具有锁定旋转接头的医用保持臂的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的医用保持臂。

背景技术：

这种保持臂是已知的。这种保持臂作为手术台的部件由企业mizuhoosi提供。手术台以profx品牌销售。在互联网上可以找到profx手术台的介绍。

这种已知的保持臂通过具有球体和球窝的球形接头连接到手术台上。由于所述球形接头，保持臂能够转动到不同的方向。由此，外科医生可以使固定在保持臂上的患者腿部的位置带到对于手术最佳的姿态。当患者腿部正确定向时，可以通过夹紧机构锁定保持臂。为此，使球窝机械地夹紧在球体上。准确地说，这里使位于保持臂端部的旋转杆翻转，所述旋转杆通过设置在梁内部的扭力轴作用到球窝上。

这种已知的保持臂尤其是具有以下缺点：

-使用者必须利用旋转杆施加较大的闭合力。此外，仅向使用者提供固定的用于旋转杆的调节路径并且使用者必须确保，通过所述调节路径在球窝和球体之间产生足够的预紧力并由此牢固地固定保持臂；

-球体和球窝以相互间高的摩擦系数干式运转。因此在使用中，至少一个摩擦方由于保持臂的旋转而发生磨损；

-由于摩擦方的磨损，需要定期对夹紧机构进行补充调整，以便使旋转杆始终在相同的区域内运动；

-外露的球体表面受到污染并且污物可能被输送进入接头，这长期地会导致球形接头发生损坏；

-由于使用者在未锁定状态下必须用一只手承受保持臂的负载，并且必须用另一只手以很大的耗力执行关闭过程，因此存在这样的危险，即，在牢固地锁定保持臂之前，保持臂以及由此还有患者腿部会意外降低。

对于本领域技术人员还已知另一种记载在wo2007/080454a2中的保持臂。这种已知的保持臂由smith&nephew公司作为髋部定位系统的部件销售。可以在互联网上找到该系统的说明。

也可以通过可锁定的球形接头使所述保持臂旋转，见wo2007/080454a2的图5和6。通过位于保持臂端部上的旋钮实现球形接头的锁定和释放。如果使用者不小心松开保持臂时，球形接头似乎会自动锁定。

这种已知的保持臂尤其是具有以下缺点：

-与在mizuhoozi的保持臂中的情况相同，由于球表面的磨损，需要定期补充调整夹紧机构；

-同样存在球表面污染的问题；

-在手术台上使用中，会影响c形臂的自由定位并且在对患者进行x光检查时会影响成像，因为球形接头和保持臂会构成妨碍并且是x射线不可透过的。

因此，希望这样来改进这些已知的保持臂，使得所述保持臂可以更可靠地、所需维护更少地并且更容易地锁定和解锁。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种具有可锁定的旋转接头的医用保持臂，其中，旋转接头在日常使用中可以可靠地、低维护地和简单地锁定和解锁。

根据本发明，所述目的在前面定义的具有权利要求1特征部分的特征的保持臂中实现。

通过将旋转接头设计成由倾斜及夹紧箍包围的具有分开的倾斜和摆动装置的中心体，使得可以将大的夹紧力有目的地施加到旋转接头上。

在已知的具有球形接头的解决方案中，在所有方向上的夹紧仅基于在球体和球窝之间所产生的摩擦阻力，并且直接取决于球体和球窝的直径。这种摩擦阻力随着时间由于球体的磨损和球体表面的污染而变得越来越不可靠。

但在本发明中，夹紧是基于两个分开的组件，一方面是中心体的环形导向面与导向环之间的摩擦阻力，以及另一方面是中心体的圆柱形工作面与倾斜/夹紧箍之间的摩擦阻力。在本发明中，由于预期在摆动运动中有低转矩，可以保持导向环较小。沿倾斜方向明显更高的转矩由起倾斜元件作用的夹紧箍承受，所述夹紧箍具有相应地适配的、尤其是较大的直径。就是说，夹紧箍在夹紧状态下只需承受倾斜方向上的转矩，而不必承受可以作用到保持臂上的任何形式的转矩，如在由上述现有技术中已知的球窝中那样。

此外，在本发明中通过要求保护的构造使得旋转接头的摩擦面受到较少的磨损。此外，由于摩擦面相对于环境是封装的，所述摩擦面不会受到污染。因此，显著降低了旋转接头失效的风险和相关的维护费用。

摩擦面特别可以是油润滑的，由此不会出现明显的磨损。此外，摩擦面可以完全封闭，从而可以防止污物进入或润滑剂流出。

本发明的优选设计方案是从属权利要求的主题。这里，只要在技术上可以实现，所有在从属权利要求中列出的特征能任意地相互组合。

本发明还涉及一种具有在权利要求中限定的医用保持臂的手术台。

附图说明

以下参照附图说明本发明的示例性实施形式，在附图中，相同的附图标记分别表示相同的或彼此对应的元件。

其中：

图1示出根据本发明的手术台的示意图；

图2示出根据本发明一个实施形式的具有可锁定旋转接头的医用保持臂；

图3是图2中所示保持臂中的旋转接头的细节图；

图4示出能够在图2中所示保持臂中使用的释放杆；

图5示出图2中的保持臂的连接件；

图6示出图3中的旋转接头的中心体和起倾斜元件作用的夹紧箍；以及

图7、8示出图2中的保持臂的夹紧机构。

具体实施方式

在下面的说明中，参考附图说明本发明的示例性实施形式。这里，附图不一定是符合比例的，而是应仅示意性地示出各个特征。

这里要注意的是，以下说明的特征和组件能分别彼此组合，而与其是否已结合单一的实施形式进行了说明无关。在各个实施形式中的特征组合仅用于显示要求保护的设备的基本构造和工作原理。

如在图1中所示，手术台1包括患者支承面2、立柱3和底脚4。为了进行整形外科手术，可以使用医用保持臂10，在这种情况下是拉伸梁，借助于保持臂可以将患者p的腿部固定在希望的位置上，这里既可以向腿部施加拉力，也可以使腿部绕其纵轴线转动。借助于旋转接头16，可以相对于手术台1或一般而言相对于固定有拉伸梁的一个端部的结构在空间中对拉伸梁10进行定向和固定。

要强调的是，根据本发明，旋转接头16在安装在手术台1上的状态下(见图1)尽可能远地朝患者p的头部方向布置。旋转接头16尤其是应至少位于患者的髋部高度上，或者甚至沿头部方向观察位于患者髋部的上方。由此，当必须借助于c形臂对患者髋部进行透视时，则旋转接头位于x射线技术上关注的区域之外。这里，拉伸梁10优选由对于在成像中使用的辐射透明的材料制成。在由wo2007/080454a2中已知的解决方案中，旋转接头位于患者的胯部下方，这使得借助于c形臂进行的成像变得困难。

在图2所示的保持臂10包括支承梁12，在支承梁上安装滑座14。滑座14能沿支承梁12的纵轴线x-x移动。例如可以在滑座14上安装支架，以夹住患者足部(见图1)。支承梁12优选由x射线可透过的材料制成。以这种方式，在对患者p进行x光照射时，不必首先从要进行x射线照射的区域中移开支承梁12，因为支承梁不会出现在以后的x光图像中。例如，支承梁12可以由碳纤维复合材料制成。

在保持臂10的第一耦合端11上安装旋转接头16，借助于所述旋转接头可以使保持臂10相对于手术台1绕两个轴线转动。因此，旋转接头16是万向节式的接头，该接头限定了摆动轴线a1，保持臂10能绕该摆动轴线在水平方向上摆动，并且该接头还限定了倾斜轴线a2，保持臂10能绕所述倾斜轴线在竖直方向上倾斜。

在保持臂10的第二抓握端13上安装释放杆18，通过所述释放杆可以锁定或释放旋转接头16。除了释放杆18之外，还设有握柄40。因此，使用者可以站在患者的脚端，用一只手抓住握柄40，并用另一只手向上拉动释放杆18并将其保持在这里，以释放旋转接头16，由此使用者可以在空间中将病人的腿定位到希望的位置中。当到达希望的位置时，使用者可以如下面所述的那样通过松开释放杆18再次锁定旋转接头16。

在抬起释放杆时，释放杆18绕倾斜轴线a2向上转动。

图3、5和6示出旋转接头16以及连接件20，所述连接件例如通过插接连接结构或类似结构与手术台1连接。为此，连接件20具有接合件21。

旋转接头16包括导向环36、中心体22、24和夹紧箍26。所述中心体由两个相互成镜像设置的导向体22、24组成。导向体22、24在它们之间限定用于容纳导向环36的空腔33。

导向环36能绕摆动轴线a1转动容纳在两个导向体22、24之间。其通过其两个平面附接在相应的环形导向面30、32上。导向环36容纳在连接件20的叉状的端部39的叉齿37之间。

固定地与支承梁12连接的夹紧箍26能绕倾斜轴线a2转动地安装在中心体22、24的圆柱形工作面22a、24a上。夹紧箍26和圆柱形工作面22a、24a共同形成用于使保持臂10绕倾斜轴线a2倾斜的倾斜装置。因此，夹紧箍26形成倾斜元件。

作为夹紧机构28的部件，夹紧箍26可以这样绕导向体22、24收紧，从而既防止夹紧箍26相对于导向体22、24旋转，也防止导向环36相对于导向体22、24旋转。

由夹紧箍26施加到两个导向体22、24上的压力经由导向体以相同的形式施加到导向环36的端平面上。

特别是如图6中可以看到的那样，通过夹紧箍26使两个导向体22、24相互压紧并且借助于在导向体22、24之间的环形导向面30、32形式的相应接触面将导向体压紧到导向环36(在图6中未示出)上，使得旋转接头16在两个旋转轴线a1，a2上被固定。

环形导向面30、32与导向环36一起形成用于使保持臂10绕摆动轴线a1摆动的摆动装置。

此外，在图6中可以看出，导向体22、24的环形导向面30、32可以设计成具有一个或多个圆弧形的导向突起34，以便在导向体22、24之间引导导向环36绕摆动轴线a1的旋转运动。在图6中示出单一的圆弧形导向突起34，但是也可以设想，设置多个导向突起34，这些导向突起分别对应于一个圆弧段。

如图5中所示，连接件20包括导向环36，所述导向环相应的端面38用作连接件20与导向体22、24之间的接触面，并且导向体22、24的所述一个或多个导向突起34嵌接到导向环的内边缘中。

备选地，也可以在导向环36的接触面38上设置导向突起或其它导向装置。在另一个实施形式中，接触面38也可以设计成锥形的或球形的。这里，接触面应在相对于摆动轴线沿轴向施加的力作用下导致张紧。

在图4中示出释放杆18。在当前实施形式中，设置有杆对或手柄对，其中使用者可以向刚性的握柄40上拉动可运动的释放杆18拉到。由此，使用者可以通过刚性手柄40支承梁12和例如固定在梁上的患者腿部的重量并使其运动，并且此时同时利用释放杆18打开夹紧机构28。当可运动的释放杆18被一直抬高到止挡时，患者腿部的载荷就在使用者的双手中，这最大程度地降低了意外降低的风险。这有助于实现安全的使用。在这种操作中，来自紧邻释放杆18安装的主缸41的液压流体经由在梁12中延伸的液压管路43被引导到从动缸45(见图7)，从而夹紧机构28从其锁定的基本位置进入释放位置。两个液压缸41、45连同液压管路43一起形成力传递装置。

在图7所示的锁定的基本位置中，碟簧组42借助于压杆44将相配的偏心杆46压入这样的位置，在该位置中，偏心杆沿切向方向拉动夹紧箍26的末端，并且由此将夹紧箍26压紧到导向体22、24的圆柱形工作面上，使得旋转接头16绕两个旋转轴a1，a2的运动被锁定。

因此，夹紧机构28包括夹紧箍26、碟簧组42、压杆44以及偏心杆46。两个偏心杆46设置在夹紧箍26的两侧。所述偏心杆在当前情况下通过连片连接，因为所述偏心杆必须共同执行相同的运动。这两个偏心杆46与连片形成统一的构件。

每个偏心杆46具有偏心盘形式的偏心端47和操作端49。偏心杆46的旋转轴线y-y延伸通过夹紧箍26的末端。偏心旋转轴线y-y平行于倾斜轴线a2。

由此，夹紧箍26由可摆动的偏心杆46操作，以便朝夹紧箍26的方向产生力传递(kraftübersetzung)。通过相配的压杆44，碟簧组件42在偏心件46的长杠杆臂上施加压力，并且因此在静止状态下产生所需的闭合力。

在操作释放杆18时，夹紧机构28从图7和8中示出的锁定的基本位置转移到释放位置，在所述释放位置中，允许连接件20绕摆动轴线a1运动并允许夹紧箍26绕倾斜轴线a2相对于导向体22、24(见图3)运动，其方式是，是偏心杆46克服碟簧组42的弹簧力运动，使得夹紧箍26的压力分解到导向体22、24的外周面上，并且由此夹紧箍26和连接件20能相对于导向体22、24运动。液压从动缸45，其作用方向与弹簧力相反，通过在横梁12中延伸的液压管路43与主缸41连接，使用者在横梁12的另一端可通过释放杆18对该主缸施加作用。

作用方向相反的各液压从动缸45通过在梁12中延伸的液压管路43与主缸12连接，使用者可以在梁12的另一个端部上通过释放杆18作用在从动缸41上。

如果使用者操作释放杆18，则在主缸中液体被排出并被输送到从动缸。所述从动缸克服碟簧组42动作并使夹紧箍卸荷。夹紧箍26打开并且可以实现绕两个旋转轴线a1，a2的运动。如果操作者松开释放杆18，则弹簧组件42压回从动缸并以其力再次作用于夹紧箍26，该系统被锁定。

因此，本发明提供了一种绕两个相互垂直的轴线a1、a2的旋转机构，所述轴线同时由夹紧机构28夹住，并且提供了一种锁定原理，其中闭合力由弹簧组件施加并且操作者只需为了松开而施加力。如果操作者松开释放杆18时，则旋转接头16会自动落回到可靠锁定位置。由此，当操作者无意中松开拉伸梁时，可以避免例如拉伸梁连同患者腿部的不受控制地向下掉落。

在这里所示出的实施形式中，对与旋转接头采用两个导向体，这两个导向体位于导向环36的水平平面38上并且可以绕垂直轴线摆动。两个导向体的外表面形成共同的圆柱周面，所述圆柱周面的轴线a2水平地并且在基本位置中垂直患者纵轴线定向。这个共同的圆柱周面由夹紧箍26包围，所述夹紧箍与梁12连接并且在未张紧的状态下允许所述梁绕所述圆柱周面转动。如果现在收紧夹紧箍26，则不仅提高了导向体22、24的圆柱形外表面22a、24a与夹紧箍26之间的法向力，而且还提高了导向体22、24与导向环36之间的平面之间的法向力。以这种方法可以通过一次操作来锁定和释放两种运动。

但也可以设想的是，如果可以借此实现能绕至少两个旋转轴线转动的接头以及如果能够实现能够用以在两个轴线上同时锁定接头的运动的夹紧机构，则可以替代导向体使用不同形状的接头元件。

这里，根据本发明的医用保持臂的优点在于，可以确保安全的操作，因为如果使用者由于疏忽掉落带有或不带有固定于其上的患者腿部的保持臂掉，则使得保持臂可以相对于手术台运动的旋转接头将自动锁定。

因此，保持臂不会不受控制地掉落到地面上。通过安装在患者脚端的释放杆18和握柄40，在调节时使用者可以用双手导向和支撑保持臂，从而可以安全并且符合人体工程学地调节保持臂10的位置。

尽管由于保持臂10的大长度而存在作用到旋转接头上的大的力和转矩，所描述的夹紧机构28与旋转接头16以及保持臂10的抓握端13的所选定的设计方案配合作用仍能实现可靠地锁定旋转接头16。利用由wo2007/080454a2已知的使用了简单的手柄118和球形接头的锁定结构不能可靠地承受大转矩，由于这里所述的长保持臂10远离患者髋部与手术台10连接出现这种大转矩。在本发明的这里所述的解决方案中，特别是通过液压装置以及通过偏心杆46的大传动比(例如比例为1:10)可以实现所需的高夹紧力。由于释放杆18的长杠杆臂使用者可以以较小的耗力克服大的夹紧力。