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技術 多孔質体の局所的機械抵抗を測定する方法および装置

出願人 アーオーテクノロジーアクチエンゲゼルシャフト
発明者 シュウイン,ロナルドヘニー,マルクスシューム,ノーベルト
出願日 2006年10月31日 (14年5ヶ月経過) 出願番号 2009-533632
公開日 2010年3月18日 (11年0ヶ月経過) 公開番号 2010-508498
状態 特許登録済
技術分野 機械的応力負荷による材料の強さの調査
主要キーワード 保持抵抗 構造物要素 コンパクト装置 長手方向軸周り 標準トルク 棒状グラフ 測定先端 トルク制限装置
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題・解決手段

多様な密度および/または多孔率を有する多孔質体内部、特に多孔質骨構造体内部の局所機械抵抗を決定する方法および装置であって、以下の工程を含む。−固定要素、特にねじまたは骨インプラントを収容するのに適した前記多孔質体の部位を選択する工程;−前記多孔質体に穴を開ける工程;−前記ドリル穴周辺多孔質構造体機械的パラメータを、適切な道具(1)を前記ドリル穴内に挿入することにより測定する工程。

概要

背景

骨の多孔率を評価する方法にはさまざまな方法が技術的に知られている。日本国特許出願公開第2000−245736号公報は、マイクロ波を用いた骨粗しょう症診断装置を記載する。米国特許第6,763,257号明細書(ROSHOLM他)は、高周波計測(radiogrammetry)を用いて骨質を測定する方法を開示しており、米国特許出願公開第2003/0057947号明細書(NI他)は、骨の多孔率を評価する核磁気共鳴(NMR)技術を記載する。これらすべての方法が非観血式である。

多様な密度/多孔率を有する多孔質構造体内では、いかなる種類の固定要素であっても固定の質/強度は、固定装置が挿入された局所の質に非常に依存する。前記密度/多孔率の大域データは、固定の質を決定するのには実際には役に立たない。というのは、固定要素が、平均的密度/多孔率とは全く異なる可能性のある低いあるいは高い密度/多孔率の領域に取り付けられるかもしれないからである。表面の硬度を測定することもまた、その構造体外壁がさまざまな密度または多孔率を有する可能性が高く、そして非常に薄く良好な固定に十分な材料を提供しないかもしれないという理由で役には立たない。

独国特許出願公開第10018769号明細書(MORLOCK)では、骨質を手術中に測定する方法および器具が開示されている。しかしながら、この方法は、その利用可能性股関節大腿骨ステムが埋め込まれる大腿に限定されている。このため、大腿骨頸切り開いた結果、海綿質内に測定器具の先端を嵌入し、嵌入する力により圧縮されたばねの力を測定することが可能となる。これら既知の方法にはいくつかの欠点がある。すなわち、
−測定器具の先端が案内されていないため信頼性に欠ける;
−特定の部位において、一測定値しか得られない(静的測定);仮にいくつかの測定が行われたとしても、それらは相関関係がない。
−海綿質がインプラントだけの場合よりも測定することによってより損傷を受ける。

日本国特許出願公開第2000−245736号公報
米国特許第6,763,257号明細書
米国特許出願公開第2003/0057947号明細書
独国特許出願公開第10018769号明細書

概要

多様な密度および/または多孔率を有する多孔質体内部、特に多孔質骨構造体内部の局所的機械抵抗を決定する方法および装置であって、以下の工程を含む。−固定要素、特にねじまたは骨インプラントを収容するのに適した前記多孔質体の部位を選択する工程;−前記多孔質体に穴を開ける工程;−前記ドリル穴周辺の多孔質構造体の機械的パラメータを、適切な道具(1)を前記ドリル穴内に挿入することにより測定する工程。

目的

本発明の目的は、多孔質体、より詳細には多孔質骨構造体の局所の質を測定し、および/または予測することを可能とする装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

A)固定要素、特にねじまたは骨インプラントを収容するのに適した多孔質体の部位を選択する工程と;B)前記多孔質体に穴を開ける工程と;C)適切な道具(1)を前記ドリル穴内に挿入することにより、前記ドリル穴周辺の該多孔質構造体機械的パラメータを測定する工程とから構成される、多様な密度および/または多孔率を有する多孔質体内部、特に多孔質骨構造体の内部の局所機械抵抗を測定する方法。

請求項2

前記測定は、動的に行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項3

前記機械的パラメータは、該多孔質構造体の応力変形による該多孔質構造体の機械抵抗であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。

請求項4

前記機械的パラメータは、適切な道具(1)を回転させることにより加わるねじり力により生じる該多孔質構造体の機械抵抗であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の方法。

請求項5

前記ねじり力が測定されて、前記多孔質構造体内で適切な道具が自由に軸回転するようにすることを特徴とする請求項4に記載の方法。

請求項6

予め選択可能な最大ねじり力を加えることにより得られる該道具のねじり角を測定することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の方法。

請求項7

さらに、D)前記の測定された特性と、さまざまな多孔率の密度の多孔質構造体から得られた前記特性の標準値とを比較する工程と;E)前記の測定特性と前記の標準特性との比較結果を表示する工程と:を含むことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一つに記載の方法。

請求項8

前記固定要素は長手方向固定要素であり、好適には骨ねじであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一つに記載の方法。

請求項9

前記ドリル穴は、前記長手方向固定要素の所望の位置と実質的に同軸方向に開けられることを特徴とする請求項8に記載の方法。

請求項10

前記測定は、前記道具(1)を前記穴に挿入し、前記周辺多孔質構造体内に嵌入することにより行うことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一つに記載の方法。

請求項11

前記多孔質体は、前記多孔質体はサーフボード艇体の一部または複数の部分のような発泡体を備えた構造体であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一つに記載の方法。

請求項12

前記多孔質体は多孔質骨構造体であり、前記長手方向固定要素は骨インプラントであることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一つに記載の方法。

請求項13

前記穴は少なくとも多孔質骨構造体の部位の皮質骨の厚さと一致する深さまで開けられることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか一つに記載の方法。

請求項14

前記穴は、前記長手方向固定要素の挿入のための準備段階で開けられ、好適には中心穴予備開孔の方式で開けられることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか一つに記載の方法。

請求項15

いくつかの弁別的測定が行われ、高い精度で標準偏差と共に平均結果を得るようにすることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか一つに記載の方法。

請求項16

いくつかの部位が選択されて、この多様な部位で局所的機械抵抗のさまざまな値を得ることを特徴とする請求項1ないし15のいずれか一つに記載の方法。

請求項17

該機械抵抗は、前記ドリル穴の壁内で一つ以上の弁別的位置において測定されることを特徴とする請求項1ないし16のいずれか一つに記載の方法。

請求項18

該機械抵抗は、ブレードをドリル穴の底部に一定の深さまで押し込んでブレードを一回転するのに必要なねじりモーメントを測定することにより測定されることを特徴とする請求項1ないし17のいずれか一つに記載の方法。

請求項19

1個のドリル穴またはn>1個の数のドリル穴に一定数段階的測定が行われることを特徴とする請求項1ないし18のいずれか一つに記載の方法。

請求項20

前記段階的測定は、次の測定のために予定された深さまで予備的に穴を開け、そして前記測定を行うことを交互にすることにより行われることを特徴とする請求項19に記載の方法。

請求項21

前記段階的測定は、第1の予備開孔前の予定されたドリル穴の中心軸同軸に、かつ全測定の間または固定要素が挿入されるまでの間固定されるのに十分なほど深く設置される針金により案内されることを特徴とする請求項19または20記載の方法。

請求項22

前記段階的測定が用いられて、高い精度で各ドリル穴および/または全体の標準偏差と共に平均値が計算されることを特徴とする請求項19ないし21のいずれか一つに記載の方法。

請求項23

前記1ないしn個のドリル穴において測定された結果が用いられて、m個の固定要素を用いた固定構造物全般的な質/強度を計算し、ここでm≦nであることを特徴とする請求項19ないし22のいずれか一つに記載の方法。

請求項24

前記1ないしm個の固定要素が用いられて一つ以上の追加的構造物要素を該多孔質構造体に固定することを特徴とする請求項23に記載の方法。

請求項25

測定値検索可能にマイクロプロセッサ(22)に記憶されることを特徴とする請求項1ないし24のいずれか一つに記載の方法。

請求項26

該マイクロプロセッサ(22)に検索可能に記憶された該測定値は、更なる処理のためにコンピュータ転送されることを特徴とする請求項25に記載の方法。

請求項27

前記多孔質構造体内の穴は、多孔質構造体の表面に対して45°ないし90°、好適には60°ないし90°の間の角度で開孔されることを特徴とする請求項1ないし26のいずれか一つに記載の方法。

請求項28

A)軸部(4)を備えた道具(1)であり、多孔質体に人工的に開孔したドリル穴に挿入可能で、かつ該道具(1)の前記軸部(4)を前記ドリル穴内に挿入することにより前記ドリル穴周辺の多孔質構造体にねじり力をかけることができるように設計された道具(1)と;B)前記道具の前記多孔質体におけるねじり力により発生した前記多孔質体の弾性特性または破壊的特性を測定するための測定器具(20)と;C)前記測定器具(20)により測定される前記多孔質体の特性を表示する表示手段とから構成される、多様な密度および/または多孔率を有する多孔質体内部、特に多孔質骨構造体内部の局所的機械抵抗を測定する装置。

請求項29

前記道具(1)および前記測定器具(20)は、単独のコンパクト装置内に内蔵されることを特徴とする請求項28に記載の装置。

請求項30

前記道具(1)はブレード(5)であり、前記多孔質構造体において前記ブレードが嵌入位置から自由な軸回転をするのに必要なねじり力を測定することを特徴とする請求項28または29に記載の装置。

請求項31

前記道具(1)はブレード(5)であり、予め選択可能な最大ねじり力を加えることにより得られる該道具(1)の回転角度を測定することを特徴とする請求項28または29に記載の装置。

請求項32

前記測定器具(20)は、該測定値を検索可能に記憶することを可能とするマイクロプロセッサ(22)を備えることを特徴とする請求項28ないし31のいずれか一つに記載の装置。

請求項33

該マイクロプロセッサ(22)は、適切にプログラムされて検索可能に測定値を連続的に記憶することを特徴とする請求項32に記載の装置。

請求項34

該測定器具(20)は、該道具(1)から取り外し可能であり、該マイクロプロセッサ(22)が電気的にコンピュータと接続可能であることにより、該測定データを該コンピュータに転送することを特徴とする請求項32または33に記載の装置。

請求項35

該測定器具(20)は、該測定値をコンピュータに無線で送信することを可能とする送信手段を備えたことを特徴とする請求項32ないし34のいずれか一つに記載の装置。

請求項36

測定値および/または測定値のデータ処理が、以下の方法;a)弁別的レベル、具体的には、不十分、十分、良好、優秀抵抗;b)数値;c)グラフ、具体的には棒状グラフ;d)色、具体的には、良好な質の場合には緑、劣悪な質の場合には赤;e)言葉、具体的には、良好、中位、または悪い骨質;またはf)アドバイス、具体的にはインプラントの挿入前に骨を増加させるべきか否か;のうち、1つ以上の方法により表示されることを特徴とする請求項28ないし35のいずれか一つに記載の装置。

請求項37

前記道具(1)は、少なくとも部分的にカニューレを挿入して、前記ドリル穴の中心軸に設置された針金により案内することを可能とする請求項28ないし36のいずれか一つに記載の装置。

技術分野

0001

本発明は、請求項1に記載する多孔質体内部の局所機械抵抗を測定する方法に関し、および請求項28に記載する多孔質体内部の局所的機械抵抗を測定する装置に関する。

背景技術

0002

骨の多孔率を評価する方法にはさまざまな方法が技術的に知られている。日本国特許出願公開第2000−245736号公報は、マイクロ波を用いた骨粗しょう症診断装置を記載する。米国特許第6,763,257号明細書(ROSHOLM他)は、高周波計測(radiogrammetry)を用いて骨質を測定する方法を開示しており、米国特許出願公開第2003/0057947号明細書(NI他)は、骨の多孔率を評価する核磁気共鳴(NMR)技術を記載する。これらすべての方法が非観血式である。

0003

多様な密度/多孔率を有する多孔質構造体内では、いかなる種類の固定要素であっても固定の質/強度は、固定装置が挿入された局所の質に非常に依存する。前記密度/多孔率の大域データは、固定の質を決定するのには実際には役に立たない。というのは、固定要素が、平均的密度/多孔率とは全く異なる可能性のある低いあるいは高い密度/多孔率の領域に取り付けられるかもしれないからである。表面の硬度を測定することもまた、その構造体外壁がさまざまな密度または多孔率を有する可能性が高く、そして非常に薄く良好な固定に十分な材料を提供しないかもしれないという理由で役には立たない。

0004

独国特許出願公開第10018769号明細書(MORLOCK)では、骨質を手術中に測定する方法および器具が開示されている。しかしながら、この方法は、その利用可能性股関節大腿骨ステムが埋め込まれる大腿に限定されている。このため、大腿骨頸切り開いた結果、海綿質内に測定器具の先端を嵌入し、嵌入する力により圧縮されたばねの力を測定することが可能となる。これら既知の方法にはいくつかの欠点がある。すなわち、
−測定器具の先端が案内されていないため信頼性に欠ける;
−特定の部位において、一測定値しか得られない(静的測定);仮にいくつかの測定が行われたとしても、それらは相関関係がない。
−海綿質がインプラントだけの場合よりも測定することによってより損傷を受ける。

0005

日本国特許出願公開第2000−245736号公報
米国特許第6,763,257号明細書
米国特許出願公開第2003/0057947号明細書
独国特許出願公開第10018769号明細書

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、多孔質体、より詳細には多孔質骨構造体の局所の質を測定し、および/または予測することを可能とする装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、請求項1の工程を有する方法および請求項28の特徴を有する装置を用いてこの課題を解決する。

0008

本発明に係る方法および装置の重要な利点は、多孔質体の第1の部分に隠れている第2の部分における機械抵抗を測定することを可能とする点にある。多孔質体は、ドリル穴を介して第1部分を横断し第2部分に進入してのみ到達可能であり、先行技術の道具/装置によっては直接測定することはできない。

0009

本発明に係る道具および装置は、骨ねじが骨粗しょう症の骨内に埋め込まれる場合に特に有益である。

0010

好適な実施形態において、前記の測定は動的に行われ、最大でも一つの値だけを測定するのと比較して、動的な測定では、後にグラフとして表示しうる一組の連続的あるいは段階的測定データを記録しかつ記憶することを可能にするという利点を得ることができる。

0011

更なる実施形態において、前記の機械的パラメータは、応力変形による多孔質構造体の機械抵抗である。

0012

他の実施形態において、前記の機械的パラメータは適切な道具の回転を通して加えられるねじり力により生じる多孔質構造体の機械抵抗である。

0013

更なる実施形態において、前記のねじり力が測定されて前記多孔質構造体内で適切な道具の自由な軸回転を得るようにする。

0014

さらに他の実施形態において、予め選択可能な最大限のねじり力を加えることにより得られる道具のねじり角を測定する。最大ねじり力の標準値は、8Nmであり、多孔質構造体の機械抵抗をほぼ非破壊的方法で測定するという利点を可能とする。

0015

さらに、他の実施形態では、次の工程を含む。
1)前記の測定された特性と、さまざまな多孔率の密度を有する多孔質構造体から得られた前記特性の標準値とを比較する工程;
2)前記測定特性と前記の標準特性との比較結果を表示する工程。

0016

更なる実施形態において、前記固定要素は長手方向固定要素であり、好適には骨ねじである。

0017

他の実施形態において、前記ドリル穴は、前記長手方向固定要素の所望の位置と実質的に同軸方向開孔される。つまり、たとえばインプラントが後に挿入されるのと同じ外科通路によって測定することができるという利点が達成される。

0018

更なる実施形態では、前記測定は、前記道具を前記穴に挿入し、前記道具を前記周辺多孔質構造体に嵌入することにより達成される。

0019

他の実施形態において、前記多孔質体はサーフボード艇体の一部または複数の部分のような発泡体を備えた構造体である。

0020

更なる実施形態において、前記多孔質体は、多孔質骨構造体であり、前記長手方向固定要素は骨インプラントである。

0021

更なる実施形態において、前記穴は、少なくとも多孔質骨構造体の前記部位の皮質骨の厚さと一致する深さまで開けられる。

0022

更なる実施形態において、前記穴は前記長手方向固定要素を挿入するための準備段階で開けられ、好適には中心穴予備開孔の方式で開けられる。

0023

他の実施形態において、いくつかの弁別的測定を行ない、より高い精度で標準偏差と共に平均結果を得るようにする。

0024

さらに他の実施形態において、いくつかの部位が選択されて、この多様な部位における局所的機械抵抗のさまざまな値が得られる。高い精度で標準偏差と共に平均結果を得ることができるという利点を達成する。

0025

更なる実施形態において、機械抵抗は、前記ドリル穴の壁内で一つ以上の弁別的位置において測定される。

0026

更なる実施形態において、機械抵抗は、ドリル穴の底部にブレードを一定距離まで押し込み、ブレードが一回転するのに必要なねじりモーメントを測定することにより測定される。

0027

他の実施形態において、一定数の段階的測定が1回またはn>1のドリル穴の数だけ行われる。

0028

さらに他の実施形態において、前記の段階的測定は、次の測定のために予定された深さだけ予備開孔し、前記測定を行うことを交互にすることにより行われる。

0029

更なる実施形態において、前記段階的測定は、最初の予備開孔前に予定されたドリル穴の中心軸同軸に、かつ全ての測定の間または固定要素が挿入されるまでの間固定するのに十分深く設置される針金により案内される。

0030

更なる実施形態では、前記段階的測定を用いて、各ドリル穴のおよび/または全体の標準偏差と平均結果を高い精度で計算するようにする。

0031

他の実施形態において、前記1ないしn個のドリル穴で測定された結果を用いて、m個の固定要素を用いる固定構造物全般的な質/強度を計算するようにする。ここでm≦nである。

0032

さらに他の実施形態では、前記1ないしm個の固定要素が用いられて、一つ以上の追加的構造物要素を多孔質構造体に固定する。

0033

更なる実施形態において、測定値は、マイクロプロセッサ内に検索可能に記憶される。この手段により、データ処理、たとえば測定値の平均化や結果の読み込みをその場で実行することができるという利点が達成される。

0034

更なる実施形態において、マイクロプロセッサ内に検索可能に記憶された測定値は、更なる処理のためコンピュータ転送される。これにより、骨質を規定する他のパラメータ、たとえば画像ベースのパラメータおよび/または身体的パラメータなどの、骨ねじなどを保持する除去糸などに対する抵抗予見可能性を改善するようなパラメータをコンピュータに提供することができるという利点を達成しうる。

0035

他の実施形態において、前記多孔質構造体の穴は、多孔質構造体の表面に対して45°ないし90°の角度、好適には60°ないし90°の角度で開けられる。

0036

本発明に係る装置の好適な実施形態では、前記道具および前記測定器具は単独の手持ち装置に組み込まれる。

0037

更なる実施形態では、前記道具はブレードであり、前記多孔質構造体におけるブレードの嵌入位置からの自由な軸回転を得るのに必要なねじり力を測定する。

0038

更なる実施形態において、前記道具は予め選択可能な最大ねじり力を加えることにより得られる道具の回転角度を測定するブレードである。このことにより、多孔質構造体の機械抵抗がほぼ非破壊的方法で測定されるという利点が得られる。

0039

他の実施形態において、測定器具はマイクロプロセッサを備え、測定値を検索可能に記憶することができる。

0040

他の実施形態では、マイクロプロセッサが適切にプログラムされ、検索可能に測定値を連続的に記憶する。この実施形態は、動的測定を行い得るという利点、および先行技術に知られるような個別の値を記憶する代わりに、完全なグラフあるいは図表を記憶することができるという利点を可能とする。

0041

更なる実施形態において、測定器具は、マイクロプロセッサがコンピュータに電気的に接続することができる方法で道具から取り外し可能であることにより、コンピュータに測定データを転送する。したがって、コンピュータやコンピュータに接続された他の手段ではなく、装置のみを消毒すればよいという利点を達成しうる。

0042

更なる実施形態において、測定器具は測定値をコンピュータに無線送信することを可能とする送信手段を備える。これによって、コンパクト装置の測定器具内に記憶された測定値を更なるデータ処理のためにコンピュータに転送することができるという利点を達成することができる。

0043

他の実施形態では、測定値および/または測定値のデータ処理が、一つ以上の以下の方法で表示される。
a)弁別的レベル、具体的には、不十分、十分、良好、優秀な抵抗;
b)数値
c)グラフ、具体的には棒状グラフ
d)色、具体的には、良好な質の場合には緑、劣悪な質の場合には赤;
e)言葉、具体的には、良好、中位、または悪い骨質;または
f)アドバイス、具体的にはインプラントの挿入前に骨を増加させるべきか否か。

0044

他の実施形態において、前記道具は少なくとも部分的にカニューレが挿入され、前記ドリル穴の中心軸に設置された針金による案内を可能とする。

0045

本発明の好適な実施形態を、一例として添付の図面を参照して以下に説明する。

発明を実施するための最良の形態

0046

図1は、装置10の実施形態を図示する。装置10は、多孔質体(図示せず)内部の局所的機械抵抗を測定するための道具1と、ハンドル3からなる測定器具20とから構成される。測定器具20と道具1は次に、中心軸2と同軸上に配置され、互いに可逆的に取り付けられる。

0047

道具1は、基本的に中心軸2に対して同軸に配置される3つの部分からなる。道具1の前部に、目盛付き測定具11が可逆的に挿入器12に取り付けられる。挿入器12は、測定具11をドリル穴の正面内に圧入し、または打ち込むのに適したスタッド13を備えている。加えて、道具1は、スタッド13と測定具11の間に配置され、測定が行われた後に道具1を打ち出すのに用いられる抽出リング14を含む。

0048

測定具11は、中心軸2と同軸上に延在する円柱軸部4を具備し、それによって測定先端部8は道具1の前端部6に配置される。軸部4は、測定先端部8において前端部6に向って先細になり、中心軸2に平行に延在する3つのブレード5を形成する。中心軸2に垂直な断面で見てみると、3つのブレード5は各々に対して同じ角度で配置される。

0049

機械抵抗を測定するために、ブレード5を、多孔質構造体、たとえば予備開孔された穴底の骨内に一定の距離だけ押し込み、取り付けられた測定器具20を回転させることによって中心軸2を一回転し、同時に測定器具20を用いて軸部4に加わるトルクを測定する。

0050

図2に示すように、測定器具20は、道具1の軸部4に接続されるシャフト9に加わるトルクを測定するのに適した測定手段23と、測定値のディジタルデータへのアナログディジタル変換を行うのに適したアナログ・ディジタル変換器などの変換手段(図示せず)と、ディジタルデータを検索可能に記憶するマイクロプロセッサ22とを備える。この特別な実施形態において、トルクを測定するための測定手段23として、電気的または電磁的に動作する市販のトルク測定装置などの標準トルク測定装置が設けられる。

0051

測定器具20は、道具1の後端部7(図1)に同軸に配置され、道具1の軸部4と測定器具20のシャフト9は、たとえば六角形ドライブソケット接続により連結される。測定器具20はさらに、軸部4に付加されるトルク最大値に調整可能なトルク制限手段16を備える。典型的なトルク制限装置は、国際公開第01/19571号パンフレット(YOUNG)に開示されている。加えて、測定器具20は道具1から取り外し可能であり、消毒することができる。

0052

測定器具20のさまざまな部材、すなわちシャフト9、トルク制限手段16、測定手段23およびマイクロプロセッサ22は、次に中心軸2に対して同軸に配置されて、シャフト9が測定器具20の最前部を形成する。測定時に、測定器具20を回して道具1を手動により中心軸2の周りで回転させる。さらに、測定器具20は、たとえばバッテリーまたはアキュムレータなどのエネルギー源(図示せず)を備える。

0053

こうして、完成した装置10は測定器具20を含んだ手持ち装置として構成され、測定器具20自体で直接その場でデータ処理や読み出しを可能とし、および/または測定器具20はたとえば手術室の外に設置されたコンピュータに接続することができる。後者の構成によれば、手術室の内部または外部のコンピュータを用いたデータ処理が可能となり、コンピュータを消毒する必要はなくなる。測定装置20の他の実施形態として、測定値をコンピュータに無線送信する手段が挙げられる。

0054

図3Bは、図1の装置を用いる方法の一つの適用例を示す。ここで説明する方法は、多孔質体、すなわち多様な密度および/または多孔率を有する骨30の局所的機械抵抗の手術中の測定に関し、基本的に以下の工程を含む。
A)固定要素、すなわち、骨ねじなどの骨インプラント31を収容するのに適した前記骨30の部位を選択する工程;
B)前記骨30に穴を開ける工程;
C)多孔質構造体、すなわち前記ドリル穴周辺の骨30の海綿質の機械的パラメータを、道具1を前記ドリル穴内に挿入することにより測定する工程。

0055

典型的に、工程Cは、所望のインプラント固定の部位に適切な道具1を手術中に設置することにより行われうる。局所的骨質を評価するために、好適には前端部6にブレード5を備えた道具1を、骨30に挿入した後に、道具1の長手方向軸周りで回転させる。骨材料の抵抗に打ち勝つためのブレード5の回転(その回転により対応する骨円柱切開する)に必要なねじりモーメント(トルク)は、適当な測定器具20により測定される。測定されたトルクはスクリーン上に表示することができ、外科医に骨質を示す。さらに改良された実施形態において、装置10は、多様な骨上に同じブレード5を用いて得られたさまざまな骨質の標準値が記憶されるメモリを含む。この装置10は、測定値と記憶された値とを比較し、さまざまな方法でその比較結果を表示することができる。

0056

より詳細には、前記道具1の軸部4を前記穴に挿入し、挿入器12のスタッド13を圧入または打ち込んでブレード5を備える軸部4を前記周辺多孔質構造体内に嵌入させることにより、前記測定が達成される。機械抵抗は、道具1の前端部6のブレード5をドリル穴の底部内に一定の距離だけ押し込み、ブレードを一回転させるのに必要なねじりモーメントを測定することにより測定される。さらに、ここで前記機械的パラメータはねじり力である。道具1が中心軸2の周りを完全に一回転する間、軸部4に働くトルクを連続的に測定することにより測定が行われる。測定中に、得られた測定値のアナログ・ディジタル変換が測定器具20を用いて行われ、一組の測定データとしての測定値がマイクロプロセッサ22により記録され、一組の測定データはマイクロプロセッサ22のメモリに検索可能に記憶される。

0057

加えて、本方法は、以下の工程をさらに含む。
D)前記の測定された特性と、さまざまな多孔率密度の多孔質構造体から得られた前記特性の標準値とを比較する工程;
E)前記測定特性と前記標準特性との比較結果を表示する工程。

0058

当該コンピュータは、骨質を規定する複数のパラメータ、たとえば画像ベースのパラメータおよび/または身体的パラメータや上述の機械的パラメータなどを組み合わせるのに適したソフトウェアを備える。さまざまなパラメータを用いて、骨の保持抵抗の予見可能性が改善される。

0059

図3Aに一例として示されるように、画像ベースおよび/または身体的パラメータは、手術前のおよび/または手術中のX線照射および/またはたとえば超音波装置32により得ることができる。これらパラメータが用いられて、手術前に選択されたインプラントを最終的に交換し、またはたとえば図3Cに一例として示すように骨セメント射出することにより骨質を改善するようにする。

図面の簡単な説明

0060

本発明に係る装置の一実施形態を示す。
図1の装置の測定器具の一実施形態を示す。
本発明に係る方法の一適用例の概略図を示す。

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