JP2003126124A - 骨補填材加工システム - Google Patents

骨補填材加工システム

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JP2003126124A
JP2003126124A JP2001322526A JP2001322526A JP2003126124A JP 2003126124 A JP2003126124 A JP 2003126124A JP 2001322526 A JP2001322526 A JP 2001322526A JP 2001322526 A JP2001322526 A JP 2001322526A JP 2003126124 A JP2003126124 A JP 2003126124A
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JP
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bone
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replacement material
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JP2001322526A
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Tetsumaru Kubota
哲丸 窪田
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/46Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2/4644Preparation of bone graft, bone plugs or bone dowels, e.g. grinding or milling bone material

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  • Numerical Control (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】骨欠損部形状に合致する骨補填材を迅速且つ正
確に形成することで、手術時間の短縮化、及び材料の歩
留りを向上させる。 【解決手段】CT装置、MRI装置等の三次元画像診断
装置5で取得した患者の骨欠損部の三次元形状データを
発注システム6にて、インターネット等の通信媒体4を
介して受注会社3の受注システム7へ送信する。受注会
社3は受注システム7で受信した三次元形状データを、
三次元加工に必要な加工用数値データに変換し、三次元
加工機8へ出力する。三次元加工機8は入力された加工
用数値データに基づき、テーブルにセットされている母
材を三次元加工して、当該患者の骨欠損部形状に合致す
る骨補填材9を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、骨欠損部の三次元
形状データに基づいて骨補填材を三次元加工するする骨
補填材加工システムに関する。 【0002】 【従来の技術】外科医療の分野では、骨腫瘍等で病変部
を除去する際に生じた骨欠損部を修復するために、この
骨欠損部に骨補填材を補填する治療が行なわれる。この
骨補填材は、ブロック体、円柱体、顆粒等、種々のもの
が備えられており、骨欠損部の形状、大きさに応じて、
これらを適宜組み合わせて補填している。 【0003】尚、特願2000−248836号には顆
粒状骨補填材が開示され、又、特開2001−1745
4号公報には柱体の骨補填材が開示され、更に、特開平
11−19104号公報にはブロック体の骨補填材が開
示されている。又、特開2001−129073号公報
には、顆粒状骨補填材を骨補填部に補填する方法が開示
されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、骨欠損部の形
状、大きさは、病変の大きさや部位により様々であるた
め、上述した様々な種類の骨補骨補填材を適宜、組み合
わせて使用すると、補填が不十分であったり、不完全な
補填であったり、或いは、骨補填材が余って無駄になっ
たりする不都合がある。 【0005】これに対処するに、骨欠損部の形状、大き
さに近似した形状、大きさの骨補填材を何種類か予め用
意しておき、手術中に一番近い形状、大きさの骨補填材
を選択し、その場で人為的に少しづつ削りながら、骨欠
損部の形状、大きさに合わせ込んでいくという手段も採
用されているが、何種類もの骨補填材を用意しておかな
ければならず、材料の歩留りが悪い。 【0006】又、手術中に少しづつ削って形状、大きさ
を合わせ込んでいくために手間がかかり、その分、手術
が長時間化してしまう問題がある。 【0007】本発明は、上記事情に鑑み、骨欠損部の形
状、大きさに合致する最適な形状、大きさの骨補填材を
迅速に形成することが可能で、手術時間の短縮化、及び
材料の歩留りを向上させることの可能な骨補填材加工シ
ステムを提供することを目的としている。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、三次元測定装置と、三次元加工機とを接
続した骨補填材加工システムであって、上記三次元測定
装置にて取得した骨欠損部の三次元形状データに基づい
て、上記三次元加工機で骨補填材を加工することを特徴
とする。 【0009】このような構成では、手術室やCT/MR
I室等に設置されている超音波診断装置、CT装置、M
RI装置等、患者の骨欠損部の三次元形状を測定する三
次元測定装置と、この三次元測定装置で取得した三次元
形状データに基づいて、三次元加工機では、当該患者の
骨補填材を三次元加工し、当該患者の骨欠損部に適合す
る骨補填材を形成する。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態について説明する。図1、図2に本発明の第
1実施の形態を示す。ここで、図1は骨補填材加工シス
テムの構成図、図2は骨補填材加工システムの機能ブロ
ック図である。 【0011】本実施の形態で採用する骨補填材加工シス
テム1は、病院2と院外施設の一例である受注会社3と
の間で、通信媒体4を介して、三次元形状データをデー
タ通信するシステムである。通信媒体4としては、イン
ターネット、CATV(cable television)、BS(放
送衛生)波、地上波等、何れでも良い。 【0012】病院2には、患者の骨欠損部の三次元形状
を測定して三次元形状データを取得する三次元測定装置
としての三次元画像診断装置5と、この三次元画像診断
装置5で取得した三次元形状データ(三次元断層像情
報)を取り込み、通信媒体4へ送信する発注システム6
とが配設されている。尚、三次元画像診断装置5として
は、CT(コンピュータ断層撮影)装置、MRI(磁気
共鳴映像)装置、超音波画像装置等が含まれる。 【0013】一方、受注会社3には、通信媒体4から送
信される三次元形状データを受信する受注システム7
と、三次元加工機8とが備えられている。 【0014】これら各発注システム6及び受注システム
7は、マイクロコンピュータ等のコンピュータで構成さ
れており、各システム6,7を各々統括的に制御する中
央制御装置(CPU)、メモリ・ハードディスク等の記
憶装置、モデム・ターミナルアダプタ等の通信装置等を
備えている。 【0015】又、図2に示すように、発注システム6に
は、三次元画像診断装置5から出力された骨欠損部の三
次元形状データ(三次元断層像情報)を送信する機能と
して、入力されたアナログ信号である三次元形状データ
(三次元断層像情報)をデジタル信号に変換するA/D
変換手段6a、このA/D変換手段6aでデジタル信号
に変換された三次元形状データ(三次元断層像情報)を
通信媒体4を介して、受注会社3の受注システム7へ送
信する送信手段6bとが備えられている。 【0016】一方、受注システム7には、発注システム
6から通信媒体4を介して送信された三次元形状データ
(三次元断層像情報)を受信して三次元加工機8へ送信
する機能として、通信媒体4を介して病院2の発注シス
テム6から送信された三次元形状データ(三次元断層像
情報)を受信する受信手段7a、この受信した三次元形
状データ(三次元断層像情報)を、三次元加工に必要な
加工用数値データに変換すると共に、三次元加工機8へ
出力するデータ変換手段7bとを備えている。 【0017】又、三次元加工機8には、受注システム7
から出力される加工用数値データに基づいて、テーブル
と加工具とを三次元的に相対動作させる数値制御手段8
aが備えられている。 【0018】次に、このような構成による本実施の形態
の作用について説明する。先ず、病院2に設置されてい
るCT装置、MRI装置、超音波画像装置等の三次元画
像診断装置5で、患者の骨欠損部の三次元形状を測定
し、三次元形状データ(三次元断層像情報)を取得す
る。そして、この三次元形状データを発注システム6に
送信する。 【0019】発注システム6では、入力された三次元形
状データをA/D変換手段6aにて、アナログ信号から
デジタル信号に変換し、送信手段6bから、インターネ
ット、CATV、BS波、地上波等の通信媒体4を介し
て、受注会社3に設置されている受注システム7へ送信
する。 【0020】受注会社3に送信された三次元形状データ
は、受注システム7に設けられている受信手段7aにて
受信され、データ変換手段7bへ出力される。すると、
データ変換手段7bでは、この三次元形状データを三次
元加工に必要な加工用数値データに変換し、三次元加工
機8に設けられている数値制御手段8aへ出力する。 【0021】三次元加工機8では、数値制御手段8aに
入力された加工用数値データに基づき、テーブルにセッ
トされている母材を三次元加工し、当該患者の骨欠損部
形状に合致する骨補填材9を形成する。尚、骨補填材9
の材質は、βーリン配三カルシウム(βーTCP)や、
水酸アパタイト(HAP)系セラミック等、何れでもよ
い。又、加工に供する母材としては、上述した材質で制
作されたブロック体、円柱体等を採用する。 【0022】そして、所定形状に形成された骨補填材9
は、物流システム10を介して、受注会社3から病院2
へ輸送され、病院2での手術に提供されて、当該患者の
骨欠損部に補填される。 【0023】このように、本実施の形態に示す骨補填材
加工システム1を採用することで、各患者の骨欠損部形
状に合致する最適な形状、寸法の骨補填材9を迅速且つ
正確に加工し、提供することができる。 【0024】又、母材を三次元加工して、骨欠損部形状
に合致する骨補填材9を形成するようにしたので、材料
の歩留りが向上し、医療廃棄物の低減、及び材料費の低
減が図れ、全体として医療コストの低減を実現すること
ができる。 【0025】又、図3、図4に本発明の第2実施の形態
を示す。ここで、図3は骨補填材加工システムの構成
図、図4は骨補填材加工システムの機能ブロック図であ
る。 【0026】上述した第1実施の形態では、病院2側か
ら受注会社3へ通信媒体4を介して骨補填材9の三次元
加工を発注するシステムについて説明したが、本実施の
形態では、骨補填材9を使用する病院等の施設内に、骨
補填材加工システム11を設置した場合について説明す
る。 【0027】施設内に設置された骨補填材加工システム
11は、三次元画像診断装置5と、この三次元画像診断
装置5で得られた三次元形状データ(三次元断層像情
報)を、三次元加工に必要な加工用数値データに解析す
るデータ解析装置13と、このデータ解析装置13で解
析した加工用数値データに基づいて母材を三次元加工す
ることで、骨補填材9を形成する三次元加工機8とを備
えている。 【0028】尚、三次元画像診断装置5、三次元加工機
8は、第1実施の形態と同様の構成である。 【0029】データ解析装置13は、マイクロコンピュ
ータ等のコンピュータで構成されており、図4に示すよ
うに、三次元形状データを解析する機能として、三次元
画像診断装置5で取得したアナログ信号である三次元形
状データ(三次元断層像情報)をデジタル信号に変換す
るA/D変換手段13aと、このA/D変換手段13aで
A/D変換された三次元形状データを、三次元加工に必
要な加工用数値データに変換すると共に三次元加工機8
へ出力するデータ変換手段13bとを備えている。 【0030】又、三次元加工機8には、データ解析装置
13から出力される加工用数値データに基づいて、テー
ブルと加工具とを三次元的に相対動作させる数値制御手
段8aが備えられている。 【0031】このような構成では、第1実施の形態と同
様、先ず、三次元画像診断装置5で、患者の骨欠損部の
形状を測定して三次元形状データ(三次元断層像情報)
を取得し、この三次元形状データを、データ解析装置1
3へ出力する。 【0032】データ解析装置13では、A/D変換手段
13aにて、入力された三次元形状データをアナログ信
号からデジタル信号に変換した後、データ変換手段13
bへ出力する。データ変換手段13bでは、入力された
三次元形状データに基づき、三次元加工に必要な加工用
数値データを解析し、この加工用数値データを三次元加
工機8の数値制御手段8aへ出力する。 【0033】三次元加工機8では、数値制御手段8aに
入力された加工用数値データに基づき、テーブルにセッ
トされている母材を三次元加工し、当該患者の骨欠損部
形状に合致する骨補填材9を形成する。 【0034】尚、骨補填材9の材質は、βーリン配三カ
ルシウム(βーTCP)や、水酸アパタイト(HAP)
系セラミック等何でもよく、又、加工に供する母材とし
ては、上述した材質で制作されたブロック体、円柱体等
を採用することは、上述した第1実施の形態と同様であ
る。 【0035】そして、所定形状に形成された骨補填材9
は、施設内での手術に提供されて、当該患者の骨欠損部
に補填される。 【0036】このように、本実施の形態では、1つの施
設内に、三次元画像診断装置5と三次元加工機8とを配
設し、この両者をデータ解析装置13を介して接続した
ので、第1実施の形態の効果に加え、当該患者の骨欠損
部に合致する骨補填材9を迅速に提供することができ
る。 【0037】そのため、手術時間の短縮化を実現するこ
とができ、患者に与える負担を軽減することができる。 【0038】[付記]以上詳述したように、本発明によ
れば、以下のごとき構成を得ることができる。 【0039】(1)三次元測定装置と、三次元加工機と
を接続した骨補填材加工システムであって、上記三次元
測定装置にて取得した骨欠損部の三次元形状データに基
づいて、上記三次元加工機で骨補填材を加工することを
特徴とする。 【0040】(2)(1)において、前記三次元測定装
置が院内施設に配設され、前記三次元加工機が院外施設
に配設され、前記三次元測定装置で取得した前記骨欠損
部の三次元形状データを通信媒体を介して前記院外施設
へ送信することを特徴とする。 【0041】(3)(2)において、前記院外施設には
受注システムが備えられており、前記受注システムは前
記通信媒体を介して受信した前記三次元形状データを三
次元加工に必要な加工用数値データに変換して前記三次
元加工機へ出力することを特徴とする。 【0042】(4)(1)において、前記三次元測定装
置と前記三次元加工機とがデータ解析装置を介して接続
され、前記データ解析装置は前記三次元測定装置で取得
した三次元形状データを三次元加工に必要な加工用数値
データに変換して前記三次元加工機へ出力することを特
徴とする。 【0043】 【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、患者の骨欠損部の三次元形状データに基づいて骨補
填材を三次元加工するようにしたので、骨欠損部形状に
合致した最適な形状寸法の骨補填材を迅速且つ正確に加
工し、提供することができる。 【0044】更に、従来のような手術中に人為的に骨補
填材の形状、大きさを合わせ込んでいく場合に比し、手
術時間の短縮化が実現でき、患者への負担を軽減するこ
とができる。 【0045】又、無駄な骨補填材料の発生を削減するこ
とが出来るため、材料の歩留りが向上し、医療廃棄物の
低減が図れ、全体として医療コストの低減を実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】第1実施の形態による骨補填材加工システムの
構成図 【図2】同、骨補填材加工システムの機能ブロック図 【図3】第2実施の形態による骨補填材加工システムの
構成図 【図4】同、骨補填材加工システムの機能ブロック図 【符号の説明】 1,11 骨補填材加工システム 2 病院 3 受注会社 4 通信媒体 5 三次元画像診断装置(三次元測定装置) 6 発注システム 6a 変換手段 6b 送信手段 7 受注システム 7a 受信手段 7b データ変換手段 8 三次元加工機 8a 数値制御手段 9 骨補填材 10 物流システム 11 骨補填材加工システム 13 データ解析装置 13a 変換手段 13b データ変換手段

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】三次元測定装置と、三次元加工機とを接続
    した骨補填材加工システムであって、 上記三次元測定装置にて取得した骨欠損部の三次元形状
    データに基づいて、上記三次元加工機で骨補填材を加工
    することを特徴とする骨補填材加工システム。
JP2001322526A 2001-10-19 2001-10-19 骨補填材加工システム Withdrawn JP2003126124A (ja)

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