CN111093556B - 植入物设置强度评价装置以及记录介质 - Google Patents

Abstract

植入物设置强度评价方法具有：使植入物振动的步骤；测定通过振动的步骤而振动的植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据的步骤；以及基于植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据，导出表示植入物的设置强度的指标的信息的步骤。

Description

植入物设置强度评价装置以及记录介质

技术领域

本发明的实施方式涉及植入物设置强度评价方法、植入物设置强度评价装置、以及程序。

本申请基于在2017年9月14日在日本申请的日本特愿2017－177109号来主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

在将人造关节等植入物设置于人骨的植入物治疗手术中，植入物的设置强度很大一部分要通过外科医生的感觉来判断。在植入物的设置强度不充分的情况下，会导致将来植入物的松动、脱离。

对于植入物的设置强度，在多数情况下要在研究阶段在手术外通过基于嵌入扭矩、拔出力的破坏检查来评价。

另一方面，作为可适用于齿科植入物治疗手术中的评价技术，已知有测量使用磁的共振频率的技术(例如，参照专利文献1)。

另外，在植入物手术中以及手术后也会并用伦琴射线等图像诊断。图像诊断主要用于植入物设置位置的确认。已知有组合图像诊断和计算机解析技术而成的评价植入物的固定强度的技术(例如，参照专利文献2)。

专利文献1:日本特表2006－527627号公报

专利文献2:日本特开2014－135974号公报

使用磁铁的磁共振频率测量是可适用于以容易向植入物拆装磁铁的口腔内为对象的齿科领域的方法。因此，使用磁铁的磁共振频率测量很难适用于需要在体内深部实施外科手术的整形外科领域。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供一种能够评价植入物的设置强度的植入物设置强度评价方法、植入物设置强度评价装置以及程序。

(1)本发明的一个方式为一种植入物设置强度评价方法，具有：使植入物振动的步骤；测定通过上述振动的步骤而振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据的步骤；以及基于上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据，导出表示上述植入物的设置强度的指标的信息的步骤。

(2)本发明的一个方式在上述(1)所述的植入物设置强度评价方法中，具有基于表示上述设置强度的指标的信息，来获取上述植入物的设置强度的评价结果的步骤。

(3)本发明的一个方式在上述(1)或上述(2)所述的植入物设置强度评价方法中，在上述导出的步骤中，基于上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据，求出频率与振动数以及振动强度的关系，并根据求出的频率与振动数以及振动强度的关系，求出与规定的振动数以及振动强度对应的频率，并根据频率与表示植入物的设置强度的指标的信息的关联求出与所求出的上述频率相关联的表示植入物的设置强度的指标的信息。

(4)本发明的一个方式在上述(1)至上述(3)中任一项所述的植入物设置强度评价方法中，通过计算机控制、执行至少一个上述步骤。

(5)本发明的一个方式在上述(3)或上述(4)所述的植入物设置强度评价方法中，表示上述植入物的设置强度的指标的信息是嵌入扭矩，该嵌入扭矩表示在将上述植入物嵌入骨中时在该骨中产生的阻力。

(6)本发明的一个方式在上述(3)或上述(4)所述的植入物设置强度评价方法中，表示上述植入物的设置强度的指标的信息是拉倒力，该拉倒力是在将设置杆安装于已安装于骨的人造关节杯，并拉动上述设置杆的情况下人造关节杯从骨上脱落时所作用的力。

(7)本发明的一个方式在上述(1)至上述(6)中任一项所述的植入物设置强度评价方法中，上述振动的步骤通过对上述植入物照射激光束，来使上述植入物振动。

(8)本发明的一个方式在上述(1)至上述(6)中任一项所述的植入物设置强度评价方法中，在上述振动的步骤中，通过对上述植入物施加水流，来使上述植入物振动。

(9)本发明的一个方式在上述(1)至上述(6)中任一项所述的植入物设置强度评价方法中，在上述振动的步骤中，通过对上述植入物施加力，来使上述植入物振动。

(10)本发明的一个方式在上述(1)至上述(6)中任一项所述的植入物设置强度评价方法中，上述测定的步骤通过加速度传感器测定在上述振动的步骤中振动的上述植入物的振动数以及振动强度的上述时间序列数据。

(11)本发明的一个方式在上述(1)至上述(6)中任一项所述的植入物设置强度评价方法中，上述测定的步骤基于所产生的声音来测定通过上述振动的步骤而振动的上述植入物的振动数以及振动强度的上述时间序列数据。

(12)本发明的一个方式在上述(1)至上述(6)中任一项所述的植入物设置强度评价方法中，在上述振动的步骤中，通过向上述植入物照射第一激光束来使上述植入物振动，在上述测定的步骤中，向上述植入物照射第二激光束，并基于上述植入物反射出的上述第二激光束，来测定上述植入物的振动数以及强度的时间序列数据。

(13)本发明的一个方式在上述(1)至上述(6)中任一项所述的植入物设置强度评价方法中，在上述振动的步骤中，通过对上述植入物施加水流，来使上述植入物振动，在上述测定的步骤中，基于通过对上述植入物施加水流而产生的声音，来测定上述植入物的振动数以及强度的时间序列数据。

(14)本发明的一个方式是上述(1)至上述(6)中任一项所述的植入物设置强度评价方法，由植入物设置强度评价装置来执行，上述植入物设置强度评价方法具有：使植入物振动的步骤；测定通过上述振动的步骤而振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据的步骤；以及基于上述植入物的上述振动数以及振动强度的时间序列数据，导出表示上述植入物的设置强度的指标的信息的步骤，上述振动的步骤以及上述测定的步骤的双方或任意一方利用激光束，非接触地执行。

(15)本发明的一个方式是一种植入物设置强度评价装置，具备：振动引起部，使植入物振动；测定部，测定由上述振动引起部引起振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据；以及导出部，基于上述测定部测定出的上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据，导出表示上述植入物的设置强度的指标的信息，上述植入物设置强度评价装置通过上述(1)至上述(14)中任一项所述的植入物设置强度评价方法来获取数据。

(16)本发明的一个方式是一种植入物设置强度评价装置，具备：振动引起部，使植入物振动；测定部，测定由上述振动引起部引起振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据；以及导出部，基于上述测定部测定出的上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据，导出表示上述植入物的设置强度的指标的信息，上述振动引起部以及上述测定部双方或任意一方利用激光束，非接触地执行，上述植入物设置强度评价装置通过技术方案1～技术方案12、以及技术方案14中任一项所述的植入物设置强度评价方法来获取数据。

(17)本发明的一个方式是一种程序，用于使计算机执行如下步骤：使植入物振动的步骤；测定通过上述振动的步骤而振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据的步骤；以及基于上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据，来导出表示上述植入物的设置强度的指标的信息的步骤，上述振动的步骤以及上述测定的步骤的双方或任意一方利用激光束，非接触地执行，上述程序用于通过上述(1)至上述(12)、以及上述(14)中任一项所述的植入物设置强度评价方法来获取数据。

根据本发明的实施方式，能够提供一种能够评价植入物的设置强度的植入物设置强度评价方法、植入物设置强度评价装置以及程序。

附图说明

图1是表示第一实施方式的植入物设置强度评价系统的一个例子的图。

图2是表示第一实施方式的被评价体的一个例子的图。

图3是表示第一实施方式的植入物设置强度评价装置的一个例子的框图。

图4是表示导出表的一个例子的图。

图5是表示第一实施方式的植入物设置强度评价装置的动作的一个例子的图。

图6是表示振动评价系统的一个例子(例1)的图。

图7A是表示振动评价结果的一个例子(例1)的图。

图7B是表示振动评价结果的一个例子(例1)的图。

图8是表示峰值频率与嵌入扭矩的关联的一个例子的图。

图9是表示峰值频率与基于磁RFA的测定值的关联的一个例子的图。

图10是表示振动评价系统的一个例子(例2)的图。

图11是表示峰值频率与嵌入扭矩的关联的一个例子的图。

图12A是表示振动评价系统的一个例子(例3－1)的图。

图12B是振动评价系统的一个例子(例3－1)的部分放大图。

图12C是表示振动评价系统的一个例子(例3－2)的图。

图12D是振动评价系统的一个例子(例3－2)的部分放大图。

图13是表示振动评价结果的一个例子(例3)的图。

图14是表示第二实施方式的被评价体的一个例子的图。

图15是表示第二实施方式的植入物设置强度评价装置的一个例子的图。

图16是表示导出表的一个例子的图。

图17是表示第二实施方式的植入物设置强度评价装置的动作的一个例子的图。

图18是表示振动评价系统的一个例子(例4)的图。

图19是表示振动评价结果的一个例子(例4)的图。

图20是表示峰值频率与拉倒力的关联的一个例子的图。

图21是表示重心频率与拉倒力的关联的一个例子的图。

图22是表示变形例的植入物设置强度评价系统的一个例子(例5)的图。

图23是表示变形例的植入物设置强度评价系统的一个例子(例6)的图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本实施方式的植入物设置强度评价方法、植入物设置强度评价装置、以及程序进行说明。以下说明的实施方式只是一个例子，应用本发明的实施方式并不限于以下的实施方式。

此外，在用于对实施方式进行说明的所有图中，具有相同的功能的部件使用相同附图标记，并省略反复的说明。

另外，在本申请中提及的“基于XX”意味着“至少基于XX”，也包含除了XX以外也基于其它的要素的情况。另外，所谓的“基于XX”并不限定于直接使用XX的情况，也包含基于对XX进行运算、加工的情况。“XX”是任意的要素(例如，任意的信息)。

另外，在本申请中提及的“植入物”是指固定于骨等硬组织来使用的部件，并不根据其形状以及材质来限定。例如，包含螺栓状、板状、杯状、球状等形状，并能够适当地选择钛、不锈钢、陶瓷等以往公知的材质。

实施方式的植入物设置强度评价系统例如能够应用脉冲激光器。对于该脉冲激光器所使用的激光介质并不特别限定，适当地采用以往公知的固体激光介质、液体激光介质、气体激光介质等即可。另外，实施方式的植入物设置强度评价系统例如能够采用如Nd:YAG那样的固体激光介质、如二氧化碳气体那样的气体激光介质、如染料激光器那样的液体激光介质，作为激光器能够应用Nd:YAG激光器、二氧化碳气体激光器、染料激光器等。

(第一实施方式)

(植入物设置强度评价系统)

图1是表示第一实施方式的植入物设置强度评价系统的一个例子的图。植入物设置强度评价系统通过对植入物等被评价体50照射激光束，使其振动。在第一实施方式中，作为被评价体50的一个例子，假定人造骨。

植入物设置强度评价系统获取针对振动的被评价体50的各振动频率的振动数以及振动强度的时间序列数据，并基于获取到的针对各振动频率的振动数以及振动强度的时间序列数据，导出振动数以及振动强度的频谱。植入物设置强度评价系统通过对导出的频谱进行解析，来获取表示被评价体50的设置强度的指标的信息。

在第一实施方式中，作为表示被评价体50的设置强度的指标的信息的一个例子，对应用嵌入扭矩的情况继续进行说明。植入物设置强度评价系统基于获取到的被评价体50的嵌入扭矩，获取表示被评价体50的设置强度是否适当的评价结果。

植入物设置强度评价系统具备植入物设置强度评价装置100a、第一激光系统200、第二激光系统250、以及照射头300。植入物设置强度评价装置100a与第二激光系统250之间通过有线202连接。第一激光系统200与照射头300之间通过光纤204连接。第二激光系统250与照射头300之间通过光纤206连接。

第一激光系统200生成用于引起被评价体50振动的激光束A，并将所生成的激光束A输出至光纤204。具体而言，第一激光系统200的一个例子是Nd:YAG激光器。第一激光系统200所生成的激光束A的照射能量可以适当地设定在例如1mJ－50mJ的范围内，一般可以设为10mJ－30mJ。

照射头300对被评价体50照射第一激光系统200所输出的激光束A。由此，被评价体50振动。另外，照射头300在被评价体50振动的状态下，对被评价体50照射第二激光系统250所输出的激光束B1。被评价体50反射照射头300所照射的激光束B1，反射出的激光束B2被从照射头300传送至光纤206，并输出至第二激光系统250。

第二激光系统250检测在被评价体50中产生的振动。第二激光系统250生成用于检测在被评价体50中引起的振动的激光束B1，并将所生成的激光束B1输出至光纤206。第二激光系统250从光纤206中获取被评价体50反射出的激光束B2，并将获取到的激光束B2转换为振动数以及振动强度。第二激光系统250将表示通过转换激光束B2而获得的振动数以及振动强度的信息输出至植入物设置强度评价装置100a。具体而言，第二激光系统250的一个例子是激光多普勒振动计。

植入物设置强度评价装置100a获取第二激光系统250所输出的表示振动数以及振动强度的信息。植入物设置强度评价装置100a通过基于获取到的表示振动数以及振动强度的信息，对振动数以及振动强度的时间序列数据进行傅立叶变换，来获取频谱。植入物设置强度评价装置100a从获取到的频谱中，获取振动数以及振动强度成为峰值的频率(以下称为“峰值频率”。)。植入物设置强度评价装置100a基于获取到的峰值频率，获取嵌入扭矩。

在这里，所谓的嵌入扭矩表示将植入物嵌入骨中时在该骨中产生的阻力。若嵌入扭矩过低则初始固定变弱，若嵌入扭矩过高则存在在植入物的周围引起无血管性骨坏死的可能。因此，通过监视嵌入扭矩，能够评价植入物的设置强度是否适当。

(被评价体)

对被评价体50的一个例子进行说明。

图2是表示第一实施方式的被评价体的一个例子的图。在这里，作为被评价体50的一个例子，示有整形外科用的植入物20。植入物20由植入物材料形成，具备作为被评价体50来使用的主体21。

主体21的外形与一般的主体相同，具备嵌入成为嵌入的对象的骨24的内部的螺钉部22、以及与螺钉部22连接的头部23。在头部23形成有横孔23a，该横孔23a供用于脊椎固定的杆插入。

在使用植入物20执行上述的评价方法的情况下，将利用丝锥形成有螺钉槽的嵌入用的孔设为测定孔，并在该嵌入用孔中临时设置植入物20。临时设置可以通过将螺钉部22嵌入到假定的嵌入深度来进行，也可以为嵌入到比假定的嵌入深度浅的位置。

第一激光系统200所生成的激光束A从照射头300照射至植入物20的根部23b或者头部23。进一步，第二激光系统250所生成的激光束B1从照射头300照射至植入物20的根部23b或者头部23。

虽然并没有特别限定，但在这里以将激光束A和激光束B1照射至植入物B1的根部23b的情况为例来进行说明。此外，被激光束A照射的植入物20的区域(例如根部23b的区域)和被激光束B1照射的植入物20的区域(例如根部23b的区域)可以一致，也可以不一致。

(植入物设置强度评价装置)

图3是表示第一实施方式的植入物设置强度评价装置的一个例子的框图。

植入物设置强度评价装置100a具备通信I/F105、存储部110、操作部120、信息处理部130a、显示部140、以及用于如图3所示那样电连接上述各构成要素的地址总线、数据总线等总线线路150。

通信I/F105是与第二激光系统250之间的I/F。向通信I/F105输入第二激光系统250输出的表示振动数以及振动强度的信息。通信I/F105获取表示振动数以及振动强度的信息，并将表示获取到的振动数以及振动强度的信息输出至信息处理部130a。

存储部110例如通过RAM(Random Access Memory：随机存储器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、闪存、或者对这些中的多个进行组合而成的混合型存储装置等来实现。在存储部110中，存储由信息处理部130a执行的程序112、以及导出表114a。

(导出表)

图4是表示导出表的一个例子的图。导出表114a是对峰值频率和嵌入扭矩建立有关联的表。峰值频率是在通过激光束A使被评价体50振动的情况下，从该被评价体50的振动数以及振动强度的频谱中获取的峰值频率。嵌入扭矩是与振动的被评价体50的峰值频率建立关联的嵌入扭矩。对于被评价体50的峰值频率与嵌入扭矩的关联后述。在图4所示的例子中，对峰值频率“a1”和嵌入扭矩“b1”建立关联并存储。

返回到图3，继续进行说明。操作部120例如由触摸面板等构成，检测针对显示部140所显示的画面的触摸操作，并将触摸操作的检测结果输出至信息处理部130a。在触摸操作中，包含开始植入物的评价的操作等。操作部120在检测出开始植入物的评价的操作的情况下，将表示开始植入物的评价的信息输出至信息处理部130a。

信息处理部130a的全部或者一部分例如是通过CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器执行储存于存储部110的程序112来实现的功能部(以下，称为软件功能部)。此外，信息处理部130a的全部或者一部分可以通过LSI(Large Scale Integration：大规模集成化)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、或者FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等硬件来实现，也可以通过软件功能部与硬件的组合来实现。

信息处理部130a例如具备获取部132、导出部134a、以及评价部136a。

获取部132获取操作部120输出的表示开始植入物的评价的信息。获取部132获取通信I/F105输出的表示被评价体50的振动数以及振动强度的信息。获取部132将获取到的表示被评价体50的振动数以及振动强度的信息输出至导出部134a。

导出部134a基于获取部132输出的表示被评价体50的振动数以及振动强度的信息，导出针对被评价体50的各振动频率的振动强度的频谱。导出部134a在导出的频谱中，获取振动强度成为峰值的峰值频率。具体而言，导出部134a在2kHz－10kHz的范围内，获取振动强度为峰值的峰值频率。或者，导出部134a将x设为频率，并将表示频谱的函数设为f(x)。导出部134a指定x＝1kHz－20kHz的频率的范围，更为优选，由于高频率的振动强度的成分不变所以指定x＝2kHz－10kHz的频率的范围。

导出部134a求出满足以x对函数f(x)进行微分的df(x)/dx＝0、和以x对函数f(x)进行二次微分的d²f(x)/dx²＜0的x。导出部134a将x按照值从小到大的顺序设为f(n)(n＝0、1、2、…)。导出部134a获取满足f(n)＞maxf(x)×C(maxf(x)表示f(x)的最大值，C表示用于决定阈值的任意的常量)的最小的f(n)。

导出部134a根据存储于存储部110的导出表114a中所包含的峰值频率与嵌入扭矩的关联获取与所获取的峰值频率相关联的嵌入扭矩。导出部134a将获取到的表示嵌入扭矩的信息输出至评价部136a。

评价部136a获取导出部134a输出的表示嵌入扭矩的信息。评价部136a判定获取到的嵌入扭矩是否处于预先设定的范围。评价部136a在获取到的嵌入扭矩包含于预先设定的范围内的情况下，获取嵌入扭矩适当的评价结果。评价部136a在获取到的嵌入扭矩未包含于预先设定的范围内的情况下，获取嵌入扭矩不适当的评价结果。评价部136a将嵌入扭矩的评价结果输出至显示部140。

显示部140获取评价部136a所输出的嵌入扭矩的评价结果。显示部140显示获取到的嵌入扭矩的评价结果。

(植入物设置强度评价装置的动作)

图5是表示第一实施方式的植入物设置强度评价装置的动作的一个例子的图。

(步骤S101)第一激光系统200使被评价体50振动。具体而言，第一激光系统200生成激光束A，并将所生成的激光束A输出至光纤204。用户固定照射头300，以使从照射头300照射的激光束A照射至被评价体50。照射头300将第一激光系统200输出的激光束A照射至被评价体50。由此，被评价体50被激光束A引起振动，而振动。

(步骤S102)第二激光系统250测定被评价体50中产生的振动。具体而言，第二激光系统250生成用于检测在被评价体50中引起的振动的激光束B1，并将所生成的激光束B1输出至光纤206。用户固定照射头300，以使从照射头300照射的激光束B照射至被评价体50。

照射头300将第二激光系统250输出的激光束B1照射至被评价体50。第二激光系统250从光纤206中获取由被评价体50反射激光束B1而成的激光束B2，并基于获取到的激光束B2，获取振动数以及振动强度。第二激光系统250将表示振动数以及振动强度的信息输出至植入物设置强度评价装置100a。

(步骤S103)植入物设置强度评价装置100a的获取部132获取第二激光系统250输出的表示振动数以及振动强度的信息。获取部132将获取到的表示振动数以及振动强度的信息输出至导出部134a。

导出部134a基于获取部132输出的表示振动数以及振动强度的信息，求出振动数以及振动强度的频谱。导出部134a从频谱中获取振动强度为峰值的峰值频率。

(步骤S104a)植入物设置强度评价装置100a的导出部134a根据存储于存储部110的导出表114a所包含的峰值频率与嵌入扭矩的关联获取与所获取的峰值频率相关联的嵌入扭矩。导出部134a将获取到的表示嵌入扭矩的信息输出至评价部136a。

(步骤S105a)植入物设置强度评价装置100a的评价部136a获取导出部134a输出的表示嵌入扭矩的信息。评价部136a基于获取到的表示嵌入扭矩的信息，在嵌入扭矩包含于预先设定的范围内的情况下，获取嵌入扭矩适当的判定结果。在该情况下，评价为被评价体50的设置强度适当。评价部136a在获取到的嵌入扭矩未包含于预先设定的范围内的情况下，获取嵌入扭矩不适当的判定结果。在该情况下，评价为被评价体50的设置强度不适当。评价部136a将被评价体50的设置强度的评价结果输出至显示部140。

(步骤S106)植入物设置强度评价装置100a的显示部140获取评价部136a输出的被评价体50的设置强度的评价结果。显示部140显示获取到的被评价体50的设置强度的评价结果。

根据图5所示的植入物设置强度评价装置的动作，植入物设置强度评价装置100a从振动的被评价体50的振动数以及振动强度的频谱中获取峰值频率。植入物设置强度评价装置100a根据峰值频率与嵌入扭矩的关联获取与所获取的峰值频率相关联的嵌入扭矩。植入物设置强度评价装置100a根据获取到的嵌入扭矩，获取表示被评价体50的设置强度是否适当的评价结果。

(峰值频率与嵌入扭矩的关联的导出例)

在这里，对峰值频率与嵌入扭矩的关联的导出例进行说明。

图6是表示振动评价系统的一个例子(例1)的图。植入物设置强度评价装置100a在评价被评价体50的设置强度是否适当的处理之前，对峰值频率和嵌入扭矩建立关联。而且，将峰值频率与嵌入扭矩的关联存储于导出表114a。

在图6所示的振动评价系统中，通过对以不同的嵌入扭矩固定于人造骨的多个植入物的每一个照射激光束，使植入物振动。而且，振动评价系统求出振动的植入物的频谱，并从求出的频谱中获取峰值频率。而且，振动评价系统对获取到的峰值频率和嵌入扭矩建立关联。

振动评价系统具备第一激光系统470、第二激光系统410、第一反射体420、加速度传感器440、植入物450、以及人造骨460。

在人造骨460中嵌入有植入物450。

第一激光系统470生成用于引起植入物450振动的激光束，并将所生成的激光束照射至植入物450的根部。通过将激光束照射至植入物450的根部，植入物450振动。具体而言，第一激光系统470的一个例子为Nd:YAG激光器。第一激光系统470所生成的激光束的照射能量例如可以适当地设定在10mJ－30mJ的范围内，一般可以设为15mJ－25mJ。另外，激光重复频率为5Hz－15Hz。光谱平均次数为100次－150次。

第二激光系统410生成用于检测在植入物450中引起的振动的激光束，并输出所生成的激光束。第二激光系统410输出的激光束被第一反射体420反射，被第一反射体420反射出的激光束照射至植入物450的根部。第一反射体420的朝向被调整，以使第二激光系统410输出的激光束照射至植入物450的根部。此外，第一反射体420与植入物的根部的距离为1m左右。

植入物450反射第二激光系统410照射出的激光束。植入物450反射出的激光束被第一反射体420反射，被第一反射体420反射出的激光束输入至第二激光系统410。在图6所示的振动评价系统中，主要检测相对于植入物450嵌入人造骨460的方向为90度的方向的振动。第二激光系统410的一个例子为激光多普勒振动计，输出为0.5mW－1.5mW。

加速度传感器440安装于植入物450的头部，检测在植入物450中引起的振动。

图7A和图7B是表示振动评价结果的一个例子(例1)的图。图7A示有通过加速度传感器440测定在植入物450中引起的振动的结果。在图7A中，横轴为频率(Hz)，纵轴为强度(V)。

图7B示有通过第二激光系统410测定在植入物450中引起的振动的结果。在图7B中，横轴为频率(Hz)，纵轴为强度(arb.unit)。

根据图7A和图7B，通过加速度传感器440测定出的振动数以及振动强度的频谱与通过第二激光系统410测定出的振动数以及振动强度的频谱相似。因此，可知为了求出植入物450的振动数以及振动强度，能够使用第二激光系统410。

图8是表示嵌入扭矩与峰值频率的关联的一个例子的图。在图8中，横轴为嵌入扭矩(Nm)，纵轴为峰值频率(Hz)。在图8中，作为被评价体50的例子，示有在人造骨460设置植入物450并测量的情况、和在未冷冻新鲜尸体骨(以下称为“捐赠骨”)设置植入物450并测量的情况。根据图8，可知即使在使用最接近生物体的捐赠骨的情况下，也与使用人造骨460的情况相同，嵌入扭矩和峰值频率具有相关关系。因此，能够根据峰值频率来推断植入物450的嵌入扭矩。

图9是表示基于磁RFA的测定值(ISQ(Implant Stability Quotient))与峰值频率的关联的一个例子的图。在图9中，横轴是通过磁共振频率测量(Resonance FrequencyAnalysis:RFA)测定出的基于磁RFA的测定值(ISQ)，纵轴为峰值频率(Hz)。在这里，磁RFA是在设置于体内的深部的整形外科植入物中难以适应，但在齿科植入物中已经临床导入的方法。单位ISQ是在齿科区域中临床导入磁RFA时使用的值的一个例子，该值越高意味着植入物的设置强度越高。在图9中，作为被评价体50的例子，示有在人造骨460设置植入物450并测量的情况、和在捐赠骨设置植入物450并测量的情况。根据图9可知，基于磁RFA的测定值和峰值频率具有相关关系。因此，根据峰值频率，能够推断植入物450的基于磁RFA的测定值。

图10是表示振动评价系统的一个例子(例2)的图。

振动评价系统具备第一激光系统470、第二激光系统410、第一反射体420、加速度传感器440、植入物450、人造骨460以及第二反射体480。具备第二反射体480的点与图6所示的振动评价系统不同。

与图6相同，振动评价系统通过对以不同的嵌入扭矩固定于人造骨的多个植入物的每一个照射激光束A，使植入物振动。而且，振动评价系统求出振动的植入物的振动数以及振动强度的频谱，并从求出的频谱中获取峰值频率。而且，振动评价系统对获取到的峰值频率和嵌入扭矩建立关联。

在人造骨460嵌入有植入物450。第一激光系统470生成用于引起植入物450振动的激光束A，并将所生成的激光束A照射至植入物450的根部。通过将激光束A照射至植入物450的根部，植入物450振动。具体而言，第一激光系统470的一个例子是Nd:YAG激光器。第一激光系统470生成的激光束A的照射能量可以适当地设定在10mJ－30mJ的范围内，一般可以设为15mJ－25mJ。另外，激光重复频率为5Hz－15Hz。光谱平均次数为100次－150次。

第二激光系统410生成用于检测在植入物450中引起的振动的激光束B1，并输出所生成的激光束B1。第二激光系统410输出的激光束B1被第一反射体420反射，被第一反射体420反射出的激光束B1被第二反射体480反射，被第二反射体480反射出的激光束B1被照射至植入物450的头部。

第一反射体420的朝向被调整，以使第二激光系统410输出的激光束B1反射至第二反射体480。第二反射体480的朝向被调整，以使第一反射体420反射出的激光束B1反射至植入物450的头部。此外，第一反射体420与第二反射体480的距离为1m左右。

植入物450反射第二反射体480照射出的激光束B1。植入物450反射出的激光束B2被第二反射体480反射，被第二反射体480反射出的激光束B2被第一反射体420反射，被第一反射体420反射出的激光束B2输入至第二激光系统410。在图10所示的振动评价系统中，主要检测植入物450嵌入至人造骨460的方向的振动。第二激光系统410的一个例子是激光多普勒振动计，输出为0.5mW－1.5mW。

加速度传感器440安装于植入物450的头部，检测在植入物450中引起的振动。

在这种情况下，也与图7A和图7B相同，通过加速度传感器440测定出的振动的频谱与通过第二激光系统410测定出的振动的频谱相似。因此，可知在求出植入物450的振动数以及振动强度时，能够使用第二激光系统410。

振动评价系统基于振动的频谱，获取振动强度成为峰值的峰值频率，并对获取到的峰值频率和嵌入扭矩建立关联。

图11是表示嵌入扭矩与峰值频率的关联的一个例子的图。在图11中，横轴为嵌入扭矩(Nm)，纵轴为峰值频率(Hz)。在图11中，除了从通过加速度传感器440测定出的振动的频谱中获取的峰值频率、和从通过第二激光系统410(激光振动计)测定出的振动的频谱中获取的峰值频率以外，还示有通过磁共振频率测量测定出的基于磁RFA的测定值(ISQ)。根据图11可知，不管测定方法如何，嵌入扭矩和峰值频率都具有相关关系。因此，根据峰值频率，能够推断植入物450的嵌入扭矩。

图12A是表示振动评价系统的一个例子(例3－1)的图。

图12B是振动评价系统的一个例子(例3－1)的部分放大图。

图12C是表示振动评价系统的一个例子(例3－2)的图。

图12D是振动评价系统的一个例子(例3－2)的部分放大图。

振动评价系统具备第一激光系统470、加速度传感器440、植入物450、人造骨460、以及探测器510。使设置有加速度传感器440的探测器510接触植入物450并测量植入物450的振动的点与图10所示的振动评价系统不同。

在图12A中，探测器510的一端与植入物450的根部部分接触。在图12C中，探测器510的一端与植入物450的头部接触。

探测器510的一个例子是不锈钢棒，其一端与植入物450接触。另外，在探测器510设置有由于长度比探测器510短而前端稍微靠里的光纤208，以使其一端未与植入物450接触。

光纤208传送第一激光系统470输出的光。通过从光纤208将激光照射至植入物450，而使植入物450振动。由从光纤208输出的激光引起的植入物450的振动在探测器510中传递，并被加速度传感器440检测。

从光纤208输出的激光由于在输出之后立即产生衍射扩散而能量密度迅速降低，所以期望进一步接近植入物450。作为一个例子，期望采用比探测器510的前端靠里0.1mm以上2mm以下的距离，图12B和图12D所示的放大图是作为探测器510的前端与光纤208的前端的距离a，采用约1mm的距离的情况的实施例。然而，在光纤208的前端安装微透镜等聚光光学元件的情况下并不限于此，聚光光学元件的焦距为最佳的深度距离(例如，10mm以上50mm以下等)。

图13是表示振动评价结果的一个例子(例3)的图。在图13中，横轴是时间(s)，纵轴是电压(V)。

根据图13，用电压的变化表示由加速度传感器440检测出的植入物450的振动。通过对由加速度传感器440检测出的信号进行傅立叶变换，而获得振动光谱。

在图12所示的振动评价系统的一个例子中，对探测器510为不锈钢棒的情况进行了说明，但并不限于该例。例如，探测器510的材质可以为金属材料、树脂材料等任意的材料。另外，探测器510的剖面并不限于圆形，也可以为矩形。另外，探测器510的形状并不限于直线，也可以为弯曲的曲线。另外，加速度传感器440的设置位置并不限于探测器510的侧面，也可以为端部。

另外，检测植入物450的振动的方法并不限于利用加速度传感器440的检测。例如，准备生成用于检测在植入物450中引起的振动的激光束的第二激光系统410，所准备的第二激光系统410输出的激光束被照射至探测器510。照射至探测器510的激光束被探测器510反射，被探测器510反射出的激光束被输入至第二激光系统410。第二激光系统410的一个例子是激光多普勒振动计。

另外，探测器510传递的植入物450的振动并不限定于通过照射激光束而引起的振动。

在上述的第一实施方式中，对植入物设置强度评价装置100a与第二激光系统250之间通过有线202连接的情况进行了说明，但并不限于此。例如，植入物设置强度评价装置100a与第二激光系统250之间也可以通过无线连接。

在上述的第一实施方式中，对植入物设置强度评价装置100a、第一激光系统200、以及第二激光系统250为不同的装置的情况进行了说明，但并不限于该例。例如，第一激光系统200和第二激光系统250也可以包含于植入物设置强度评价装置100a。

在上述的第一实施方式中，作为表示被评价体50的设置强度的指标的信息的一个例子，对应用嵌入扭矩的情况进行了说明，但并不限于此。例如，作为表示被评价体50的设置强度的指标的信息，可以使用嵌入扭矩以外的信息，也可以使用对嵌入扭矩和嵌入扭矩以外的信息进行组合而成的信息。

在上述的第一实施方式中，对从频谱中获取振动强度成为峰值的峰值频率的情况进行了说明，但并不限于此。例如，也可以从频谱中获取与规定的振动强度对应的频率。

在上述的第一实施方式中，对植入物设置强度评价装置100a判定嵌入扭矩是否包含于预先设定的范围，在包含的情况下为嵌入扭矩适当，在未包含的情况下为嵌入扭矩不适当的情况进行了说明，但并不限于该例。例如，也可以根据嵌入扭矩的值，分类为三类以上，并对分类出的嵌入扭矩示出其状态。

在上述的第一实施方式中，对在将整形外科用的植入物设置于人骨的情况下，评价该植入物的设置强度的情况进行了说明，但并不限于该例。例如，也能够应用于在齿科领域，在将人工齿根嵌入颌骨的情况下，评价该人工齿根的设置强度的情况。

根据至少第一实施方式的植入物设置强度评价系统，植入物设置强度评价系统通过将激光束A照射至被评价体，来使该被评价体振动。通过像这样构成，能够非接触地使被评价体振动。假设，通过在RFA中，使用磁力使植入物振动，在获取共振频率的情况下，需要在植入物中设置具有磁铁的夹具。因此，很难应用于存在设置于体内的深部的情况的整形外科植入物。

植入物设置强度评价系统对振动的被评价体照射激光束B1，并基于该激光束B1被被评价体反射出的激光束B2，导出被评价体的振动的频谱。通过像这样构成，不用将加速度传感器等装置安装于被评价体，而能够非接触地导出被评价体的振动的频谱。

植入物设置强度评价系统从导出的频谱中获取峰值频率，并获取与所获取的峰值频率相关联的嵌入扭矩。通过像这样构成，能够获取反映有被评价体与固定该被评价体的基部(骨)之间的缝隙、以及该基部的强度的嵌入扭矩。而且，基于嵌入扭矩，能够获取表示被评价体50的设置强度是否适当的评价结果。

近年来，骨质疏松症患者增加，而针对四肢脊椎骨折的植入物手术急剧增加，但在四肢、脊椎中，植入物的设置强度降低。其结果，由于产生植入物的松动而未达到手术的目的，需要重新手术的情况成为问题。

但是，近年来，植入物的设置强度的评价项目仍停留在拔出力、嵌入扭矩等经典的方法，这些方法未必说得上反映出了在体内实际作用于植入物的力，测量结果与松动的产生率没有关联。另外，这些方法是侵入性的，只能执行一次，且在检者内、检者间的差别较大。

第一实施方式的植入物设置强度评价系统是非侵入性的，可以反复执行，而能够减小检者内、检者间的差别。第一实施方式的植入物设置强度评价系统由于无需在植入物中设置具有磁铁的夹具，所以在手术中，能够评价植入物的设置强度。到目前为止，植入物的选择、设置强度只能依赖于手术者的判断，但能够给该植入物的选择、设置强度带来客观性。因此，不管手术者的技能如何，都能够提高手术的成功率。

(第二实施方式)

(植入物设置强度评价系统)

第二实施方式的植入物设置强度评价系统的一个例子能够应用图1。

植入物设置强度评价系统通过对植入物等被评价体50照射激光束，使其振动。在第二实施方式中，作为被评价体50的一个例子，假定人造关节。

植入物设置强度评价系统获取针对振动的被评价体50的各振动频率的振动的时间序列数据，并基于获取到的针对各振动频率的振动的时间序列数据，导出振动的频谱。植入物设置强度评价系统通过对导出的频谱进行解析，来获取表示被评价体50的设置强度的指标的信息。在第二实施方式中，作为表示被评价体50的设置强度的指标的信息的一个例子，对应用拉倒力的情况继续进行说明。植入物设置强度评价系统基于导出的被评价体50的拉倒力，获取表示被评价体50的设置强度是否适当的评价结果。

植入物设置强度评价系统具备植入物设置强度评价装置100b、第一激光系统200、第二激光系统250、以及照射头300。在替代植入物设置强度评价装置100a而具备植入物设置强度评价装置100b的点，与第一实施方式的植入物设置强度评价系统不同。

植入物设置强度评价装置100b获取第二激光系统250输出的表示振动数以及振动强度的信息。植入物设置强度评价装置100a通过基于获取到的表示振动数以及振动强度的信息，对振动数以及振动强度的时间序列数据进行傅立叶变换，来获取对频率和振动强度建立有关联的频谱。

植入物设置强度评价装置100b从获取到的频谱中，获取振动数为峰值的峰值频率。植入物设置强度评价装置100b基于获取到的峰值频率，来获取拉倒力。在这里，所谓的拉倒力是在安装于骨(人造骨以及人骨)的人造关节杯上安装设置杆，在拉动该设置杆的情况下在人造关节杯脱离骨时所作用的力。在这里，拉倒力反映出骨与人造关节杯的缝隙、该基部的强度。若拉倒力过低则初始固定变弱，若拉倒力过高则存在在人造关节杯的周围引起无血管性骨坏死的可能。因此，通过监视拉倒力，能够评价植入物的设置强度是否适当。

(被评价体)

对被评价体50的一个例子进行说明。

图14是表示第二实施方式的被评价体的一个例子的图。在这里，作为被评价体50的一个例子，示有人造关节杯500。人造关节杯500也可以包含钛或钛合金等金属或金属合金。人造关节杯500具有外侧表面502。外侧表面502为凸状，以在适当地收纳时可以近似手术部位的形状。外侧表面502被提高人造关节杯500与手术部位的结合的多孔质材料涂覆。多孔质材料涂覆也可以包含钛或者钛合金。

人造关节杯500也可以使用适当的手术用或者骨接合剂，固定于手术部位。人造关节杯500的内侧表面504为凹状，也可以由与外侧表面502相同的材料制成。

人造关节杯500还具备能够供螺钉等一个以上的设置杆通过人造关节杯500并在骨盆骨内前进的孔506。通过在骨盆骨内获得立足处，各设置杆能够在骨盆内的所希望的位置辅助人造关节杯500的固定。

第一激光系统200所生成的激光束A从照射头300照射至人造关节杯500的内侧表面504的规定的位置。进一步，第二激光系统250所生成的激光束B1从照射头300照射至人造关节杯500的内侧表面504的规定的位置。

(植入物设置强度评价装置)

图15是表示第二实施方式的植入物设置强度评价装置100b的一个例子的图。

植入物设置强度评价装置100b具备通信I/F105、存储部110、操作部120、信息处理部130b、显示部140、以及用于将上述各构成要素如图11所示那样电连接的地址总线、数据总线等总线线路150。

存储部110例如通过RAM、ROM、HDD、闪存、或者它们中的多个组合而成的混合型存储装置等来实现。在存储部110中，存储由信息处理部130b执行的程序112、以及导出表114b。

(导出表)

图16是表示导出表的一个例子的图。导出表114b是对峰值频率和拉倒力建立有关联的表。峰值频率是在通过激光束使被评价体50振动的情况下，从该被评价体50的振动的频谱中获取的峰值频率。拉倒力是与振动的被评价体50的峰值频率相关联的拉倒力。对于被评价体50的峰值频率与拉倒力的关联后述。在图16所示的例子中，对峰值频率“a1”和拉倒力“c1”建立关联并存储。

返回到图15，继续进行说明。信息处理部130b的全部或者一部分例如是由CPU等处理器通过执行存储部110中储存的程序112来实现的软件功能部。此外，信息处理部130b的全部或者一部分也可以通过LSI、ASIC、或者FPGA等硬件来实现，也可以通过软件功能部与硬件的组合来实现。

信息处理部130b例如具备获取部132、导出部134b、以及评价部136b。

导出部134b基于获取部132输出的表示被评价体50的振动数以及振动强度的信息，导出针对被评价体50的各振动频率的振动的频谱。导出部134b在导出的频谱中，获取振动强度成为峰值的峰值频率。具体而言，导出部134b将x设为频率，将表示频谱的函数设为f(x)。导出部134b指定x＝1kHz－20kHz，更为优选，由于高频率的振动数的成分不变所以指定x＝2kHz－10kHz的频率的范围。

导出部134b求出满足以x对函数f(x)进行微分的df(x)/dx＝0、和以x对函数f(x)进行二次微分的d²f(x)/dx²＜0的x。导出部134b将x按照值从小到大的顺序设为f(n)(n＝0、1、2、…)。导出部134b获取满足f(n)＞maxf(x)×C(maxf(x)表示f(x)的最大值，C表示用于决定阈值的任意的常量)的最小的f(n)。

导出部134b根据存储于存储部110的导出表114b所包含的峰值频率与拉倒力的关联获取与所获取的峰值频率相关联的拉倒力。导出部134b将表示所获取的拉倒力的信息输出至评价部136b。

评价部136b获取导出部134b输出的表示拉倒力的信息。评价部136b判定获取的拉倒力是否处于预先设定的范围。评价部136b在获取的拉倒力包含于预先设定的范围的情况下，获取拉倒力适当的评价结果。评价部136b在获取的拉倒力未包含于预先设定的范围的情况下，获取拉倒力不适当的评价结果。评价部136b将拉倒力的评价结果输出至显示部140。

显示部140获取评价部136b输出的拉倒力的评价结果。显示部140显示获取到的拉倒力的评价结果。

(植入物设置强度评价装置的动作)

图17是表示第二实施方式的植入物设置强度评价装置的动作的一个例子的图。由于步骤S101－S103和步骤S106参照图5说明了，所以省略这里的说明。

(步骤S104b)植入物设置强度评价装置100b的导出部134b根据存储于存储部110的导出表114b获取与所获取的峰值频率相关联的拉倒力。导出部134b将表示获取到的拉倒力的信息输出至评价部136b。

(步骤S105b)植入物设置强度评价装置100b的评价部136b获取导出部134b输出的表示拉倒力的信息。评价部136b基于表示获取到的拉倒力的信息，在拉倒力包含于预先设定的范围的情况下，获取拉倒力适当的判定结果。在该情况下，评价为被评价体50的设置强度适当。评价部136b在获取到的拉倒力未包含于预先设定的范围的情况下，获取拉倒力不适当的判定结果。在该情况下，评价为被评价体50的设置强度不适当。评价部136b将被评价体50的设置强度的评价结果输出至显示部140。

根据图17所示的植入物设置强度评价装置的动作，植入物设置强度评价装置100b从振动的被评价体50的振动的频谱中，获取峰值频率。植入物设置强度评价装置100a根据峰值频率与拉倒力的关联，获取与所获取的峰值频率相关联的拉倒力。植入物设置强度评价装置100b根据获取到的拉倒力，获取表示被评价体50的设置强度是否适当的评价结果。

(峰值频率与拉倒力的关联的导出例)

在这里，对峰值频率与拉倒力的关联的导出例进行说明。

图18是表示振动评价系统的一个例子(例4)的图。植入物设置强度评价装置100b在评价被评价体50的设置强度是否适当的处理之前，对峰值频率和拉倒力建立关联。而且，将峰值频率与拉倒力的关联存储于导出表114b。

在图18所示的振动评价系统中，通过对以不同的力固定设置杆的人造关节杯500的每一个照射激光束，来使人造关节杯振动。而且，振动评价系统求出振动的人造关节杯的振动的频谱，并从求出的频谱中获取峰值频率。而且，振动评价系统对获取到的峰值频率和拉倒力建立关联。

振动评价系统具备第一激光系统470、第二激光系统410、第一反射体420、第二反射体480、第三反射体495、以及人造关节杯500。

在人造关节杯500的底的螺栓孔安装有设置杆。

第一激光系统470生成用于引起人造关节杯500振动的激光束A，并输出所生成的激光束A。第一激光系统470输出的激光束A被第三反射体495反射，被第三反射体495反射出的激光束A被照射至人造关节杯500。通过对人造关节杯500照射激光束A，人造关节杯500振动。

第三反射体495的朝向被调整，以使第一激光系统470输出的激光束A照射至人造关节杯500的内侧表面504的规定的位置。具体而言，第一激光系统470的一个例子是Nd:YAG激光器。第一激光系统470所生成的激光束的照射能量例如可以适当地设定在20mJ－80mJ的范围内，一般可以设为40mJ－60mJ。另外，激光重复频率为5Hz－15Hz。

第二激光系统410生成用于检测在人造关节杯500中引起的振动的激光束B1，并输出所生成的激光束B1。第二激光系统410输出的激光束B1被第一反射体420反射，被第一反射体420反射出的激光束B1被第二反射体480反射，被第二反射体480反射出的激光束照射至人造关节杯500的内侧表面504的规定的位置。

第一反射体420的朝向被调整，以使第二激光系统410输出的激光束B1照射至第二反射体480。另外，第二反射体480的朝向被调整，以使第一反射体420反射出的激光束B1照射至人造关节杯500的内侧表面504的规定的位置。此外，第一反射体420与第二反射体480的距离为1m左右。

人造关节杯500反射由第二反射体480反射出的激光束B1。人造关节杯500反射出的激光束B2被第二反射体480反射，被第二反射体480反射出的激光束B2被第一反射体420反射，被第一反射体420反射出的激光束B2输入至第二激光系统410。

图19是表示振动评价结果的一个例子(例4)的图。

在图19中，横轴为频率(Hz)，纵轴为振幅(arb.unit)。图19对拉倒力为1.97Nm、2.25Nm、2.58Nm、3.37Nm、4.80Nm、4.92Nm、5.86Nm、6.47Nm、7.20Nm、以及8.78Nm的每一个，示有频率与振幅的关系。并不限于拉倒力，可以为相似的波形。另外，在图19中，“□”表示峰值。

图20是表示拉倒力与峰值频率的关联的一个例子的图。在图20中，横轴为拉倒力(Nm)，纵轴为峰值频率(Hz)。在图20中，示有从由第二激光系统410(激光振动计)测定出的振动的频谱中获取的峰值频率。根据图20可知，拉倒力与振动频率为峰值的峰值频率具有相关关系。因此，通过获取峰值频率，能够获取安装于人造关节杯的螺栓孔的设置杆的拉倒力。

图21是表示拉倒力与重心频率的关联的一个例子的图。在图21中，横轴为拉倒力(kg)，纵轴为重心频率(Hz)。在图21中，示有在安装于骨(人造骨以及人骨)的人造关节杯上安装设置杆，在拉动该设置杆的情况下当人造关节杯脱离人造骨时所作用的拉倒力与重心频率的关系、以及在安装于捐赠骨的人造关节杯安装设置杆，在拉动该设置杆的情况下当人造关节杯从捐赠骨脱离时所作用的拉倒力与重心频率的关系。根据图21可知，在使用最接近生物体的捐赠骨的情况下，与使用人造骨的情况相同，拉倒力和重心频率具有相关关系。因此，根据重心频率，能够推断人造关节杯的拉倒力。

并不限于人造关节杯，对于植入物450，也可以不使用频率峰值而使用重心频率，来实施拉倒力、嵌入扭矩、基于磁RFA的测定值(ISQ)的推断。

在上述的第二实施方式中，对植入物设置强度评价装置100b和第二激光系统250之间通过有线202连接的情况进行了说明，但并不限于此。例如，植入物设置强度评价装置100b和第二激光系统250之间也可以通过无线连接。

在上述的第二实施方式中，对植入物设置强度评价装置100b、第一激光系统200、以及第二激光系统250为不同的装置的情况进行了说明，但并不限于该例。例如，第一激光系统200和第二激光系统250也可以包含于植入物设置强度评价装置100b。

在上述的第二实施方式中，对作为表示被评价体50的设置强度的指标的信息的一个例子，应用拉倒力的情况进行了说明，但并不限于此。例如，作为表示被评价体50的设置强度的指标的信息，也可以使用拉倒力以外的信息，也可以使用对拉倒力和拉倒力以外的信息组合而成的信息。

在上述的第二实施方式中，对从频谱中获取振动数成为峰值的峰值频率的情况进行了说明，但并不限于此。例如，也可以从频谱中获取与规定的振动对应的频率。

在上述的第二实施方式中，对植入物设置强度评价装置100b判定拉倒力是否包含于预先设定的范围内，在包含的情况下拉倒力适当，在未包含的情况下拉倒力不适当的情况进行了说明，但并不限于该例。例如，也可以根据拉倒力的值，分类为三类以上，并对分类出的拉倒力，表示其状态。

根据至少第二实施方式的植入物设置强度评价系统，植入物设置强度评价系统通过将激光束A照射至被评价体，来使该被评价体振动。通过像这样构成，能够非接触地使被评价体振动。假设，在通过利用RFA，使用磁力，使植入物振动，来获取共振频率的情况下，需要在植入物中设置具有磁铁的夹具。因此，很难应用于存在设置于体内的深部的情况的整形外科植入物。

植入物设置强度评价系统对振动的被评价体照射激光束B1，并基于该激光束B1被被评价体反射出的激光束B2，导出被评价体的振动的频谱。通过像这样构成，不用将加速度传感器等装置安装于被评价体，而能够非接触地导出被评价体的振动的频谱。

植入物设置强度评价系统从导出的频谱中获取峰值频率，并获取与所获取的峰值频率相关联的拉倒力。通过像这样构成，能够获取反映有被评价体与安装于该被评价体的设置杆之间的缝隙、其基部的强度的拉倒力。而且，基于拉倒力，能够获取表示被评价体50的设置强度是否适当的评价结果。

植入物设置强度评价系统是非侵入性的，可反复执行，而能够减小检者内、检者间的差别。植入物设置强度评价系统由于无需在植入物中设置具有磁铁的夹具，所以在手术中，能够评价植入物的设置强度。到目前为止，植入物的选择、设置强度仅依赖于手术者的判断，但使该植入物的选择、设置强度具有客观性。因此，不管手术者的技能如何，都能够提高手术的成功率。

(变形例1)

在上述的第一实施方式和第二实施方式中，针对对振动的被评价体照射激光束B1，并基于该激光束B1被被评价体50反射出的激光束B2，导出被评价体50的振动的频谱的情况进行了说明。在变形例的植入物设置强度评价系统中，通过加速度传感器检测被评价体50的振动。

图22是表示变形例的植入物设置强度评价系统的一个例子(例5)的图。

变形例的植入物设置强度评价系统具备第一激光系统470、透镜430、加速度传感器440、植入物450、以及人造骨460。

在人造骨460中嵌入有植入物450。

第一激光系统470生成用于引起植入物450振动的激光束，并照射所生成的激光束。透镜430会聚第一激光系统470照射出的激光束。透镜430会聚的激光束照射至植入物450的根部。通过将激光束照射至植入物450的根部，植入物450振动。具体而言，第一激光系统470的一个例子是Nd:YAG激光器，激光能量例如可以适当地设定在10mJ－30mJ的范围内，一般为15mJ－25mJ。另外，激光重复频率为5Hz－15Hz。光谱平均次数为100次－150次。

加速度传感器440安装于植入物450的头部，检测在植入物450中产生的加速度。加速度传感器440将表示检测出的加速度的信息输出至植入物设置强度评价装置的通信I/F。

植入物设置强度评价装置能够应用植入物设置强度评价装置100a。但是，获取部132获取通信I/F105输出的表示在被评价体50中产生的加速度的信息。获取部132将获取到的表示在被评价体50中产生的加速度的信息输出至导出部134a。导出部134a基于获取部132输出的表示在被评价体50中产生的加速度的信息，导出针对被评价体50的各振动频率的振动数以及振动强度的频谱。

根据图22所示的植入物设置强度评价装置的动作，植入物设置强度评价装置100a从振动的被评价体50的振动数以及振动强度的频谱中，获取峰值频率。植入物设置强度评价装置100a根据峰值频率与嵌入扭矩的关联获取与所获取的峰值频率相关联的嵌入扭矩。植入物设置强度评价装置100a根据获取到的嵌入扭矩，获取表示被评价体50的设置强度是否适当的评价结果。通过像这样构成，与上述的第一实施方式和第二实施方式相同，能够非接触地获取植入物的设置强度的评价结果。

(变形例2)

在上述的第一实施方式和第二实施方式中，针对对振动的被评价体照射激光束B1，并基于该激光束B1被被评价体50反射出的激光束B2，导出被评价体50的振动数以及振动强度的频谱的情况进行了说明。在变形例的植入物设置强度评价系统中，通过检测因振动的被评价体50而产生的声音，导出被评价体的振动的频谱。通过被评价体50振动，空气振动，由于空气振动而产生声音。植入物设置强度评价系统检测该声音。

图23是表示变形例的植入物设置强度评价系统的一个例子(例6)的图。

变形例的植入物设置强度评价系统具备第一激光系统470、透镜430、植入物450、人造骨460、以及麦克风490。

在人造骨460中嵌入有植入物450。

第一激光系统470生成用于引起植入物450振动的激光束，并照射所生成的激光束。透镜430会聚第一激光系统470照射出的激光束。透镜430会聚的激光束照射至植入物450的根部。通过将激光束照射至植入物450的根部，植入物450振动。具体而言，第一激光系统470的一个例子是Nd:YAG激光器，激光能量例如可以适当地设定在10mJ－30mJ的范围内，一般为15mJ－25mJ。另外，激光重复频率为5Hz－15Hz。光谱平均次数为100次－150次。

麦克风490检测因被评价体50振动而产生的声音。麦克风490将表示检测出的声音的信息输出至植入物设置强度评价装置的通信I/F。

植入物设置强度评价装置能够应用植入物设置强度评价装置100a。但是，获取部132获取通信I/F105输出的表示因被评价体50振动而产生的声音的信息。获取部132将获取到的表示因被评价体50振动而产生的声音的信息输出至导出部134a。导出部134a基于获取部132输出的表示因被评价体50振动而产生的声音的信息，导出针对被评价体50的各振动频率的振动数以及振动强度的频谱。

根据图23所示的植入物设置强度评价装置的动作，植入物设置强度评价装置100a从振动的被评价体50的振动的频谱中获取峰值频率。植入物设置强度评价装置100a根据峰值频率与嵌入扭矩的关联获取与所获取的峰值频率相关联的嵌入扭矩。植入物设置强度评价装置100a从获取到的嵌入扭矩中，获取表示被评价体50的设置强度是否适当的评价结果。通过这样构成，与上述的第一实施方式和第二实施方式相同，能够非接触地获取植入物的设置强度的评价结果。

在上述的第一实施方式和第二实施方式中，对通过对被评价体50照射激光束A，使该被评价体振动的情况进行了说明，但并不限于该例。例如，也可以通过应用喷水器等对被评价体50施加水流，从而通过对该被评价体施加力，而使其振动。另外，例如，也可以通过利用锤子、摆等，对被评价体50施加物理冲击，来对该被评价体施加力，而使其振动。在这些情况下，也可以对振动的被评价体50照射激光束B1，并基于该激光束B1被被评价体50反射出的激光束B2，导出被评价体50的振动的频谱，也可以通过麦克风，检测因由振动的被评价体50引起空气振动而产生的声音，也可以通过加速度传感器，导出被评价体50的振动的频谱。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子给出的，且不旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式来实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内，进行各种省略、置换、变更、组合。这些实施方式及其变形例包含于发明的范围、主旨的同时，包含于权利要求书所记载的发明和其等同的范围。

此外，上述的植入物设置强度评价装置100a、以及植入物设置强度评价装置100b在内部具有计算机。而且，上述的各装置的各处理的过程以程序的形式存储于计算机可读取的记录介质，通过计算机读出该程序并执行，来进行上述处理。在这里所谓的计算机可读取的记录介质是指磁盘、光磁盘、CD－ROM、DVD－ROM、半导体存储器等。另外，也可以将该计算机程序通过通信线路分发给计算机，并由接受该分发的计算机执行该程序。

另外，上述程序也可以是用于实现上述的功能的一部分的结构。进一步，也可以是能够以将上述的功能与计算机系统中已经记录的程序的组合来实现的所谓的差分文件(差分程序)。

在上述的实施方式中，第一激光系统是振动引起部的一个例子，第二激光系统是测定部的一个例子，激光束A是第一激光束的一个例子，激光束B是第二激光束的一个例子。

附图标记说明

20、450…植入物；21…主体；22…螺钉部；23…头部；23a…横孔；23b…根部；24…骨；50…被评价体；100a、100b…植入物设置强度评价装置；105…通信I/F；110…存储部；112…程序；114a、114b…导出表；120…操作部；130a、130b…信息处理部；132…获取部；134a、134b…导出部；136a、136b…评价部；140…显示部；150…总线线路；200、470…第一激光系统；202…有线；204、206、208…光纤；250、410…第二激光系统；300…照射头；420…第一反射体；430…透镜；440…加速度传感器；460…人造骨；480…第二反射体；490…麦克风；495…第三反射体；500…人造关节杯；502…外侧表面；504…内侧表面；506…孔；510…探测器。

Claims (9)

1.一种存储有程序的记录介质，该程序通过被计算机执行而实现包括如下步骤的植入物设置强度评价方法：

通过向植入物照射第一激光束来使上述植入物振动的步骤；

向上述植入物照射第二激光束，并基于上述植入物反射出的上述第二激光束，测定通过上述振动的步骤而振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据的步骤；以及

基于上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据，导出表示上述植入物的设置强度的指标的信息的步骤，

上述激光束的照射能量在1mJ－50mJ的范围内，

在上述导出的步骤中，通过对上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据进行傅立叶变换来获取频谱，并根据获取到的上述频谱来获取振动数以及振动强度成为峰值的频率，并根据频率与表示植入物的嵌入扭矩的信息的关联求出与获取到的上述频率相关联的表示植入物的嵌入扭矩的信息。

2.根据权利要求1所述的记录介质，其中，

上述植入物设置强度评价方法具有：基于表示上述设置强度的指标的信息，来获取上述植入物的设置强度的评价结果的步骤。

3.根据权利要求1所述的记录介质，其中，

至少一个步骤由计算机来控制并执行。

4.根据权利要求1所述的记录介质，其中，

表示上述植入物的设置强度的指标的信息是嵌入扭矩，该嵌入扭矩表示在将上述植入物嵌入骨中时在该骨中产生的阻力。

5.根据权利要求1所述的记录介质，其中，

表示上述植入物的设置强度的指标的信息是拉倒力，该拉倒力是在将设置杆安装于已安装于骨的人造关节杯，并拉动上述设置杆的情况下人造关节杯从骨上脱落时所作用的力。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的记录介质，其中，

上述测定的步骤通过加速度传感器测定通过上述振动的步骤而振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的记录介质，其中，

上述测定的步骤基于所产生的声音来测定通过上述振动的步骤而振动的上述植入物的振动数以及振动强度的上述时间序列数据。

8.一种植入物设置强度评价装置，具备：

振动引起部，通过对植入物照射激光束来使上述植入物振动；

测定部，测定由上述振动引起部引起振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据；以及

导出部，基于上述测定部测定出的上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据，导出表示上述植入物的设置强度的指标的信息，

上述植入物设置强度评价装置通过权利要求1～7中任一项所述的记录介质来获取数据。

9.一种植入物设置强度评价装置，具备：

振动引起部，通过对植入物照射激光束来使上述植入物振动；

测定部，测定由上述振动引起部引起振动的上述植入物的振动数以及振动强度的时间序列数据；以及

导出部，基于上述测定部测定出的上述植入物的上述振动数以及上述振动强度的时间序列数据，导出表示上述植入物的设置强度的指标的信息，

上述振动引起部以及上述测定部的双方或任意一方利用上述激光束非接触地执行，上述激光束的照射能量在1mJ－50mJ的范围内，

上述植入物设置强度评价装置通过权利要求1～7中任一项所述的记录介质来获取数据。

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