JP5709360B2 - 手術用照明灯 - Google Patents

Description

本発明は、手術用照明灯であって、支持システムに手術用照明灯を懸架するための懸架装置を有している形式のものに関する。支持システムにより、手術用照明灯は、室の天井又は壁又は移動可能なスタンドに固定される。

手術用照明灯は、手術室の天井、又は壁、又は移動可能な構成の場合は移動可能なスタンドに、いわゆる支持システムによって固定される。支持システムは通常、鉛直軸線を中心として旋回可能な第１ブームと、水平方向に旋回可能かつ高さ調節可能な第２ブームとから成っている。支持システムにより、手術個所を照明するのに良好である室内の位置に手術用照明灯を位置決めすることができる。

手術用照明灯の配向、従って３つの回転自由度における放射光の配向は、枢着された懸架装置によって可能である。懸架装置は通常、簡単な構成で、ほぼ円弧状の形状を有したヨーク（Buegel）から成っていて、このヨークは四半円にわたって延び（四半円ヨーク）、鉛直方向の第１軸線を中心に旋回可能に、支持システムの第２ブームの外側の端部に、その上端部で固定されている。ヨークの下端部にも、回転ジョイントが位置していて、この回転ジョイントには、水平の第２の軸線を中心に旋回可能に、手術用照明灯のランプボディが固定されている（半カルダン懸架装置）。このような構成の欠点は手間のかかる操作にある。何故ならば、所定の光方向は直接的に調節することはできず、ランプボディは水平軸線を中心にしてしか旋回可能ではないので、第２の軸線を中心としたランプボディの旋回によってしか調節できないからである。懸架装置を、所定の光方向に調節するためには、最初に鉛直の軸線を中心にして回転させなければならない。

このような欠点を解消し、手術用照明灯の操作をより快適にするために、第２のヨーク（コンフォートヨーク）が導入される。この第２のヨークも円弧状の形状を有し、四半円にわたって延びている。第２のヨークの直径は、第１のヨークの直径よりも小さく、両ヨークは第１のヨークの仮想中心点に同心的に配置されている。第２のヨークは第１の端部で第１のヨークに第２の回転軸線において回転可能に結合されていて、ランプボディは第２の端部に第３の回転軸線を中心として旋回可能に側方で固定されている。従って、懸架装置は３つの回転軸線を有しており、第１の回転軸線は第２の回転軸線に対して、第２の回転軸線は第３の回転軸線に対してそれぞれ互いに垂直に延びていて、ランプボディは、第２の回転軸線及び／又は第３の回転軸線を中心とした旋回運動によってのみ任意の方向に方向付けることができ、従って光放射の方向は所望のように規定することができる（全カルダン懸架装置）。

しかしながらこの場合、付加的なヨークにより、より大きな手間が生じ、ランプボディとヨークとはより大きな構成スペースを占め、運動する質量が増大され、これにより運動力が高まるという欠点がある。さらには、懸架装置の構成高さは、垂直な回転ジョイントの下方で四半円ヨークを旋回させるための付加的な所要スペースにより、約５〜８ｃｍ拡大され、従って、ランプボディの下方の通路高さは減じられる。このことは特に、低い部屋及び、１つの中央軸線上の種々様々な高さで取り付けられる複数の手術用照明灯を有する手術用照明システムでは、手術施行者の頭部の衝突による負傷の危険を含んでいる。

四半円ヨークはさらに、ランプボディ重量によるトルク負荷若しくはねじれ負荷にさらされている。これにより、９０°ずれた両軸をランプボディ重心において交差させるのは困難である（鉛直方向のずれ）。別の問題は、四半円ヨークの四半円形状により形成される９０°の軸線の角度ずれにある。何故ならば同様に両回転軸線がラランプボディの重心を通って延びないからである（水平方向のずれ）。従って、予め調節されたランプボディの位置を、厳密に調節されたブレーキによって保持しなければならず、このことはさらに操作力を増大させる。

さらに公知の構成は実質的に、支持システムと懸架装置とからなる上記のシステムの構造的な変化形である。例えば、半円形のヨークが、高さ調節可能なブームの縦軸線を中心として回転可能に取り付けられている構成が公知である。ヨークはランプボディを取り囲んでおり、ランプボディは回転可能にヨークの両端部に支承されている。

この場合、第２の回転軸線が室内に傾斜して位置しており、このことも操作を困難にし、ランプボディは中心軸線を中心に回転することができず、このことは特に、操作部材が周面に取り付けられたものでは、手術用照明灯の操作を困難にさせるという欠点がある。この場合、操作は、半カルダン懸架装置と同様のものである。

本発明の課題はこのような問題を解決することである。特に本発明の課題は、減じられた操作力による快適な操作が可能であり、コストと重量が削減され、構成高さが減じられているような懸架装置を備えた手術用照明灯を提供することである。

この課題は、請求項１特徴部により解決される。本発明の別の構成は請求項２以下に記載されている。

本発明の観点によれば、少なくとも２つの回転ジョイントを有した懸架装置を介して支持システムに結合されている手術用照明灯であって、懸架装置が、ランプボディの中央領域に、中心軸線に対して垂直な第１の回転軸線を有する第１の回転ジョイントを有していて、ランプボディが第１の回転ジョイントを中心として回転可能であることを特徴とする。

ランプボディの中央領域に第１の回転軸線が配置されていることにより、操作快適性は同じままで、第２のヨークの使用を省くことができるという利点が得られる。これにより第１の回転ジョイントと第２の回転ジョイントとの間の本発明による簡単な結合部材に比べて手間のかかるヨークを省くことができる。ランプボディは回転領域制限なしに２つの回転軸線において回転可能であるのが望ましいので、従来のものでは、ランプボディを部分的に取り囲むヨークのためにも、回転のためのスペースを提供しなければならないので、根本的にはランプボディの直径が拡大され、これにより第２の回転軸線を所定の量だけ下方に移動させる必要が生じる。これにより手術施行者のヘッドスペースは減じられ、従って事故の危険も高まる。このことは、中央領域における回転軸線を使用する場合には必要ない。

有利には、手術用照明灯の懸架装置は第２の回転ジョイントを有しており、第２の回転ジョイントの第２の回転軸線は、第１の回転軸線に対して垂直である。これにより、両軸線を中心とした全ての旋回を水平平面で簡単に行うことができるので簡単な操作が保証される。

有利には、第１の回転軸線と第２の回転軸線とは、ランプボディのほぼ重心に位置する交点で交差している。これにより、ランプボディを旋回させるために均一な操作力が可能である。交点と重心との間の間隔が比較的大きい場合には、重心に加わる重力と交点との間にレバーアームが存在し、ランプボディの重心を、作用する重力に抗して上方に旋回させなければならいか、または作用する重力が、下方へのランプボディの重心の旋回運動を助成する。さらに、ランプボディが自然に運動するという危険があり、予め規定されたランプボディの位置は、厳密に調節されたブレーキにより保持されなければならず、このことはさらに操作力を高める。

有利には、手術用照明灯は、懸架装置の第１のジョイントと第２のジョイントの間に結合部材を有しており、この結合部材の長さは、回転ジョイントの寸法と合わせて、第１の回転軸線と第２の回転軸線とを中心としたランプボディの回転を可能にし、従って各任意の空間角度位置の調節を可能にするために、ランプボディの自由回転を可能にするような長さである。

有利には、懸架装置が第３の回転軸線を有した第３の回転ジョイントを有しており、第３の回転軸線は鉛直に向けられていて、第２の回転軸線に対して最大９０°の角度を成している。この回転軸線により、ランプボディは鉛直軸線を中心として回転することができ、従って、各任意の空間角度位置の他に、手術用照明灯の鉛直な第３の回転軸線の任意の位置においてもこれを実現できる。第３の鉛直な回転軸線と第２の回転軸線との間の角度が９０°よりも小さいことにより、第１の軸線と第２の軸線の交点を中心として第２の回転ジョイントが上方に向かって回転移動し、このことはこの領域でさらに、手術施行者にとってヘッドスペースを拡大することになる。

有利には、懸架装置が、第２の回転ジョイントと第３の回転ジョイントとの間に第２の結合部材を有しており、第２の結合部材の形状は、ランプボディが回転可能であるように規定されている。

有利な構成では、材料使用量ひいては運動質量を減じるために、第２の結合部材が円弧状に形成されている、又は、第２の結合部材が、１８０°よりも小さい角度を互いに成す少なくとも２つの区分から成っている。

本発明の別の構成では、手術用照明灯の懸架装置が、第１の回転軸線と第２の回転軸線を有したカルダンジョイントを有しており、このカルダンジョイントはランプボディの中央領域に位置している。これにより、確かに完全に自由な位置決め可能性はもはや制限されないものではないが、第１の回転ジョイントと第２の回転ジョイントとの間の結合部材を省くことができるので、運動する質量の減少により操作可能性は向上され、製造の手間はさらに減じられる。

有利には、カルダンジョイントを有した手術用照明灯の懸架装置が、第３の回転軸線を備えた第３の回転ジョイントと、カルダンジョイントと第３の回転ジョイントとの間の結合部材を有していて、この結合部材はまっすぐに形成されている。このことは構成高さ及び運動する質量をさらに減じる。

有利には、懸架装置の第１の回転ジョイントが調節機構を有しており、この調節機構はランプボディの中心軸線の方向で、若しくはランプボディの中心軸線に対して平行に調節可能であって、これにより重心位置の誤差を補償することができ、ランプボディを、重心が正確に、第１の回転軸線と第２の回転軸線の交点に位置するように調節することができる。

有利な別の構成では、第１の回転ジョイントが調節機構を有しており、この調節機構は第１の回転軸線の方向で、若しくは第１の回転軸線に対して平行に調節可能であって、これにより重心位置の誤差を補償することができ、ランプボディを、重心が正確に、第１の回転軸線と第２の回転軸線の交点に位置するように調節することができる。

有利には第１の回転ジョイントが調節機構を有しており、この調節機構は、第１の回転軸線に対して垂直な方向およびランプボディの中心軸線に対して垂直に調節可能であって、これにより重心位置の誤差を補償することができ、ランプボディを、重心が正確に、第１の回転軸線と第２の回転軸線の交点に位置するように調節することができる。

本発明による手術用照明灯の実施例を示した斜視図である。 第３の回転ジョイントのエレメントを有する実施例のランプボディと懸架装置を示した斜視図である。 ランプボディと、懸架装置の第１の回転ジョイントとを示した平面図である。 第１の回転ジョイントの断面図である。

次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。

図１には、本発明による手術用照明灯１の実施例の斜視図が示されている。手術用照明灯１は、中央軸３と、鉛直軸を中心として旋回可能な第１ブーム４と、同様に鉛直軸を中心として旋回可能でかつ付加的に高さ調節可能な第２ブーム５とを有する支持システム２を有している。第１ブーム４は回転ジョイント６を介して中央軸３に結合されている。第２ブーム５は、回転ジョイント７を介して第１ブーム４に結合されている。支持システム２は部屋の天井又は壁又は移動可能なスタンドに固定される。懸架装置８への結合は、鉛直方向の回転軸線１７を備えた回転ジョイント１８を介して行われる。

支持システム２には、手術用照明灯１の電力供給及び制御のために電気的な供給ライン及び制御ライン（図示せず）が設けられており、このような電力供給及び制御は、供給システムを起点として中央軸３、第１ブーム４、第２ブーム５を介して行われる。回転ジョイント６，７はストッパなしで形成されているので、ブーム４，５はいずれの旋回方向においても任意の角度で回転することができる。この場合、一貫したケーブルを損傷しないようにするために、回転ジョイント６，７にはそれぞれ公知のスライディングコンタクトが組み込まれており、このスライディングコンタクトが各ケーブル区分に結合されている。

図２にはランプボディ９と懸架装置８の斜視図が示されている。懸架装置８は第１の回転ジョイント１０から成っており、該回転ジョイント１０には、第１の回転軸線１２と、第２の回転ジョイント１５の第２の回転軸線１３の交点１１が位置している。第１の回転軸線１２と第２の回転軸線１３とは互いに垂直に延びている。交点１１は、ランプボディ９の中央領域に位置しており、この実施例では中央軸線１４上にある。第１の回転軸線１２は、第１の回転ジョイント１０の軸線を成しており、第２の回転軸線１３は、第２の回転ジョイント１５の軸線を成している。第２の回転軸線１３に対して直角に、この実施例では鉛直な第３の回転軸線１７が位置している。別の実施例では、この角度が９０°よりも小さい構成も可能である。これにより回転軸線１３は室においてもはや水平に位置しているのではなく、第２の回転ジョイント１５は第１の回転ジョイント１０と、第３の回転ジョイント１８とに関して第１の回転軸線１２を中心とした円弧において上方に向かって移動され、これによりこの領域では、手術施行者のためにより大きなヘッドスペースが与えられる。

後で詳しく説明する第１の回転ジョイント１０は、第２の回転ジョイント１５に結合部材１６によって結合されている。結合部材１６は、まっすぐで中空の鋼成形材から成っていて、ジョイントには溶接によって結合されている。鋼成形材の内側の自由横断面は、必要な電気的ラインを貫通案内させることができるように選択されている。鋼成形材の横断面は、断面二次モーメントが、ランプボディ９の重力と運動力に起因する曲げモーメントに、必要な安全性ファクタで耐えられるように設計されている。

第２の回転ジョイント１５は、第３の回転ジョイント１８に第２の結合部材９によって結合されている。この第２の結合部材１９は、同様に中空の鋼成形材から成っている。鋼成形材の設計と構成については第１の結合部材１６の成形材と同様の要求が課せられる。ジョイントは成形材に同様に溶接されている。

結合部材１９の形状は、省スペースかつ材料節約的な構成であるように選択されている。結合部材１９の鉛直方向の寸法は、ランプボディ９が回転する際の挟み込みの危険を考慮しできるだけ小さくなっており、これによりランプボディ９はできるだけ高く取り付けることができ、ひいては手術施行者のためのヘッドスペースも得られる。結合部材１９の水平方向の寸法は、第１の回転ジョイント１０と、第２の回転ジョイント１５と、結合部材１６とを考慮して、交点１１が第３の回転軸線１７上に位置するように選択されている。

支持システム２と懸架装置８の結合は、第３の回転ジョイント１８を介して行われる。この場合、接続ピン２０は、円筒状の対応部材内に導入されていて、ウッドラフキー（図示せず）によって固定される。従って、回転可能であるが軸方向では不動の結合が行われる。選択的な構成では回転ジョイント１８を剛性的な結合に変更することができる。

第２の回転ジョイント１５及び付加的には第３の回転ジョイント１８では、運動力は、転がり軸受の使用により減じることができる。しかしこのような場合は、ランプボディ９が自然にずれてしまうのを回避するために、ジョイントに調節可能な摩擦ブレーキが備えられている。

電気的ラインの導入は、懸架装置８において、結合部材１６，１９におけるケーブル（図示せず）と、回転ジョイント１５，１８におけるスライディングコンタクト（図示せず）によって行われる。

図３には、ランプボディ９と、懸架装置８の第１の回転ジョイント１０の平面図が示されている。ランプボディ９は、図示されていないハンドルによって回動不能に結合されている半部９ａと半部９ｂとから成っている。これにより、一方の半部の回転運動は他方の半部に伝達され、従って、両半部９ａ，９ｂの向きはいつも同じである。ランプボディ９はハンドル２１と、ハンドル２２と、図示されていないハンドルとを介して、操作者によって、滅菌されていない状態で、室内において位置決めされ、放射される光が術野に向けられるように方向付けられる。滅菌された操作者による位置決め及び配向のために、さらに、滅菌されたハンドル（図示せず）が設けられている。

図４には、図３に示したＡ−Ａ線に沿った第１の回転ジョイント１０の断面図が示されている。回転ジョイント１０は、溶接によって結合部材１６に結合されている中空の軸２３から成っている。この軸２３には開口２５が設けられていて、この開口は、ほぼ結合部材１６の内側の自由横断面の寸法を有していて、この結合部材１６と合同である。

軸２３には転がり軸受として２つのニードル軸受２６が被せ嵌められている。ニードル軸受２６は、その外径においてそれぞれ１つのブシュ２７によって取り囲まれていて、ブシュ２７の外面には平らな面取部が設けられており、この面取部の中心点には円錐状の凹部が設けられている。この円錐状の凹部は切断平面で示されている。ブシュ２７、ひいてはニードル軸受２６の外側のリングは、円錐状の先端を有したそれぞれ１つのねじ２８によって固定されている。

第１の回転軸線１２を中心としたランプボディ９の回転を止めるストッパは、軸２４内にプレス嵌めされたそれぞれ１つのピン２９によって形成されている。図示されていない対応部材はそれぞれランプボディ９の半部９ａ，９ｂに、ランプボディ９の旋回運動の際に図示されていないハンドルと結合部材１６との間に手の挟み込みを回避するために十分な大きさの自由空間が残るように固定されている。

軸２４に対して半径方向で、ランプボディ９の両半部９ａ，９ｂにおいて、下面上にブレーキシステムが設けられている（ここでは半部９ｂについてのみ図示）。このブレーキシステムは、ヘッドレスボルト３０と、皿ばねパッケージ３１と、ブレーキライニング３２とから成っていて、摩擦接続的に、軸２３の環状の溝内にウエブが係合することにより回転が阻止され、ブレーキ力が付与される。

結合部材１６の内側の自由横断面と開口２５とを通って、ランプボディ９のための供給ラインと制御ラインとのケーブルが、軸２３の孔２４内にひかれ、ここから、ランプボディ９の半部９ａ，９ｂへと案内される。両半部９ａ，９ｂの電気的な接続は同様に軸２３の孔２４を通るケーブルを介して行われる。スライディングコンタクトはこの場合、必要ない。何故ならば、ランプボディ９の回転を阻止するストッパが設けられているからである。

ランプボディ９の両半部９ａ，９ｂには、下方に向かって手術個所へと光を発する発光手段（図示せず）と、該発光手段のための制御装置及び供給装置が配置されている。

１ 手術用照明灯、 ２ 支持システム、 ３ 中央軸、 ４ 第１ブーム、 ５ 第２ブーム、 ６．７ 回転ジョイント、 ８ 懸架装置、 ９ ランプボディ、 ９ａ，９ｂ 半部、 １０ 第１の回転ジョイント、 １１ 交点、 １２ 第１の回転軸線、 １３ 第２の回転軸線、 １４ 中心軸線、 １５ 第２の回転ジョイント、 １６ 結合部材、 １７ 第３の回転軸線、 １８ 第３の回転ジョイント、 １９ 結合部材、 ２０ 接続ピン、 ２１，２２ ハンドル、 ２３ 軸、 ２４ 孔、 ２５ 開口、 ２６ ニードル軸受、 ２７ ブシュ、 ２８ ねじ、 ２９ ピン、 ３０ ヘッドレスボルト、 ３１ 皿ばねパッケージ、 ３２ ブレーキライニング

Claims (13)

1. 手術用照明灯であって、中心軸線（１４）を有するランプボディ（９）を有しており、該ランプボディ（９）は、前記中心軸線（１４）に対して垂直な第１の回転軸線（１２）を有した少なくとも第１の回転ジョイント（１０）と、第２の回転ジョイント（１５）とを備えた懸架装置（８）を介して支持システム（２）に結合されており、ランプボディ（９）が前記第１の回転ジョイント（１０）を中心として回転可能である形式のものにおいて、
   前記ランプボディ（９）は２つのボディ半部（９ａ，９ｂ）から成っていて、これら半部の間には隙間が形成されており、懸架装置（８）が、前記隙間において、前記第１の回転軸線（１２）が前記中心軸線（１４）に交差している、ランプボディ（９）の中央領域に、第１の回転ジョイント（１０）を有していることを特徴とする手術用照明灯。
2. 懸架装置（８）が、第２の回転軸線（１３）を有した第２の回転ジョイント（１５）を有しており、前記第２の回転軸線（１３）が、前記第１の回転軸線（１２）に対して垂直である、請求項１記載の手術用照明灯。
3. 第１の回転軸線（１２）と第２の回転軸線（１３）とがランプボディ（９）の重心で交差している、請求項１又は２記載の手術用照明灯。
4. 懸架装置（８）が、第１の回転ジョイント（１０）と第２の回転ジョイント（１５）との間に第１の結合部材（１６）を有しており、該第１の結合部材（１６）が少なくとも１つの長さを有しており、これにより、回転ジョイント（１０，１５）の寸法と合わせて、ランプボディ（９）が自由に回転可能である、請求項２又は３記載の手術用照明灯。
5. 懸架装置（８）が第３の回転軸線（１７）を有した第３の回転ジョイント（１８）を有しており、第３の回転軸線（１７）は鉛直に向けられていて、第２の回転軸線（１３）に対して最大９０°の角度を成している、請求項３又は４記載の手術用照明灯。
6. 懸架装置（８）が、第２の回転ジョイント（１５）と第３の回転ジョイント（１８）との間に第２の結合部材（１９）を有しており、第２の結合部材（１９）の形状は、ランプボディ（９）が回転可能であるように規定されている、請求項５記載の手術用照明灯。
7. 第２の結合部材（１９）が円弧状に形成されている、請求項６記載の手術用照明灯。
8. 第２の結合部材（１９）が、１８０°よりも小さい角度を互いに成す少なくとも２つの区分から成っている、請求項６記載の手術用照明灯。
9. 懸架装置（８）が、第３の回転ジョイント（１８）と、中央領域に配置されている第１の回転軸線（１２）と第２の回転軸線（１３）のためのカルダンジョイントとを有しており、カルダンジョイントと第３の回転ジョイント（１８）との間に結合部材を有している、請求項２記載の手術用照明灯。
10. 結合部材がまっすぐである、請求項９記載の手術用照明灯。
11. 第１の回転ジョイント（１０）が、ランプボディ（９）の中央軸線（１４）の方向で、もしくは中央軸線（１４）に平行に、調節可能である調節機構を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の手術用照明灯。
12. 第１の回転ジョイント（１０）が、第１の回転軸線（１２）の方向で、もしくは第１の回転軸線（１２）に平行に、調節可能である調節機構を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の手術用照明灯。
13. 第１の回転ジョイント（１０）が、第１の回転軸線（１２）に対して垂直な方向で及びランプボディ（９）の中央軸線（１４）に対して垂直の方向で調節可能である調節機構を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の手術用照明灯。

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