(57)【要約】【課題】固定位置の精度向上と保持力の増強が成された器具固定装置を得る。【解決手段】ワイヤーに多数の関節コマを挿通して屈曲自在に構成した蛇腹と、該蛇腹の先端部に器具を固定するためのアタッチメントと、該蛇腹の基端部に前記ワイヤーを引き締めたり緩めたりするためのシリンダユニットを配設すると共に、該シリンダユニットのピストンロッドに前記ワイヤーの緊張弛緩動作に遅延をかけるためのプーリーにリンク又はワイヤー固定軸を係着し、該リンク又はワイヤー固定軸に前記ワイヤーの後端部を固着して構成する。また、手元スイッチやフットスイッチを、加圧力に応じて抵抗値が変化する感圧スイッチとし、前記緊張弛緩動作を前記抵抗値の変化量に応じて追随動作させる。さらに、連接した関節コマ同士の摩擦係数を上げるべく関節コマの円球部上部外面と円柱部下部内面のどちらか一方又は両方に無機質摩擦材料を焼結着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーに多数の関節コマを挿通して屈曲自在に構成した蛇腹と、該蛇腹の先端部に脳ベラや内視鏡等の器具を固定するためのアタッチメントと、該蛇腹の基端部に前記ワイヤーを引き締めたり緩めたりするための緊張弛緩機構であるシリンダユニットを配設すると共に、該シリンダユニットのピストンロッドに前記ワイヤーの緊張弛緩動作に遅延をかけるための補助機構ユニットを構成するプーリーにリンク又はワイヤー固定軸を係着し、該リンク又はワイヤー固定軸に前記ワイヤーの後端部を固着して構成したことを特徴とする、器具固定装置。
【請求項２】
アタッチメントに配設した手元スイッチや固定装置の近傍に設置したフットスイッチを、加圧力に応じて抵抗値が変化する感圧スイッチとし、シリンダユニットのピストンロッドの緊張弛緩動作を前記抵抗値の変化量に応じて追随動作させたことを特徴とする、請求項１に記載の器具固定装置。
【請求項３】
蛇腹を構成する関節コマにおいて、連接した関節コマ同士の摩擦係数を上げるべく関節コマの円球部上部外面と円柱部下部内面のどちらか一方又は両方に無機質摩擦材料を焼結着させたことを特徴とする、請求項１又は請求項２の何れかに記載の器具固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、脳外科手術を行なう際に使用する脳ベラや内視鏡等を固定するための器具固定装置に関し、特に固定位置の精度向上や保持力の増強を図るべく改良された器具固定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、脳外科手術において頭蓋骨内の脳患部の手術を行う場合、頭蓋骨に穴を開け、該穴を通して患部の手術が行なわれている。該手術において、患部が脳の内深部にある場合等には、手術を行ない易くするために患部周辺の脳を脳ベラにて押し広げ、さらには内視鏡を挿入して手術を行なっている。【０００３】  上記脳ベラや内視鏡等を固定するための器具固定手段として、ワイヤーに多数の関節コマを挿通して屈曲自在に構成した蛇腹の先端部に脳ベラや内視鏡等を固定するためのアタッチメントを配設し、該蛇腹の基端部に前記ワイヤーをエアーシリンダにて引き締めて任意の位置に器具を固定するためのシリンダユニットを配設した器具固定装置がある。例えば本願出願人による、実開平０６−７４１１１号公報の「器具等の自在位置固定装置」や、特開２００２−３４５８２５号公報の「脳ベラ固定装置」である。【０００４】
【特許文献１】実開平０６−７４１１１
【特許文献２】特開２００２−３４５８２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記各公報記載の固定装置において、ワイヤーを引き締めるための操作手段として、アタッチメントに配設した手元スイッチや固定装置の近傍に設置したフットスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることにより、シリンダユニットに対するエアーコンプレッサーからの圧力エアーの供給を制御して行なっている。【０００６】  しかしながら、上記方法における手元スイッチやフットスイッチは機械接点によるＯＮ／ＯＦＦ制御すなわちシリンダユニットに対して圧力エアーの供給または停止の何れかの動作しか行なえなかった。このため、シリンダユニットのピストンロッドの緊張弛緩動作が急峻に行なわれ、反動により固定位置が設定した位置とずれてしまうという問題点が発生した。該問題点は、アタッチメントに固定した器具が比較的重い内視鏡の場合に顕著であり、このような比較的重い器具に対しても確実な固定が行なえるよう蛇腹を構成する関節コマの保持力の増強も同時に求められていた。【０００７】  また、手術を円滑に行なうべく上記アタッチメントに固定した脳ベラや内視鏡等の位置を微調整する必要性があるが、上記理由により行なえないという問題点があった。【０００８】  本発明は、上記のような問題点や要望点を解決するために成されたものであり、脳外科手術を行なう際に使用する脳ベラや内視鏡等を固定する器具固定装置において、固定位置の精度向上と保持力の増強が成された器具固定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記課題を解決するため、本発明の器具固定装置においては、ワイヤーに多数の関節コマを挿通して屈曲自在に構成した蛇腹と、該蛇腹の先端部に脳ベラや内視鏡等の器具を固定するためのアタッチメントと、該蛇腹の基端部に前記ワイヤーを引き締めたり緩めたりするための緊張弛緩機構であるシリンダユニットを配設すると共に、該シリンダユニットのピストンロッドに前記ワイヤーの緊張弛緩動作に遅延をかけるための補助機構ユニットを構成するプーリーにリンク又はワイヤー固定軸を係着し、該リンク又はワイヤー固定軸に前記ワイヤーの後端部を固着して構成する。【００１０】  また、アタッチメントに配設した手元スイッチや固定装置の近傍に設置したフットスイッチを、加圧力に応じて抵抗値が変化する感圧スイッチとし、シリンダユニットのピストンロッドの緊張弛緩動作を前記抵抗値の変化量に応じて追随動作させる。【００１１】  さらに、上記蛇腹を構成する関節コマにおいて、連接した関節コマ同士の摩擦係数を上げるべく関節コマの円球部上部外面と円柱部下部内面のどちらか一方又は両方に無機質摩擦材料を焼結着させる。
【発明の効果】
【００１２】  本発明の器具固定装置によれば、ワイヤーに多数の関節コマを挿通して屈曲自在に構成した蛇腹基端部のワイヤーとシリンダユニットとの間に、該ワイヤーの緊張弛緩動作に遅延をかけるためのプーリー及びリンク又はワイヤー固定軸から構成される補助機構ユニットが係着されることにより、ピストンロッドの緊張弛緩動作が遅延されて前記ワイヤーに伝達されるため、反動もなく固定位置の精度向上が成されるという効果を奏する。また、アタッチメントに配設した手元スイッチや固定装置の近傍に設置したフットスイッチを、加圧力に応じて抵抗値が変化する感圧スイッチとすることにより、シリンダユニットのピストンロッドの緊張弛緩動作を前記抵抗値の変化量に応じて追随動作させることができるため、さらなる緊張弛緩動作が行なえて固定位置のより精度向上が成されると共に、微調整も容易に行なえるという効果を奏する。さらに、関節コマの円球部上部外面と円柱部下部内面のどちらか一方又は両方に無機質摩擦材料を焼結着させることにより、連接した関節コマ同士の摩擦係数が上がるため、保持力の増強が成されるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。図１は本発明の器具固定装置の第一実施例における外観図である。先ず、補助機構ユニット２の上端部に支柱パイプ１５をボルト１４にて固定し、該支柱パイプ１５とボルト１４内に穿孔された穴にワイヤー１３を挿通し、さらに前記ワイヤー１３に多数の関節コマ１６を挿通して蛇腹１７とする。前記支柱パイプ１５とボルト１４は、飾りカバー４にて覆われる。また、前記蛇腹１７の先端部に脳ベラや内視鏡等の器具を固定するためのアタッチメント２２を固定し、該アタッチメント２２に手元スイッチとして感圧スイッチ２３を配設する。また、該感圧スイッチ２３の接点信号はケーブル２０を経由して当該補助機構ユニット２の側面に固定されたコネクタ１９に接続する。次に、補助機構ユニット２の下端部にシリンダユニット３を配設し、該シリンダユニット３内のエアーシリンダに圧力エアーを送るためのジョイント２１を当該シリンダユニット３の側面に設ける。【００１４】  上記補助機構ユニット２は、緊張弛緩機構であるシリンダユニット３内のエアーシリンダのピストンロッド５の伸縮に伴う緊張弛緩動作に遅延をかけるため、上記ワイヤー１３をピストンロッド５にて直接伸縮することはせず、ピストンロッド５の先端部にボルト６を介して固定したワイヤー固定具７に固着したワイヤー８を、プーリー９の表面に巻着する。該プーリー９は、中心部両面にあるシャフト１１，１１にて当該補助機構ユニット２の内側面に設けた穴に軸着される。【００１５】  図３は本発明の器具固定装置の第一実施例で用いるプーリーの外形図であり、図４は図３のプーリーに係合するリンクの外形図である。該図に示すように、プーリー９の片面においてシャフト１１との間に偏芯軸２５が設けられ、リンク１２の穴２６に軸着される。また、ワイヤー１３の後端部をリンク１２に固着する。そして、上記エアーシリンダのピストンロッド５の伸縮に伴うワイヤー１３の伸縮距離は、リンク１２に係合した偏芯軸２５の回転移動に伴う約１／８の伸縮距離となるため、シリンダユニット３内のエアーシリンダのピストンロッド５の緊張弛緩動作に遅延がかかることになる。【００１６】  以上のように構成された第一実施例による器具固定装置１の動作を図を用いて説明する。【００１７】  図２は本発明の器具固定装置の第一実施例における動作説明図であり、（ａ）はワイヤー１３を引き締めている状態時における内部平面図で図１と同様である。（ｂ）はワイヤー１３を緩めている状態時における側面図であり、シリンダユニット３内のエアーシリンダにはエアーコンプレッサー（図示せず）から圧力エアーが供給されないため、ピストンロッド５は弛緩状態となる。そのため、プーリー９は図中矢印のように右方向に回転する（弛緩状態で右方向に回転するよう図示しないバネ機構がシャフト１１に係着しているため）と共に、該プーリー９の偏芯軸２５に係合されたリンク１２は図中矢印のように左方向に移動するため、該リンク１２に固着されたワイヤー１３も左方向に移動して当該ワイヤー１３に挿通された関節コマ１６同士は弛緩して可動状態となる。【００１８】  （ｃ）はワイヤー１３を引き締めている状態時における側面図であり、シリンダユニット３内のエアーシリンダにはエアーコンプレッサー（図示せず）から圧力エアーが供給されるため、ピストンロッド５は緊張状態となる。そのため、プーリー９は前記ピストンロッド５の先端部のボルト６に固定されたワイヤー固定具７に固着されたワイヤー８にて引っ張られ、図中矢印のように左方向に回転すると共に、該プーリー９の偏芯軸２５に係合されたリンク１２は図中矢印のように右方向に移動するため、該リンク１２に固着されたワイヤー１３も右方向に移動して当該ワイヤー１３に挿通された関節コマ１６同士は緊張して固定状態となる。該状態の過程において、上述した補助機構ユニット２により緊張弛緩動作に遅延がかかるため、反動もなく固定位置の精度向上が成されることになる。なお、補助機構ユニット２の一側面にはベース１８が形成され、プーリー９の一側面に固定されたストッパー１０により一定の長さ以上ワイヤー８が引っ張られない構造となっている。また、ワイヤー８の先端部は、プーリー９の一側面内においてワイヤー固定具（図示せず）にて固定される。【００１９】  また、図５は本発明の器具固定装置で用いる感圧スイッチの構造図であり、アタッチメント２２に配設した手元スイッチや固定装置の近傍に設置したフットスイッチとして、導電ゴム２８の底面に電極２９を接触させて基板２７に固定すると共に、前記導電ゴム２８の上面に電極２９を接触させてボタン２４を配設して構成した感圧スイッチ２３とすると、図６の本発明の器具固定装置で用いる感圧スイッチのＦ−Ｒ特性図で示すように、ボタン２４を押す加圧力Ｆに応じて電極２９，２９間の抵抗値Ｒが変化する。このため、該抵抗値Ｒの変化量をコネクタ１９に接続される制御装置（図示せず）に入力し、該制御装置において前記抵抗値Ｒの変化量をエアーコンプレッサーから出力される圧力エアーの供給量に対応させ、エアーチューブを介してジョイント２１よりシリンダユニット３内のエアーシリンダに供給すると、ピストンロッド５の緊張弛緩動作を前記抵抗値Ｒの変化量に応じて追随させることができるため、微調整を行なうことが可能になる。【００２０】  また、図７は本発明の器具固定装置で用いる関節コマに無機質摩擦材料を焼結着させた状態図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は正面断面図である。該図に示すように、蛇腹１７を構成する関節コマ１６において、該関節コマ１６の上半分の円球部上部外面と下半分の円柱部下部内面のどちらか一方又は両方に無機質摩擦材料３２を焼結着させることにより、連接した関節コマ１６同士の摩擦係数が上がるため、保持力の増強が成されることになる。【００２１】  次に、図８は本発明の器具固定装置の第二実施例における外観図である。該実施例においても同様に、先ず、補助機構ユニット２の上端部にボルト１４を固定し、該ボルト１４内に穿孔された穴にワイヤー１３を挿通し、さらに前記ワイヤー１３に多数の関節コマ１６を挿通して蛇腹１７とする。該蛇腹１７の後端部の関節コマ１６とボルト１４は、飾りカバー４にて覆われる。また、前記蛇腹１７の先端部に脳ベラや内視鏡等の器具を固定するためのアタッチメント２２を固定し、該アタッチメント２２に手元スイッチとして感圧スイッチ２３を配設する。また、該感圧スイッチ２３の接点信号はケーブル２０を経由して当該補助機構ユニット２の側面に固定されたコネクタ１９に接続する。次に、補助機構ユニット２の下端部にシリンダユニット３を配設し、該シリンダユニット３内のエアーシリンダに圧力エアーを送るためのジョイント２１を当該シリンダユニット３の側面に設ける。【００２２】  上記補助機構ユニット２は、緊張弛緩機構であるシリンダユニット３内のエアーシリンダのピストンロッド５の伸縮に伴う緊張弛緩動作に遅延をかけるため、上記ワイヤー１３をピストンロッド５にて直接伸縮することはせず、ピストンロッド５の先端部に固定したワイヤー固定具７に固着したワイヤー８，８を、プーリー９の表面に巻着する。該プーリー９は、中心部両面にあるシャフト１１，１１にて当該補助機構ユニット２の内側面に設けた穴に軸着される。【００２３】  また、プーリー９の中央部においてシャフト１１と偏芯した位置にワイヤー固定軸３１を回転自在に軸着し、ワイヤー１３の後端部を前記ワイヤー固定軸３１に固着する。そして、上記エアーシリンダのピストンロッド５の伸縮に伴うワイヤー１３の伸縮距離は、ワイヤー固定軸３１の回転移動に伴う約１／４の伸縮距離となるため、シリンダユニット３内のエアーシリンダのピストンロッド５の緊張弛緩動作に遅延がかかることになる。【００２４】  以上のように構成された第二実施例による器具固定装置１の動作を図を用いて説明する。【００２５】  図９は本発明の器具固定装置の第二実施例における動作説明図であり、（ａ）はワイヤー１３を引き締めている状態時における内部平面図で図８と同様である。（ｂ）はワイヤー１３を緩めている状態時における側面図であり、シリンダユニット３内のエアーシリンダにはエアーコンプレッサー（図示せず）から圧力エアーが供給されないため、ピストンロッド５は弛緩状態となる。そのため、プーリー９は図中矢印のように左方向に回転する（弛緩状態で左方向に回転するよう図示しないバネ機構がシャフト１１に係着しているため）と共に、該プーリー９のワイヤー固定軸３１に固着されたワイヤー１３も図中矢印のように左方向に移動するため、該ワイヤー１３に挿通された関節コマ１６同士は弛緩して可動状態となる。【００２６】  （ｃ）はワイヤー１３を引き締めている状態時における側面図であり、シリンダユニット３内のエアーシリンダにはエアーコンプレッサー（図示せず）から圧力エアーが供給されるため、ピストンロッド５は緊張状態となる。そのため、プーリー９は前記ピストンロッド５の先端部のワイヤー固定具７に固着されたワイヤー８にて引っ張られ、図中矢印のように右方向に回転すると共に、該プーリー９のワイヤー固定軸３１に固着されたワイヤー１３も図中矢印のように右方向に移動するため、該ワイヤー１３に挿通された関節コマ１６同士は緊張して固定状態となる。該状態の過程において、上述した補助機構ユニット２により緊張弛緩動作に遅延がかかるため、反動もなく固定位置の精度向上が成されることになる。なお、補助機構ユニット２の一側面にはベース１８が形成され、プーリー９の一側面に固定されたストッパー１０により一定の長さ以上ワイヤー８が引っ張られない構造となっている。ま��、ワイヤー８の先端部は、プーリー９の一側面上においてワイヤー固定具３０にて固定される。【００２７】  なお、上述した第二実施例において使用する感圧スイッチ２３の構造及び機能は第一実施例と同一であり、得られる作用効果も同一であるため、該内容の説明は省略する。また、第二実施例において使用する関節コマ１６の構造及び機能も第一実施例と同一であり、得られる作用効果も同一であるため、該内容の説明も省略する。【００２８】  上述の第一実施例による器具固定装置１は補助機構ユニット２内にリンク１２を使用すると共に、第二実施例による器具固定装置１より大きく関節コマ１６も大きいため内視鏡等の器具の固定用に好適である。また、第二実施例による器具固定装置１は、小型であるため脳ベラの固定用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の器具固定装置の第一実施例における外観図である。
【図２】本発明の器具固定装置の第一実施例における動作説明図である。
【図３】本発明の器具固定装置の第一実施例で用いるプーリーの外形図である。
【図４】図３のプーリーに係合するリンクの外形図である
【図５】本発明の器具固定装置で用いる感圧スイッチの構造図である。
【図６】本発明の器具固定装置で用いる感圧スイッチのＦ−Ｒ特性図である。
【図７】本発明の器具固定装置で用いる関節コマに無機質摩擦材料を焼結着させた状態図である。
【図８】本発明の器具固定装置の第二実施例における外観図である。
【図９】本発明の器具固定装置の第二実施例における動作説明図である。
【符号の説明】
【００３０】１  器具固定装置
２  補助機構ユニット
３  シリンダユニット
４  飾りカバー
５  ピストンロッド
６  ボルト
７  ワイヤー固定具
８  ワイヤー
９  プーリー
１０  ストッパー
１１  シャフト
１２  リンク
１３  ワイヤー
１４  ボルト
１５  支柱パイプ
１６  関節コマ
１７  蛇腹
１８  ベース
１９  コネクタ
２０  ケーブル
２１  ジョイント
２２  アタッチメント
２３  感圧スイッチ
２４  ボタン
２５  偏芯軸
２６  穴
２７  基板
２８  導電ゴム
２９  電極
３０  ワイヤー固定具
３１  ワイヤー固定軸
３２  無機質摩擦材料
【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】
2011083567.tif 000007
【図６】
2011083567.tif 000008
【図７】
2011083567.tif 000009
【図８】
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【図９】
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