(57)【要約】【課題】病気の診断や治療に用いる器具を三次元空間内の自由な位置に移動及び保持できるようにした装置において、所望の位置に設定した医療具を一人のオペレータの一操作で固定できるようにする。【解決手段】腕７、８に沿って長手方向に相対移動する細長部材１８、１９と、第２関節８に装着されたハンドル２９で駆動される駆動体２２とを備えている。ハンドル２９の操作で細長部材１８、１９を駆動体２２を介して押動ないし牽引して、その付勢力と反力とにより、関節７、８、９を同時に固定する。オペレータはこのハンドル２９と医療具６とを両手で把持して、医療具の位置決めを行い、その状態でハンドルを操作することにより、関節の総てが固定されて、設定された医療具の位置及び方向が固定される。【選択図】      図１
2004242942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台（１）に第１関節（７）、第２関節（８）及び第３関節（９）を介して医療具（６）を三次元空間内で移動自在に保持する医療具保持装置において、前記第１関節と第２関節とを繋ぐ第１腕（４）及び第２関節と第３関節とを繋ぐ第２腕（５）に沿って配置されてその長手方向に相対移動する細長部材（１８，１９）と、第１細長部材（１８）の第１関節側及び第２細長部材（１９）の第３関節側に設けられてそれぞれ第１関節（７）及び第３関節（９）を固定するブレーキ面（１８ａ，１９ａ）と、第２関節（８）に装着されたハンドル（２９）と、第２関節（８）に装着されて前記ハンドルによって移動ないし回動する駆動体（２２，２８）とを備え、前記ハンドルの操作による駆動体（２２，２８）の一方の方向への移動ないし回動で前記第１及び第２細長部材を押動ないし牽引して、前記ブレーキ面（１８ａ，１９ａ）を付勢して、当該付勢力とその反力とにより、第１、第２及び第３関節が同時に固定され、前記ハンドルの逆方向の操作に伴う駆動体（２２，２８）及び細長部材（１８，１９）の逆移動ないし逆回動により、第１、第２及び第３関節の上記固定が解除される、多関節型医療具保持装置。
【請求項２】
前記駆動体が、第２関節（８）に内蔵されて、当該関節の関節軸方向に往復動する円錐カム（２８）である、請求項１記載の多関節型医療具保持装置。
【請求項３】
前記駆動体が第２関節（８）内に、その関節軸と直交する面内に遊動自在に内蔵され、かつ当該関節軸回りに往復回動する回転カム（２２）である、請求項１記載の多関節型医療具保持装置。
【請求項４】
前記細長部材が腕（４，５）の長手方向に挿通された押動ロッドであり、前記腕（４，５）のいずれか一方にその腕長さを調整するねじ装置（１７）を備えている、請求項１、２又は３記載の医療具保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、病気の診断や治療に用いる器具、例えば患部に照射する電磁波や超音波の発振器を三次元空間内で移動自在に、かつ所望位置で保持するのに用いる医療具保持装置に関するもので、少なくとも３個の関節部分を備えることによって、当該装置に装着した医療具を三次元空間内の自由な位置に移動及び保持できるようにした装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
病気の診断や治療を行うために、患部に赤外線、超音波、電磁波、放射線など
を所定時間照射することがある。例えば、
【特許文献１】、
【特許文献２】には、酸化鉄などの微粉末を含む薬剤を癌細胞に摂取させた状態で患部に電磁波を照射し、電磁誘導作用により前記微粉末を加熱して、癌細胞を死滅させる癌の治療方法が開示されている。
【０００３】
上記のような方法で患部の治療を行うときには、診断ないし治療用の器具、上記の例であれば電磁発振器を患部に受けて所定時間保持し続けなければならない。この場合、患部の位置や体表面からの深度も種々であるため、個々の患者に最適な位置及び方向で医療具を保持するためには、三次元空間内で自由に移動可能で、かつ設定された位置及び方向で医療具を保持し続けることができる保持装置が必要である。
【０００４】
この種の保持装置として、図１に示すような揺動自在な２本の腕４、５とそれらの両端に位置する３個の関節７、８、９を備えた多関節型の保持装置が重量の比較的小さい医療具６を保持する装置として広く利用されている。この種の保持装置においては、各関節を緩めることによって医療具６の固定が開放され、総ての関節の動きを固定することによって、医療具６の位置及び方向が固定保持される。
【０００５】
従って、この種の保持装置には、各関節の動きを固定及び開放するためのハンドルや摘み等が設けられており、固定を解除した状態で医療具６の位置と方向を定め、その状態で総ての関節の動きを固定することで、医療具６の設定した位置及び方向を保持するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６１−２５５７１号公報
【特許文献２】
特開昭５５−１６０７２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この種の従来装置においては、関節を固定するためのハンドルや摘みが複数個設けられている。関節固定用のハンドルや摘みが各関節毎に設けられたものでは、医療具６の姿勢を保持するために３個の関節をそれぞれ個別に固定する操作が必要で、その作業の途中に医療具６の位置や方向が動いてしまうおそれもあるため、操作が面倒でやり直しをする必要が往々に生じたり、複数人の作業者が必要であったりする問題があった。
【０００８】
また、この種の保持装置においては、バランス錘やバランスばねを設けて、関節を固定しなくても設定された器具の位置や方向を重量バランスによって保持できるようにした構造のものもあるが、バランス状態のままでは人が触れたときに動くおそれがあり、安全のためにはたとえバランス型のものであっても、各関節を固定する操作が必要である。
【０００９】
そこでこの発明は、上述のような多関節型の医療具保持装置において、所望の位置に設定した医療具を一人のオペレータの一操作で固定できるようにすることを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本願請求項１の多関節型医療具保持装置は、基台１に第１関節７、第２関節８及び第３関節９を介して医療具６を三次元空間内で移動自在に保持する医療具保持装置において、前記第１関節と第２関節とを繋ぐ第１腕４及び第２関節と第３関節とを繋ぐ第２腕５に沿って配置されてその長手方向に相対移動する細長部材１８、１９と、第１細長部材１８の第１関節側及び第２細長部材１９の第３関節側に設けられてそれぞれ第１関節７及び第３関節９を固定するブレーキ面１８ａ、１９ａと、第２関節８に装着されたハンドル２９と、第２関節８に装着されて前記ハンドルによって移動ないし回動する駆動体２２、２８とを備え、前記ハンドルの操作による駆動体２２、２８の一方の方向への移動ないし回動で前記第１及び第２細長部材を押動ないし牽引して、前記ブレーキ面１８ａ、１９ａを付勢して、当該付勢力とその反力とにより、第１、第２及び第３関節が同時に固定され、前記ハンドルの逆方向の操作に伴う駆動体２２、２８及び細長部材１８、１９の逆移動ないし逆回動により、第１、第２及び第３関節の上記固定が解除されることを特徴とする。
【００１１】
本願請求項２の発明は、上記構造の多関節型医療具保持装置おける前記駆動体が、第２関節８に内蔵されて、当該関節の関節軸方向に往復動する円錐カム２８であることを特徴とする、多関節型医療具保持装置である。
【００１２】
また本願請求項３の発明は、請求項１の多関節型医療具保持装置おける前記駆動体が、第２関節８内に、その関節軸と直交する面内に遊動自在に内蔵され、かつ当該関節軸回りに往復回動する回転カム２２であることを特徴とする多関節型医療具保持装置である。
【００１３】
更に本願請求項４の発明に係る医療具保持装置は、請求項１、２又は３記載の医療具保持装置における前記細長部材が、腕４、５の長手方向に挿通された押動ロッドであり、前記腕４、５のいずれか一方にその腕長さを調整するねじ装置１７を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
通常、この種の多関節型の医療具保持装置は、医師本人又は医師の指示を受けたオペレータが一方の手で医療具６を持ち、他方の手で腕４又は５を支えて、患部に対向する最適な位置に医療具６の位置及び方向を設定した後、関節７、８、９を固定するという操作によって医療具６の位置設定を行っている。この発明の装置では、第２関節８部分にハンドル２９が設けられているので、オペレータはこのハンドル２９と医療具６とを両手で把持して、医療具６の位置決めを行い、その状態でハンドル２９を操作することにより、関節７、８、９の総てが固定されて、設定された医療具６の位置及び方向が固定される。
【００１５】
即ち、オペレータは、医療具６の位置設定操作と固定操作とを手を持ち替えることなく行うことができ、しかも、その固定及び固定解除を片手の一操作で行うことができる。
【００１６】
２本の腕４、５を備えた多関節型保持装置において、医療具６を三次元空間内の自由な位置に移動可能にするためには、三次元、即ち三方向の自由度が必要である。後記実施例に示した例では、第１関節に三次元（二次元の揺動と回動）の自由度を持たせているが、他の好ましい構造として、第１関節に上下方向の自由度のみを持たせ、当該第１関節を支柱３の鉛直軸回りに旋回自在に設ける構造も多く用いられている。このような構造の場合に、第２関節に設けたハンドル２９によって、第１関節の上下動のみを固定する構造が上記本願の発明によって可能であり、更に第１細長部材１８の第１関節側端部にシーソリンクなどを介して、第１関節固定用のブレーキ面と旋回固定用のブレーキ面とを設けることにより、第１関節の鉛直軸回りの動きも同時に固定することも可能である。
【００１７】
鉛直軸回りの回動は、特別な機構を設けなくても静止状態を保持できるので、ハンドル２９で３個の関節７、８、９を固定した後、第４の関節となる鉛直軸回りの回動を個別に設けたハンドルないし摘みで固定する構造としても、操作がそれほど煩雑になることはなく、操作途中における医療具６の移動のおそれも少ない。
【００１８】
本願の装置では、ハンドル２９の操作によって移動する駆動体２２、２８の移動によってブレーキ面１８ａ、１９ａが駆動されて、第１及び第３関節７、９を固定する。同時にその固定のための反力が駆動体２２、２８と第１細長部材１８及び第２細長部材１９との接触部に作用し、その接触部における摩擦力が第２関節８を固定する。従って、この第２関節の固定をより確実にするために、細長部材１８、１９の第２関節側端部にもブレーキ面を設けておくことも好ましい構造である。
【００１９】
更に第１細長部材１８及び第２細長部材１９から作用する反力の合力が駆動体２２、２８を半径方向に押動し、それが駆動体２２、２８の回動を固定して、第２関節８の固定をより確実にする。軸直角方向に遊動可能な回転カム２２を設けた構造では、第１細長部材１８と第２細長部材１９及びそれらの合力に対する反力との三方の力がバランスするように駆動体２２が遊動して固定されることにより、３個の関節７、８、９の固定が同時に実現されるのである。
【００２０】
細長部材１８、１９は、押動付勢されるロッドの他、牽引付勢されるワイヤとすることができる。この時は駆動体に細長部材を引込むカム面ないしカム溝を設け、ブレーキ面は、例えば引張力によって関節軸ないし関節球に挟み付けられるような構造のものを用いることができる。
【００２１】
一方、ロッド１８、１９を腕４、５に挿通した構造は外観に優れると共に、付勢力を各関節の中心線上に働かせることができるという長所がある。なお、ねじ装置１７は、第１関節側と第３関節側のブレーキ力をバランスさせるためのもので、円錐カムを用いるものでは、ロッド１８、１９の圧縮弾性率の差や圧縮ばねの介装と、腕４、５の相対長さの微調整により、第１関節７側のブレーキ力と第３関節９側のブレーキ力とを調整することも可能である。一般的には、腕４、５の重量を支える必要から、第１関節７側のブレーキ力が大きくなるようにするのがよく、これはブレーキ面１８ａ、１９ａの摩擦係数の差によっても実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は装置全体の側面図で、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、車輪２を備えた基台１に立設された支柱３に、第１腕４及び第２腕５を介して医療具となる電磁発振器６が装着されている。支柱３と第１腕４とは、第１関節７で連結され、第１腕４と第２腕５とは、第２関節８で連結され、電磁発振器６は、第２腕５の先端に第３関節９を介して装着されている。第１関節７及び第３関節９は、関節球１０を備えた二次元揺動可能な関節で、第２関節８は、関節軸１１を備えた一次元揺動可能な関節である。
【００２３】
支柱３の第１関節７より後方の位置と第２腕５の先端とは、第２関節８の上方を円弧ガイド１３で案内されたバランスワイヤ１２と、これに張力を付与しているバランスばね１４とで連結されており、このバランス機構により、腕４、５と電磁発振器６の重量バランスを取っている。
【００２４】
第２腕５は、中間位置で軸方向に２分割され、その分割端外周に右ねじ１５と左ねじ１６とが設けられて、その両者に螺合するジョイントナット１７で連結されている。即ち、ジョイントナット１７を回動することにより、第２腕５の長さを微細に調整できる。このような調整機構は、第１腕４側にも設けることができる。
【００２５】
第１腕４及び第２腕５の軸心には、その略全長に亘る長さのロッド１８、１９が軸方向移動自在に挿通され、その第１関節側端面１８ａ及び第３関節側端面１９ａがそれぞれ関節球１０、１０に当接するブレーキ面となっている。
【００２６】
第２関節８内には、一体に固着された２枚のカム板２０、２１からなる回転螺旋カム２２が関節軸１１に充分な遊隙２７を持って軸支されており、当該カム板に第２関節８の図１の手前側に露出するハンドル２９が連結されている。ハンドル２９は、螺旋カム２２に固定して当該カムと共に遊動するように設けてもよいし、両者の間に軸変位を許容して回転のみを伝達する継手を介して連結してもよい。カム板２０、２１のそれぞれの外周は、螺旋のカム面とされ、それぞれのカム板のカム面にロッド１８、１９の第２関節側端面１８ｂ、１９ｂが臨んでいる。螺旋カム２２の上方の、ロッド１８、１９からの押接力の合力が作用する方向の位置に、受棒２４が第２関節８のケーシングに固定して設けられている。なお、第２関節のケーシング２５、２６は、第１腕側のものと第２腕側のものとが、図１の紙面の前後に関節軸１１回りに相対回動自在に位置しているが、受棒２４はそのいずれに設けてもよい。
【００２７】
上記構造において、オペレータが左手で電磁発振器６を把持し、右手でハンドル２３を把持して電磁発振器６の位置及び方向を所望の位置に設定した後、ハンドル２３をロック方向、即ち螺旋カム２２がロッド１８、１９を押動する方向に回動させると、ロッド１８、１９が進出して第１関節及び第２関節の関節球１０、１０に先端のブレーキ面１８ａ、１９ａが押し付けられ、その反力によって螺旋カム２２が受棒２４に押し付けられた状態で３つの関節７、８、９が同時にロックされる。
【００２８】
第１腕４と第２腕５との間の角度の変化によって、ロッド１８、１９とカム板２０、２１との接触位置の位相が変化するが、その変化は遊隙２７内での螺旋カム２２の移動によって吸収される。どの位置に移動しても、螺旋カム２２は、２本のロッド１８、１９と受棒２４との３点によってロック位置に保持されることになる。ロック状態からハンドル２３を僅かに緩めてやれば、関節７、８、９の固定も緩むので、電磁発振器６の位置及び方向の微細な調整も容易である。なお、受棒２４を使用せずに、関節軸１１と螺旋カムの内径と２本のロッド１８、１９との３点でロックすることも可能である。
【００２９】
図３は、第２関節８に設けられる駆動体の他の実施例を示した図である。この第２実施例のものでは、関節軸１１に挿通した円錐カム２８をハンドル２９の軸に設けたねじ３０によって軸方向に移動させるようにしている。円錐カム２８は、第２腕５側のケーシング２６から関節軸１１と平行に延びる回り止めピン３１によって関節軸１１回りの回動が規制されており、ハンドル２９は第１腕４側の関節ケーシング２５に軸方向移動を固定して、回動自在に設けられている。関節軸１１ａは、ハンドル軸３２の中空孔に挿通されており、ハンドル軸３２のねじ３０が円錐カム２８の内径孔に螺入されている。図１に示したロッド１８、１９の第２関節側端面１８ｂ、１９ｂは、円錐カム２８の外周面に臨んでいる。
【００３０】
図３の構造において、ハンドル２９を回動して、円錐カム２８を引き込むと、その円錐面２８ａがロッド１８、１９を押動して第１関節７及び第３関節９をロックすると共に、その反力によってロッド１８、１９の第２関節側端面１８ｂ、１９ｂが円錐カム２８に押し付けられて、第２関節８を固定する。この第２実施例の構造は、円錐カム２８に対するロッド１８、１９の位相の変化が円錐カム２８とロッド１８、１９とのカム作用における位置関係を変化させないので、第１腕４と第２腕５とのなす角度θ（図１）が大きく変化するような場合に適している。
【００３１】
なお、この図３の構造では、ハンドル２９の操作上の便宜から、ハンドル２９の略９０度の回動でロック及びロック解除が行われるようにするのがよく、ハンドル２９と円錐カム２８との連結部のねじ３０としてリードの大きい２条ねじや３条ねじを用いるのが好ましい。
【００３２】
図４は、図３と同様な駆動体２８を操作する他の構造を示した図で、ハンドル２９の基端にカム３４を固定し、このカムと駆動体２８とを連結ピン３５で連結した構造である。この構造では、ハンドル２９を手前に引く（連結ピン３５回りに図４で下方に回動させる）と、カム３４のカム作用ないしハンドル２９のテコ作用により、駆動体２８が図の下方に移動し、ロッド１８，１９を押動して第１ないし第３関節を固定し、ハンドル２９を逆方向に揺動すると固定が開放される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の装置全体を示す断面側面図
【図２】第１実施例の第２関節部分の拡大横断面図
【図３】第２実施例の第２関節の要部の横断面図
【図４】第２実施例の変形例を示す要部の横断面図
【符号の説明】
１  基台
４  第１腕
５  第２腕
６  医療具
７  第１関節
８  第２関節
９  第３関節
１７  ジョイントナット
１８  ロッド
１８ａ  端面
１９  ロッド
１９ａ  端面
２２  螺旋カム
２８  円錐カム
２９  ハンドル
【図１】
2004242942.tif 000003
【図２】
2004242942.tif 000004
【図３】
2004242942.tif 000005
【図４】
2004242942.tif 000006