外科悬挂装置的制作方法

专利名称：外科悬挂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及悬挂装置技术。尤其涉及用于外科手术室的顶灯(lighthead)、监视器、摄像机、以及类似医疗装置的悬挂装置，本发明将参照这些医疗装置作详细描述。然而，本发明也可在其他的天花板安装式装置以及医疗行业之外的领域得到应用。
背景技术：
在手术室、重病特护病房、以及其他的医院和诊所环境中，通过从天花板向下延伸的悬挂装置，在头顶上方架设医疗设备，例如顶部照明设备和监控装置。这种布置方便地将设备安装在不妨碍忙碌的医务人员的地方，同时在需要时又可以很容易地使用。例如，悬挂式照明设备能有效地照亮手术位置，而不对医生造成身体上的干扰。
这样的悬挂装置通常包括一个安装板(有时称作“干酪盘(cheese plate)”)，其连接在一个刚性顶部结构上；一个吊管，其连接在安装板上；一个可旋转的心轴，其安装在吊管上，使其可绕竖直轴线旋转；以及一个或多个延伸部和/或关节臂，其连接并支撑医疗设备，例如手术顶灯、监视器、摄像机、或其他装置。关节臂通常为多重铰接，以使其连接的装置具有多个机械自由度。
吊管与安装板的连接通常采用的是管套管的设计方式，其中吊管安装到在一个圆筒体中，接着该圆筒体通过螺钉或其他合适的紧固件固定在安装板上。由于医院和诊所的天花板高度彼此不同，并且由于悬挂装置最好适于将医疗设备安装在医务人员从地板就能够得着的位置，因此悬挂装置应方便地适应于不同的天花板高度。
然而，现有的悬挂装置通常采用的是具有固定长度的吊管。通过选择具有适当的标准或定制长度的吊管，或者通过在安装现场切割吊管以及在管内恰当的位置钻出必要的孔来牢固连接，以此实现对整个装置的高度调节。
在工厂进行预切割，以提供适应于天花板高度的预选定制长度的吊管，将带来供应问题和较长的准备时间，并且吊管可能与天花板与底板之间的间距不相适应。
在安装现场对管进行切割可能带来对管的切割和/或钻孔质量差的风险，可能导致损坏悬挂装置并带来安全问题。在安装现场切割吊管的另一个缺点在于，通常不可能对被切割的管的端部进行整齐的机械加工。粗糙的切割末端可通过引入管套管连接方式的相对较大的公差来解决，并可能需要调节螺钉或其他类似零部件。然而，这样可能产生不正常的间隙，且无法总是通过调节螺钉来修正。
现有的悬挂装置还有另一个缺点在于，以后对已完成的装置的高度在竖直方向上无法进行调节。因此，当将悬挂装置移到具有不同天花板高度的其它手术室时，应更换吊管，或者如果新的手术室的天花板较矮，则应重新切割吊管，以适应较矮的天花板。
本发明目的在于提供一种经过改进的外科手术悬挂装置，其克服了上述及其他的缺陷。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种悬挂装置(系统)，用于从顶部结构将一个或多个顶灯、监视器、作业灯(task light)、摄像机、以及其他的医疗装置悬挂在一可选高度。该悬挂装置包括一个吊管，用于支撑所述一个或多个顶灯、监视器、摄像机、以及其他的医疗装置。一个接收元件接收该吊管，使得吊管的远端在接收元件的下端的下方延伸。接收元件接收一个束套，该束套包裹住吊管的一部分，将其压缩夹紧在接收元件内。还提供了一个装置，以将接收元件安装到顶部结构上。
根据本发明的另一方面，提供了一种对支撑医疗装置的吊管的远端相对于固定表面之间的距离进行可变调节的方法。该方法包括从一固定表面刚性地支撑一接收元件。该方法还包括将束套宽松地插入到接收元件的孔中，将吊管插入到束套内，使吊管的一端在接收元件的下方延伸选定的距离，并将束套拉入接收元件的孔中，使吊管被接收元件和束套压缩夹紧。
本发明的一个优点在于，能在安装外科手术悬挂装置的位置范围内进行连续的高度调节。
本发明的另一个优点在于，能使悬挂装置的高度适应于不同的手术室或其他的天花板高度的变化。
本发明的另一个优点在于，消除了管套管方式圆周方向上的安装间隙，在本发明的一个优选实施例中通过使用一个包裹夹紧在吊管上的压缩楔形元件来取代安装间隙。
本发明又一个优点在于，无需在安装现场进行精确的吊管切割和钻孔。在安装现场，可对吊管进行粗略切割，以获得一个希望的名义管长，而不需进行精确加工。
本发明还有另一个优点在于，预先选定的定制长度的吊管不需要有精确的长度规格。
通过阅读以下对优选实施例的详细描述，本领域普通技术人员将会意识到本发明的很多附加的优点和益处。


本发明可通过不同的部件和部件排列方式，以及不同的步骤和步骤安排得以实现。附图的目的仅在于对优选实施例进行解释，而不是对本发明进行限制。
图1示出了与根据本发明的实施例的一种悬挂装置相连接的多个医疗装置，包括顶灯和监控设备；图2示出了根据本发明的实施例的一种悬挂装置的分解截面图；图3示出了图2所示的悬挂装置的装配截面图；图4示出了图2和图3所示的悬挂装置的分解透视图，其连有附加的装饰盖板和连接部件；以及图5示出了图3所示的悬挂装置的局部剖视装配图，其具有一个与吊管相连的安全环组件。
具体实施例方式
参照图1，在固定的顶部结构12上安装有一个顶部照明系统10，在本例中顶部结构为一顶部横梁12。在距离顶部结构12下方d1位置处，通过多个长杆紧固件16固定有一个安装板或“干酪盘”14。通常，d1等于手术室天花板18与顶部结构12之间的距离。
吊管20的近端与安装板14相连，其末端22向下延伸。末端22上设置有一个或多个关节臂24。每一个关节臂24的末端35上都连接有一个医疗装置，例如顶灯26、CRT监视器28、平板监视器30、手动作业灯34、或类似装置。通常，各个关节臂24的近端通过一个可绕竖直轴V旋转的可旋转心轴32与吊管20相连。每个关节臂24通常包括一个或多个关节(关节部)36，其可绕一个或多个轴线进行调节，每个轴都提供附加的运动自由度。
顶部照明系统10可选择性地包括一些附加部件，例如一个装饰用天花板盖38。本领域技术人员也将意识到，系统10可用来安装除顶灯和监视器之外的其他装置，例如摄像机、光线灯管、和其他类似装置。还将意识到，顶部照明系统10并不局限于应用在手术室、或者设置于医疗或诊所环境。将这些装置安装在头顶上方有利于在某些环境中使用，在这些环境中可以很方便地够着这些设备，还不会妨碍人们平常的活动。
顶部照明系统10的一个重要参数为吊管20的末端22相对于地板的高度。例如，很多外科顶灯包括有反光镜，用来反射外科医生头部周围的光线。因而，顶灯应设置在外科医生头部的后面，光线在外科医生头部周围反射，并反射到或进入手术开口。因此，将顶灯相对于外科医生头部进行精确设置至关重要，不恰当的设置可能导致照明被医生的头部部分地阻挡，或造成医生头部与顶灯相撞。同样地，监视器28、30应设置在人体工程学上有利的位置，使得医生在手术过程中，能很容易地观察监视器，并能在手术开口和监视器之间来回扫视。
参照图2和图3，描述了一个可调节定位的吊管锁紧装置40。该锁紧装置40可选择性地夹紧位于吊管近端和末端之间的中间部分41。该锁紧装置包括一个吊管接收元件，其为一个圆筒体42，并具有一个轴向延伸的孔43，该孔具有内壁面43a，形成了向上的开口44。优选地，孔43的内径D向底部方向逐渐减小。因此，圆筒体内部形状为一个圆台(圆锥截体)，并被刚性连接在安装板14的位于中心的开口45内，例如，通过焊接方式。安装板14与经过焊接的圆筒体42一起形成了一个固定元件14，42，用于刚性地固定吊管20(如图2和图3中部分所示)。最好如图3的装配图所示，吊管20穿过开口44和渐窄膛孔43。吊管20的远端22(如图1所示)在圆筒体42下方向下延伸，其近端46在靠近圆筒体42处向上延伸。吊管20的外径小于渐窄的孔43的最窄部分的直径，因此在圆筒体42内能可调节地定位，其远端22在该孔的下部较窄开口端47的下方延伸选定的距离。
虽然在所示实施例中示出了一个独立的吊管接收元件，即圆筒体42，但也可以考虑将安装板14与圆筒体42形成一个单一整体件。也就是说，在所考虑的替换实施例中，安装板包括一个相应于开口44的开口。然而，由图2和图3可看出，这样的替换实施例可包括一个较厚的安装板。
继续参照图2和图3，锁套或束套48包裹住吊管20。束套48最好为楔形，外表面48a的直径D向其下端逐渐减小。因此，束套基本上为一圆台，其尺寸与圆筒体内的具有相同形状的渐窄的孔43的尺寸相同。虽然考虑到外表面的锥度可稍大于或稍小于该孔的锥度，但其锥度也可与该孔的锥度相同。束套48包括至少一个，最好是多个径向延伸的槽50，其沿束套48的外表面相隔分开。如图2所示，可以使一部分槽50从束套的较宽端或上端51向下延伸，而其他的槽从束套的较窄端或下端52向上延伸，但是也可以考虑不需要使这些槽全部延伸到每一个端部51，52。因此，当从外部压缩(挤压)束套48时，在槽之间形成的有弹性的弹性片49能够向内弯曲。在弹性片49全部向一个或另一端部51，52延伸的情况下，弹性片在被压缩时其自由端可以移动，形成稍微重叠的关系。
楔形束套48作为一个夹套，穿过圆筒体开口44，并被楔入孔43，束套的下端52稍稍伸出孔43的下部开口端47之外。束套48在楔入过程中被压缩，槽50使得压缩易于进行。在压缩过程中，束套的内径逐渐减小。随着束套48被压缩，其对吊管20挤压实现了在圆筒体42内挤压夹紧吊管20。束套48最好用具有足够厚度的金属制成，使得弹性片49在被压缩时能向内弯曲，并在被松开时回到其初始位置。
为实现可靠的压缩锁紧，最好使用一个拉紧螺母53。该螺母53具有内螺纹54，并与设置在束套48的窄端52上的外螺纹55螺纹连接。从图2可看出，窄端52的螺纹区域并不是锥形的。当螺母53拧紧时，束套48在被压缩的情况下被拉入圆筒体42的开口44中，以实现压缩夹紧。除了螺纹方式外，还可考虑使用其他的手段将螺母紧固到束套上。可选择地，还包括一个锁紧垫圈56来防止螺母53松动。此外，虽然示出了一个带槽的楔形束套48，但也可根据需要用其他的楔形元件进行合适的替换。例如，也可考虑使用夹套或其他形式的锁套。在另一个实施例中，束套48和圆筒体42中只有一个具有锥度，例如，圆筒体的孔43具有恒定直径D，而束套直径则逐渐变小，或者束套具有恒定直径D，而圆筒体42的直径逐渐变小。
图3具体地示出了题述的楔形锁紧装置40和选定的悬挂装置部件的装配图。由图可知，通过拧紧螺母53，楔48被进一步拉入到固定元件14，42的渐窄的孔43中，并夹紧到位。楔48内的槽50使得楔48能绕吊管20的外表面压缩和收紧。从而，吊管20通过各组成部件产生的摩擦力，从根本上被固定到楔形束套48和圆筒体42中。只需通过松开螺母53、将吊管20滑到相对于圆筒体42、更为重要的是相对于地板的新的位置，然后重新拧紧螺母53，楔形锁紧装置40就可以方便地提供连续和可重复的高度调节。
因此，在圆筒体42下方延伸的吊管20的长度在上位和下位之间可任意变化，其中在上位时，最上端的心轴32与螺母53接触，在下位时，吊管20的上端被束套夹紧。因此，吊管20的上部多余部分在不需要时被“储备”在圆筒体42内，并可向上延伸到天花板18上方的空间，这样，在发生需要时，可增加或减小位于圆筒体42下方的吊管部分的长度。
继续参照图1至图3，并进一步参照图4，其示出了悬挂装置10的分解透视图，悬挂装置10通过使用紧固件16(见图1)插入到安装板(cheeseplate)14上的多个选定的开口58中实现连接。通过锁紧半圆环60(见图4)将装饰用天花板盖38(见图1和图4)固定住。由于装饰用天花板盖38并不是一个承重部件，固定不需要特别坚固，可考虑使用不同的固定部件来代替半圆环60。
优选地，提供了一个安全环组件70，在不大可能会发生的悬挂装置出现松动的情况下，来防止吊管20从束套48中被拉出。安全环组件通过使用合适的紧固件72在束套48上方与吊管20相连，合适的紧固件包括例如螺钉、螺杆或类似零部件(见图5)。那样的话，如果吊管20相对于束套48滑动，那么安全环的扣环与具有锥度的束套的上端之间的接触将促使束套进一步压缩吊管，也以机械方式防止吊管从束套中拉出。
权利要求
1.一种悬挂装置(10)，用于从顶部结构(12)将一个或多个顶灯(26)、监视器(28，30)、作业灯(34)、摄像机、和其他医疗装置悬挂在一个可选高度，所述悬挂装置包括吊管(20)，用于支撑所述一个或多个顶灯、监视器、摄像机、和其他医疗装置，其特征在于接收元件(42)，其接收所述吊管，使得所述吊管的末端(22)在所述接收元件的下端(47)的下方延伸；束套(48)，其被所述接收元件接收，并包裹所述吊管的一部分(41)，使所述吊管的所述部分在所述接收元件内被压缩夹紧；以及装置(14，16)，用于将所述接收元件安装到所述顶部结构上。
2.根据权利要求1所述的悬挂装置，其特征还在于所述用于安装的装置包括一个安装板(14)，其与所述接收元件刚性连接，并安装到所述顶部结构上，所述安装板具有一个开口(45)，所述吊管的一端穿过该开口。
3.根据权利要求1或2所述的悬挂装置，其特征还在于所述接收元件的内径D向所述下端逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的悬挂装置，其特征还在于所述接收元件的内径由一个通常为圆台形的孔(43)确定。
5.根据权利要求1至4中任一所述的悬挂装置，其特征还在于所述束套的外径d向其下端(52)逐渐减小。
6.根据权利要求5所述的悬挂装置，其特征还在于所述束套的外径大于所述接收元件的最小内径。
7.根据权利要求1至6中任一所述的悬挂装置，其特征还在于一个拉紧螺母(53)，用于螺纹连接到所述束套的一部分(55)上，以将所述束套压缩地拉入所述接收元件中。
8.根据权利要求1至7中任一所述的悬挂装置，其特征还在于所述束套包括至少一个纵向延伸槽(50)。
9.根据权利要求8所述的悬挂装置，其特征还在于所述束套包括多个纵向延伸槽。
10.根据权利要求8或9中之一所述的悬挂装置，其特征还在于所述至少一个槽确定一个弹性片(49)，当具有压缩作用的外力作用在所述束套上时，其沿径向向内弯曲。
11.根据权利要求1至10中任一所述的悬挂装置，其特征还在于所述吊管包括一个具有大体一致的外径的圆筒体。
12.根据权利要求1至11中任一所述的悬挂装置，其特征还在于一个可旋转心轴(32)，其设置在所述吊管的下端。
13.根据权利要求12所述的悬挂装置，其特征还在于一个关节臂(24)，其与所述可旋转心轴连接，所述关节臂具有至少一个可调节的关节(36)和一个连接端(35)，所述连接端用于接收所述顶灯、监视器、作业灯、摄像机、和其他医疗装置中的一个。
14.根据权利要求1至13中任一所述的悬挂装置，其特征还在于在所述接收元件下方延伸的所述吊管的远端的长度在上限与下限之间可无限变化。
15.根据权利要求1至14中任一所述的悬挂装置，其特征还在于所述束套具有一个大体为圆台形的外表面(48a)，所述圆台形外表面与所述接收元件的大体为圆台形的内表面(43a)相接合。
16.根据权利要求1至14中任一所述的悬挂装置，其特征还在于所述束套具有一个孔，用于在没有具有压缩作用的力作用到所述束套上时，接收所述吊管并使其在内部滑动。
17.根据权利要求1至16中任一所述的悬挂装置，其特征还在于所述束套包括一个外表面，其直径逐渐变窄，直至到达其窄端，所述外表面至少部分地受压缩地楔入所述接收元件的轴向孔中；以及一个内表面，其与所述楔入过程相对应，对所述吊管的选定位置进行压缩，使所述吊管固定到所述吊管孔的选定点处。
18.一种对用于支撑医疗装置的吊管的远端相对于一个固定表面的距离进行可变调节的方法，所述方法包括从所述固定表面刚性地支撑接收元件(42)，所述方法的特征在于将束套(48)宽松地插入到所述接收元件的孔(43)中；将所述吊管插入到所述束套中，使所述吊管的一端(22)在所述接收元件的下方延伸选定的距离；以及将所述束套拉入到所述接收元件的孔中，使所述吊管被所述接收元件和束套压缩夹紧。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征还在于将所述束套拉入到所述孔中的步骤包括将一个螺母(53)拧紧到所述束套的一个部分(55)上。
20.根据权利要求18和19中之一所述的方法，其特征还在于所述束套包括多个纵向延伸的间隔开的槽(50)，将所述束套拉入到所述孔中的步骤包括压缩在所述槽之间确定的所述束套的部分(49)。
全文摘要
本发明披露了一种悬挂装置(10)，用于从一个顶部结构(12)将顶灯(26)、监视器(28，30)、摄像机、或其他医疗装置悬挂在一可选高度。一个吊管(20)具有一选定部分，其被一个接收元件(42)包裹，该接收元件具有大体上与一圆台一致的变化的内径。一个安装板(14)与所述顶部结构(12)和所述接收元件(42)刚性连接。所述安装板(14)具有一个开口，所述吊管(20)的一端通过该开口穿出。一个楔形元件(48)具有大体上与一圆台一致的变化的外径。该楔形元件(48)以压缩方式插入到所述接收元件(42)中，并包裹所述吊管(20)的选定部分，使所述吊管(20)的选定部分在所述接收元件(42)中被挤压夹紧。
文档编号F21V21/03GK1639506SQ03804480
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月25日 优先权日2002年2月25日
发明者曼弗雷德·布雷勒, 克劳斯·施特格, 詹姆士·C·赫列博维 申请人:斯特里斯公司, 昂戴尔工业技术有限责任公司