JPH04164442A - 医療用光学機器のスタンド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、医療用光学機器を水平方向及び垂直方向へ
自由自在に移動させることができるスタンド装置に関す
るものである。

〈従来の技術及び発明が解決しようとする課題〉脳外科
手術や心臓外科手術などは、［医療用光学機器ｊとして
の手術顕微鏡で患部を観察しながら行われるものであり
、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、患者にとっても、医者にとっても
、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。医療用光学機器は重量が大きいためにスタンド装置
に支持して使用されるものであり、この医療用光学機器
をいかに正確且つ迅速に目的部位（患部）へ位置合わせ
できるかは、スタンド装置の性能如何による。

そこで、本出願の発明者は先に、このような医療用光学
機器の支持に好適なスタンド装置を提案した（特開昭６
４−５６４０９号公報参照）。

この発明はこのような先のスタンド装置を更に改良して
、医療用光学機器を水平及び垂直方向へ真っ直ぐに移動
させることができ且つ大きな移動量を確保することがで
きるようにしたものである。

例えば、眼科手術のように垂直方向で大きく移動させた
いとき、また背骨のを髄を手術する場合のように水平方
向で大きく移動させたいとき、更に耳鼻科の手術のよう
にあらゆる方向から医療用光学機器の焦点をずらさずに
観察したいとき、に有益なスタンド装置を提供せんとす
るものである。

く課題を解決するための手段〉 この発明に係る医療用光学機器のスタンド装置は、上記
の目的を達成するために、垂直軸中心に回転自在な水平
溝付きの本体に第１パンタグラフ構造を含む第１リンク
機構の基端部を取付け、且つ該第１パンタグラフ構造の
中間部を前記水平溝内へ摺動自在に係合させ、そして水
平方向に沿って直線往復運動する前記第１パンタグラフ
構造の先端部に垂直溝付きの水平移動体を取付け、該水
平移動体に第２パンタグラフ構造を含む第２リンク機構
の基端部を取付け、該第２パンタグラフ構造の中間部を
前記垂直溝内へ摺動自在に係合させ、そして垂直方向に
沿って直線往復運動する前記第２パンタグラフ構造の先
端部にて、医療用光学機器を支持するものであり、 且つ、前記第１リンク機構中に、医療用光学機器の重量
を相殺するためのカウンタウェイトを設けたものである
。

く作　用〉 水平移動体は第１パンタグラフ構造を含む第１リンク機
構にて本体へ取付けられているため、本体の水平溝内に
て規制されている中間部の直線的な動きと同様に水平方
向に沿って直線往復運動をする。しかも、第１パンタグ
ラフ構造を含んでいるので、中間部の移動量よりも先端
部（水平移動体）の移動量は拡大されて大きくなる。

また、この水平移動体には第２パンタグラフ構造を含む
第２リンク機構が取付けられ、その先端部で医療用光学
機器を支持するようになっているため、医療用光学機器
は水平移動体の垂直溝内にて規制されている中間部の直
線的な動きと同様に垂直方向に沿って直線往復運動をす
る。そして、この医療用光学機器の移動量も、先の水平
移動体と同様に、垂直溝内の中間部の移動量よりも拡大
されて大きくなるものである。

更に、第１リンク機構中には医療用光学機器の重量を相
殺するカウンタウェイトが設けられているため、第１リ
ンク機構及び／又は第２リンク機構を変形して、医療用
光学機器を水平及び／又は垂直方向へ移動させたとして
も、全体的なバランスは保たれ、医療用光学機器自体は
決定した位置に空中停止する。

〈実　施　例〉 以下、この発明の好適な一実施例を第１図〜第８図に基
づいて説明する。尚、第２図以降の機構図においては、
符号の煩雑化を回避し、理解を容易ならしめるため、そ
の図の説明に関連するポイントとなる符号のみを付する
こととした。

まず最初に本実施例に係るスタンド装置の大まかな構造
とその動きを概略的に説明する。

このスタンド装置では、本体ｌと、水平移動体２と、手
術顕微鏡（医療用光学機器）３、の３つが動きの点でポ
イントとなっている。つまり、水平移動体２は第１リン
ク機構４を介して本体１に取付けられており、この第１
リンク機構４の変形動作により、水平方向Ａ、Ｂに沿っ
て直線往復運動を行うようになっている。そして、手術
顕微鏡３は第２リンク機構５を介して前記水平移動体２
に取付けられており、この第２リンク機構５の変形動作
により、垂直方向Ｃ，Ｄに沿って直線往復運動を行うよ
うになっている。そして、前記水平方向Ａ、Ｂへの運動
と、垂直方向への運動との合成運動により、手術顕微鏡
３の位置を自由自在に変化させることが可能となる。し
かも、第１リンク機構４中には、手術顕微鏡３の重量等
と釣り合う後述するカウンタウェイトＷ＋　、Ｗｘが設
けられているので、手術顕微鏡３は移動させた位置にお
いてそのまま空中停止させることができる。

次に、構造の細部について説明する。

本体１は、フロアに設置したベース６上へ垂直軸Ｐを中
心としてθ１方向へ回転自在に取付けられている。そし
て、第１リンク機構４は、上側に第１パンタグラフ構造
７を含んでいる。

ここで、説明の理解を助けるために、最後の第８図を用
いて一般的なパンタグラフ構造の原理について若干説明
する。パンタグラフ構造とは、運動を拡大させたり、ま
たは縮小させたりする四節回転構造であり、長尺のリン
ク（イ）、（ロ）と短尺のリンク（ハ）、（ニ）で平行
四辺形を形成し、基端部（ホ）、中間部（へ）、先端部
（ト）を全て直線り上にのせる。そして、基端部（ホ）
のまわりに中間部（へ）を運動させると、先端部（ト）
は距離（チ）：（す）の相似比に拡大された運動をする
。例えば、中間部（へ）を水平方向へ一定量移動させる
と、先端部（ト）はその中間部（へ）の移動量よりも大
きな移動量でもって水平方向へ移動する。つまり、中間
部（へ）の運動がそのまま拡大されるものである。従っ
て、この中間部（へ）と先端部（ト）にペンを取付け、
中間部（へ）のペンで一定の図形をトレースすると、先
端部（ト）のペンでは中間部（へ）でトレースされた図
形の相似拡大図が描かれることとなる。

すなわち、この第１リンク機構４に含まれる第１パンタ
グラフ構造７は、前述の如き原理を利用したものであり
、具体的には、基端部８を本体ｌに取付けた長尺のリン
ク９と、先端部１０を水平移動体２に取付けた同じく長
尺のリンク１１と、平行四辺形を形成するための短尺状
の２本のリンク１２．１３と、で構成されている。そし
て、本体１の上部には水平溝１４が形成されており、こ
の水平溝１４内に前記短尺リンク１２．１３の節点に形
成された中間ピン（中間部）１５が摺動自在に係合せし
めである。また、この第１パンタグラフ構造７の先端部
１０は、水平移動体２の上部に取付けられている。そし
て、先端部１０、中間ピン１５、基端部８が、すべて−
っの直線Ｌ１上にのるようになっている（第２図参照）
。この関係は第１リンク機構４を動かしても変わらない
。

長尺リンク９．１１の節点１６は、三角部材１７の一つ
の角部に取付けられており、この三角部材１７の下側の
角部には、前記第１パンタグラフ構造７中の長尺のリン
ク９と平行で且つ基端１７が本体１に取付けられた状態
のリンク１８の先端１９が接続されている。三角部材１
７の残りの角部には、他方の長尺のリンク１１と平行で
且つ先端２０が水平移動体２の上部に取付けられたリン
ク２１の途中部２２が取付けられている。そして、この
リンク２１の基端２３には第１カウンタウエイトＷ１が
設けられていると共に、第２カウンタウエイトＷ２を反
対側に設けた別のリンク２４が水平に取付けである。更
に、このリンク２４の途中部２５と、水平移動体２から
上方へ延びる後述のリンク２６の途中部２７とを、別の
リンク２８にて連結している。

以上説明したように、第１パンタグラフ構造７を含んだ
第１リンク機構４にて水平移動体２を空中支持している
ので、この第１リンク機構４（第１パンタグラフ構造７
）の変形に応じて水平移動体２は水平方向Ａ、Ｂに沿っ
て直線運動することとなる（第３図・第４図参照）。す
なわち、本体１の水平溝１４内で摺動する中間ピン１５
の直線運動が、第１パンタグラフ構造７の先端部１ｏに
て拡大されるため、その先端部ｌＯに取付けた水平移動
体２が拡大された移動量でもって直線運動を行い得るこ
ととなる。

次に、水平移動体２に取付けられる第２リンク機構５に
ついて説明する。この第２リンク機構５に含まれる第２
パンタグラフ構造２９は、基端が水平移動体２の垂直溝
３０内へ摺動自在に係合された中間ピン（中間部）３１
となっている前述のリンク２６と、先端部３２に手術顕
微鏡３用の支持アーム３３が取付けられ且つ基端４６が
前記すンク２６の上端に接続された湾曲部３４ａ付きの
リンク３４と、一端が前記リンク３４の途中部３５へ且
つ自身の途中部が基端部３６として水平移動体２の角部
へ取付けられたリンク３７と、該リンク３７の他端と前
記リンク２６の中間ピン３１との間を連結するリンク３
８と、で構成されており、基本的なパンタグラフ構造と
は若干相違した変形構造を呈している。尚、リンク３４
の湾曲部３４ａは、手術顕微鏡３を使用する人の頭部と
の干渉を回避するために設けられているものである。

そして、リンク３４の先端部３２と、リンク３７の途中
の基端部３６と、リンク２６の中間ピン３１とが、すべ
て一つの直線Ｌ２上にのるようになっている（第２図参
照）。この関係も、第２リンク機構５を動かしても変わ
らない。そして、この第２パンタグラフ構造２９では、
基端部３６と中間ピン３１との位置関係が逆に設定され
ているため、中間ピン３１の直線運動が、先端部３２に
おいて逆方向へ向けて拡大される。すなわち、中間ピン
３１を下方へ移動させれば、先端部３２は上方へ移動す
るようになっている。また、前記リンク３４の途中部３
５には、三角部材３９の一つの角部が取付けあり、この
三角部材３９の他の角部には、前記リンク２６．３７と
平行なリンク４０が取付けである。このリンク４０の下
端４１は前記水平移動体２の上部に取付けあり、この下
端４１、リンク１１の先端部１０、リンク２１の先端２
０、リンク２６の途中部２７は、水平方向に沿った同一
直線り、上に位置している（第２図参照）。この関係は
第２図のような場合だけで保たれる。そして、三角部材
３９の残りの角部には、前記リンク３４と平行な別のリ
ンク４２が取付けられおり、このリンク４２の先端には
、前記リンク３４の先端部３２において手術顕微鏡３用
の支持アーム３３を垂直に取付けるための垂直リンク４
３が取付けられている。支持アーム４３には回転ベアリ
ング部４４が設けられており、この回転ベアリング部４
４内に手術顕微鏡３がセ・ソトされるものである。

以上説明したように、第２パンタグラフ構造２９を含ん
だ第２リンク機構５の先端部３２に手術顕微鏡３を支持
しているので、この第２リンク機構５（第２パンタグラ
フ構造２９）の変形に応じて手術顕微鏡３は垂直方向Ｃ
，Ｄに沿って直線運動することとなる（第５図・第６図
参照）。すなわち、水平移動体２の垂直溝３０内で摺動
する中間ピン３１の直線運動が、第２パンタグラフ構造
２９の先端部３２にて拡大されるため、その先端部３２
に取付けた手術顕微鏡３が拡大された移動量でもって直
線運動を行い得ることとなる。そして、第７図に示すよ
うに、この垂直運動と前記水平運動を合成した斜め方向
への運動も当然行い得るものである。

そして、上記の如き構造の可動部には、それぞれ電磁ク
ラッチが設置されており、それぞれ動かし終わった状態
をそのまま固定できるようになっている。すなわち、本
体ｌの回転中心である垂直軸Ｐには本体１の回転方向θ
１における回転動作をロックするための電磁クラッチＣ
１が設けられている。そして、第２パンタグラフ構造２
９におけるリンク３７とリンク３８との節点４５には、
手術顕微鏡３の垂直方向Ｃ，Ｄにおける位置を固定する
ための電磁クラッチＣ２が設けられている。

また、第１パンタグラフ構造７におけるリンク９とリン
ク１１との接点には、手術顕微鏡３（水平移動体２）の
水平方向Ａ、Ｈにおける位置を固定するための電磁クラ
ッチＣ８が設けられている。

更に、第２リンク機構５の垂直リンク４３には支持アー
ム３３を所定回転方向θ２において位置固定するための
電磁クラッチＣ４が設けられている。

また、支持アーム３３の下端には、手術顕微鏡３を回転
方向θ８において位置固定するための電磁クラッチＣ５
が設けられている。加えて、同じくこの支持アーム３３
の下端には、回転ベアリング部４４を介して手術顕微鏡
３を６４方向に沿って回転させた位置を固定するための
電磁クラッチＣ８も設けである。

そして、以上説明した垂直方向Ｃ，Ｄ、及び水平方向Ａ
、Ｂへの運動は、全て第１リンク機構４中のカウンタウ
ェイトＷ１、Ｗ２にてバランスが保たれているため、電
磁クラッチＣ２、Ｃ１をフリーにした後に、小さな操作
力でもって操作することが可能である。すなわち、手術
顕微鏡３を垂直方向Ｃ，Ｄへ移動自在に支持する第２リ
ンク機構５おける重量バランス（モーメント）としては
、一方ではリンク３４の先端部３２に支持されている手
術顕微鏡３が、リンク３４の途中部３５を中心にして、
その基端４６を持ち上げる方向へ働く。

しかし、他方では、この基端４６は、リンク２６．２８
等を介してリンク２４に設けられたカウンタウェイトＷ
２にて引き下げられる。従って、垂直方向Ｃ，Ｄにおけ
る重量バランスには、リンク３４の先端部３２から途中
部３５までの距離を！！、基端２３から途中部２５まで
の距離を１２、手術顕微鏡３の重量をＷ、とすれば、 ｗＸｚｌ　＝Ｗ２　ｘ１２ という関係性を保つ必要がある（第５図参照）。

また、水平方向Ａ、Ｈにおける重量バランスにしても、
手術顕微鏡３を含む水平移動体２より上部の重量全体を
Ｗ′とし、リンク２１の先端２０から途中部２２までの
距離をＩＳ、この途中部２２から基端２３までの距離を
１４とすれば、Ｗ’　×ＩＢ　＝　（Ｗｌ　＋Ｗ２　）
：’１４という関係性を保つ必要がある（第３図参照）
。

この実施例に係るスタンド装置の第１リンク機構４、第
２リンク機構５は、手動で動かしても良いが、モータ動
作にて動かしても良い。モータ駆動による場合も、前記
バランスは保たれるので、小さなモータの採用で済む。

尚、以上の説明において、水平移動体２を本体１に対し
て水平移動させ、手術顕微鏡３をこの水平移動体２に対
して垂直移動させる例を示したが、水平移動体２を「垂
直移動体」として本体ｌに対して垂直移動させ、この「
垂直移動体」に対して手術顕微鏡３を水平移動させるよ
うにしても良い。

この場合は本体に垂直溝が形成され、［垂直移動体Ｊに
水平溝が形成されることとなる。また、カウンタウェイ
トもＷｌとＷ２の２つに分ける必要はなく、リンク２４
に沿って設けた長尺状のカウンタウェイト１つだけにし
ても良い。

〈発明の効果〉 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、医療用光学機器を
水平及び垂直方向へ真っ直ぐに移動させることができ且
つその移動量を大きくすることができる。従って、眼科
手術のように垂直方向で大きく移動させたいとき、また
背骨のを髄を手術する場合のように水平方向で大きく移
動させたいとき、更に耳鼻科の手術のようにあらゆる方
向から医療用光学機器の焦点をずらさずに観察したいと
き、に有益である。

また、カウンタウェイトによりバランスが保たれている
ので、大きな力を要せずに迅速で正確な操作を行うこと
ができ、しかも医療用光学機器は移動した位置でそのま
ま空中停止することとなる。

更に、この発明の実施例によれば、カウンタウェイトが
スタンド装置の下方に位置しているので、スタンド装置
の外観がスッキリし、安定性の維持を図れると共に、ス
タンド装置のコンパクト化も実現し易い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るスタンド装置の第３
図に相当する状態を示す全体斜視図、第２図は通常状態
におけるスタンド装置の機構図、第３図は水平移動体を
Ａ方向へ移動させた状態を示す機構図、 第４図は水平移動体をＢ方向へ移動させた状態を示す機
構図、 第５図は手術顕微鏡をＣ方向へ移動させた状態を示す機
構図、 第６図は手術顕微鏡をＤ方向へ移動させた状態を示す機
構図、 −第７図は手術顕微鏡をＡとＣの合成方向へ移動させた
状態を示す機構図、そして 第８図はパンタグラフ構造の原理を示す図である。 ■　・・−・　本体 ２−・・　水平移動体 ３　゛゛手術顕微鏡（医療用光学機器）４　・−・・　
第１リンク機構 ５　・・・−第２リンク機構 ７　・・・・　第１パンタグラフ構造 １４−°　水平溝 ２９　・・−・　第２パンタグラフ構造３ｏ　−・　垂
直溝 第２図 第３図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）垂直軸中心に回転自在な水平溝付きの本体に第１
   パンタグラフ構造を含む第１リンク機構の基端部を取付
   け、且つ該第１パンタグラフ構造の中間部を前記水平溝
   内へ摺動自在に係合させ、そして水平方向に沿って直線
   往復運動する前記第１パンタグラフ構造の先端部に垂直
   溝付きの水平移動体を取付け、 該水平移動体に第２パンタグラフ構造を含む第２リンク
   機構の基端部を取付け、該第２パンタグラフ構造の中間
   部を前記垂直溝内へ摺動自在に係合させ、そして垂直方
   向に沿って直線往復運動する前記第２パンタグラフ構造
   の先端部にて、医療用光学機器を支持するものであり、 且つ、前記第１リンク機構中に、医療用光学機器の重量
   を相殺するためのカウンタウェイトを設けたこと特徴と
   する医療用光学機器のスタンド装置。
2. （２）本体に垂直溝を形成し、水平移動体を水平溝付き
   の垂直移動体とし、第１リンク機構にて垂直移動体を垂
   直方向へ沿って直線往復運動させ、垂直移動体に取付け
   た第２リンク機構の先端部にて医療用光学機器を水平方
   向へ沿って直線往復運動させるようにした請求項１記載
   の医療用光学機器のスタンド装置。