JPS63296745A - 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】 〈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手術などは、「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。

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った。

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〉 この発明に係る医療用光学機器のスタンド装置は、重量
平衡を維持しつつ光学機器を平行リンク機構にて移動自
在に支持した上部構造と、互いに連動する複数の平行リ
ンクを上下に重ね配置した多段平行リンク機構とを備え
、前記多段平行リンク機構の最上平行リンクの一端部に
て前記上部構造を上下動自在に支持し、且つ層下平衡リ
ンクの他端部に上部構造の重量を相殺するカウンタウェ
イトを設けたものである。

〈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、最初の構成を説明し、
後でその各動作を説明する。

２１はセンタシャフトで、傾斜状の保持部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
シャフト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の側基端部２６．２６が取付けで
ある。

この平行リンク機構２５の先端部２７には、回動支点２
８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３２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３４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３４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
置するようになっている。詳しくは後述する。しがも、
この手術顕微鏡３４の焦点ｒは、平行リンク機構２５の
側基端部２６．２６を結ぶ延長線り上、即ち、センタシ
ャフト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３
４を移動操作（スウィング）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、センタシャフト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Ｗｌ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Ｗｌの高さ位置を調整でき
るようになっている。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にて架は渡すように連結
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２
５の重量と、センタシャフト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
っている。また、センタシャフト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Ｗｌ用のカバ−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）Ｗ２用の揺動バー４５の基端部は
、ピボットシャフト４７に固定されており、このピボッ
トシャフト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、前記センタシャツ）２１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
なっている。そして、平行リンク機構２５０基端部２６
近辺と、平行リンク機ｔＪＩ２５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
ンクパー５４にて互いに連結され、回転力を伝達できる
ようになっている。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ットシャフト５６へ
接続されている。

従って、回動片２９を水平方向で回動させると、この回
動力が前述のピボットシャフト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→ピボットシャフト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
シャフト２１を中心とした回転モーメントを相殺するよ
うになっている。そして、この第２カウンタウェイトＷ
２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っている。カ
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っており、更にその上面部には縦に
スタンド５８が形成されている。このスタンド５８には
、前記３段階の各傾倒角度に応じたマーク（メモリ）５
９が３ケ所設けられており、スリット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。

そして、以下の点が本発明の最大の特徴である。

即ち、前記センタシャフト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機構６１により、センタシャフト
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ャフト部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はスタンドシャフト部６
３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
ャフト部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６
５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、上記センタシャツ）２１以上の構造〔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）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の実質長さく保持部２２
から回動軸６８までの距離）ｉ！、１と、下側平行リン
ク６５の実質長さく回動軸６８から第３カウンタウエイ
トＷ３までの距離）２２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１
３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、下側平行すンク６５同士を補強のためのも
のである。７２はカバーで、スタンドシャフト部６３及
び下側平行リンク６５を覆うものである。また、７３．
７４は各々ジャバラで、上側平行リンク６４の上下動、
第３カウンタウェイ１−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、７５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
示せぬ電磁クラッチが配されており、各部分のロック・
フリー状態を図示せぬフットスインチ等で任意に選択・
操作できるようになっている。

次にスタンド装置の各動作を説明する。

前後運動（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、スタンドシャフト部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、θ
２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
を一定に保ったまま手術顕微鏡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と釣り合った無負荷状態で容易に上下動する。

左右゛軍動（図中Ｄ　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、スタンドシャフト部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っ
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。

千′尉顕微　の　察　Ｐ壬意調　（第４図参照）手術顕
微鏡３４の焦点ｆが、平行リンク機構２５の側基端部２
６．２６を結ぶ延長線り上、即ち、センタシャフト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
ただままである。従って、平行リンク機構２５に沿った
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３
４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）Ｗｌの位置は、手術顕微鏡３
４に負荷するアクセサリ−（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。

センタシャフト中心の回転運動（図中Ｅ方向）手術顕微
鏡３４を、センタシャフト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。

回動片による水平日動　パ　Ｆ　口） 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の長手方向に沿って位
置しなくなったとき（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ったとき）でも、この回
動片２９の回動に応じて、前記円板４９．５１〜５３、
リンクパー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
ャフト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′荷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）に向いた状態となっている〔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１４は、鉛直線Ｓと、軸３３の鉛直線
との距離ｉ５のちょうど２倍となる。

従って、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１８
０”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）〕。

従って、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９
０’傾倒させる〔第１Ｏ図（イ）〕。このときの焦点ｆ
°と鉛直線Ｓとの距離２６は、鉛直線Ｓと、軸３１の鉛
直線との距離１７のちょうど２倍となる。従って、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、上下２段の多段平行リンク機
構６１を例にしたが、３段以上であっても構わない。ま
た、「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、以下のような効果
を奏することができる。

（ａ）　　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、且つ層下
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
ンタウェイトを設けたので、センタシャフト以上の上部
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
タウェイトが後方へ突出しないので、周りの人や設備に
干渉しεこくく、安全性の面でも好ましい。

また、この発明の実施例によれば、 Φ）光学機器及び平行リンク機構の重量と、センタシャ
フトを中心とした平行リンク機構の回転モーメントを、
振子式〇カウンタウェイトにて相殺するようにしたので
、構造がシンプルで、異音や糺みのない、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
シャ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ェイトが不要となり
、構造が極めてシンプル化される。

（Ｃ）　　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
焦点がズし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
、最適ポジション（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。

（ｄ）　　支持部の回動により生じるセンタシャフト中
心の回転モーメントをカウンタウェ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、センタシャフト中心の重
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。

（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ェ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−・　センタシャフト 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）６１−　多段平
行リンク機構 Ｗｌ　　−第１カウンタウエイト Ｗ２−　第２カウンタウエイト Ｗ３−・　第３カウンタウェイト 第３図 らＯ ＮＩ４図 第５図 第　９　図　（イ） 第９図（ロ）　　第９図（ハ） 第１０図（ロ）　　　　第１０図（ハ）手続補正書（自
発） 昭和６２年　６月２９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量平衡を維持しつつ光学機器を平行リンク機構にて移
   動自在に支持した上部構造と、互いに連動する複数の平
   行リンクを上下に重ね配置した多段平行リンク機構とを
   備え、 前記多段平行リンク機構の最上平行リンクの一端部にて
   前記上部構造を上下動自在に支持し、且つ層下平衡リン
   クの他端部に上部構造の重量を相殺するカウンタウェイ
   トを設けたことを特徴とする医療用光学機器のスタンド
   装置。