医療用保持装置
【課題】周囲の環境に影響されることなく、医療用器具を水平方向に伸長させることができる医療用保持装置を提供すること。
【解決手段】医療用器具8を保持する保持部16を上下方向および水平方向に移動可能なアーム14と、保持部16の移動位置に対応した位置に変位する変位部材と、水平方向に移動不能でかつ上下方向に移動可能に設けられ、鉛直下方への力を形成する荷重装置58,60と、変位部材を受けて該変位部材を水平方向に案内する水平ガイド52aと、を備え、変位部材は、水平ガイド52aにより、荷重装置58,60に対して水平方向に移動可能でかつ荷重装置58,60と共に上下方向に移動可能に連結され、水平ガイド52aにおける、保持部16の移動位置に対応した水平方向の位置に移動し、この移動に応じて水平ガイド52aにガイドされる変位部材の回転モーメントを変更し、保持部16で保持した医療用器具8と前記荷重装置58,60との平衡状態を維持すること。
【解決手段】医療用器具8を保持する保持部16を上下方向および水平方向に移動可能なアーム14と、保持部16の移動位置に対応した位置に変位する変位部材と、水平方向に移動不能でかつ上下方向に移動可能に設けられ、鉛直下方への力を形成する荷重装置58,60と、変位部材を受けて該変位部材を水平方向に案内する水平ガイド52aと、を備え、変位部材は、水平ガイド52aにより、荷重装置58,60に対して水平方向に移動可能でかつ荷重装置58,60と共に上下方向に移動可能に連結され、水平ガイド52aにおける、保持部16の移動位置に対応した水平方向の位置に移動し、この移動に応じて水平ガイド52aにガイドされる変位部材の回転モーメントを変更し、保持部16で保持した医療用器具8と前記荷重装置58,60との平衡状態を維持すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持した医療用器具を任意の位置に維持することが可能な医療用保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば内視鏡や手術用顕微鏡等の医療用器具をアームの一端に保持し、この医療用器具を任意の位置に滑らかに移動し、その移動した位置に保持する医療用器具の保持装置では、支点を挟むアームの他端側にカウンターウエイトは配置し、このカウンターウエイトにより、医療用器具とのバランスを確保するカウンターバランス方式を採用している。
【０００３】
例えば平行四辺形リンクを形成する４つのリンク部材の１つを支柱に回動可能に取付け、この支柱に取り付けたリンク部材の一端側に手術用顕微鏡を保持する支持アームを配置し、支柱を挟む他端側にカウンターウエイトを配置し、支持アームの水平方向および上下方向の動きに連動してカウンターウエイトを水平方向および上下方向に移動し、手術用顕微鏡とカウンターウエイトとの間でバランス調整を行いつつ微細な手術を行うものがある（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
また、腹腔内の述部を観察する内視鏡を微細かつスムーズに移動し、所要の位置に正確に固定するために、同様な平行四辺形リンクを介して内視鏡とカウンターウエイトとのバランス調整を行うものもある（例えば特許文献３および特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−３６４８１号公報
【特許文献２】特開平７−１４３９９５号公報
【特許文献３】特開平７−２２７３９８号公報
【特許文献４】特開２００１−２５８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような治療器具の保持装置は、内視鏡あるいは手術用顕微鏡等の医療用器具の動きに応じてカウンターウエイトも連動する。例えば医療用器具が水平方向に伸ばされると、カウンターウエイトは反対側に突出する状態となる。特に、手術室内には、種々の機器が多数設置され、術者以外にも、助手や看護師等の多くの人が狭い空間内で所要の処置を行うことが必要とされているため、カウンターウエイトが医療用器具と反対側に突出すると、他の機器との接触や、看護師等の作業を阻害する虞がある。更に、カウンターウエイトの移動が制限される場合には、術者の視野を確保することも困難な状況ともなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、周囲の環境に影響されることなく、医療用器具を水平方向に伸長させることができる医療用保持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】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の医療用保持装置は、床、天井、医療用トロリー又はベッドに設置される架台部と、医療用器具を保持する保持部を一端側に有し、一端側と他端側との間の中間部が支柱を介して前記架台部に接続され、前記架台部に対して保持部を上下方向および水平方向に移動可能なアームと、このアームの他端側に設けられ、前記保持部の移動位置に対応した位置に変位する変位部材と、前記架台部に対して、水平方向に移動不能でかつ上下方向に移動可能に設けられ、鉛直下方への力を形成する荷重装置と、前記荷重装置と共に上下方向に移動可能でかつ水平方向に移動不能に前記荷重装置に連結され、前記変位部材を受けて該変位部材を水平方向に案内する水平ガイドと、を備え、更に、
前記変位部材は、前記水平ガイドにより、前記荷重装置に対して水平方向に移動可能でかつ荷重装置と共に上下方向に移動可能に連結され、かつ前記保持部が移動したときに、前記水平ガイドにおける、前記保持部の移動位置に対応した水平方向の位置に移動し、この移動に応じて前記水平ガイドにガイドされる前記変位部材の前記アームに対する回転モーメントを変更し、前記保持部で保持した医療用器具と前記荷重装置との平衡状態を維持することを特徴とする。
【０００９】
前記荷重装置は、カウンターウエイトを有してもよい。
【００１０】
また、前記荷重装置は、一端側が前記支柱で支持され、他端側が鉛直方向力を形成する弾性部材を有してもよい。
【００１１】
前記アームは、前記支柱に回動可能に取付けられた旋回リンクを含む平行四辺形リンク機構を有し、前記変位部材は、この平行四辺形リンク機構に連結され、この平行四辺形リンク機構の変形、および、前記支柱に対する回動に連動して移動するものであってもよい。
【００１２】
前記変位部材は、平行四辺形リンク機構の変形、および、前記支柱に対する回動の双方の動きに連動した一つの部材で形成することもできる。
【００１３】
前記変位部材は、平行四辺形リンク機構の変形に連動する変形連動部材と、前記支柱に対する回動に連動する回動連動部材とを有することもできる。
【００１４】
前記変位部材は、中心軸の回りを回動自在の円筒状部材を有し、前記荷重装置は、この円筒状部材を転動させて変位部材を水平方向に案内する水平ガイドを有するものであってもよい。
【００１５】
前記アームは、保持部を３軸方向に傾動可能な傾動機構を有することが好ましい。
【００１６】
前記医療用器具は、顕微鏡と内視鏡と医療用表示器機と医療用処置具の少なくとも一つを含むものであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の医療用保持装置によると、医療用器具を保持する保持部が架台部に対して上下および左右方向に移動したときに、この保持部の反対側に位置する変位部材を、荷重装置に対して水平方向に移動し、医療用器具を保持した保持部と荷重装置との間のアームを介する平衡状態を維持することにより、周囲の環境に影響されることなく、例えば狭い場所でも、医療用器具を水平方向に自由に伸長させまたは収縮することができ、優れた操作性を有する。
【００１８】
荷重装置がカウンターウエイトを有する場合には、保持部の配置位置に係わらず、アームを介して一定の荷重を保持部に作用させることができ、安定した操作を行うことができる。
【００１９】
また、荷重装置が、弾性部材で形成される場合には、この医療用保持装置の全体が軽量化され、弾性部材とカウンターウエイトとを組合せて形成される場合には、医療用器具の全体を軽量化すると共に医療用器具の滑らかな軽い動きを確保することができる。
【００２０】
アームが平行四辺形リンク機構を有する場合には、変位部材が医療用器具を保持した保持部の動きに正確に追従して平衡状態を維持することができる。
【００２１】
変位部材が、この平行四辺形リンク機構の変形および支柱に対する回動の双方に連動する一つの部材で形成する場合には、全体の部材点数を少なくすると共に、一つの荷重装置で医療用器具の上下方向および左右方向の変位に対して平衡を保持することができ、全体を軽量化することができる。
【００２２】
また、変位部材が、平行四辺形リンク機構の変形に連動する変形連動部材と、前記支柱に対する回動に連動して移動する回動連動部材とを有する場合には、それぞれの部材の動きが単純化され、バランス調整等の各部の調整が容易となる。
【００２３】
変位部材が、中心軸の回りを回動自在の円筒状部材を有し、荷重装置が、この円筒状部材を転動させて変位部材を水平方向に案内する水平ガイドを有する場合には、保持部の動きに滑らかに追従することができる。
【００２４】
アームが、保持部を３軸方向に傾動可能な傾動機構を有する場合には、保持部に保持した医療用器具の配置位置に加え、その姿勢を様々に調整することができる。
【００２５】
医療用器具が、顕微鏡と内視鏡と医療用表示器機と医療用処置具の少なくとも一つである場合には、正確な位置制御を行うことができ、その機能を十分に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の好ましい実施形態による医療用保持装置の全体構造を示す概略図。
【図２】図１の医療用保持装置の変位部材とウエイト連結部との作動を示す説明図。
【図３】図２の変位部材とウエイト連結部とを断面で示す説明図。
【図４】軽量化した他の実施形態による医療用保持装置の概略図。
【図５】図４に示す医療用保持装置のアームの機能を、保持部を水平に移動した状態で示す説明図。
【図６】図４に示す医療用保持装置のアームの機能を、保持部を上下に移動した状態示す説明図。
【図７】ベッドに設置可能とした更に他の実施形態による医療用保持装置の概略図。
【図８】天井に設置可能とした更に他の実施形態による医療用保持装置の概略図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１から図３は、本発明の好ましい実施形態による医療用保持装置１０を示す。本実施形態の医療用保持装置１０は、手術室、検査室、処置室等に配置され、顕微鏡、内視鏡、医療用処置具、医療用表示装置等の医療用器具を保持し、周囲環境に係わらず、その位置を三次元空間内で自由に移動可能とすることにより、その医療用器具の機能を十分に発揮させると共に、医師等の術者に与える疲労感を可能な限り低減したものである。
【００２８】
図1に示すように、本実施形態の医療用保持装置１０は、臨床室の床Ｆに設置した架台部１２でアーム１４の中間部位を回動自在に支え、このアーム１４の一端側の保持部１６に取付けた、例えば内視鏡である医療用器具８を上下方向および水平方向に自由に移動することができる。
【００２９】
架台部１２は、底面側に配置した複数のキャスター１８ａで床Ｆに沿って移動可能なブロック状または板状構造のベース１８と、このベース１８に対して垂直軸線Ｏ１を中心として回動可能に、このベース１８の上面側から上方に延びる支柱２０とを有する。この架台部１２には、キャスター１８ａの回転を阻止し、または、床に対するベース１８の移動を阻止する適宜の制動手段または固定手段を設けることも可能である。
【００３０】
支柱２０は、ベース１８側で、垂直軸線Ｏ１に沿って延びる直立部２０ａと、この直立部２０ａの上端側で、垂直軸線Ｏ１に対して傾斜した傾斜部２０ｂとを有し、この傾斜部２０ｂの先端に、符号Ｏ２で示す水平軸線を中心として、アーム１４を回動自在に支持する支持部材２２が配置されている。この支柱２０は、回転力量調節部１８ｂにより、ベース１８に対して回転する際の力量を調節することができる。
【００３１】
この支柱２０の傾斜部２０ｂの先端側で支えられるアーム１４は、平行四辺形リンク機構を形成するリンク機構部２４を有する。このリンク機構部２４は、水平軸線Ｏ２に対して直交する面内に配置され、互いに平行に配置された上方ロッド２６および下方ロッド２８と、それぞれ平行に配置された連結ロッド３０および旋回ロッド３２とを有し、この旋回ロッド３２が支持部材２２を介して支柱１２に旋回自在に支えられ、縦延長部３２ａがこの支持部材２２を超えて、更にベース１８側に延びる。
【００３２】
このリンク機構２４の上方ロッド２６と旋回ロッド３２とを回動自在に連結する関節部２７の水平軸線Ｏ３、上方ロッド２６と連結ロッド３０とを回動自在に連結する関節部３１の水平軸線Ｏ４、および、下方ロッド２８と連結ロッド３０とを回動自在に連結する関節部２９の水平軸線Ｏ５は、下方ロッド２８と旋回ロッド３２とを回動自在に連結する関節部を兼ねた支持部材２２の水平軸線Ｏ２と平行に、それぞれ図１の紙面に垂直に延びる。
【００３３】
このリンク機構部２４の上方ロッド２６は、旋回ロッド３２との関節部２７を超えて垂直軸線Ｏ１側に一体的に延びる横延長部２６ａを有し、この横延長部２６ａの先端部に配置した回転力量調節部３４を介して、保持部１６が取付けられる。本実施形態の保持部１６は、クランク状に屈曲した腕部３６の先端部に力量調節部３８を介して円筒状の先端保持部材４０が取付けられ、この先端保持部材４０の内孔内に内視鏡等の医療用器具８を固定することができる。先端保持部材４０は、医療用器具８と共に、上方ロッド２６と一体に形成された横延長部２６ａおよび回転力量調節部３４の中心軸線Ｏ７と、回転力量調節部３８の中心軸線Ｏ８とを中心として回動することができ、この回動に要する力量が回転力量調節部３４，３８で調節される。
【００３４】
これらの中心軸線Ｏ７，Ｏ８は、先端保持部材４０の内孔の中心軸線Ｏ９上の共通の一点を通り、これらの３つの中心軸線Ｏ７，Ｏ８，Ｏ９が互いに直交するように配置することが好ましい。また、先端保持部材４０はこの内孔内で医療用器具８を軸線Ｏ９に沿って移動し、軸線Ｏ９を中心として回動し、所要の軸方向位置および回動位置で確実に固定可能であることが好ましい。
【００３５】
このようにアーム１４に、保持部１６の先端保持部材４０を３軸方向に傾動可能な傾動機構が設けられることにより、保持部１６に保持した医療用器具８の配置位置に加え、その姿勢を様々に調整することができる。特に、医療用器具８が、顕微鏡と内視鏡と医療用表示器機と医療用処置具との少なくとも一つである場合には、正確な位置および姿勢制御を行うことができ、その機能を十分に活用することができる。
【００３６】
このように形成されたアーム１４は、保持部１６を垂直軸線Ｏ１に沿う上下方向に移動し、リンク機構２４を支持部材２２の水平軸線Ｏ２を中心として回動すると、リンク機構２４の関節部２９がこれに追従して上下方向に移動する。また、保持部１６を垂直軸線Ｏ１に垂直な方向（中心軸線Ｏ７と平行な方向）に移動し、リンク機構２４を変形すると、縦延長部３２ａの先端部がこれに追従して水平方向に移動する。そして、保持部１６が上下方向および水平方向に移動すると、それぞれの上下方向成分および水平方向成分に応じた距離だけ、関節部２９と縦延長部３２ａの先端部とが移動する。
【００３７】
保持部１６の動きにこのように連動して変位する関節部２９と縦延長部３２ａの先端部とに、変位部材としてそれぞれ回転連結部材４６，４８を設けてある。関節部２９に設けられた回転連結部材４６は、水平軸線Ｏ５を中心として自在に回動する円筒状部材４７を有し、水平軸線Ｏ２を中心としてリンク機構２４が支柱２０に対して回動したときに、連動して移動する回動連動部材を形成する。また、縦延長部３２ａの先端部に設けられた回転連結部材４８は、上述の水平軸線Ｏ２と平行な水平軸線Ｏ６を中心として自在に回動することができる円筒状部材６８（後述する）を有し、リンク機構２４の変形に連動する変形連動部材として形成される。これらの回転連結部材４６，４８は、保持部１６の移動に伴い、上下方向にのみ移動するウエイト連結部５０，５２（後述する）に係合しつつ、リンク機構２４により、保持部１６の移動位置に対応した位置に変位する変位部材として機能する。
【００３８】
これらの回転連結部材４６，４８の変位位置すなわち直前の静止位置からの移動量は、保持部１６の移動距離に対して、支点となる支持部材２２の水平軸線Ｏ２からのそれぞれの距離であるアーム長に比例する。すなわち、先端保持部材４０の上下方向移動量に対する関節部２９したがって回動連結部材４６の移動量は、軸線Ｏ７上における軸線Ｏ３，Ｏ８間の距離に対する軸線Ｏ２，Ｏ５間の距離の比で定まり、水平方向移動に対する縦延長部３２ａの先端部すなわち回動連結部材４８の移動量は、軸線Ｏ２，Ｏ３間の距離に対する軸線Ｏ２，Ｏ６間の距離の比で定まる。
【００３９】
一方、このアーム１４を支える支柱２０の直立部２０ａには、垂直軸線Ｏ１に沿ってレール状のガイド５４，５６を側方に間隔をおいて延設してある。このガイド５４，５６には、それぞれ水平方向に移動不能でかつ上下方向にのみ摺動可能な連結スライド５８ａ，６０ａを介して、カウンターウエイト５８，６０が設けられている。これらのカウンターウエイト５８，６０は、それぞれＬ字状シャフト６２，６４を介して、ウエイト連結部５０，５２に一体的に結合され、これらのウエイト連結部５０，５２と共に荷重装置を形成する。これらのカウンターウエイト５８，６０は水平方向に突出することがなく、また、医療用保持装置１０を小型化するために、支柱２０の傾斜部２０ｂと同じ側に配置することが好ましい。
【００４０】
図２に示すように、ガイド５６は鳩尾状の断面形状を有するレール状に形成され、連結スライド６０ａはこのガイド５６に嵌合する断面鳩尾状の嵌合孔を有し、ガタ付を生じることなく、上下方向に沿ってのみ摺動し、水平方向移動および回動が阻止されている。この連結スライド６０ａは、短い接続軸６０ｂを介してカウンターウエイト６０に一体的に結合されている。なお、カウンターウエイト６０を省略し、この連結スライド６０ａをカウンターウエイトにすることも可能である。
【００４１】
図２および図３に示すように、このカウンターウエイト６０に、Ｌ字状シャフト６４を介して連結されるウエイト連結部５２は、回転連結部材４８と係合する断面円形状の水平ガイド５２ａと、この水平ガイドの両端に一対の腕部を連結されてその中央部がＬ字状シャフト６４の上端部に一体的に結合されるフレーム部５２ｂとを有する。このウエイト連結部５２は、Ｌ字状シャフト６４、カウンターウエイト６０、接続軸６０ｂおよび連結スライド６０ａを介して、水平ガイド５２ａが回転連結部材４８の水平軸線Ｏ６および垂直軸線Ｏ１に対して垂直に保持されている。そして、水平ガイド５２ａとフレーム部５２ｂとで囲まれた略矩形状の開口部５２ｃ内に回転連結部材４８が挿入され、水平ガイド５２ａに係止または係合し、リンク機構２４とカウンターウエイト６０とを連結する。
【００４２】
本実施形態の回転連結部材４８は、旋回ロッド３２の縦延長部３２ａの先端部から、上述の水平軸線Ｏ６と同軸状に突出する突軸６６の先端側外周部に、２つの転がり軸受６８ａ，６８ａを介して、水平軸線Ｏ６を中心として回転自在に装着された円筒状部材６８を有する。この円筒状部材６８が、ウエイト連結部５２の開口部５２ｃ内で水平ガイド５２ａに直接係合する。
【００４３】
この回転連結部材４８は、突軸６６が縦延長部３２ａの長手方向に沿って平行移動し、水平軸線Ｏ２，Ｏ６間の距離を調整できるようにしてある。例えば、突軸６６の水平軸線Ｏ６に対して垂直なネジ孔６７を基部６６ａに形成し、縦延長部３２ａに装着したねじ付シャフト７０等の連結位置調整部材を操作することで、突軸６６を移動するようにしてもよい。この場合には、シャフト７０のヘッド部７０ａに刻み目を形成し、このヘッド部７０ａを介して外部から容易に回転連結部材４８の位置を調整できるようにすることが好ましい。このような連結位置調整機構は、図示以外の方法でも、その機能を満たすことができるものであれば適宜の機構を用いることができる。いずれの場合も、突軸６６は、その水平軸線Ｏ６が、縦延長部３２ａを支柱２０の保持する支持部材２２の水平軸線Ｏ２と平行な状態に保持する。
【００４４】
同様に、リンク機構２４の関節部２９に設けた回転連結部材４６も図示しない転がり軸受を介して水平軸線Ｏ５の回りを回転自在の円筒状部材４７を有し、この円筒状部材４７が水平ガイド５０ａとフレーム部５０ｂで区画されるウエイト連結部５０の開口内に配置され、水平ガイド５０ａと係合される。また、このウエイト連結部５０のフレーム部５０ｂにＬ字状シャフト６２を介して連結されるカウンターウエイト５８、連結スライド５８ａおよびガイド５４も、ウエイト連結部５２にＬ字状シャフト６４を介して連結されるカウンターウエイト６０、連結スライド６０ａおよびガイド５６と同様に形成することができる。
【００４５】
なお、カウンターウエイト５８，６０は、ウエイト連結部５０，５２のフレーム部５０ｂ，５２ｂに一体的に形成することも可能であり、また、ガイド５４，５６は、連結スライド５８ａ，６０ａ、カウンターウエイト５８，６０およびウエイト連結部５０，５２が互いに干渉することなく移動できるものであればよい。
【００４６】
このように形成された医療用保持装置１０は、先端保持部材４０に医療用器具８を取付けた状態では、回転力量調節部３４，３８で設定された力量で保持され、軸線Ｏ７，Ｏ８を中心として自由に回転し、所要位置に保持することができる。この保持部１６の全体は、アーム１４を介して、カウンターウエイト５８，６０でバランスされ、具体的には、中心軸Ｏ２を中心として、図１の時計方向に作用する保持部１６の力と、反時計方向に作用するカウンターウエイト５８，６０の力とがアーム１４のリンク機構２４を介してバランスされる。
【００４７】
例えば図１に示す平衡状態では、旋回ロッド３２および縦延長部３２ａが、垂直軸線Ｏ１と平行な垂直に配置され、回転連結部材４８は水平軸線Ｏ２の垂直方向下方の中立位置に配置される。カウンターウエイト６０の荷重は、回転連結部材４８およびウエイト連結部５２を介して下方に作用し、時計方向または反時計方向のいずれの方向にも力を発生しない。
【００４８】
横延長部２６ａを介して保持部１６を固定した上方ロッド２６と下方ロッド２８とは、床Ｆ面に対して平行に配置され、下方ロッド２８と連結ロッド３０との関節部２９に、回転連結部材４６、ウエイト連結部５０およびＬ字状シャフト６２を介してカウンターウエイト５８の荷重が作用する。このカウンターウエイト５８の重量と、水平軸線Ｏ２，Ｏ５間の水平距離（力学におけるモーメントアーム）との積で形成される反時計方向の回転モーメントが、保持部１６で形成される時計方向の回転モーメントに対してバランスをとっている。
【００４９】
そして、旋回アーム３２および縦延長部３２ａを旋回することなく、保持部１６を上下動すると、リンク機構２４が水平軸線Ｏ２を中心として回動される。水平軸線Ｏ２，Ｏ５間の水平距離すなわちカウンターウエイト５８の荷重が作用する回転連結部材４６が、円筒状部材４７を水平ガイド５０ａに沿って転動させ、水平軸線Ｏ２と保持部１６の医療用器具８の配置される中心軸線Ｏ８との間の水平距離に対応した位置に変位する。水平軸線Ｏ２からの水平距離の比が変化しないため、保持部１６とカウンターウエイト５８とがバランスを保った平衡状態を維持する。
【００５０】
一方、平衡状態にある図１の静止位置から、保持部１６を床Ｆに対して水平方向に移動し、リンク機構２４を変形すると、この保持部１６が固定された横延長部３６ａおよび上方ロッド２６が下方ロッド２８に対して平行移動する。旋回ロッド３２および縦延長部３２ａは、リンク機構２４を支える支持部材２２の水平軸線Ｏ２を中心として旋回する。下方ロッド２８は移動せず、したがって、回転連結部材４６、ウエイト連結部５０、Ｌ字状シャフト６２、カウンターウエイト５８および連結スライド５８ａも移動しない。
【００５１】
縦延長部３２ａの先端部に設けられた回転連結部材４８は、円筒状部材６８を水平ガイド５２ａに対して転動させつつ水平軸線Ｏ２を中心として円弧状に移動し、ウエイト連結部５０と共に変位する。このときの回転連結部材４８の移動量は、保持部１６の移動量に対応し、移動方向は、逆となる。
【００５２】
例えば図１の平衡状態から、保持部１６が右方に平行移動すると、その移動分だけ時計方向の回転モーメントが増大する。このとき、回転連結部材４８は水平軸線Ｏ２の垂直方向下方の中立位置から左方に移動し、水平軸線Ｏ２，Ｏ６間の水平距離とカウンターウエイト６０との積で形成される反時計方向の回転モーメントが、回転連結部材４６に作用するカウンターウエイト５８による反時計方向の回転モーメントに加わる。保持部１６が左方に平行移動した場合は、回転連結部材４８が右方に移動し、時計方向の回転モーメントが発生する。このカウンターウエイト６０による時計方向の回転モーメントは、カウンターウエイト５８の反時計方向の回転モーメントを減じるように作用し、保持部１６の回転モーメントとバランスを保った平衡状態を維持する。
【００５３】
このような平衡状態は、保持部１６を上下方向および左右方向に同時に移動し、リンク機構２４を変形しつつ回動した場合であっても、維持され、更に、支柱２０が垂直軸線Ｏ１を中心として回動した場合でも、カウンターウエイト５８，６０が傾斜部２０ｂの下側に配置された状態で、この支柱２０と共に回動し、維持することができる。いずれの状況下でも、カウンターウエイト５８，６０がアーム１４よりも水平方向外方に突出することはない。
【００５４】
なお、簡略化するために、図１に示すように旋回ロッド３２を垂直に配置した平衡状態を例にとって説明したが、リンク機構２４がどのような状態に回動および変形した状態であっても、同様に、保持部１６の移動に回転連結部材４６，４８およびウエイト連結部５０，５２が滑らかに追従する。そして、カウンターウエイト５８，６０もこれに伴って移動することができることは明らかである。
【００５５】
したがって、上述の医療用保持装置１０によれば、医療用器具８を保持する保持部１６が架台部１２の支柱２０に対して上下および左右方向に移動したときに、この保持部１６の反対側に位置する変位部材である回転連結部材４６，４８を、上下方向にのみ移動する荷重装置としてのカウンターウエイト５８，６０およびウエイト連結部５０，５２に対して水平方向に移動する。医療用器具８を保持した保持部１６とカウンターウエイト５８，６０とが、アーム１４を介して平衡状態を維持され、周囲の環境に影響されることなく、例えば狭い場所でも、医療用器具８を水平方向に自由に伸長させまたは収縮することができ、優れた操作性を有する。
【００５６】
特に、カウンターウエイト５８，６０は、ガイド５４，５６に沿って上下方向にのみ移動し、保持部１６を上下および左右に同時に移動した場合であっても、その配置位置に係わらず、アーム１４を介して一定の荷重を保持部１６に作用させることができ、安定した操作を行うことができる。このアーム１４が平行四辺形リンク機構を形成するリンク機構２４を有することにより、回転連結部材４６，４８は、医療用器具８を保持した保持部１６の動きに正確に追従して平衡状態を維持することができる。
【００５７】
なお、変位部材が、リンク機構２４の変形に連動する変形連動部材としての回転連結部材４８と、水平軸線Ｏ２を中心とした支柱２０に対するリンク機構２４の回動に連動して移動する回動連動部材としての回転連結４６で形成されることにより、回転連結部材４６，４８のそれぞれの動きが単純化され、例えばねじ付シャフト７０によるバランス調整、カウンターウエイト５８，６０の重さ又は形状の調整等の等の各部の調整を容易に行うことができる。
【００５８】
図４から図６は、他の実施形態による医療用保持装置１０を示す。なお、以下に説明する種々の実施形態あるいは変形例は、基本的には上述の実施形態と同様であり、したがって、同様な部位には同様な符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
この実施形態では、荷重装置として１つのカウンターウエイト５８のみが設けられており、上述のカウンターウエイト６０を省略してある。
【００６０】
このアーム１４は、リンク機構の旋回ロッド３２の中間部位が支持部材２２を介して支柱２０に支えられ、水平軸線Ｏ２を中心として回動自在に保持される。また、リンク機構２４は、旋回ロッド３２と下方ロッド２８とが水平軸線Ｏ６を中心として回動自在の関節部３３で連結される。
【００６１】
例えば旋回ロッド３２および連結ロッド３０が、図４に示すように垂直軸線Ｏ１と平行に配置された平衡状態から、図５に実線で示すように、保持部１６を右方に移動し、または、点線で示すように、左方に移動すると、関節部２９に設けた回転連結部材４６がウエイト連結部５０に対して左右に変位し、カウンターウエイト５８と共に、保持部１６による回転モーメントに対してバランスを保った平衡状態を維持する。
【００６２】
同様に、図６に実線で示すように、保持部１６を上方に移動し、または、点線で示すように、下方に移動すると、回転連結部材４６がウエイト連結部５０と共に上下動し、カウンターウエイト５８と共に、保持部１６による回転モーメントに対してバランスを保った平衡状態を維持する。回転連結部材４６が左右および上下に移動する際、円筒状部材４７がウエイト連結部５０の水平ガイド５０ａに対して転動するため、摩擦抵抗を生じることなく、滑らかに変位することができる。
【００６３】
変位部材が、このリンク機構２４の変形および支柱２０に対する回動の双方に連動する一つの回転連結部材４６で形成されることにより、医療用保持装置１０全体の部材点数を少なく、更に、一つのカウンターウエイト５８で形成した荷重装置で、医療用器具８の上下方向および左右方向の変位に対してバランスを保持することができ、全体を軽量化することができる。
【００６４】
図７は、更に他の実施形態による医療用保持装置１０を示す。
【００６５】
この医療用保持装置１０は、更に軽量化したもので、荷重装置をウエイト連結部５０に鉛直方向下方の力を形成する弾性部材７２で形成してある。図示の実施形態では、弾性部材７２は、圧縮コイルバネで形成してあり、圧縮方向の力に抗する反発力で、保持部１６とのバランスを保持するものである。このコイルバネで形成した弾性部材７２は、一端が支柱２０に固定され、他端側がＬ字状シャフト６２に固定され、このＬ字状シャフト６２を介してウエイト連結部５０に下向きの力を作用する。水平方向の力の成分が連結スライド５８ａで支えられる。
【００６６】
この弾性部材７２は、図示のように垂直軸線Ｏ１対して傾斜配置することに代え、垂直軸線Ｏ１と平行に配置してもよく、この場合には、連結スライド５８ａに作用する抵抗を小さくすることができる。
【００６７】
このように、荷重装置を弾性部材７２で形成することにより、医療用保持装置１０が極めて軽量化される。本実施形態の医療用保持装置１０は、ベース１８に連結部材１９ａとこの連結部材１９ａをロックする固定ノブ１９ｂとを設けてある。これにより、患者Ｐを収容したベッドＢのサイドレールＲに連結部材１９ａを取付け、固定ノブ１９ｂを介してこの連結部材１９ａをサイドレールＲに固定することができる。特に、弾性部材７２は、支柱２０がベッドＢに対して傾斜した場合でも、確実に垂直軸線Ｏ１に沿う力を発生し、保持部１６を滑らかに移動させることができる。
【００６８】
なお、このような弾性部材７２のみで荷重装置を形成することも可能であるが、上述の実施形態におけるカウンターウエイトと共に用いることも可能である。この場合にも、カウンターウエイト自体の重量を軽減することが可能である。
【００６９】
図８は、更に他の実施形態による医療用保持装置１０を示す。
【００７０】
この医療用保持装置１０は、ベース１８を臨床室の天井Ｃに固定され、このベース１８から垂下した支柱２０の先端部に、支持部材２２を介してアーム１４が回動自在に支えられる。アーム１４の保持部１６には、医療用器具８として手術用顕微鏡が取り付けられている。この保持部１６により形成される支持部材２２を中心とする時計方向の回転モーメントは、弾性部材７２によりウエイト連結部７４および回転連結部材４６を介して形成される反時計方向の回転モーメントでバランスされる。
【００７１】
これにより、上述の実施形態と同様に、周囲の環境に影響されることなく、狭い場所であっても、顕微鏡等の医療用器具８を水平方向に自由に伸長させまたは収縮することができ、滑らかでかつ動きの軽い優れた操作性を有する。
【００７２】
本実施形態のウエイト連結部７４は、回転連結部７４を上方に位置するベース１８側から下方に付勢するため、上述の実施形態におけるフレーム部５０ｂ，５２ｂは必要なく、水平ガイドのみで形成することができ、更に軽量化を図ることができる。
【００７３】
なお、上述の実施形態における各部材は、適宜に組合せることも可能であり、いずれかの単独の形態に限定されるものではない。
【００７４】
例えば、荷重装置を形成する弾性部材７２として、図７の実施形態ではコイルバネを用い、図８の実施形態ではガススプリングを用いているが、これに限らず、空気等のガス圧または油等の液圧を圧力発生媒体として用いた適宜の流体圧式のものを用いることも可能である。これらの弾性部材７２を複数個組み合わせることも可能であり、更に、弾性部材７２とカウンターウエイトと組み合わせて荷重装置を形成することも可能である。また、カウンターウエイトを設ける場合は、このカウンターウエイトの一部または全部を、カウンター連結部５０，５２のフレーム部５０ｂ，５２ｂに一体化することも可能である。
【符号の説明】
【００７５】
８…医療用器具、１０…医療用保持装置、１２…架台部、１４…アーム、１６…保持部、４６，４８…回転連結部材（変位部材）、５０，５２…ウエイト連結部、５２ａ…水平ガイド、５８，６０…カウンターウエイト（荷重装置）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持した医療用器具を任意の位置に維持することが可能な医療用保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば内視鏡や手術用顕微鏡等の医療用器具をアームの一端に保持し、この医療用器具を任意の位置に滑らかに移動し、その移動した位置に保持する医療用器具の保持装置では、支点を挟むアームの他端側にカウンターウエイトは配置し、このカウンターウエイトにより、医療用器具とのバランスを確保するカウンターバランス方式を採用している。
【０００３】
例えば平行四辺形リンクを形成する４つのリンク部材の１つを支柱に回動可能に取付け、この支柱に取り付けたリンク部材の一端側に手術用顕微鏡を保持する支持アームを配置し、支柱を挟む他端側にカウンターウエイトを配置し、支持アームの水平方向および上下方向の動きに連動してカウンターウエイトを水平方向および上下方向に移動し、手術用顕微鏡とカウンターウエイトとの間でバランス調整を行いつつ微細な手術を行うものがある（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
また、腹腔内の述部を観察する内視鏡を微細かつスムーズに移動し、所要の位置に正確に固定するために、同様な平行四辺形リンクを介して内視鏡とカウンターウエイトとのバランス調整を行うものもある（例えば特許文献３および特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−３６４８１号公報
【特許文献２】特開平７−１４３９９５号公報
【特許文献３】特開平７−２２７３９８号公報
【特許文献４】特開２００１−２５８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような治療器具の保持装置は、内視鏡あるいは手術用顕微鏡等の医療用器具の動きに応じてカウンターウエイトも連動する。例えば医療用器具が水平方向に伸ばされると、カウンターウエイトは反対側に突出する状態となる。特に、手術室内には、種々の機器が多数設置され、術者以外にも、助手や看護師等の多くの人が狭い空間内で所要の処置を行うことが必要とされているため、カウンターウエイトが医療用器具と反対側に突出すると、他の機器との接触や、看護師等の作業を阻害する虞がある。更に、カウンターウエイトの移動が制限される場合には、術者の視野を確保することも困難な状況ともなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、周囲の環境に影響されることなく、医療用器具を水平方向に伸長させることができる医療用保持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】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の医療用保持装置は、床、天井、医療用トロリー又はベッドに設置される架台部と、医療用器具を保持する保持部を一端側に有し、一端側と他端側との間の中間部が支柱を介して前記架台部に接続され、前記架台部に対して保持部を上下方向および水平方向に移動可能なアームと、このアームの他端側に設けられ、前記保持部の移動位置に対応した位置に変位する変位部材と、前記架台部に対して、水平方向に移動不能でかつ上下方向に移動可能に設けられ、鉛直下方への力を形成する荷重装置と、前記荷重装置と共に上下方向に移動可能でかつ水平方向に移動不能に前記荷重装置に連結され、前記変位部材を受けて該変位部材を水平方向に案内する水平ガイドと、を備え、更に、
前記変位部材は、前記水平ガイドにより、前記荷重装置に対して水平方向に移動可能でかつ荷重装置と共に上下方向に移動可能に連結され、かつ前記保持部が移動したときに、前記水平ガイドにおける、前記保持部の移動位置に対応した水平方向の位置に移動し、この移動に応じて前記水平ガイドにガイドされる前記変位部材の前記アームに対する回転モーメントを変更し、前記保持部で保持した医療用器具と前記荷重装置との平衡状態を維持することを特徴とする。
【０００９】
前記荷重装置は、カウンターウエイトを有してもよい。
【００１０】
また、前記荷重装置は、一端側が前記支柱で支持され、他端側が鉛直方向力を形成する弾性部材を有してもよい。
【００１１】
前記アームは、前記支柱に回動可能に取付けられた旋回リンクを含む平行四辺形リンク機構を有し、前記変位部材は、この平行四辺形リンク機構に連結され、この平行四辺形リンク機構の変形、および、前記支柱に対する回動に連動して移動するものであってもよい。
【００１２】
前記変位部材は、平行四辺形リンク機構の変形、および、前記支柱に対する回動の双方の動きに連動した一つの部材で形成することもできる。
【００１３】
前記変位部材は、平行四辺形リンク機構の変形に連動する変形連動部材と、前記支柱に対する回動に連動する回動連動部材とを有することもできる。
【００１４】
前記変位部材は、中心軸の回りを回動自在の円筒状部材を有し、前記荷重装置は、この円筒状部材を転動させて変位部材を水平方向に案内する水平ガイドを有するものであってもよい。
【００１５】
前記アームは、保持部を３軸方向に傾動可能な傾動機構を有することが好ましい。
【００１６】
前記医療用器具は、顕微鏡と内視鏡と医療用表示器機と医療用処置具の少なくとも一つを含むものであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の医療用保持装置によると、医療用器具を保持する保持部が架台部に対して上下および左右方向に移動したときに、この保持部の反対側に位置する変位部材を、荷重装置に対して水平方向に移動し、医療用器具を保持した保持部と荷重装置との間のアームを介する平衡状態を維持することにより、周囲の環境に影響されることなく、例えば狭い場所でも、医療用器具を水平方向に自由に伸長させまたは収縮することができ、優れた操作性を有する。
【００１８】
荷重装置がカウンターウエイトを有する場合には、保持部の配置位置に係わらず、アームを介して一定の荷重を保持部に作用させることができ、安定した操作を行うことができる。
【００１９】
また、荷重装置が、弾性部材で形成される場合には、この医療用保持装置の全体が軽量化され、弾性部材とカウンターウエイトとを組合せて形成される場合には、医療用器具の全体を軽量化すると共に医療用器具の滑らかな軽い動きを確保することができる。
【００２０】
アームが平行四辺形リンク機構を有する場合には、変位部材が医療用器具を保持した保持部の動きに正確に追従して平衡状態を維持することができる。
【００２１】
変位部材が、この平行四辺形リンク機構の変形および支柱に対する回動の双方に連動する一つの部材で形成する場合には、全体の部材点数を少なくすると共に、一つの荷重装置で医療用器具の上下方向および左右方向の変位に対して平衡を保持することができ、全体を軽量化することができる。
【００２２】
また、変位部材が、平行四辺形リンク機構の変形に連動する変形連動部材と、前記支柱に対する回動に連動して移動する回動連動部材とを有する場合には、それぞれの部材の動きが単純化され、バランス調整等の各部の調整が容易となる。
【００２３】
変位部材が、中心軸の回りを回動自在の円筒状部材を有し、荷重装置が、この円筒状部材を転動させて変位部材を水平方向に案内する水平ガイドを有する場合には、保持部の動きに滑らかに追従することができる。
【００２４】
アームが、保持部を３軸方向に傾動可能な傾動機構を有する場合には、保持部に保持した医療用器具の配置位置に加え、その姿勢を様々に調整することができる。
【００２５】
医療用器具が、顕微鏡と内視鏡と医療用表示器機と医療用処置具の少なくとも一つである場合には、正確な位置制御を行うことができ、その機能を十分に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の好ましい実施形態による医療用保持装置の全体構造を示す概略図。
【図２】図１の医療用保持装置の変位部材とウエイト連結部との作動を示す説明図。
【図３】図２の変位部材とウエイト連結部とを断面で示す説明図。
【図４】軽量化した他の実施形態による医療用保持装置の概略図。
【図５】図４に示す医療用保持装置のアームの機能を、保持部を水平に移動した状態で示す説明図。
【図６】図４に示す医療用保持装置のアームの機能を、保持部を上下に移動した状態示す説明図。
【図７】ベッドに設置可能とした更に他の実施形態による医療用保持装置の概略図。
【図８】天井に設置可能とした更に他の実施形態による医療用保持装置の概略図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１から図３は、本発明の好ましい実施形態による医療用保持装置１０を示す。本実施形態の医療用保持装置１０は、手術室、検査室、処置室等に配置され、顕微鏡、内視鏡、医療用処置具、医療用表示装置等の医療用器具を保持し、周囲環境に係わらず、その位置を三次元空間内で自由に移動可能とすることにより、その医療用器具の機能を十分に発揮させると共に、医師等の術者に与える疲労感を可能な限り低減したものである。
【００２８】
図1に示すように、本実施形態の医療用保持装置１０は、臨床室の床Ｆに設置した架台部１２でアーム１４の中間部位を回動自在に支え、このアーム１４の一端側の保持部１６に取付けた、例えば内視鏡である医療用器具８を上下方向および水平方向に自由に移動することができる。
【００２９】
架台部１２は、底面側に配置した複数のキャスター１８ａで床Ｆに沿って移動可能なブロック状または板状構造のベース１８と、このベース１８に対して垂直軸線Ｏ１を中心として回動可能に、このベース１８の上面側から上方に延びる支柱２０とを有する。この架台部１２には、キャスター１８ａの回転を阻止し、または、床に対するベース１８の移動を阻止する適宜の制動手段または固定手段を設けることも可能である。
【００３０】
支柱２０は、ベース１８側で、垂直軸線Ｏ１に沿って延びる直立部２０ａと、この直立部２０ａの上端側で、垂直軸線Ｏ１に対して傾斜した傾斜部２０ｂとを有し、この傾斜部２０ｂの先端に、符号Ｏ２で示す水平軸線を中心として、アーム１４を回動自在に支持する支持部材２２が配置されている。この支柱２０は、回転力量調節部１８ｂにより、ベース１８に対して回転する際の力量を調節することができる。
【００３１】
この支柱２０の傾斜部２０ｂの先端側で支えられるアーム１４は、平行四辺形リンク機構を形成するリンク機構部２４を有する。このリンク機構部２４は、水平軸線Ｏ２に対して直交する面内に配置され、互いに平行に配置された上方ロッド２６および下方ロッド２８と、それぞれ平行に配置された連結ロッド３０および旋回ロッド３２とを有し、この旋回ロッド３２が支持部材２２を介して支柱１２に旋回自在に支えられ、縦延長部３２ａがこの支持部材２２を超えて、更にベース１８側に延びる。
【００３２】
このリンク機構２４の上方ロッド２６と旋回ロッド３２とを回動自在に連結する関節部２７の水平軸線Ｏ３、上方ロッド２６と連結ロッド３０とを回動自在に連結する関節部３１の水平軸線Ｏ４、および、下方ロッド２８と連結ロッド３０とを回動自在に連結する関節部２９の水平軸線Ｏ５は、下方ロッド２８と旋回ロッド３２とを回動自在に連結する関節部を兼ねた支持部材２２の水平軸線Ｏ２と平行に、それぞれ図１の紙面に垂直に延びる。
【００３３】
このリンク機構部２４の上方ロッド２６は、旋回ロッド３２との関節部２７を超えて垂直軸線Ｏ１側に一体的に延びる横延長部２６ａを有し、この横延長部２６ａの先端部に配置した回転力量調節部３４を介して、保持部１６が取付けられる。本実施形態の保持部１６は、クランク状に屈曲した腕部３６の先端部に力量調節部３８を介して円筒状の先端保持部材４０が取付けられ、この先端保持部材４０の内孔内に内視鏡等の医療用器具８を固定することができる。先端保持部材４０は、医療用器具８と共に、上方ロッド２６と一体に形成された横延長部２６ａおよび回転力量調節部３４の中心軸線Ｏ７と、回転力量調節部３８の中心軸線Ｏ８とを中心として回動することができ、この回動に要する力量が回転力量調節部３４，３８で調節される。
【００３４】
これらの中心軸線Ｏ７，Ｏ８は、先端保持部材４０の内孔の中心軸線Ｏ９上の共通の一点を通り、これらの３つの中心軸線Ｏ７，Ｏ８，Ｏ９が互いに直交するように配置することが好ましい。また、先端保持部材４０はこの内孔内で医療用器具８を軸線Ｏ９に沿って移動し、軸線Ｏ９を中心として回動し、所要の軸方向位置および回動位置で確実に固定可能であることが好ましい。
【００３５】
このようにアーム１４に、保持部１６の先端保持部材４０を３軸方向に傾動可能な傾動機構が設けられることにより、保持部１６に保持した医療用器具８の配置位置に加え、その姿勢を様々に調整することができる。特に、医療用器具８が、顕微鏡と内視鏡と医療用表示器機と医療用処置具との少なくとも一つである場合には、正確な位置および姿勢制御を行うことができ、その機能を十分に活用することができる。
【００３６】
このように形成されたアーム１４は、保持部１６を垂直軸線Ｏ１に沿う上下方向に移動し、リンク機構２４を支持部材２２の水平軸線Ｏ２を中心として回動すると、リンク機構２４の関節部２９がこれに追従して上下方向に移動する。また、保持部１６を垂直軸線Ｏ１に垂直な方向（中心軸線Ｏ７と平行な方向）に移動し、リンク機構２４を変形すると、縦延長部３２ａの先端部がこれに追従して水平方向に移動する。そして、保持部１６が上下方向および水平方向に移動すると、それぞれの上下方向成分および水平方向成分に応じた距離だけ、関節部２９と縦延長部３２ａの先端部とが移動する。
【００３７】
保持部１６の動きにこのように連動して変位する関節部２９と縦延長部３２ａの先端部とに、変位部材としてそれぞれ回転連結部材４６，４８を設けてある。関節部２９に設けられた回転連結部材４６は、水平軸線Ｏ５を中心として自在に回動する円筒状部材４７を有し、水平軸線Ｏ２を中心としてリンク機構２４が支柱２０に対して回動したときに、連動して移動する回動連動部材を形成する。また、縦延長部３２ａの先端部に設けられた回転連結部材４８は、上述の水平軸線Ｏ２と平行な水平軸線Ｏ６を中心として自在に回動することができる円筒状部材６８（後述する）を有し、リンク機構２４の変形に連動する変形連動部材として形成される。これらの回転連結部材４６，４８は、保持部１６の移動に伴い、上下方向にのみ移動するウエイト連結部５０，５２（後述する）に係合しつつ、リンク機構２４により、保持部１６の移動位置に対応した位置に変位する変位部材として機能する。
【００３８】
これらの回転連結部材４６，４８の変位位置すなわち直前の静止位置からの移動量は、保持部１６の移動距離に対して、支点となる支持部材２２の水平軸線Ｏ２からのそれぞれの距離であるアーム長に比例する。すなわち、先端保持部材４０の上下方向移動量に対する関節部２９したがって回動連結部材４６の移動量は、軸線Ｏ７上における軸線Ｏ３，Ｏ８間の距離に対する軸線Ｏ２，Ｏ５間の距離の比で定まり、水平方向移動に対する縦延長部３２ａの先端部すなわち回動連結部材４８の移動量は、軸線Ｏ２，Ｏ３間の距離に対する軸線Ｏ２，Ｏ６間の距離の比で定まる。
【００３９】
一方、このアーム１４を支える支柱２０の直立部２０ａには、垂直軸線Ｏ１に沿ってレール状のガイド５４，５６を側方に間隔をおいて延設してある。このガイド５４，５６には、それぞれ水平方向に移動不能でかつ上下方向にのみ摺動可能な連結スライド５８ａ，６０ａを介して、カウンターウエイト５８，６０が設けられている。これらのカウンターウエイト５８，６０は、それぞれＬ字状シャフト６２，６４を介して、ウエイト連結部５０，５２に一体的に結合され、これらのウエイト連結部５０，５２と共に荷重装置を形成する。これらのカウンターウエイト５８，６０は水平方向に突出することがなく、また、医療用保持装置１０を小型化するために、支柱２０の傾斜部２０ｂと同じ側に配置することが好ましい。
【００４０】
図２に示すように、ガイド５６は鳩尾状の断面形状を有するレール状に形成され、連結スライド６０ａはこのガイド５６に嵌合する断面鳩尾状の嵌合孔を有し、ガタ付を生じることなく、上下方向に沿ってのみ摺動し、水平方向移動および回動が阻止されている。この連結スライド６０ａは、短い接続軸６０ｂを介してカウンターウエイト６０に一体的に結合されている。なお、カウンターウエイト６０を省略し、この連結スライド６０ａをカウンターウエイトにすることも可能である。
【００４１】
図２および図３に示すように、このカウンターウエイト６０に、Ｌ字状シャフト６４を介して連結されるウエイト連結部５２は、回転連結部材４８と係合する断面円形状の水平ガイド５２ａと、この水平ガイドの両端に一対の腕部を連結されてその中央部がＬ字状シャフト６４の上端部に一体的に結合されるフレーム部５２ｂとを有する。このウエイト連結部５２は、Ｌ字状シャフト６４、カウンターウエイト６０、接続軸６０ｂおよび連結スライド６０ａを介して、水平ガイド５２ａが回転連結部材４８の水平軸線Ｏ６および垂直軸線Ｏ１に対して垂直に保持されている。そして、水平ガイド５２ａとフレーム部５２ｂとで囲まれた略矩形状の開口部５２ｃ内に回転連結部材４８が挿入され、水平ガイド５２ａに係止または係合し、リンク機構２４とカウンターウエイト６０とを連結する。
【００４２】
本実施形態の回転連結部材４８は、旋回ロッド３２の縦延長部３２ａの先端部から、上述の水平軸線Ｏ６と同軸状に突出する突軸６６の先端側外周部に、２つの転がり軸受６８ａ，６８ａを介して、水平軸線Ｏ６を中心として回転自在に装着された円筒状部材６８を有する。この円筒状部材６８が、ウエイト連結部５２の開口部５２ｃ内で水平ガイド５２ａに直接係合する。
【００４３】
この回転連結部材４８は、突軸６６が縦延長部３２ａの長手方向に沿って平行移動し、水平軸線Ｏ２，Ｏ６間の距離を調整できるようにしてある。例えば、突軸６６の水平軸線Ｏ６に対して垂直なネジ孔６７を基部６６ａに形成し、縦延長部３２ａに装着したねじ付シャフト７０等の連結位置調整部材を操作することで、突軸６６を移動するようにしてもよい。この場合には、シャフト７０のヘッド部７０ａに刻み目を形成し、このヘッド部７０ａを介して外部から容易に回転連結部材４８の位置を調整できるようにすることが好ましい。このような連結位置調整機構は、図示以外の方法でも、その機能を満たすことができるものであれば適宜の機構を用いることができる。いずれの場合も、突軸６６は、その水平軸線Ｏ６が、縦延長部３２ａを支柱２０の保持する支持部材２２の水平軸線Ｏ２と平行な状態に保持する。
【００４４】
同様に、リンク機構２４の関節部２９に設けた回転連結部材４６も図示しない転がり軸受を介して水平軸線Ｏ５の回りを回転自在の円筒状部材４７を有し、この円筒状部材４７が水平ガイド５０ａとフレーム部５０ｂで区画されるウエイト連結部５０の開口内に配置され、水平ガイド５０ａと係合される。また、このウエイト連結部５０のフレーム部５０ｂにＬ字状シャフト６２を介して連結されるカウンターウエイト５８、連結スライド５８ａおよびガイド５４も、ウエイト連結部５２にＬ字状シャフト６４を介して連結されるカウンターウエイト６０、連結スライド６０ａおよびガイド５６と同様に形成することができる。
【００４５】
なお、カウンターウエイト５８，６０は、ウエイト連結部５０，５２のフレーム部５０ｂ，５２ｂに一体的に形成することも可能であり、また、ガイド５４，５６は、連結スライド５８ａ，６０ａ、カウンターウエイト５８，６０およびウエイト連結部５０，５２が互いに干渉することなく移動できるものであればよい。
【００４６】
このように形成された医療用保持装置１０は、先端保持部材４０に医療用器具８を取付けた状態では、回転力量調節部３４，３８で設定された力量で保持され、軸線Ｏ７，Ｏ８を中心として自由に回転し、所要位置に保持することができる。この保持部１６の全体は、アーム１４を介して、カウンターウエイト５８，６０でバランスされ、具体的には、中心軸Ｏ２を中心として、図１の時計方向に作用する保持部１６の力と、反時計方向に作用するカウンターウエイト５８，６０の力とがアーム１４のリンク機構２４を介してバランスされる。
【００４７】
例えば図１に示す平衡状態では、旋回ロッド３２および縦延長部３２ａが、垂直軸線Ｏ１と平行な垂直に配置され、回転連結部材４８は水平軸線Ｏ２の垂直方向下方の中立位置に配置される。カウンターウエイト６０の荷重は、回転連結部材４８およびウエイト連結部５２を介して下方に作用し、時計方向または反時計方向のいずれの方向にも力を発生しない。
【００４８】
横延長部２６ａを介して保持部１６を固定した上方ロッド２６と下方ロッド２８とは、床Ｆ面に対して平行に配置され、下方ロッド２８と連結ロッド３０との関節部２９に、回転連結部材４６、ウエイト連結部５０およびＬ字状シャフト６２を介してカウンターウエイト５８の荷重が作用する。このカウンターウエイト５８の重量と、水平軸線Ｏ２，Ｏ５間の水平距離（力学におけるモーメントアーム）との積で形成される反時計方向の回転モーメントが、保持部１６で形成される時計方向の回転モーメントに対してバランスをとっている。
【００４９】
そして、旋回アーム３２および縦延長部３２ａを旋回することなく、保持部１６を上下動すると、リンク機構２４が水平軸線Ｏ２を中心として回動される。水平軸線Ｏ２，Ｏ５間の水平距離すなわちカウンターウエイト５８の荷重が作用する回転連結部材４６が、円筒状部材４７を水平ガイド５０ａに沿って転動させ、水平軸線Ｏ２と保持部１６の医療用器具８の配置される中心軸線Ｏ８との間の水平距離に対応した位置に変位する。水平軸線Ｏ２からの水平距離の比が変化しないため、保持部１６とカウンターウエイト５８とがバランスを保った平衡状態を維持する。
【００５０】
一方、平衡状態にある図１の静止位置から、保持部１６を床Ｆに対して水平方向に移動し、リンク機構２４を変形すると、この保持部１６が固定された横延長部３６ａおよび上方ロッド２６が下方ロッド２８に対して平行移動する。旋回ロッド３２および縦延長部３２ａは、リンク機構２４を支える支持部材２２の水平軸線Ｏ２を中心として旋回する。下方ロッド２８は移動せず、したがって、回転連結部材４６、ウエイト連結部５０、Ｌ字状シャフト６２、カウンターウエイト５８および連結スライド５８ａも移動しない。
【００５１】
縦延長部３２ａの先端部に設けられた回転連結部材４８は、円筒状部材６８を水平ガイド５２ａに対して転動させつつ水平軸線Ｏ２を中心として円弧状に移動し、ウエイト連結部５０と共に変位する。このときの回転連結部材４８の移動量は、保持部１６の移動量に対応し、移動方向は、逆となる。
【００５２】
例えば図１の平衡状態から、保持部１６が右方に平行移動すると、その移動分だけ時計方向の回転モーメントが増大する。このとき、回転連結部材４８は水平軸線Ｏ２の垂直方向下方の中立位置から左方に移動し、水平軸線Ｏ２，Ｏ６間の水平距離とカウンターウエイト６０との積で形成される反時計方向の回転モーメントが、回転連結部材４６に作用するカウンターウエイト５８による反時計方向の回転モーメントに加わる。保持部１６が左方に平行移動した場合は、回転連結部材４８が右方に移動し、時計方向の回転モーメントが発生する。このカウンターウエイト６０による時計方向の回転モーメントは、カウンターウエイト５８の反時計方向の回転モーメントを減じるように作用し、保持部１６の回転モーメントとバランスを保った平衡状態を維持する。
【００５３】
このような平衡状態は、保持部１６を上下方向および左右方向に同時に移動し、リンク機構２４を変形しつつ回動した場合であっても、維持され、更に、支柱２０が垂直軸線Ｏ１を中心として回動した場合でも、カウンターウエイト５８，６０が傾斜部２０ｂの下側に配置された状態で、この支柱２０と共に回動し、維持することができる。いずれの状況下でも、カウンターウエイト５８，６０がアーム１４よりも水平方向外方に突出することはない。
【００５４】
なお、簡略化するために、図１に示すように旋回ロッド３２を垂直に配置した平衡状態を例にとって説明したが、リンク機構２４がどのような状態に回動および変形した状態であっても、同様に、保持部１６の移動に回転連結部材４６，４８およびウエイト連結部５０，５２が滑らかに追従する。そして、カウンターウエイト５８，６０もこれに伴って移動することができることは明らかである。
【００５５】
したがって、上述の医療用保持装置１０によれば、医療用器具８を保持する保持部１６が架台部１２の支柱２０に対して上下および左右方向に移動したときに、この保持部１６の反対側に位置する変位部材である回転連結部材４６，４８を、上下方向にのみ移動する荷重装置としてのカウンターウエイト５８，６０およびウエイト連結部５０，５２に対して水平方向に移動する。医療用器具８を保持した保持部１６とカウンターウエイト５８，６０とが、アーム１４を介して平衡状態を維持され、周囲の環境に影響されることなく、例えば狭い場所でも、医療用器具８を水平方向に自由に伸長させまたは収縮することができ、優れた操作性を有する。
【００５６】
特に、カウンターウエイト５８，６０は、ガイド５４，５６に沿って上下方向にのみ移動し、保持部１６を上下および左右に同時に移動した場合であっても、その配置位置に係わらず、アーム１４を介して一定の荷重を保持部１６に作用させることができ、安定した操作を行うことができる。このアーム１４が平行四辺形リンク機構を形成するリンク機構２４を有することにより、回転連結部材４６，４８は、医療用器具８を保持した保持部１６の動きに正確に追従して平衡状態を維持することができる。
【００５７】
なお、変位部材が、リンク機構２４の変形に連動する変形連動部材としての回転連結部材４８と、水平軸線Ｏ２を中心とした支柱２０に対するリンク機構２４の回動に連動して移動する回動連動部材としての回転連結４６で形成されることにより、回転連結部材４６，４８のそれぞれの動きが単純化され、例えばねじ付シャフト７０によるバランス調整、カウンターウエイト５８，６０の重さ又は形状の調整等の等の各部の調整を容易に行うことができる。
【００５８】
図４から図６は、他の実施形態による医療用保持装置１０を示す。なお、以下に説明する種々の実施形態あるいは変形例は、基本的には上述の実施形態と同様であり、したがって、同様な部位には同様な符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
この実施形態では、荷重装置として１つのカウンターウエイト５８のみが設けられており、上述のカウンターウエイト６０を省略してある。
【００６０】
このアーム１４は、リンク機構の旋回ロッド３２の中間部位が支持部材２２を介して支柱２０に支えられ、水平軸線Ｏ２を中心として回動自在に保持される。また、リンク機構２４は、旋回ロッド３２と下方ロッド２８とが水平軸線Ｏ６を中心として回動自在の関節部３３で連結される。
【００６１】
例えば旋回ロッド３２および連結ロッド３０が、図４に示すように垂直軸線Ｏ１と平行に配置された平衡状態から、図５に実線で示すように、保持部１６を右方に移動し、または、点線で示すように、左方に移動すると、関節部２９に設けた回転連結部材４６がウエイト連結部５０に対して左右に変位し、カウンターウエイト５８と共に、保持部１６による回転モーメントに対してバランスを保った平衡状態を維持する。
【００６２】
同様に、図６に実線で示すように、保持部１６を上方に移動し、または、点線で示すように、下方に移動すると、回転連結部材４６がウエイト連結部５０と共に上下動し、カウンターウエイト５８と共に、保持部１６による回転モーメントに対してバランスを保った平衡状態を維持する。回転連結部材４６が左右および上下に移動する際、円筒状部材４７がウエイト連結部５０の水平ガイド５０ａに対して転動するため、摩擦抵抗を生じることなく、滑らかに変位することができる。
【００６３】
変位部材が、このリンク機構２４の変形および支柱２０に対する回動の双方に連動する一つの回転連結部材４６で形成されることにより、医療用保持装置１０全体の部材点数を少なく、更に、一つのカウンターウエイト５８で形成した荷重装置で、医療用器具８の上下方向および左右方向の変位に対してバランスを保持することができ、全体を軽量化することができる。
【００６４】
図７は、更に他の実施形態による医療用保持装置１０を示す。
【００６５】
この医療用保持装置１０は、更に軽量化したもので、荷重装置をウエイト連結部５０に鉛直方向下方の力を形成する弾性部材７２で形成してある。図示の実施形態では、弾性部材７２は、圧縮コイルバネで形成してあり、圧縮方向の力に抗する反発力で、保持部１６とのバランスを保持するものである。このコイルバネで形成した弾性部材７２は、一端が支柱２０に固定され、他端側がＬ字状シャフト６２に固定され、このＬ字状シャフト６２を介してウエイト連結部５０に下向きの力を作用する。水平方向の力の成分が連結スライド５８ａで支えられる。
【００６６】
この弾性部材７２は、図示のように垂直軸線Ｏ１対して傾斜配置することに代え、垂直軸線Ｏ１と平行に配置してもよく、この場合には、連結スライド５８ａに作用する抵抗を小さくすることができる。
【００６７】
このように、荷重装置を弾性部材７２で形成することにより、医療用保持装置１０が極めて軽量化される。本実施形態の医療用保持装置１０は、ベース１８に連結部材１９ａとこの連結部材１９ａをロックする固定ノブ１９ｂとを設けてある。これにより、患者Ｐを収容したベッドＢのサイドレールＲに連結部材１９ａを取付け、固定ノブ１９ｂを介してこの連結部材１９ａをサイドレールＲに固定することができる。特に、弾性部材７２は、支柱２０がベッドＢに対して傾斜した場合でも、確実に垂直軸線Ｏ１に沿う力を発生し、保持部１６を滑らかに移動させることができる。
【００６８】
なお、このような弾性部材７２のみで荷重装置を形成することも可能であるが、上述の実施形態におけるカウンターウエイトと共に用いることも可能である。この場合にも、カウンターウエイト自体の重量を軽減することが可能である。
【００６９】
図８は、更に他の実施形態による医療用保持装置１０を示す。
【００７０】
この医療用保持装置１０は、ベース１８を臨床室の天井Ｃに固定され、このベース１８から垂下した支柱２０の先端部に、支持部材２２を介してアーム１４が回動自在に支えられる。アーム１４の保持部１６には、医療用器具８として手術用顕微鏡が取り付けられている。この保持部１６により形成される支持部材２２を中心とする時計方向の回転モーメントは、弾性部材７２によりウエイト連結部７４および回転連結部材４６を介して形成される反時計方向の回転モーメントでバランスされる。
【００７１】
これにより、上述の実施形態と同様に、周囲の環境に影響されることなく、狭い場所であっても、顕微鏡等の医療用器具８を水平方向に自由に伸長させまたは収縮することができ、滑らかでかつ動きの軽い優れた操作性を有する。
【００７２】
本実施形態のウエイト連結部７４は、回転連結部７４を上方に位置するベース１８側から下方に付勢するため、上述の実施形態におけるフレーム部５０ｂ，５２ｂは必要なく、水平ガイドのみで形成することができ、更に軽量化を図ることができる。
【００７３】
なお、上述の実施形態における各部材は、適宜に組合せることも可能であり、いずれかの単独の形態に限定されるものではない。
【００７４】
例えば、荷重装置を形成する弾性部材７２として、図７の実施形態ではコイルバネを用い、図８の実施形態ではガススプリングを用いているが、これに限らず、空気等のガス圧または油等の液圧を圧力発生媒体として用いた適宜の流体圧式のものを用いることも可能である。これらの弾性部材７２を複数個組み合わせることも可能であり、更に、弾性部材７２とカウンターウエイトと組み合わせて荷重装置を形成することも可能である。また、カウンターウエイトを設ける場合は、このカウンターウエイトの一部または全部を、カウンター連結部５０，５２のフレーム部５０ｂ，５２ｂに一体化することも可能である。
【符号の説明】
【００７５】
８…医療用器具、１０…医療用保持装置、１２…架台部、１４…アーム、１６…保持部、４６，４８…回転連結部材（変位部材）、５０，５２…ウエイト連結部、５２ａ…水平ガイド、５８，６０…カウンターウエイト（荷重装置）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床、天井、医療用トロリー又はベッドに設置される架台部と、
医療用器具を保持する保持部を一端側に有し、一端側と他端側との間の中間部が支柱を介して前記架台部に接続され、前記架台部に対して保持部を上下方向および水平方向に移動可能なアームと、
このアームの他端側に設けられ、前記保持部の移動位置に対応した位置に変位する変位部材と、
前記架台部に対して、水平方向に移動不能でかつ上下方向に移動可能に設けられ、鉛直下方への力を形成する荷重装置と、
前記荷重装置と共に上下方向に移動可能でかつ水平方向に移動不能に前記荷重装置に連結され、前記変位部材を受けて該変位部材を水平方向に案内する水平ガイドと、
を備え、更に、
前記変位部材は、前記水平ガイドにより、前記荷重装置に対して水平方向に移動可能でかつ荷重装置と共に上下方向に移動可能に連結され、かつ前記保持部が移動したときに、前記水平ガイドにおける、前記保持部の移動位置に対応した水平方向の位置に移動し、この移動に応じて前記水平ガイドにガイドされる前記変位部材の前記アームに対する回転モーメントを変更し、前記保持部で保持した医療用器具と前記荷重装置との平衡状態を維持することを特徴とする医療用保持装置。
【請求項２】
前記荷重装置は、カウンターウエイトを有することを特徴とする請求項１に記載の医療用保持装置。
【請求項３】
前記荷重装置は、一端側が前記支柱で支持され、他端側が鉛直下方の力を形成する弾性部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用保持装置。
【請求項４】
前記アームは、前記支柱に回動可能に取付けられた旋回ロッドを含む平行四辺形リンク機構を有し、前記変位部材は、この平行四辺形リンク機構に連結され、この平行四辺形リンク機構の変形、および、前記支柱に対する回動に連動して移動することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つの請求項に記載の医療用保持装置。
【請求項５】
前記変位部材は、平行四辺形リンク機構の変形、および、前記支柱に対する回動の双方の動きに連動した一つの部材で形成されることを特徴とする請求項４に記載の医療用保持装置。
【請求項６】
前記変位部材は、平行四辺形リンク機構の変形に連動する変形連動部材と、前記支柱に対する回動に連動する回動連動部材とを有することを特徴とする請求項４に記載の医療用保持装置。
【請求項７】
前記変位部材は、中心軸の回りを回動自在の円筒状部材を有し、前記荷重装置は、この円筒状部材を転動させて変位部材を水平方向に案内する水平ガイドを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つの請求項に記載の医療用保持装置。
【請求項８】
前記アームは、保持部を３軸方向に傾動可能な傾動機構を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つの請求項に記載の医療用保持装置。
【請求項９】
前記医療用器具は、顕微鏡と内視鏡と医療用表示器機と医療用処置具の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一つの請求項に記載の医療用保持装置。
【請求項１】
床、天井、医療用トロリー又はベッドに設置される架台部と、
医療用器具を保持する保持部を一端側に有し、一端側と他端側との間の中間部が支柱を介して前記架台部に接続され、前記架台部に対して保持部を上下方向および水平方向に移動可能なアームと、
このアームの他端側に設けられ、前記保持部の移動位置に対応した位置に変位する変位部材と、
前記架台部に対して、水平方向に移動不能でかつ上下方向に移動可能に設けられ、鉛直下方への力を形成する荷重装置と、
前記荷重装置と共に上下方向に移動可能でかつ水平方向に移動不能に前記荷重装置に連結され、前記変位部材を受けて該変位部材を水平方向に案内する水平ガイドと、
を備え、更に、
前記変位部材は、前記水平ガイドにより、前記荷重装置に対して水平方向に移動可能でかつ荷重装置と共に上下方向に移動可能に連結され、かつ前記保持部が移動したときに、前記水平ガイドにおける、前記保持部の移動位置に対応した水平方向の位置に移動し、この移動に応じて前記水平ガイドにガイドされる前記変位部材の前記アームに対する回転モーメントを変更し、前記保持部で保持した医療用器具と前記荷重装置との平衡状態を維持することを特徴とする医療用保持装置。
【請求項２】
前記荷重装置は、カウンターウエイトを有することを特徴とする請求項１に記載の医療用保持装置。
【請求項３】
前記荷重装置は、一端側が前記支柱で支持され、他端側が鉛直下方の力を形成する弾性部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用保持装置。
【請求項４】
前記アームは、前記支柱に回動可能に取付けられた旋回ロッドを含む平行四辺形リンク機構を有し、前記変位部材は、この平行四辺形リンク機構に連結され、この平行四辺形リンク機構の変形、および、前記支柱に対する回動に連動して移動することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つの請求項に記載の医療用保持装置。
【請求項５】
前記変位部材は、平行四辺形リンク機構の変形、および、前記支柱に対する回動の双方の動きに連動した一つの部材で形成されることを特徴とする請求項４に記載の医療用保持装置。
【請求項６】
前記変位部材は、平行四辺形リンク機構の変形に連動する変形連動部材と、前記支柱に対する回動に連動する回動連動部材とを有することを特徴とする請求項４に記載の医療用保持装置。
【請求項７】
前記変位部材は、中心軸の回りを回動自在の円筒状部材を有し、前記荷重装置は、この円筒状部材を転動させて変位部材を水平方向に案内する水平ガイドを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つの請求項に記載の医療用保持装置。
【請求項８】
前記アームは、保持部を３軸方向に傾動可能な傾動機構を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つの請求項に記載の医療用保持装置。
【請求項９】
前記医療用器具は、顕微鏡と内視鏡と医療用表示器機と医療用処置具の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一つの請求項に記載の医療用保持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９９５９９（Ｐ２０１３−９９５９９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−２４８６２（Ｐ２０１３−２４８６２）
【出願日】平成２５年２月１２日（２０１３．２．１２）
【分割の表示】特願２００８−１２８６８０（Ｐ２００８−１２８６８０）の分割
【原出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年２月１２日（２０１３．２．１２）
【分割の表示】特願２００８−１２８６８０（Ｐ２００８−１２８６８０）の分割
【原出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
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