特許 7233655 医療用プロジェクターの支持構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-27

(45)【発行日】2023-03-07

(54)【発明の名称】医療用プロジェクターの支持構造

(51)【国際特許分類】

   A61B 90/35 20160101AFI20230228BHJP

【ＦＩ】

A61B90/35

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020512256

(86)(22)【出願日】2019-04-02

(86)【国際出願番号】 JP2019014612

(87)【国際公開番号】W WO2019194173

(87)【国際公開日】2019-10-10

【審査請求日】2021-10-19

(31)【優先権主張番号】P 2018071324

(32)【優先日】2018-04-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構、医療分野研究成果展開事業、産学連携医療イノベーション創出プログラム「プロジェクションマッピングによる近赤外画像の可視化とリアルタイムナビゲーションによる手術システムの開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】504132272

【氏名又は名称】国立大学法人京都大学

(73)【特許権者】

【識別番号】390013033

【氏名又は名称】三鷹光器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】波多野 悦朗

(72)【発明者】

【氏名】新田 隆士

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 智

(72)【発明者】

【氏名】中村 勝之

【審査官】山口 賢一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２６９４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５７６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００６６２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ９０／３５

Ａ６１Ｂ ９０／２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロアに設置されたスタンド装置（１）の横方向に延びる支持アーム（６）の先端部に、先端側が二股状に分岐したパイプ形状の保持アーム（９）を、支持アーム（６）の軸心に合致した第１回転軸（Ｘ）を中心に回転自在に取付け、
保持アーム（９）の二股状に分岐した最先の端部（１０）間に、支持アーム（６）の第１回転軸（Ｘ）に直交する第２回転軸（Ｙ）を中心にして回転自在な円筒部（１１）を端部（１０）と通気可能な状態で取付け、
該円筒部（１１）に、外輪（１４）と内輪（１５）との間に複数の転動体（１６）を介在させたリング状ベアリング（１３）の外輪（１４）部分を固定し、
リング状ベアリング（１３）の内部に、フレーム（２２）の外側にカバー（２３）を設けた中空構造で下面より光線を照射する医療用プロジェクター（１８）を、リング状ベアリング（１３）の内輪部分に固定した状態で、リング状ベアリング（１３）の中心軸（Ｚ）を中心にして回転自在に配置した医療用プロジェクター（１８）の支持構造であって、
前記医療用プロジェクター（１８）のカバー（２３）の側面周囲に円筒部（１１）の上下幅に相応する上下幅の切欠部（２５）を形成すると共に該切欠部（２５）の上下両端から外側へ向けて外縁が円形のフランジ（３７）を形成し、円筒部（１１）の上下端部に外周部が前記フランジ（３７）に対して重なった状態で摺動自在なリング板（３８）を設けて、円筒部（１１）とカバー（２３）との間をカバー（２３）内部と同一空間化し、
カバー（２３）の頂部に空気取入口（２４）を形成すると共に医療用プロジェクター（１８）内の空気を円筒部（１１）の前記端部（１０）との接続部に形成した開口（４１）から保持アーム（９）を介して排出可能としたことを特徴とする医療用プロジェクターの支持構造。

【請求項2】

支持アーム（６）を保持アーム（９）と連通するパイプ形状として、支持アーム（６）の内部に排気ポンプ（２１）を設け、医療用プロジェクター（１８）内の空気を保持アーム（９）及び支持アーム（６）を介して外部へ排出可能としたことを特徴とする請求項１記載の医療用プロジェクターの支持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は医療用プロジェクターの支持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

手術で使用される顕微鏡やカメラ等の医療機器は、フロアに設置されたスタンド装置から横方向に延びる支持アームの先端部に支持される。支持アームの先端部には複数の回転軸を有する保持アームが取付けられ、その保持アームの先端に医療機器が固定される（例えば、特許文献１参照）。関連技術は日本国特許公開公報特開２０１７－６６２０号（特許文献１）に例示される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

顕微鏡やカメラ等の医療機器はそれ自体が多くの熱を発生する構造ではないため、特別な排熱構造を必要としないが、近年では内部に発熱部を備えた大型の医療機器も開発されている。例えば、手術部位の臓器における蛍光画像を撮影し、それを可視画像化してプロジェクションマッピング技術により臓器に直接投影する医療用プロジェクターが開発されている。このような医療用プロジェクターは内部に発熱部を有するため、医療用プロジェクターの支持構造を利用して内部の熱を外部へ確実に排出する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明によれば、医療用プロジェクターの内部の熱を外部へ確実に排出することができる医療用プロジェクターの支持構造を提供することができる。

【0005】

本発明の第１の技術的側面によれば、フロアに設置されたスタンド装置の横方向に延びる支持アームの先端部に、先端側が二股状に分岐したパイプ形状の保持アームを、支持アームの軸心に合致した第１回転軸を中心に回転自在に取付け、
保持アームの二股状に分岐した最先の端部間に、支持アームの第１回転軸に直交する第２回転軸を中心にして回転自在な円筒部を端部と通気可能な状態で取付け、該円筒部に、外輪と内輪との間に複数の転動体を介在させたリング状ベアリングの外輪部分を固定し、リング状ベアリングの内部に、フレームの外側にカバーを設けた中空構造で下面より光線を照射する医療用プロジェクターを、リング状ベアリングの内輪部分に固定した状態で、リング状ベアリングの中心軸を中心にして回転自在に配置した医療用プロジェクターの支持構造であって、前記医療用プロジェクターのカバーの側面周囲に円筒部の上下幅に相応する上下幅の切欠部を形成すると共に該切欠部の上下両端から外側へ向けて外縁が円形のフランジを形成し、円筒部の上下端部に外周部が前記フランジに対して重なった状態で摺動自在なリング板を設けて、円筒部とカバーとの間をカバー内部と同一空間化し、 カバーの上面部に空気取入口を形成すると共に医療用プロジェクター内の空気を円筒部の前記端部との接続部に形成した開口から保持アームを介して排出可能としたことを特徴とする。

【0006】

本発明の第２の技術的側面によれば、支持アームを保持アームと連通するパイプ形状として、支持アームの内部に排気ポンプを設け、医療用プロジェクター内の空気を保持アーム及び支持アームを介して外部へ排出可能としたことを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】スタンド装置に支持された医療用プロジェクターを示す斜視図。

【図2】スタンド装置に支持された医療用プロジェクターを示す側面図。

【図3】医療用プロジェクターの内部構造を示す説明図。

【図4】医療用プロジェクターのカバーの構造を示す斜視図。

【図5】医療用プロジェクターを示す下面図。

【図6】医療用プロジェクターを示す斜視図。

【図7】リング状ベアリングを示す分解斜視図。

【図8】カバーと保持アームを示す断面図。

【図9】図２中矢示ＳＡ－ＳＡ線に沿う断面図。

【図10】図２中矢示ＳＢ－ＳＢ線に沿う断面図。

【図11】リング状ベアリングを示す断面図。

【図12】図５中矢示ＳＣ－ＳＣ線に沿う断面図。

【図13】図５中矢示ＳＤ－ＳＤ線に沿う断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の好適な実施形態を図１～図１３に基づいて説明する。以下において前後左右の方向性は図１に示された通りである。

【0009】

手術室内のフロア上に設置されているスタンド装置１は、ベース上で水平方向に回転自在なスタンド本体２を備えている。スタンド本体２には、前アーム３及び後アーム４を含む平行リンク機構Ｒが、前アーム３の途中に設定された回転軸５を中心にして回転自在に支持されている。

【0010】

平行リンク機構Ｒの上辺は支持アーム６の後側部分により形成され、支持アーム６はそのまま前方へ延びている。平行リンク機構Ｒの下辺は下アーム７の前側部分により形成され、下アーム７はそのまま後方へ延び、後端にはカウンタウェイト８が取付けられている。後アーム４及び支持アーム６はパイプ形状で互いに連通している。支持アーム６の内部には排気ポンプ２１が内蔵されている。

【0011】

支持アーム６の先端部には、先端側が二股状に分岐した保持アーム９が取付けられている。保持アーム９は支持アーム６の軸心に合致した第１回転軸Ｘを中心に回転自在に取付けられている。この保持アーム９もパイプ形状で、支持アーム６と連通している。

【0012】

保持アーム９の二股状に分岐した最先の端部１０間にはリング状の円筒部１１が端部１０と通気可能な状態で取付けられている。円筒部１１はその最大直径部分が、第１回転軸Ｘに直交する第２回転軸Ｙを中心にした状態で、端部１０に対して回転自在に取付けられている。

【0013】

リング状ベアリング１３の内部には医療用プロジェクター１８が配置されている。医療用プロジェクター１８は概略直方体で、内部のフレーム２２にカバー２３を設けた中空構造をしている。カバー２３の頂部には空気取入口２４が形成されている。カバー２３の側面周囲には円筒部１１の上下幅に相応する上下幅の切欠部２５が形成されている。またこの切欠部２５の上下両端からは外側へ向けて外縁が円形のフランジ３７が形成されている。

【0014】

円筒部１１の上下端部には外周部が前記フランジ３７に対して重なった状態で摺動自在な合成樹脂製のリング板３８が設けられ、円筒部１１とカバー２３との間をカバー２３の内部と同一空間化している。

【0015】

円筒部１１の内面には複数の凸部１２が円周方向に沿って形成されている。この凸部１２上にリング状ベアリング１３が取付けられている。リング状ベアリング１３は、外輪１４と内輪１５との間に複数のコロ（転動体）１６を介在させた構造で、その外輪１４がネジ１７により凸部１２に固定されている。

【0016】

その側面の周囲に複数の取付部品１９が固定されており、その先端部がリング状ベアリング１３の内輪１５に下側からネジ２０により固定されている。リング状ベアリング１３の中心軸Ｚは前記第１回転軸Ｘ及び第２回転軸Ｙと直交し、医療用プロジェクター１８はこの中心軸Ｚを中心に円筒部１１及び外輪１４に対して回転自在となる。

【0017】

医療用プロジェクター１８の下端部には操作ハンドル２６が左右にそれぞれ取付けられている（図５ではハンドル２６の図示省略）。この操作ハンドル２６はスタンド装置１の各回転部における電磁クラッチや医療用プロジェクター１８を操作するためのものである。

【0018】

医療用プロジェクター１８の側面部には、その下端周囲に７つの照明２７が異なる長さの支持バー２８により医療用プロジェクター１８から放射方向に離れた状態で且つ円周状に並んだ状態で配置されている。この照明２７は白色光Ｈを照射してドクターＤの手元の手術部位をあらゆる方向から照らして、ドクターＤの手の陰により手術部位が暗くなることを解消するためのものである。

【0019】

スタンド装置１によりドクターＤの頭部より高い位置に支持された医療用プロジェクター１８は患者Ｐの手術中の臓器Ｇから蛍光部分を撮影して、それを可視画像化してリアルタイムで臓器Ｇに投影するための装置である。医療用プロジェクター１８の下面には窓２９が形成され、その周囲には特定波長の励起光Ｅを発する励起光照明３０が設けられている。窓２９の周囲に励起光照明３０があるため、励起光Ｅを臓器Ｇに対してあらゆる方向から照射することができる。

【0020】

医療用プロジェクター１８の内部には窓２９の真上に光を部分的に透過・反射する光分岐手段３１が設けられている。更に内部にはプロジェクター部３２とカメラ部３３が設けられている。カメラ部３３の内部には蛍光カメラ３４と可視光カメラ３５が設けられており、蛍光と可視光に分離する図示せぬ光学フィルタ手段も設けられている。

【0021】

患者Ｐには予め人体に安全な蛍光試薬が投与される。手術室内の無影灯３６は基本的に消灯する（蛍光強度によっては点灯する場合もある）。励起光照明３０から特定波長の励起光Ｅを手術部位の臓器Ｇに照射する。すると臓器Ｇを含む術野において、肉眼では見えない組織表面下の血管やリンパ管の流れ或いは腫瘍等が蛍光発光部Ｆとして発光する。その蛍光発光部Ｆからの蛍光を含む術野からの反射光Ａを窓２９から医療用プロジェクター１８の内部に取入れてカメラ部３３に導く。カメラ部３３では反射光Ａを蛍光と可視光に分離し、蛍光は蛍光カメラ３４で、可視光は可視光カメラ３５で撮影する。

【0022】

蛍光カメラ３４で撮影された蛍光画像Ｂは可視画像化されてプロジェクター部３２へ送られ、プロジェクター部３２から光分岐手段３１を介して窓２９より臓器Ｇに投影される。蛍光画像Ｂが臓器Ｇにリアルタイムで投影されるプロジェクションマッピングとなる。リアルタイムの投影のため、臓器Ｇの変形や移動にも時差なく追従し、ドクターＤはその臓器Ｇに投影された蛍光画像Ｂを参考にして手術を行うことができる。

【0023】

手術中に医療用プロジェクター１８の投影方向を変更する場合は、操作ハンドル２６を握りながら操作することにより、スタンド装置１の回転部分の電磁クラッチをフリーにして、医療用プロジェクター１８を全体的に上下或いは前後左右に移動させることができる。そして医療用プロジェクター１８が、第１回転軸Ｘを中心に保持アーム９ごと回転し、第２回転軸Ｙを中心にリング状ベアリング１３ごと回転し、リング状ベアリング１３の中心軸Ｚを中心に回転するため、投影方向を任意に変更することができる。

【0024】

医療用プロジェクター１８のフランジ３７と、円筒部１１のリング板３８とが摺動自在なため、その間の空間を密閉化した状態で、医療用プロジェクター１８を中心軸Ｚを中心にして回転させることができる。

【0025】

図８に示す如く、パイプ状の保持アーム９と連通している端部１０は円筒部１１の前記端部１０との接続部に形成した開口４１を介してカバー２３の内部空間と連通している。保持アーム９と支持アーム６も連通し、支持アーム６と後アーム４も連通している。後アーム４もパイプ形状で、支持アーム６と連通しており、下端は開放されている。後アーム４と下アーム７との連結部３９には連通路４０が形成されている。

【0026】

従って、支持アーム６内の排気ポンプ２１を操作ハンドル２６によりＯＮにすると、カバー２３内の空気Ｎが端部１０及び保持アーム９を介して吸引されると共に新たな空気Ｎが頂部の空気取入口２４から医療用プロジェクター１８内に導入される。そして医療用プロジェクター１８内の空気Ｎは内部の熱と共に、保持アーム９、支持アーム６、後アーム４を経て、後アーム４の下端より外部へ排出される。

【0027】

本発明の第１の技術的側面によれば、医療用プロジェクターのカバーに形成された切欠部と円筒部との間をカバー内部と同一空間化して、その同一空間化された部分を利用して、医療用プロジェクターの内部の空気を保持アームから外部へ排出するため、カバー内部の熱を空気と一緒に外部へ排出することができる。

【0028】

本発明の第２の技術的側面によれば、支持アームもパイプ形状として、医療用プロジェクター内の空気を支持アームを介して医療用プロジェクターから離れた位置に排出することができる。

【0029】

（米国指定）
本国際特許出願は米国指定に関し、２０１８年４月３日に出願された日本国特許出願第２０１８－０７１３２４号について米国特許法第１１９条（ａ）に基づく優先権の利益を援用し、当該開示内容を引用する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】