JPH0256890B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は医療用光学機器のスタンド装置に関
する。

〈従来の技術及びその問題点〉 脳外科手術や心臓外科術などは、「医療用光学
機器」としての手術顕微鏡で患部を観察しながら
行うものであり、非常に細かくて神経を使う手術
であると共に、手術時間も長時間になるケースが
多い。このように手術時間が長時間化すること
は、患者にとつても、医者にとつても、肉体的且
つ精神的に疲労が増すこととなり、好ましくな
い。

手術顕微鏡等の医療用光学機器は、このような
高度な手術において非常に大きな役割を果たして
いるものであり、医療用光学機器の使い易さがそ
のまま手術時間の短縮化に結びつくものである。
そして、医療用光学機器の使い易さとは、医療用
光学機器を目的部位（患部）へいかに正確且つ迅
速に位置合わせできるか、また不要の際に手術領
域から移動させて任意の準備位置で位置固定でき
るか、一度固定した観察点がズレないか、など医
療用光学機器自体よりも、それを支持するスタン
ドに依存する割合が非常に大きいものである。

そこで、従来より種々の医療用光学機器のスタ
ンド装置が開発されているが（特開昭56−32110
号公報参照）、実際の医療作業を考慮すると必ず
しも操作性の面で十分とはいえないものであつ
た。

本発明は、このような従来の技術に着目して為
されたものであり、実際的な医療作業に適し、医
療用光学機器の機能を最大限に発揮させることが
できる医療用光学機器のスタンド装置を開発せん
とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者は、上記の目的を達成するために、鋭
意研究を重ねてきた結果本発明を知見するに至つ
たものである。すなわち、 平行リンク機構に設けた回動自在な支持部へ回
動板を介して光学機器を支持し、該平行リンク機
構の基端部を回動自在なセンタシヤフトの一端側
に設け、該センタシヤフトの他端側に第１カウン
タウエイトと第２カウンタウエイトとを支持し、
該第１カウンタウエイトにて、光学機器及び平行
リンク機構の重量と、センタシヤフトを中心とし
た平行リンク機構の回転モーメントとを相殺する
と共に、第２カウンタウエイトにて、前記支持部
の回動により生じるセンタシヤフトを中心とした
回転モーメントを相殺し、前記多段平行リンク機
構の一端部にてセンタシヤフトを上下動自在に支
持し、且つ他端部に前記センタシヤフトに負荷さ
れる全重量を相殺するための第３カウンタウエイ
トを設け、前記回動板を支持部に対して水平回動
自在な第１回動板と第２回動板とで構成し、これ
ら第１回動板又は第２回動板を各々180゜水平方向
に回動させることにより、45゜又は90゜傾倒支持し
た光学機器本体の各焦点と、垂直支持した光学機
器本体の焦点とが、各々同じ鉛直線上に合致し、
そして、前記光学機器の焦点が、前記センタシヤ
フトの軸心延長線上に位置決め設置されているも
のである。

〈実施例〉 以下、この発明の好適な一実施例を第１図〜第
１０図ハに基づいて説明する。まず、最初に構成
を説明し、後でその各動作を説明する。

２１はセンタシヤフトで、傾斜状の支持部２２
内にベアリングを介して回動自在に支持されてい
る。このセンタシヤフト２１の前方（図中Ａ方
向）側は板状に切削加工してあり、この板状部分
へ平行リンク２３，２４からなる平行リンク機構
２５の両基端部２６，２６が取付けてある。

この平行リンク機構２５の先端部２７には、回
動支点２８を中心に水平方向に回動自在な「支持
部」としての回動片２９が取付けられており、こ
の回動片２９の先端には第１回動板３０が軸３１
を中心として水平回動自在に取付けられていて、
この第１回動板３０の先端には更に第２回動板３
２が軸３３を中心として水平回動自在に取付けら
れている。そして、この第２回動板３２の真下位
置へ、「医療用光学機器」としての手術顕微鏡３
４が垂下アーム３５を介して取付けられている。
この手術顕微鏡３４は垂下アーム３５の回動支点
３６を中心に、垂直状態から45゜、90゜の各傾斜角
度に傾倒支持自在とされている。このように支持
された手術顕微鏡３４の焦点ｆは、手術顕微鏡３
４が垂直状態・45゜傾倒状態・90゜傾倒状態の、い
ずれの状態にあろうとも、必ず上記回動支点２８
を通過する鉛直線Ｓ上に位置するようになつてい
る。詳しくは後述する。しかも、この手術顕微鏡
３４の焦点ｆは、平行リンク機構２５の両基端部
２６，２６を結ぶ延長線Ｌ上、即ち、センタシヤ
フト２１の軸心延長線上に位置決め設置されてい
るので、平行リンク機構２５を変形しても焦点ｆ
の位置は変わらない。また、３７は操作ハンドル
で、手術顕微鏡３４を移動操作（スウイング）さ
せる際に使用するものである。前記回動片２９の
基端及び先端には、この操作ハンドル３７を手術
者の体勢の応じて付替えるための取付部３８が
各々備えられている。

また、センタシヤフト２１の後方（図中Ｂ方
向）側には、回動支点３９を中心に揺動する振子
状の第１カウンタウエイトＷ１が揺動バー４０を
介して垂下支持されている。第１カウンタウエイ
トＷ１には調整ハンドル４１が設けてあり、この
調整ハンドル４１を回転させることにより、第１
カウンタウエイトＷ１の高さ位置を調整できるよ
うになつている。４２はカバーで、前記第１カウ
ンタウエイトＷ１、揺動バー４０を覆うものであ
る。そして、揺動バー４０の上端４３と、前記平
行リンク２４の後方部分とを、連結アーム４４に
て架け渡すように連結し、平行リンク機構２５と
第１カウンタウエイトＷ１とが連動するようにす
る。このようにされた第１カウンタウエイトＷ１
は、手術顕微鏡３４及び平行リンク機構２５の重
量と、センタシヤフト２１を中心とした平行リン
ク機構２５の回転モーメントを、各々相殺するよ
うになつている。また、センタシヤフト２１が角
度α分だけ傾斜状態なので、第１カウンタウエイ
トＷ１等は手術領域外に排除され、手術者のため
の広範で自由な手術領域を十分に確保することが
できる。

更に、前記第１カウンタウエイトＷ１用のカバ
ー４２上面には、別の揺動バー４５を介してほぼ
水平方向で揺動する第２カウンタウエイトＷ２が
カバー４６にて覆われた状態で配置されている。
第２カウンタウエイトＷ２用の揺動バー４５の基
端部は、ピボツトシヤフト４７に固定されてお
り、このピボツトシヤフト４７は、回転力を直角
方向へ変換する一対のベベルギア４８を介して、
前記センタシヤフト２１の後端近辺の側部にある
回動自在な円板４９と連動するようになつてい
る。そして、平行リンク機構２５の基端部２６近
辺と、平行リンク機構２５の間接部分５０と、平
行リンク機構２５の先端部２７とには、前記円板
４９と同様の円板５１〜５３が回動自在に配され
ている。そして、これら円板４９，５１〜５３
は、２本一対のリンクバー５４にて互いに連結さ
れ、回転力を伝達できるようになつている。平行
リンク機構２５の先端部２７にある円板５３は、
前記と同様のベベルギア５５にて、回動片２９へ
固定されている別のピボツトシヤフト５６へ接続
されている。従つて、回動片２９を水平方向で回
動させると、この回動力が前述のピボツトシヤフ
ト５６→ベベルギア５５→円板５３→円板５２→
円板５１→円板４９→ベベルギア４８→ピボツト
シヤフト４７を経て、揺動バー４５（即ち、第２
カウンタウエイトＷ２）を回動片２９とは逆の方
向へ回動させ、回動片２９の回動により生じるセ
ンタシヤフト２１を中心とした回転モーメントを
相殺するようになつている。そして、この第２カ
ウンタウエイトＷ２にも調整ハンドル５７が設け
てあり、この調整ハンドル５７を回転させること
により、第２カウンタウエイトＷ２の位置を、手
術顕微鏡３４の傾倒角度（垂直、45゜、90゜）に応
じて調整できるようになつている。ガバー４６に
おける第２カウンタウエイトＷ２の揺動軌跡部分
は解放状態となつており、更にその上面部には縦
にスリツト５８が形成されている。このスリツト
５８には、前記３段階の各傾倒角度に応じたマー
ク（メモリ）５９が３ケ所設けられており、スリ
ツト５８から臨むべく第２カウンタウエイトＷ２
の基準マークを、これら各マーク５９へ合わせる
ことにより、前記第２カウンタウエイトＷ２の調
整ハンドル５７による前記３段階の調整が容易且
つ正確に行なえる。

前記センタシヤフト２１を回動自在に支持して
いる保持部２２は、下側にベアリングを介して回
動自在とされた筒部６０を備え、そしてこの筒部
６０が多段平行リンク機構６１に接続されてい
る。つまり、多段平行リンク機構６１の一部とし
て保持部２２、筒部６０を備え、この多段平行リ
ンク構６１により、センタシヤフト２１上方の全
ての構造（重量）を上下動自在に支持している。
この多段平行リンク機構６１は、スタンドベース
６２へ回動自在に立設されたスタンドシヤフト部
６３に枢支されるもので、上下に重ね配置した
各々左右一対の上側平行リンク６４と下側平行リ
ンク６５とから構成されている。下側平行リンク
６５はスタンドシヤフト部６３の突出部６６先端
の回動軸６７に枢支され、上側平行リンク６４
は、下側平行リンク６５の上方でスタンドシヤフ
ト部６３上端近辺の回動軸６８にて枢支されてい
る。そして、この上端平行リンク６４と下側平行
リンク６５とは、連結リンク６９にて接続されて
おり、互いに連動するようにされている。更に下
側平行リンク６５の後端部には、上記センタシヤ
フト２１上の構造〔以下「上部構造」という〕の
重量を相殺するための第３カウンタウエイトＷ３
が配されている。この第３カウンタウエイトＷ３
にも、前記同様の調整ハンドル７０が取付けられ
ている。この多段平行リンク機構６１は、このよ
うに下側平行リンク６５と上端平行リンク６４と
を上下重ね配置したことにより、１つの平行リン
クで支持しようとすれば、上端平行リンク６４の
実質長さ（保持部２２から回動軸６８までの距
離）ｌ１と、下側平行リンク６５の実質長さ（回
動軸６８から第３カウンタウエイトＷ３までの距
離）ｌ２と、の和の長さサイズを必要とするとこ
ろを、回動軸６８と回動軸６７の重なり距離ｌ３
だけ長さサイズを短縮することができ、スタンド
装置全体のスマート化を図れると共に、第３カウ
ンタウエイトＷ３が後方へ突出しないので、周り
の人や設備に干渉しにくく、安全性の面でも好ま
しい。尚、７１は別の連結リンクで、下側平行リ
ンク６５同士を補強のためのものである。７２は
カバーで、スタンドシヤフト部６３及び下側平行
リンク６５を覆うものである。また、７３，７４
は各々ジヤバラで、上側平行リンク６４の上下
動、第３カウンタウエイトＷ３の上下動に追従し
て伸縮し、前記カバー７２内の露出を防止するも
のである。そして、７２は操作パネルである。更
に、このスタンド装置の各動作（間接）部分に
は、図示せぬ電磁クラツチが配されており、各部
分のロツク・フリー状態を図示せぬフツトスイツ
チ等で任意に選択・操作できるようになつてい
る。

次にスタンド装置の各動作を説明する。

前後動運動（図中Ａ・Ｂ方向） 第６図に示すように、手術顕微鏡３４を前後方
向へ押せば、スタンドシヤフト部６３、筒部６０
がそれに応じて適性角度だけ追従回動する。そし
て、前後動時における平行リンク機構２５と手術
顕微鏡３４との角度θ１，θ２の変化も、手術顕
微鏡３４を支持している回動片２９のＦ方向への
回動により自動調整できるので、観察角度を一定
に保つたまま手術顕微鏡３４を前後動（平行移
動）させることができる。

上下運動（図中Ｃ方向） 手術顕微鏡３４を上下方向へ押せば、多段平行
リンク機構６１の変形により、「上部構造」が第
３カウンタウエイトＷ３と釣り合つた無負荷状態
で容易に上下動する。

左右運動（図中Ｄ方向） 第７図に示すように、手術顕微鏡３４を左右方
向へ押せば、スタンドシヤフト部６３、筒部６０
がそれに応じて適性角度だけ追従回動する。そし
て、前後動時における平行リンク機構２５と手術
顕微鏡３４との角度変化も、手術顕微鏡３４を支
持している回動片２９のＦの方向への回動により
自動調整できるので、観察角度を一定に保つたま
ま手術顕微鏡３４を左右方向へ平行移動させるこ
とができる。

手術顕微鏡の観察角度任意調整（第４図参照） この手術顕微鏡３４の焦点ｆが、平行リンク機
構２５の両基端部２６，２６を結ぶ延長線Ｌ上、
即ち、センタシヤフト２１の軸心延長線上に位置
決め設置されているので、平行リンク２５を変形
（回動）させても焦点ｆは一点に固定したままで
ある。従つて、平行リンク機構２５に沿つた方向
で観察角度を任意に調整することが可能となる。
この際、平行リンク機構２５の変形に応じた角度
だけ、第１カウンタウエイトＷ１が揺動するの
で、手術顕微鏡３４及び平行リンク機構２５の重
量は第１カウンタウエイトＷ１て相殺され、重量
バランスは自動的に保たれる。尚、第１カウンタ
ウエイトＷ１の位置は、手術顕微鏡３４に負荷す
るアクセサリー（例えば、助手用の顕微鏡やビデ
オカメラ等）に応じて、調整ハンドル４１で調整
しておく必要がある。

センタシヤフト中心の回転運動（図中Ｅ方向） 手術顕微鏡３４を、センタシヤフト２１を中心
とした回転方向に振れば、平行リンク機構２５と
共に回転するが、第１カウンタウエイトＷ１も揺
動バー４０ごとその回転方向へ振れるので、重量
バランスは保たれたままとなり、手術顕微鏡３４
は回転させた移動位置に停止する。

回動片による水平回動（図中Ｆ方向） 回動片２９の回動により手術顕微鏡３４を水平
にＦ方向へ回動させ、例えば手術顕微鏡３４を患
者の頭部７６の周りを１周させることができる。
回動片２９が平行リンク機構２５の長手方向に沿
つて位置しなくなつたとき（特に、平行リンク機
構２５に対して直角方向へ突出した状態になつた
とき）でも、この回動片２９の回動に応じて、前
記円板４９，５１〜５３、リンクバー５４、ベベ
ルギア４８，５５等により、第２カウンタウエイ
トＷ２が反対側へ揺動するので、回動片２９を回
動させた際の重量バランスは保たれ、センタシヤ
フト２１を中心にＥ方向へ回転してしまうような
ことはない。

手術顕微鏡傾倒による観察角度変更 手術顕微鏡３４は、患者の患部に応じて観察角
度を大きく変更しなければならない場合がある。
例えば、脳外科手術等の場合は、頭部７６の頂部
を手術する場合と、頭部７６の側部を手術する場
合等がある。この実施例に係るスタンド装置は、
この点を２枚の第１・第２回動板３０，３２によ
り行うこととした。すなわち、 垂直支持： 第１・第２回動板３０，３２とも内側（回動片
２９の回動２８側）に向いた状態となつている
〔第８図参照〕。

45゜支持： まず、垂直支持状態の手術顕微鏡３４を回動支
点３６中心に45゜傾倒させる〔第９図イ〕。このと
きの焦点f′と、元の焦点位置ｆが位置していた鉛
直線Ｓとの距離ｌ５は、鉛直線Ｓと、軸３３の鉛
直線との距離ｌ４のちようど２倍となる。従つ
て、第２回動板３２を軸３３中心に180゜回転させ
れば、焦点f′が鉛直線Ｓと合致する〔第９図ロ〕。
そして、回動片２９を回動支点２８中心に更に
180゜回転させれば、45゜傾倒させたにもかかわら
ず、焦点f′が同じ鉛直線Ｓ上に位置し、しかも前
記垂直支持状態と同じ方向から観察できるように
なる〔第９図ハ〕。従つて、手術顕微鏡３４を、
この手術顕微鏡３４自体に付設されている図示せ
ぬ上下機構により若干上下動させるだけで、元の
焦点ｆと同じ箇所を観察することができる。

90゜支持： 垂直支持状態の手術顕微鏡３４を回動支点３６
中心に90゜傾倒させる〔第１０図イ〕。このときの
焦点f′と鉛直線Ｓとの距離ｌ６は、鉛直線Ｓと、
軸３１の鉛直線との距離ｌ７のちようど２倍とな
る。従つて、第１回動板３０を軸３１中心に180゜
回転させれば、焦点f′が鉛直線Ｓと合致する〔第
１０図ロ〕。そして、回動片２９を回動支点２８
中心に更に180゜回転させれば、先の45゜支持と同
様に、90゜傾倒させたにもかかわらず、焦点ｆが
同じ鉛直線Ｓ上に位置し、しかも垂直支持状態と
同じ方向から観察できるようになる〔第１０図
ハ〕。

尚、以上の説明において、「医療用光学機器」
として手術顕微鏡を例に説明したが、これに限定
されず、各種の医療レーザ機器等にも広く適用す
ることができるものである。更に、この実施例で
は床置きスタンド形式としたが、天井吊下げスタ
ンド形式でも同様の作用効果を得ることができ
る。

〈効果〉 この発明に係る医療用光学機器のスタンド装置
は、以上説明してきた如き内容のものなので、以
下のような種々の効果を奏することができるもの
である。

(a) 平行リンク機構を変形しても医療用光学機器
の焦点が不動（一点固定）で、平行リンク機構
操作中に焦点がズレたりすることがないので、
医療用光学機器の焦点合わせのための時間が不
要となり、手術時間等の大幅な短縮化が図れる
こととなる。また焦点を一点に固定した状態
で、患部をいろいろな角度から観察できるの
で、最適ポジシヨン（方向）からの患部観察を
行うことができ、手術等をより確実且つ迅速に
行うことができる。

(b) 光学機器及び平行リンク機構の重量と、セン
タシヤフトを中心とした平行リンク機構の回転
モーメントを、振子式のカウンタウエイトにて
相殺するようにしたので、構造がシンプルで、
異音や軋みのない、円滑な重量バランスを図る
ことができる。そして、回動自在なセンタシヤ
フトを採用したので、平行リンク機構等のバラ
ンスに関しては回転方向でのカウンタウエイト
が不要となり、構造が極めてシンプル化され
る。

(c) 支持部の回動により生じるセンタシヤフト中
心の回転モーメントをカウンタウエイトにて相
殺するようにしたので、重い医療用光学機器を
支持している支持部を水平方向へ回動させて
も、センタシヤフト中心の重量バランスが崩れ
ることなく、医療用光学機器を希望する任意回
転位置に停止させることができる。

(d) 多段平行リンク機構の最上平行リンクの一端
部にて前記アーム本体を上下動自在に支持し、
且つ最下平衡リンクの他端部にアーム本体の重
量を相殺するカウンタウエイトを設けたので、
センタシヤフト以上の上部構造全体を容易に上
下動させることができる。しかも、スタンド装
置全体のスマート化を図れると共に、カウンタ
ウエイトが後方へ突出しないので、周りの人や
設備に干渉しにくく、安全性の面でも好まし
い。

(e) 第１回動板又は第２回動板を180゜水平方向に
回動させることにより、45°又は90゜傾倒支持さ
れた光学機器の焦点が、垂直支持状態の焦点位
置に合致するので、医療用光学機器を最適観察
角度で使用することができ、しかも焦点が同一
鉛直線上に位置するので、医療用光学機器の焦
点合わせのための時間が短く、手術時間等の大
幅な短縮化が図れることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る医療用光
学機器のスタンド装置を示す全体斜視図、第２図
は、第１図で示したスタンド装置の重量バランス
構造を表す概略側面図、第３図は、第２図中矢示
方向から見た概略側面図、第４図は、医療用光
学機器の前後方向観察角度任意調整を示す平行リ
ンク機構の動作説明図、第５図は、回動片の水平
回動によるカウンタウエイトの揺動機構を示す部
分斜視図、第６図は、医療用光学機器の前後運動
を示すスタンド装置の概略平面図、第７図は、医
療用光学機器の左右運動を示すスタンド装置の概
略平面図、第８図は、垂直支持状態を示す医療用
光学機器の側面図、第９図イ〜ハは、各々45゜支
持への角度変更過程を示す医療用光学機器の側面
図、そして、第１０図イ〜ハは、各々90゜支持へ
の角度変更過程を示す医療用光学機器の側面図で
ある。 ２１…センタシヤフト、２５…平行リンク機
構、２６…平行リンク機構の基端部、２９…回動
片（支持部）、３１…第１回動板、３３…第２回
動板、３４…手術顕微鏡（医療用光学機器）、６
１…多段平行リンク機構、Ｗ１…第１カウンタウ
エイト、Ｗ２…第２カウンタウエイト、Ｗ３…第
３カウンタウエイト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平行リンク機構に設けた回動自在な支持部へ
   回動板を介して光学機器を支持し、該平行リンク
   機構の基端部を回動自在なセンタシヤフトの一端
   側に設け、該センタシヤフトの他端側に第１カウ
   ンタウエイトと第２カウンタウエイトとを支持
   し、 該第１カウンタウエイトにて、光学機器及び平
   行リンク機構の重量と、センタシヤフトを中心と
   した平行リンク機構の回転モーメントとを相殺す
   ると共に、 第２カウンタウエイトにて、前記支持部の回動
   により生じるセンタシヤフトを中心とした回転モ
   ーメントを相殺し、 前記多段平行リンク機構の一端部にてセンタシ
   ヤフトを上下動自在に支持し、且つ他端部に前記
   センタシヤフトに負荷される全重量を相殺するた
   めの第３カウンタウエイトを設け、 前記回動板を支持部に対して水平回動自在な第
   １回動板と第２回動板とで構成し、これら第１回
   動板又は第２回動板を各々180゜水平方向に回動さ
   せることにより、45゜又は90゜傾倒支持した光学機
   器本体の各焦点と、垂直支持した光学機器本体の
   焦点とが、各々同じ鉛直線上に合致し、 そして、前記光学機器の焦点が、前記センタシ
   ヤフトの軸心延長線上に位置決め設置されている
   ことを特徴とする医療用光学機器のスタンド装
   置。