(57)【要約】【課題】簡単な構造の吊下アームにより手術顕微鏡を自由に回転させることができる手術顕微鏡システムを提供する。【解決手段】手術顕微鏡１５の左右方向Ｘ及び前後方向Ｙでの回動は、全て円筒状部３１内での手術顕微鏡１５自身の主軸Ｓを中心とした回動と、円筒状部３１に対する吊下アーム２０の下端の水平軸Ｈ３を中心とした回動により実現することができるため、吊下アーム２０は単なるアーム形状でよく、従来のような平行リンクにする必要がない。従って、吊下アーム２０の形状が簡略で、製造が容易になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタンド装置の横方向に延びる支持アームの先端から下方に延びる吊下アームを有し、該吊下アームの下端に手術顕微鏡を前後方向及び左右方向で回動自在に支持した手術顕微鏡システムであって、
前記手術顕微鏡が、一端部に一対の接眼部を有し且つ他端部に光束取入部を有する概略筒形構造で、
該手術顕微鏡の中間部が円筒状部内で手術顕微鏡の断面中心を通過する主軸を中心に左右方向へ回動自在に支持され、該円筒状部が吊下アームの下端に対して前記主軸に直交する水平軸を中心に前後方向で回動自在に軸支されていることを特徴とする手術顕微鏡システム。
【請求項２】
吊下アームが支持アームの先端に対して垂直軸を中心に水平方向で回動自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載の手術顕微鏡システム。
【請求項３】
スタンド装置が、
一対づつの平行な縦リンク及び横リンクを組み合わせて形成した平行リンクにおける前記一方の縦リンクの途中部分を、ベースの上部に位置する本体の回動軸点に支持し、
該平行リンクの上側横リンクを延長して支持アームを形成すると共に、支持アームの先端に軸支した垂直な先端リンクの下端に吊下アームを支持し、
該支持アームの始点となる平行リンクの連結軸点に、該連結軸点と同一の水平線上に位置する水平軸点及び連結軸点と同一の垂直線上に位置する垂直軸点とを有するクランク部材を軸支し、
該クランク部材の水平軸点と本体の一部とを前記縦リンクの連結軸点と回動軸点を結ぶ直線と平行で且つ該直線と同一長さを有する縦サブリンクにて連結すると共に、クランク部材の垂直軸点と前記先端リンクの一部とを支持アームの連結軸点と先端とを結ぶ直線と平行で且つ該直線と同一長さを有する横サブリンクにて連結し、
平行リンクの下部に、前記回動軸点を中心とした平行リンクの回転方向、及び前記連結軸点を中心とした支持アームの回転方向に加わる重量を相殺するカウンタウェイトを設けた構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の手術顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は手術顕微鏡システム、特に吊下アームの構造が簡単な手術顕微鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脳神経外科等において使用される手術顕微鏡は、スタンド装置の支持アームの先端に吊下アームを介して支持されて使用される。手術顕微鏡は、観察方向を自由に変えられるように、該吊下アームにより、前後方向及び左右方向で回動自在に支持されている。
【０００３】
具体的には、吊下アーム自体が小型の平行リンクで構成され、吊下アーム自体の形を変形させることにより、吊下アームの下端に支持された手術顕微鏡が左右方向で回動する（傾動する）ようになっている。また、手術顕微鏡は吊下アームの下端に水平な回動軸を中心にして前後方向で回動自在に軸支されている。従って、手術顕微鏡は観察者が見ている方向において、左右方向及び前後方向で回動自在となり、観察する方向を任意に変えることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２８２５７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、手術顕微鏡を左右方向で回動させるために、吊下アームを平行リンク構造にしていたため、吊下アームの構造が複雑で、製造が困難であった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、簡単な構造の吊下アームでも手術顕微鏡を自由に回転させることができる手術顕微鏡システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、スタンド装置の横方向に延びる支持アームの先端から下方に延びる吊下アームを有し、該吊下アームの下端に手術顕微鏡を前後方向及び左右方向で回動自在に支持した手術顕微鏡システムであって、前記手術顕微鏡が、一端部に一対の接眼部を有し且つ他端部に光束取入部を有する概略筒形構造で、該手術顕微鏡の中間部が円筒状部内で手術顕微鏡の断面中心を通過する主軸を中心に左右方向へ回動自在に支持され、該円筒状部が吊下アームの下端に対して前記主軸に直交する水平軸を中心に前後方向で回動自在に軸支されていることを特徴とする
。
【０００７】
請求項２記載の発明は、吊下アームが支持アームの先端に対して垂直軸を中心に水平方向で回動自在に支持されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、スタンド装置が、一対づつの平行な縦リンク及び横リンクを組み合わせて形成した平行リンクにおける前記一方の縦リンクの途中部分を、ベースの上部に位置する本体の回動軸点に支持し、該平行リンクの上側横リンクを延長して支持アームを形成すると共に、支持アームの先端に軸支した垂直な先端リンクの下端に吊下アームを支持し、該支持アームの始点となる平行リンクの連結軸点に、該連結軸点と同一の水平線上に位置する水平軸点及び連結軸点と同一の垂直線上に位置する垂直軸点とを有するクランク部材を軸支し、該クランク部材の水平軸点と本体の一部とを前記縦リンクの連結軸点と回動軸点を結ぶ直線と平行で且つ該直線と同一長さを有する縦サブリンクにて連結すると共に、クランク部材の垂直軸点と前記先端リンクの一部とを支持アームの連結軸点と先端とを結ぶ直線と平行で且つ該直線と同一長さを有する横サブリンクにて連結し、平行リンクの下部に、前記回動軸点を中心とした平行リンクの回転方向、及び前記連結軸点を中心とした支持アームの回転方向に加わる重量を相殺するカウンタウェイトを設けた構造であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、手術顕微鏡が概略筒構造をしており、その中間部が吊下アームの下端に設けられた円筒状部内で回転自在に支持されているため、手術顕微鏡を円筒状部内において左右方向へ回動させることができる。円筒状部自体は吊下アームの下端に水平軸を中心に回動自在に支持されているため、その水平軸により前後方向へ回動させることができる。前後方向で回動自在な円筒状部内で、手術顕微鏡を左右方向で回動自在に支持したため、手術顕微鏡側の構造だけで、前後方向及び左右方向へ回動が可能となり、吊下アームは単なる固定されたアーム形状で良い。このように、吊下アーム自体は従来の平行リンクのような複雑な形状する必要がなく、形状が簡略で、製造が容易になる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、吊下アームが支持アームの先端に対して垂直軸を中心に水平方向で回動自在に支持されているため、手術顕微鏡の観察方向を水平方向において更に大きく変えることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、支持アームを縦方向で回動させても、平行リンク全体を横方向で回動させても、吊下アームが支持されている先端リンクは常に垂直状態が維持される。従って、吊下アームも姿勢が維持されたまま、縦方向及び横方向へ平行移動することになり、手術顕微鏡の位置の移動が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。尚、以上及び以下の説明において、左右方向とは、術者が観察している向きでの左右方向であり、前後方向とは術者が観察している方向である。
【００１３】
スタンド装置
まず、最初にスタンド装置１の説明をする。２がベースで、このベース２の下面にはロック機構付きのキャスタ３が備えてあり、このキャスタ３によりスタンド装置１はフロア４上を移動できるようになっている。このベース２の上部には側面形状が概略コ字状の本体５が設置されている。この本体５は鉛直方向を向く垂直軸Ｖ１を中心に回動自在にされていると共に、この垂直軸Ｖ１は電磁クラッチ方式によりその回動をロック及びフリーにすることができる。
【００１４】
この本体５の上部の回動軸点ｂ１に平行リンク６が軸支されている。この平行リンク６はそれぞれ２本で１組の平行な縦リンク７、８と横リンク９、１０の両端を各々連結軸点ｂ２〜ｂ５で連結して形成したもので、この平行リンク６の縦リンク７の下側の途中部分が前記回動軸点ｂ１に軸支されている。この回動軸点ｂ１も電磁クラッチ方式により、縦リンク７の横方向Ｒ１での回動位置をロック及びフリーにすることができる。
【００１５】
そして、この回動軸点ｂ１にて軸支される縦リンク７は回動軸ｂ２〜ｂ５により規定される平行四辺形の一辺が内側に凹む方向に湾曲形成されており、作業空間を確保して主術者等と干渉しにくい構造となっている。また、下側の横リンク１０にはカウンタウェイト１１が取付けられている。
【００１６】
平行リンク６の上側の横リンク９には、横リンク９をそのまま横方向に向けて延長した支持アーム１２が一体的に形成されており、その先端には垂直な先端リンク１３が連結軸点ｂ６にて回動自在に取付けられている。この支持アーム１２も上側に向けて湾曲形成されており、作業空間を確保して主術者等の頭部と干渉しにくい構造となっている。
【００１７】
この先端リンク１３の下部は、垂直軸Ｖ２を中心に水平方向で回転自在な箱形の支持ボックス１４になっている。
【００１８】
支持アーム１２の始点となっている連結軸点ｂ５にはＬ字形のクランク部材１７が軸支されており、このクランク部材１７には連結軸点ｂ５と同一の水平線Ｈ１に位置する水平軸点ｂ７と、また連結軸点ｂ５と同一の垂直線Ｖ３上に位置する垂直軸点ｂ８が設定されている。
【００１９】
そして、前記水平軸点ｂ７と、回動軸点ｂ１と同一の水平線Ｈ２上に位置する本体５の連結軸点ｂ９とを、縦リンク７（回動軸点ｂ１と連結軸点ｂ５を結ぶ直線Ｄ１）と平行で且つ同直線Ｄ１と同一長さの縦サブリンク１８にて連結している。したがって、回動軸点ｂ１及び連結軸点ｂ９，ｂ７，ｂ５により規定されるサブの平行リンクによってリンク要素ｂ５−ｂ７は本体５に位置固定されたリンク要素ｂ９−ｂ１と常に平行に維持される。
【００２０】
また、クランク部材１７の他方の垂直軸点ｂ８と先端リンク１３の上端の連結軸点ｂ１０との間を、支持アーム１２（連結軸点ｂ５と連結軸点ｂ６を結ぶ直線Ｄ２）と平行で且つ同直線Ｄ２と同一長さの横サブリンク１９にて連結している。したがって、連結軸点ｂ５，ｂ８，ｂ１０，ｂ６により規定されるサブの平行リンクによってリンク要素ｂ１０−ｂ６はリンク要素ｂ５−ｂ８と常に平行に維持される。すなわち、本体５に一辺が固定されたサブの平行リンク（回動軸点ｂ１及び連結軸点ｂ９，ｂ７，ｂ５により規定）と、サブの平行リンクＢ（連結軸点ｂ５，ｂ８，ｂ１０，ｂ６により規定）が、連結軸点ｂ５を共通とし角度変換要素としてのクランク部材１７を介して相互に連結しているため、後者のサブの平行リンクの一辺としての先端リンク１３および回動軸Ｖ２はリンク要素ｂ９−ｂ１に対して常に一定の角度を維持する。本実施形態においては回動軸Ｖ２は本体５に固定されたリンク要素ｂ９−ｂ１と常に直角をなす。
【００２１】
このように、縦サブリンク１８、クランク部材１７、横サブリンク１９を設けたことにより、スタンド装置１の電磁クラッチ類をフリーにして、回動軸点ｂ１を中心に平行リンク６を横方向Ｒ１へ回動させても、支持アーム１２を連結軸ｂ５を中心に縦方向Ｒ２へ回動させても、或いは、それらを同時に回動させても、クランク部材１７は回転しないので、先端リンク１３の垂直状態は常に維持される。
【００２２】
このように垂直状態が維持された先端リンク１３の支持ボックス１４に対して、手術顕微鏡１５が概略逆Ｌ形の吊下アーム２０により支持されている。吊下アーム２０は支持ボックス１４の下面に取付けられ、支持ボックス１４ごと垂直軸Ｖ２を中心に水平方向Ｚで回動することができる。この垂直軸Ｖ２を中心した回動も、電磁クラッチによりロック及びフリーにすることができる。
【００２３】
なお、本明細書において平行リンクの各辺要素は典型的にはリンク棒であるがこれに限定されない。例えば２つのスプロケット、引っ張り可能な力伝導要素としてのエンドレスチェーンまたはその一部、および２つのスプロケットの中心を軸支して引っ張り力を付与するリンク棒を備えて本発明の平行リンクを構成することは可能である。この場合には、スプロケット（またはその一部）とチェーンとの作用領域の端部が節動要素としての離接点であって、離接点により平行リンクが規定される。また、たとえば本発明のクランク部材１７に連結されるサブの平行リンクにこのようなチェーン機構を適用する場合には一方のスプロケットが連結要素に固定されるか一体に形成される。
【００２４】
手術顕微鏡
手術顕微鏡１５は、水平方向に延びる概略円筒形状で、手前側に一対の接眼部２２を有し、反対側の下面に術部Ｔからの光束Ｌを取り入れる光束取入部２１を有している。光束取入部２１から取り入れられた光束Ｌは、対物レンズ２３を経た後、第１ミラー２４で水平に反射され、ズーム２５を通って、結像レンズ２６に至り、第２ミラー２７で反射されて、そこから接眼部２２のプリズム２８やレンズ２９を通って、術者の瞳に入る。尚、対物レンズ２３は第１ミラー２４の下側に横配置する代わりに、第１ミラー２４とズーム２５との間に縦配置しても良い。
【００２５】
手術顕微鏡１５の中間部３０（図５参照）は径が若干細くなっており、その部分が円筒状部３１内に収納されている。円筒状部３１には取付座面３２が形成され、そこに吊下アーム２０の下端が水平軸Ｈ３を中心に前後方向Ｙで回動に取付けられている。
【００２６】
円筒状部３１の断面中心である主軸Ｓは水平軸Ｈ３と直交し、水平軸Ｈ３と垂直軸Ｖ２は直交するように位置づけられる。また円筒状部３１の主軸Ｓと水平軸Ｈ３の直交点が垂直軸Ｖ２の延長上に位置づけられる。ズーム２５および結像レンズ２６は直線の光軸（以下円筒状部３１の光軸という。）となるように配置され、当該光軸は主軸Ｓと平行である。手術顕微鏡１５は本体部分が円筒形状であるため重心を円筒状部３１の主軸Ｓおよび水平軸Ｈ３の近傍に位置づけることが容易である。
【００２７】
従って、水平軸Ｈ３は吊下アーム２０を介して先端リンク１３と常に直交関係となり、水平軸Ｈ３が軸Ｖ２のまわりに回転移動する仮想平面は水平面を成す。  手術顕微鏡１５は円筒状部３１ごと、水平軸Ｈ３を中心に前後方向Ｙで回動自在となる。主軸Ｓが水平軸Ｈ３の廻りに回転移動する仮想平面は常に垂直軸Ｖ２を含む垂直面となる。したがって円筒状部３１の光軸が回転移動する仮想平面も垂直面となる。また、水平軸Ｈ３には所定の摩擦力が付与されており、手術顕微鏡１５を前後方向Ｙで回動させた位置が維持される。尚、摩擦力に代えて電磁クラッチ手段でロック及びフリーにしても良い。
【００２８】
また、手術顕微鏡１５は円筒状部３１内において円筒状部３１の主軸Ｓを中心にして左右方向Ｘで回動させることもできる。手術顕微鏡１５と円筒状部３１との間にも所定の摩擦力が付与されており、手術顕微鏡１５の左右方向Ｘでの回動位置も維持することができる。従って、図６に示すように、手術顕微鏡１５自体の位置をスタンド装置１により変化させながら、術部Ｔを観察する方向を左右方向で自由に変化させることができる。
【００２９】
水平軸Ｈ３が常に仮想水平面上にあるため、手術顕微鏡１５を移動しても手術顕微鏡１５の前後方向Ｙおよび左右方向Ｘの回動角が維持されるとともに、手術顕微鏡１５がいかなる位置にあっても常に同じ水平面を基準にして任意の方向に回動操作をすることができる。尚、左右方向Ｘでの位置を保持するために、円筒状部３１と手術顕微鏡１５との間に所定の摩擦力を付与しているが、これに代えて、電磁クラッチ手段でロック及びフリーにしても良い。
【００３０】
先端リンク１３に加わる前記手術顕微鏡１５等の重量は、全てカウンタウェイト１１と釣り合っている。従って、スタンド装置１の電磁クラッチ類をフリーにして手術顕微鏡１５等を移動させ、移動先において手を離しても手術顕微鏡１５等は空中に停止する（バランスが保たれるため）。
【００３１】
このバランス状態は、手術顕微鏡１５を前後方向Ｙで回動させたり、左右方向Ｘで回動させても保たれる。つまり、先端リンク１３の垂直状態が常に維持されているため、それに吊下アーム２０を介して支持されている手術顕微鏡１５の向きが変化しても、カウンタウェイト１１による全体のバランス状態は不変で、再度のバランス調整が不要である。
【００３２】
この実施形態によれば、以上説明したように、手術顕微鏡１５の中間部が吊下アーム２０の下端に設けられた円筒状部３１内で主軸Ｓを中心に回転自在に支持されているため、手術顕微鏡１５を円筒状部３１内において左右方向Ｘへ回動させることができる。
【００３３】
また、円筒状部３１自体は吊下アーム２０の下端に水平軸Ｈ３を中心に回動自在に支持されているため、その水平軸Ｈ３により前後方向Ｙへ回動させることができる。
【００３４】
スタンド装置１により重量バランスを維持しながら手術顕微鏡１５の重心位置を任意の位置に移動することができ、垂直軸Ｖ２、水平軸Ｈ３および主軸Ｓを介したリンク機構により任意の方向の観察をすることができる。すなわち、スタンド装置１の本体５から手術顕微鏡１５に到るリンク機構により、手術顕微鏡１５がいかなる位置にあってもまた垂直軸Ｖ２のまわりに回動しても水平軸Ｈ３は常に水平面内にあり、さらに水平軸Ｈ３のまわりに回動しても円筒状部３１の光軸は常に垂直面内にある。したがって、手術顕微鏡１５の重心位置によらずに常に同じ基準面に対して回動操作をすることができる。
【００３５】
手術顕微鏡１５の左右方向Ｘ及び前後方向Ｙでの回動は、全て円筒状部３１内での手術顕微鏡１５自身の回動と、円筒状部３１に対する吊下アーム２０の下端の回動により実現することができるため、吊下アーム２０は単なるアーム形状でよく、従来のような平行リンクにする必要がない。また手術顕微鏡１５の重心が水平軸Ｈ３の近傍にあるため平行リンクにより重心位置を補償する必要もない。従って、吊下アーム２０の形状が簡略で、製造が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る手術顕微鏡システムを示す側面図。
【図２】吊下アーム及び手術顕微鏡を示す斜視図。
【図３】手術顕微鏡を示す斜視図。
【図４】手術顕微鏡内の光学構造を示す斜視図。
【図５】手術顕微鏡の断面図。
【図６】手術顕微鏡の左右方向での回動状態を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１  スタンド装置
２  ベース
５  本体
６  平行リンク
１１  カウンタウェイト
１２  支持アーム
１３  先端リンク
１５  手術顕微鏡
１７  クランク部材
１８  縦サブリンク
１９  横サブリンク
２０  吊下アーム
２１  光束取入部
２２  接眼部
３０  中間部
３１  円筒状部
Ｔ  術部
Ｌ  光束
Ｘ  左右方向
Ｙ  前後方向
Ｓ  主軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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