンロッドとしてシリンダを軸方向に延びる第１駆動装置の第２要素は第１駆動装置の第１要素を形成する。また、ピストンロッドの一端はヘッド部に接続されると共に、ピストンロッドの他端は第３駆動装置の第１要素に接続される。

上述の調節装置の必要な剛性及び操作上の安全性を確保するために、第２駆動装置の第１要素がその回転軸の方向に動かず、かつ、この回転軸の支持がヘッド部に作用する力により不要となるように、第２駆動装置の第１要素はその回転軸から離間したキャリアフレームのフォーク内を案内される。

本発明のさらなる効果及び特徴は、添付図面と関連した具体的な実施形態により本発明を説明する以下の記載によりもたらされる。

本発明によれば、手術台コラムにおいて、コラム高さが低い状態及び低いスペースで患者支持面を縦軸又は横軸を中心に大きな回転角度で回転させることができる。

図１は、本発明による手術台コラムのカバー要素がない状態を図２の矢印Ａ方向から示す側面図である。 図２は、図１のコラム脚を除く手術台コラムを示す上面図である。 図３は、手術台コラムを図２の矢印Ｂ方向から示す側面図である。 図４は、手術台コラムを図２の矢印Ｃ方向から示す側面図である。 図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿った手術台コラムを示す断面図である。

図に示されている手術台コラムは、１０で示されたコラム部と、模式的に示されたコラム脚１２と、患者支持面（不図示）との接続を目的とするヘッド部１４と、ヘッド部１４を共同して支持する第１駆動装置１６、第２駆動装置１８及び、第３駆動装置２０とを備える。

コラム部１０は、案内支持部２２と、この案内支持部に高さ調節可能に案内されたキャリアフレーム２４とを備え構成されている。高さ調節は、脚部１２に固定されたピストンロッド２８と、第１内側シリンダ３０と、その上端部をキャリアフレーム２４の横板部３４に接続された第２外側シリンダ３２とを備える公知の油圧式伸縮シリンダで形成されて案内支持部２２（図５）の内部に配置された昇降駆動装置２６によって行われる。キャリアフレーム２４は、伸縮シリンダ３０，３２を縦軸３５の方向に伸長することで上昇される。

キャリアフレーム２４は、第１駆動装置１６と第２駆動装置１８とを保持する。駆動装置は油圧式シリンダとして構成される。第１駆動装置１６は、その第１要素を形成すると共に、クランプ３８を用いてキャリアフレーム２４に固定されたシリンダ３６を有する。

駆動装置１６の第２要素を形成するピストンロッド４０は、シリンダ３６を貫通して延びている。ピストンロッド４０の上端部は、第２横軸を中心に回転できるように、接続ロッド４６の一端部に関節連結された関節ヘッド部４２に接続されている。この接続ロッド４６は、第２軸４４に対して垂直な第３軸５０を中心に回転できるように、ヘッド部１４を貫通して延在する支持部４８に支持されている。また、接続ロッド４６の関節ヘッド部４２と反対側の端部は、第２駆動装置１８の第２要素を形成するピストンロッド５６の上端部に軸４４と平行な軸５４を中心に関節連結された関節ヘッド部５２と接続されている。

シリンダ５８は、第２駆動装置１８の第１要素を形成すると共に、軸４４，５４と平行な軸６２を中心に回転できるように、その下端部がキャリアフレーム２４の二つの側板６０の間に支持されたピストンロッド５６を受容する。すなわち、シリンダ５８は軸６２を中心に回転可能である一方、軸６２の軸方向に動かないように二つの側板の間に案内されている。

第３駆動装置は油圧式シリンダで構成されている。第３駆動装置２０の第１要素を形成するシリンダ６４は、第１駆動装置１６のピストンロッド４０の下方自由端に自在継手６６を介して接続されている。第３駆動装置２０のピストンロッド６８は、その上端部をヘッド部１４（図３）に自在継手７０を介して関節連結されている。すなわち、ヘッド部１４は三つの異なる位置を支持されて安定している。

第１駆動装置１６のピストンロッド４０と第２駆動装置１８のピストンロッド５６とが共同して等しく伸長することで、ヘッド部１４は上昇される。ピストンロッド４０とピストンロッド５６とが不均等に伸長することで、ヘッド部１４は図５に示す軸４４及び軸５４を中心に右方向もしくは左方向に回転される。第１駆動装置１６のピストンロッド４０と第２駆動装置１８のピストンロッド５６との距離の短縮は、回転軸６２を中心とした第２駆動装置１８の回転により補正される。第１駆動装置１６のピストンロッド４０の調節に応じて調整される第３駆動装置２０のピストンロッド６８が出し入れされると、ヘッド部１４は第３回転軸５０を中心に回転する。

上述及び図示したように、本発明の解決手段は、非常にコンパクトな配置を可能にしつつ、コラム部の衝突の危険を伴うことなく患者支持面及びヘッド部の傾斜（inclination and tilting）を大きな回転角度で可能にする。傾斜動作の軸はヘッド部１４の内部にあり、かつ、患者支持面の直下方にあるので、支持面の回転中において、支持面上に横たわる患者の重心位置の移動は少なくなり、結果として手術台コラムに作用するチッピングモーメントを小さく維持することができる。

１０ コラム部
１２ コラム脚
１４ ヘッド部
２２ 縦案内支持部
２４ キャリアフレーム
２６ 昇降装置
３５ 第１縦軸
３６，５８，６４ 第１要素
４０，５６，６８ 第２要素
４４ 第２横軸
４６ ロッド
５０ 第３軸
５４ 軸
６０ フォーク
６２ 回転軸
６６，７０ 自在継手

Claims (6)

1. コラム脚（１２）と、コラム脚（１２）に接続されたコラム部（１０）と、手術台の患者支持面との接続を目的とするヘッド部（１４）と、ヘッド部（１４）を支持すると共に、第１要素（３６，５８，６４）及びこの第１要素に対して直線的に調節可能な第２要素（４０，５６，６８）を含んでヘッド部（１４）に作用する複数の駆動装置（１６，１８，２０）とを備える手術台コラムであって、
   第１駆動装置（１６）の第１要素（３６）は、第１駆動装置（１６）の第２要素（４０）が第１縦軸（３５）の方向にのみ調節可能となるようにコラム部（１０）に接続され、 ヘッド部（１４）は、第１駆動装置の第２要素（４０）に第２横軸（４４）及びこれと垂直な第３軸（５０）を中心に回転可能に接続され、第２駆動装置（１８）の第１要素（５８）は、コラム部（１０）に第２軸（４４）と平行な回転軸（６２）を中心に回転可能に接続され、
   ヘッド部（１４）は、第２駆動装置（１８）の第２要素（５６）に第２軸（４４）と平行な軸（５４）及び第３軸（５０）を中心に回転可能に接続され、第３駆動装置（２０）の第１要素（６４）は、ヘッド部（１４）から離間して第１駆動装置（１６）の第２要素（４０）に接続され、第３駆動装置（２０）の第２要素（６８）は、ヘッド部（１４）に自在継手（６６，７０）を介して接続されることを特徴とする手術台コラム。
2. 第１駆動装置（１６）の第２要素（４０）及び第２駆動装置（１８）の第２要素（５６）は、第２軸（４４）及びこれに平行な軸（５４）を含む関節連結部（４２，５２）の中のロッド（４６）で互いに接続され、ヘッド部（１４）は、第３軸（５０）を形成するロッド（４６）上に回転可能に支持される請求項１に記載の手術台コラム。
3. コラム部（１０）は、縦案内支持部（２２）と、昇降装置（２６）により縦案内支持部を縦方向に調節可能なキャリアフレームとを備え、キャリアフレームに第１駆動装置（１６）の第１要素（３６）が固定されると共に、第２駆動装置の第１要素（５８）がその回転軸（６２）を中心に回転可能に接続される請求項１又は２に記載の手術台コラム。
4. 駆動装置（１６，１８，２０）は、圧力で作動するピストン式シリンダ装置で構成される請求項１から３の何れかに記載の手術台コラム。
5. 第１駆動装置（１６）の第２要素（４０）がピストンロッドとして形成され、第１駆動装置（１６）の第１要素（３６）がシリンダとして形成され、ピストンロッドはシリンダを軸方向に貫通し、ピストンロッドの一端はヘッド部（１４）に接続されると共に、その他端は第３駆動装置（２０）の第１要素（６４）に接続される請求項４に記載の手術台コラム。
6. 第２駆動装置（１８）の第１要素（５８）は、その回転軸（６２）から離間したキャリアフレーム（２４）のフォーク（６０，６０）内を案内される請求項３から５の何れかに記載の手術台コラム。

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