JP2018165707A - 骨硬度測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】海綿骨等の骨の硬度を簡便な操作で測定可能で、把持し易く使用中の落下等を防止する骨硬度測定器を提供する。【解決手段】相対的に可動関係にある凸部及び応力検出基準部と、前記凸部又は前記応力検出基準部のいずれかに連結された応力検出部と、前記凸部の軸方向の応力による抵抗力を表示する応力表示部と、を具備することを特徴とする骨硬度測定器。【選択図】図１

Description

本発明は、海綿骨等の骨の硬度を測定する骨硬度測定器に関する。

従来、例えば胸骨切開を伴う医療手術においては、閉胸時に切断した胸骨柄及び胸骨体を固定して癒着させるため、胸骨柄及び胸骨体の切断面における海綿骨に複数対の接続孔を形成し、当該複数対の接続孔それぞれに略棒状の胸骨固定材を挿入することで胸骨柄及び胸骨体を位置決めしつつ切断面で当接させる方法等が用いられている（特許文献１）。

ここで、患者が高齢の場合、骨粗鬆症等により海綿骨や骨髄の骨密度が低下して軟化してしまうことが多く、上記のような胸骨固定材では強固に支持できないという問題があることから、本発明者らは、別途、骨密度が低下した胸骨であってもより確実に閉鎖できる波型の胸骨固定材を発明して特許出願している。

特開昭６３−６８１５５号公報

しかしながら、上記波型の胸骨固定材は、胸骨をより確実に固定できるものの、施術時間及び医療費等のコストが高くなるため、患者の海綿骨や骨髄の硬度等の状態に応じて的確に使い分けることが好ましいが、これまでは、略棒状の胸骨固定材しか存在せず選択の余地がなかったため、海綿骨等の骨の硬度を評価する必要性がなかった。

これに対し、本発明者らは、新しい形態の胸骨固定材を発明したことから、患者の海綿骨等の骨の状態に応じて適切な胸骨固定材を選択すべきことが好ましい点に着目し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、特に胸骨固定施術の工程に着目し、海綿骨や骨髄等の骨の硬度を簡便な操作で測定可能で、把持し易く使用中の落下等を確実に防止し得る骨硬度測定器を提供することを目的とする。

相対的に可動関係にある凸部及び応力検出基準部と、
前記凸部又は前記応力検出基準部のいずれかに連結されている応力検出部と、
前記凸部の軸方向の応力による抵抗力を表示する応力表示部と、を具備すること、
を特徴とする骨髄硬度測定器を提供する。

上記の本発明の骨硬度測定器は、換言すると、海綿骨や骨髄等の骨に直接当接される凸部と、該凸部を軸方向に対して可動し得る態様で支持する応力検出基準部と、で構成されており、更に、当該応力検出基準部内には、例えば所定の応力を備えたスプリング等で構成される応力検出部を備え、前記の凸部又は応力検出基準部と連結している。

このような構成により、凸部と応力検出基準部とが、互いに相対的に軸方向に可動し、更に当該可動に対して所定の応力が付与されるため、凸部を骨に押圧すると、応力に対する骨の抵抗力に応じて凸部が応力検出基準部内に移動する。当該移動量を目盛り等を備えた応力表示部で表示することにより、骨の抵抗力を測定することが可能となる。

上記の本発明の骨硬度測定器においては、可動長さ当たりの応力又は応力当たりの変位長さを検出することにより応力を検出する機構を備えること、が望ましい。

このような構成を有する本発明の海綿骨硬度測定器では、応力検出基準部の先端側に位置する計測面が骨に当接するまで一定の距離だけ押圧し、当該状態時の骨の抵抗力（凸部の移動量）を測定する「可動長さ当たりの応力」と、一定の力を維持して凸部を骨に押圧し、当該状態時の骨の抵抗力（凸部の移動量）を測定する「応力当たりの変位長さ」と、のいずれかを検出することによって応力を検出することができる。

上記の本発明の骨硬度測定器においては、検出可能な可動長さ当たりの応力の範囲が２Ｎ〜１０Ｎであること、が望ましい。

このような構成を有する本発明の骨硬度測定器では、「可動長さ当たりの応力」を検出する場合、応力検出基準部の計測面を骨に当接させるのに必要とする応力を２Ｎ〜１０Ｎの範囲で設定することにより、計測による過剰な骨の破壊を防止しつつ、抵抗力の計測に十分な応力を検出することができる。

また、上記の本発明の骨硬度測定器においては、検出可能な応力当たりの変位長さの範囲を１〜１０ｍｍであること、が望ましい。

このような構成を有する本発明の骨硬度測定器では、「応力当たりの変位長さ」を検出する場合、計測による過剰な骨への異物（凸部）の侵襲による破壊を防止しつつ、抵抗力の計測に十分な変位長さを検出することができる。

また、本発明の骨硬度測定器においては、凸部の径方向断面積が１〜１３ｍｍ^２であること、は望ましい。

このような構成を有する本発明の海綿骨硬度測定器では、凸部の径方向断面積を１〜１３ｍｍ^２とすることで、凸部が海綿骨の微細孔へ入り込むことをより確実に防止でき、海綿骨の幅内に納めて皮質骨への侵襲を避けることができる。

また、本発明の骨硬度測定器は、把持部を具備すること、が望ましい。

このような構成を有する本発明の骨硬度測定器では、施術者が把持部を用いて本海綿骨硬度測定器を操作することにより、確実に固定して不意な脱落を防止しつつ、容易に扱うことができる。

本実施形態おける骨硬度測定器１の概要を説明する平面図である。 外部筐体１１の構造を説明する図であって、図２（ａ）は、外部筐体１１の先端側を示す正面図であり、図２（ｂ）は、外部筐体１１の一部のみを断面視した側面図であり、図２（ｃ）は、外部筐体１１の後端側を示す背面図である。 内部筐体１３の構造を説明する図であって、図３（ａ）は、内部筐体１３の後端側を示す背面図であり、図３（ｂ）は、内部筐体１３の側面図であり、図３（ｃ）は、内部筐体１３を側面方向から見た断面図である。 嵌合蓋１９の構造を説明する図であって、図４（ａ）は、嵌合蓋１９の後端側を示す背面図であり、図４（ｂ）は、嵌合蓋１９の一部のみを断面視した側面図である。 把持部９の構造を説明する図であって、図５（ａ）は、把持部９の平面図であり、図５（ｂ）は、把持部９の側面図である。 応力検出基準部３の構成を示した斜視図である。 凸部５を海綿骨１０１に押圧する状態を示す模式図である。 応力表示部７に海綿骨１０１の硬度が表示される状態を示す模式図である。 骨硬度測定器６１の構造を説明する図であって、図９（ａ）は、骨硬度測定器６１の構成を示す模式図であり、図９（ｂ）は、骨硬度測定器６１の断面図である。 骨硬度測定器６１を用いた硬度測定方法を示す模式図である。

以下、本発明に係る骨硬度測定器１の代表的な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明は図示されるものに限られるものではなく、各図面は本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。更に、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。

１．骨硬度測定器１の概要
図１を用いて本実施形態の骨硬度測定器１の概要について説明する。図１は、本実施形態おける骨硬度測定器１の概要を説明する平面図である。本実施形態の骨硬度測定器１は、主に人間の骨における海綿骨１０１の硬度を測定する医療器具であって、例えば胸骨の接合術を伴う手術において、被接合骨の海綿骨１０１の硬度を測定することにより、接合に使用する最適な胸骨固定材の選定を補助するものである。

本実施形態の骨硬度測定器１は、概ね本体となる応力検出基準部３と、海綿骨１０１に直接当接させる凸部５と、計測した硬度の表示を行う応力表示部７と、医師及び医療従事者等が本骨硬度測定器１を把持するための把持部９と、から構成されている。
なお、本実施形態では、応力表示部７を指示部７Ａ及び目盛り７Ｂで構成しているが、電子式ロードセル等を用いてもよい。また、胸骨を正中切開して使用するが、大きく開胸すると生体への負担が大きくなるため、開胸は小さくすることが好ましく、そのため開胸した骨間で使用する骨硬度測定器全体のの軸方向の長さは短い方が好ましい。開胸内測定器を挿入する事を考えれば、１０ｃｍ以内であることが好ましく、測定器の後端部に親指を添える使用方法をする場合には７ｃｍ以内にすることが好ましい。

２．応力検出基準部３の構成
次に、図６を用いて応力検出基準部３の構造について詳細に説明する。図６は、応力検出基準部３の構成を示した斜視図である。応力検出基準部３は、本実施形態の骨硬度測定器１の本体であって、図６に示すとおり、後述する複数の部品を組立てて構成されている。

構成部品は、応力検出基準部３の最も外側に配置される外部筐体１１と、該外部筐体１１の内部で摺動可能に嵌合される内部筐体１３と、外部筐体１１の後端に螺子嵌合する嵌合蓋１９と、該嵌合蓋１９と内部筐体１３との間に配置される螺旋状のスプリング１５及びワッシャ１７と、である。

なお、本明細書では、内部筐体１１とスプリング１５とを併せて「応力検出部」とも称するが、スプリング１５の種類や設置個所については、本発明の効果を損なわない範囲で種々の態様を採ることができる。

また、後述する把持部９は、外部筐体１１と嵌合蓋１９との間に配置され、当該二つの部品に挟まれて固定される。

３．外部筐体１１の構造
次に、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて外部筐体１１の構造について詳細に説明する。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、外部筐体１１の構造を説明する図であって、図２（ａ）は、外部筐体１１の先端側を示す正面図であり、図２（ｂ）は、外部筐体１１の一部のみを断面視した側面図であり、図２（ｃ）は、外部筐体１１の後端側を示す背面図である。

図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すとおり、外部筐体１１は、内部に中空層２１を有する略円筒状の部品であって、後端側には自身の内径と略同寸法の開口２３を有し、先端側の中心には凸部５の直径に所定のクリアランスを加えた寸法の凸部用開口２５を有している。

側面には内部筐体１３が備える指示部７Ａの可動範囲となる溝２７が２つ配置されており、当該２つの溝２７は外部筐体１１の径方向中心を軸に、角度θで配置されている。更に、当該２つの溝２７は、後端側に縁を有さず、目盛り７Ｂが印字されている特徴を有する。なお、当該角度θは、１００度〜１８０度の範囲、より好ましくは１２０度とすることが好ましい。

また、後端部側における外部筐体１１の側面の所定範囲には、径方向中心を軸として螺旋する筐体側螺子３３が備わっている。当該筐体側螺子３３は、外部筐体１１と、後述する嵌合蓋１９と、を螺子嵌合する際に使用するものである。

先端側は、中心部が外部側に隆起しており、当該隆起部の中心に凸部用開口２５が配置されている。これにより、凸部用開口２５近傍を肉厚に形成容易で、より凸部５の摺動支持範囲を長くすることができる。また、凸部用開口２５の中空層２１側には略円錐台状の誘引用切欠き３０が設けられていることから、凸部５を容易に凸部用開口２５内に誘引して中空層２１内に内部筐体１３を嵌合させることができる。

計測面５９は骨面に当接する面である。径が６〜１０ｍｍであり、海綿骨の幅より若干大きくなっており、計測面５９が皮質骨に当接することにより、計測面５９全体が海綿骨に埋没しないようになっている。この計測面５９が隆起していることにより、骨面と外部筐体１１の先端との間に隆起分だけ隙間ができ、視界が確保できるので、骨面と計測面５９が骨面に当接完了したことを確認し易くなっている。

なお、特に先端側のエッジ部等は施術中に患者の各部位に接触する恐れがあるため、面取り等を行うことが好ましい。

４．内部筐体１３の構造
次に、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて内部筐体１３の構造について詳細に説明する。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、内部筐体１３の構造を説明する図であって、図３（ａ）は、内部筐体１３の後端側を示す背面図であり、図３（ｂ）は、内部筐体１３の側面図であり、図３（ｃ）は、内部筐体１３を側面方向から見た断面図である。

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すとおり、内部筐体１３は、凸部５を支持する略円筒状の部品であって、内部に中空層２９を備えている。また、後端側は、当該内部筐体１３の内径と略同寸法の開口３１を備えており、先端側は、所定の外径を有する円柱状の突起を備え、該突起の中心に凸部５の端部が固定されている。なお、凸部５は、内部筐体１３の軸方向と平行に固定されることが望ましい。

内部筐体１３は、外部筐体１１の中空層２１内に挿入した際、ガタつきなく軸方向に対してスムーズに摺動可能であることが好ましい。このため、当該内部筐体１３の外径を外部筐体１１の内径に対して僅かに小さくし、所定のクリアランスを備えることが望ましい。なお、当該クリアランスは、摺動性及び製造上の理由等から、例えば０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲とすることが好ましい。

内部筐体１３の側面には略長円柱状の支持部７Ａが２つ配設されており、当該２つの支持部７Ａは内部筐体１３の径方向中心を軸に、角度θで配置されている。当該角度θは、外部筐体１１の溝２７と同様に、１００度〜１８０度の範囲、より好ましくは１２０度とすることが好ましい。なお、外部筐体１１における２つの溝２７の配置角度θと、内部筐体１３における２つの支持部７Ａの配置角度θと、は、必ず同じ角度とする。

凸部５は、略棒状かつ所定の長さで形成されている。なお、径方向の断面積が小さすぎると海綿骨１０１の微細孔径を通過してしまい、大きすぎると海綿骨１０１の幅を越えてしまうため、１ｍｍ^２〜１３ｍｍ^２とすることが好ましい。凸部５が棒状の場合には、直径は１ｍｍ〜４ｍｍとすることが好ましい。組み立てた後の凸部５の突出長さは１〜１０ｍｍとすることが好ましい。短すぎると測定検出時に誤差が大きくなり、長すぎると海綿骨を突き抜けて皮質骨まで到達してしまうため、精度よい測定ができなくなるからである。

５．嵌合蓋１９の構造
次に、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて嵌合蓋１９の構造について詳細に説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、嵌合蓋１９の構造を説明する図であって、図４（ａ）は、嵌合蓋１９の後端側を示す背面図であり、図４（ｂ）は、嵌合蓋１９の一部のみを断面視した側面図である。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すとおり、嵌合蓋１９は、略円筒状の部品であって、先端側に開口３５を備え、後端側には該開口３５と比して小さな直径の孔３７が備わっている。また、側面の先端側内面には外部筐体１１が備える筐体側螺子３３と嵌合する蓋側螺子３９が備わっている。

更に、側面には種々の形状における突起等で構成された凹凸パターン４１が規則的又は不規則的に配置され、外部筐体１１と嵌合蓋１９との螺子嵌合を容易に行うことができる。

６．把持部９の構造
次に、図５（ａ）及び（ｂ）を用いて把持部９の構造について詳細に説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は、把持部９の構造を説明する図であって、図５（ａ）は、把持部９の平面図であり、図５（ｂ）は、把持部９の側面図である。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すとおり、把持部９は、略ヘラ状の部品であって、施術者が把持した際に、本実施形態の骨硬度測定器１を確実に掌内で固定し、容易に扱うことが可能な形状となっている。まず、平面的な特徴として幅の広い腰部４３と、該腰部４３の前後に配置された幅の狭い首部４５及び尾部４７と、当該首部４５を介して配置された応力検出基準部３と嵌合する頭部４９と、に部位が別れている。

首部４５と、腰部４３と、尾部４７と、は、それぞれに幅に沿って滑らかな曲線で繋がっており、頭部４９は略円形で、中心に応力検出基準部３と嵌合する嵌合孔５１が備わっている。

また、該嵌合孔５１の内部側には、外部筐体１１の２つの溝２７に嵌合する２つの突起５３が配設されており、当該２つの突起５３は、嵌合孔５１の中心を軸に角度θで配設されている（首部４５側に向かって左右対称に配設）。

なお、当該角度θは、外部筐体１１の溝２７と同様に、１００度〜１８０度の範囲、より好ましくは１２０度とすることが好ましい。外部筐体１１における２つの溝２７の配置角度θと、把持部９における２つの突起５３の配置角度θと、は、必ず同じ角度とする。

側面的な特徴として、腰部４３と、首部４５と、尾部４７と、は、所定の範囲で平滑部５５と歪曲部５７とで構成されており、尾部４７の最後端と、首部４３の最先端は同一方向に歪曲している。なお、頭部４９は、首部４３と繋がっているが、平滑部５５と略平行に構成されており、歪曲していない。

把持部９は、上述の特徴を有する形状であるため、施術者は腰部４３を握りつつ掌底及び小指周辺の狭いスペースで尾部４７を把持し、更に親指及び人差し指で首部４５を容易に把持することができる。また、平滑部５５及び歪曲部５７で構成された側面形状により、尾部４７の最後端と、首部４３の最先端と、が施術者の手に掛かり、更に確実な把持で脱落等を防止することが可能となる。

なお、外部筐体１１、内部筐体１３、スプリング１５、ワッシャ１７、嵌合蓋１９、把持部９は、耐食性有する材料で形成することが好ましい。

７．スプリング１５及びワッシャ１７の構造
次に、スプリング１５及びワッシャ１７の構造について説明する。スプリング１５は所定の応力を備えた一般的な円筒状圧縮コイルバネであって、材料、線径、巻き数、ピッチ等を決定することが好ましい。なお、スプリング１５は、内部筐体１３の中空層２９に挿入するため、内部筐体１３の内径よりも小さな外径とする。

ワッシャ１７は、スプリング１５と嵌合蓋１９との間に配置される部品であって、スプリング１５の伸縮を軸方向に強制するためのものである。当該ワッシャ１７は、スプリング１５の外径と略同寸法の外径を備えた肉厚な平ワッシャであって、一方の面が外径から内径に向かって所定のテーパを備えている。

このような構成を備えているため、当該テーパを有する面をスプリング１５側に向けて配置すると、スプリング１５の内径にテーパを有する面が入り込み、ワッシャ１７とスプリング１７とが嵌合して固定される。

上記ではワッシャ―１７を使用し、スプリング１５と嵌合蓋１９との間の摩擦抵抗を低減させる態様を記載している。なお、前記ワッシャー１７を省略し、バネの初期長さを調整して使用することもできる。この場合、部品点数を少なくし、清掃、組立を容易にすることが好ましい。

８．骨硬度測定器１の組立
続いて、再度図６を用い、本実施形態の骨硬度測定器１の組立方法を説明する。まず、外部筐体１１の軸と、内部筐体１３の軸と、を合わせ、外部筐体１１の中空層２１内に凸部３側から内部筐体１３を挿入する。より具体的には、凸部３を外部筐体１１の凸部用開口２５に挿通し、内部筐体１３が外部筐体１１の中空層２１内に完全に収納されるまで内部筐体１１の後端側を外部筐体１１に向かって押圧する。この時、外部筐体１１の二つの溝２７内に内部筐体１３の二つの指示部７Ａを同時に挿入する必要がある。

次に、内部筐体１３の中空層２９内にスプリング１５を挿入し、該スプリング１５の後端側にテーパを備えた面を向けて当接させ、更に把持部９を尾部４７の歪曲した最端部が外部筐体１１の先端側に向いた状態で把持部９の嵌合孔５１を外部筐体１１の後端側に被せて嵌合させる。なお、把持部９と外部筐体１１とを嵌合させる際には、嵌合孔５１が具備する二つの突起５３が、外部筐体１１が備える二つの溝２７内に確実に挿入されるよう注意する。

続いて、外部筐体１１と嵌合蓋１９との径方向の軸を合わせつつ、当該嵌合蓋１９の開口３５を外部筐体１１側に対向させる。外部筐体１１の後端側に配設された筐体側螺子３３と、嵌合蓋１９の開口３５に配設された蓋側螺子３９と、を螺子嵌合せつつ外部筐体１１の後端側に嵌合蓋１９を固定する。

上記の手順を完了後、各部品の嵌合にガタつき等がないことを確認し、本実施形態の骨硬度測定器１の組立が完了する。

９．骨硬度測定器１を用いた硬度の測定方法
次に、図７及び図８を用いて本実施形態における骨硬度測定器１の硬度測定方法について簡単に説明する。図７は、骨硬度測定器１の凸部５を海綿骨１０１に押圧する状態を示す模式図であって、図８は、応力表示部７に海綿骨１０１の硬度が表示される状態を示す模式図である。

まず、施術者は、把持部９を握りつつ当該把持手の親指を嵌合蓋１９の後端部に添えて本実施形態の骨硬度測定器１を把持する。この時、把持手の親指を凸部５の軸方向後部側の略中心の延長上に配置し、当該親指の力が凸部５に対して直線的に伝達可能となるような把持状態にする。

次に、凸部５の先端部を海綿骨１０１の表面に対して略垂直に当接させ、外部筐体１１の計測面５９が海綿骨１０１の表面に当接するまで海綿骨１０１側に応力検出基準部３を押圧する。これにより、海綿骨１０１は自身の硬度及び状態に応じて凸部５の押圧に対して反力（抵抗力）を発生し、当該凸部５の押圧に抵抗する。

施術者の応力検出基準部３を押圧する力及び海綿骨１０１の反力がスプリング１５の応力を上回ると、当該スプリング１５が軸方向に圧縮され、凸部５を内部に収納しつつ応力検出基準部３が海綿骨１０１側に接近する。この時、凸部５と共に内部筐体１３が外部筐体１１の内部で軸方向後端側に摺動移動し、これに伴って当該内部筐体１３が備える指示部７Ａが外部筐体１１の溝２７を移動する（指示部７Ａが指す目盛り７Ｂ位置が変化する）。

応力検出基準部３の押圧を継続することにより、外部筐体１１の先端に配設された計測面５９が海綿骨１０１に当接し、当該状態における応力表示部７（指示部７Ａが指す目盛り７Ｂ位置）を読むことで海綿骨１０１の硬度測定が完了する。海綿骨１０１の硬度が高ければ該海綿骨１０１に対する凸部５の挿入量が少なく、硬度が低ければ挿入量が多くなるため、海綿骨１０１の硬度により上記応力表示部７の表示が変化する。

なお、本実施形態の骨硬度測定器１を用いた硬度測定により海綿骨１０１に凸部５が挿入した孔が設けられてしまうが、計測位置を接合用ピンの挿入予定位置に合わせることで、当該接合用ピンの下孔として利用することもできる。

以上、本発明の代表的な実施形態（応力検出部が可動長さ当たりの応力を検出する態様）について図面を参照しつつ説明してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の精神及び教示を逸脱しない範囲でその他の改良例や変形例が存在する。そして、かかる改良例や変形例は全て本発明の技術的範囲に含まれることは、当業者にとっては容易に理解されるところである。

例えば、上記応力検出部が応力当たりの変位長さを検出することによって応力を検出する態様であってもよい。その場合の本発明の骨高度測定器を、第三筐体６３を最外部に具備する変形例に係る骨硬度測定器６１として後述する。

１０．骨硬度測定器６１
図９（ａ）及び（ｂ）を用いて変形例に係る骨硬度測定器６１の構造を詳細に説明する。図９（ａ）及び（ｂ）は、骨硬度測定器６１の構造を説明する図であって、図９（ａ）は、骨硬度測定器６１の構成を示す模式図であり、図９（ｂ）は、骨硬度測定器６１の断面図である。

図９（ａ）に示すとおり、骨硬度測定器６１は、概ねシリンダ６３Ａと、蓋６３Ｂと、上記にて詳述した骨硬度測定器１と略同様の構成から成る基準部６５と、で構成されている。シリンダ６３Ａは、略円筒状の部品であって、内部に中空層６７を備え、先端側には基準部６５が備える凸部６９を挿通させるための凸部用開口７１が設けられ、更に、後端側には基準部６５を挿入するための開口７３が設けられている。なお、凸部用開口７１を備えた計測基準面７５は、海綿骨１０１に直接当接させるため、凹凸なく平滑に構成されることが望ましい。

開口７３の内側周囲には、後述する蓋６３Ｂと螺子嵌合するためのシリンダ側螺子７７
を備えている。また、中空層６７は後端側から先端側に傾斜するテーパ部７９を備えており、組立時に基準部６５を中空層６７に誘導して容易に挿入可能な構造となっている。

シリンダ６３Ａの側面には、後端側から軸方向に所定の長さでスリット８９が設けられており、当該スリット８９の近傍には目盛り等が印字された移動量表示部９１が備わっている。

蓋６３Ｂは、概ね鍔部８１と、シリンダ６３Ａに挿入する嵌合部８３と、で構成され、鍔部８１は、内側に円形の開口８７を備えた円環状の板部品であり、嵌合部８３は円筒状の部品である。鍔部８１と、嵌合部８３と、は双方の径方向を平行かつ同心に配置して当接し、接合されている。なお、開口８７の直径は、嵌合部８３の内径と比して所定の寸法差を有しており、嵌合部８３の内径より、開口８７の直径の方が小さい。また、嵌合部８３の側面にはシリンダ６３Ａと嵌合するための蓋側螺子８５が備わっている。

基準部６５は、上述の実施形態に係る骨硬度測定器１と概ね同様の構成を備え、把持部９がなく襟部９３を備える。襟部９３は、基準部６５の側面に設けられた円環の板状突起であって、外径寸法は、蓋６３Ｂが備える嵌合部８３の内径より小さく、鍔部８１が備える開口８７の直径より大きい寸法とすることが望ましい。

１１．骨硬度測定器６１の組立
骨硬度測定器６１の組立は、図９（ｂ）に示すとおり、シリンダ６３Ａに基準部６５を挿入し、蓋６３Ｂで固定する。より具体的には、シリンダ６３Ａと、基準部６５と、蓋６３Ｂと、を、それぞれの軸方向の中心を直線状にして配置し、基準部６５を凸部６９側からシリンダ６３Ａの開口７３に挿入し、中空層６７内部に納めつつ凸部用開口７１に凸部６９を挿通して外部に露出させる。

シリンダ６３Ａ内に基準部６５が納まった状態で、該シリンダ６３Ａの開口７３から蓋６３Ｂの嵌合部８３を挿入し、軸方向を中心にして回転させつつ、シリンダ側螺子７７と、蓋側螺子８５と、を螺子嵌合させる。

上記の手順を完了後、各部品の嵌合にガタつき等がないことを確認し、骨硬度測定器６１の組立が完了する。

１２．骨硬度測定器６１を用いた硬度の測定方法
次に、図１０を用いて骨硬度測定器６１の硬度測定方法について簡単に説明する。図１０は、骨硬度測定器６１を用いた硬度測定方法を示す模式図である。まず、施術者は、凸部６９を海綿骨１０１側に対向させた状態で第三筐体６３を把持し、シリンダ６３Ａの計測基準面７５を海綿骨１０１表面に当接させ、第三筐体６３が海綿骨１０１に対して垂直となるよう状態を維持させる。

続いて、第三筐体６３の後端側から露出した基準部６５を軸方向海綿骨１０１側に所定の力で一定に押圧する。これにより、海綿骨１０１は自身の硬度及び状態に応じて凸部６９の押圧に対して反力（抵抗力）を発生し、当該凸部６９の押圧に抵抗する。海綿骨１０１の硬度及び状態により変化するが、当該抵抗力が、施術者の基準部６５を押圧する力と、該基準部６５内部のスプリングの応力と、に抵抗することにより、スプリングを圧縮して凸部６５を押し戻し、また、凸部６５の押圧により破壊されて凸部６５の一部が海綿骨１０１の内部に挿入される。

上記凸部６５の移動が落ち着いた後、第三筐体６３のスリット８９から基準部６５の襟部９３の位置を確認し、移動量表示部９１の目盛りから基準部６５の移動量（変位長さ）を確認する。このように、海綿骨の１０１の硬度に対する抵抗力によって移動量（応力当たりの変位長さ）が変化するため、これを検出することによって応力を検出し、海綿骨１０１の硬度及び状態を測定することができる。

骨硬度測定器６１を用いて骨粗しょう症患者で測定したところ、目盛り１（０．４ＭＰa）を示し、若年の健常者で測定したところ、目盛り５（１．１ＭＰａ）を示し、前記骨硬度測定器で両者を適切に評価できた。

本発明の骨硬度測定器１は、主に人間の骨における海綿骨１０１の硬度を測定する医療器具であって、例えば胸骨の接合術を伴う手術において、被接合骨の海綿骨１０１の硬度を測定することにより、接合に使用する最適な接合用ピンの選定を補助するものである。

１ 骨硬度測定器
３ 応力検出基準部
５ 凸部
７ 応力表示部
７Ａ 指示部
７Ｂ 目盛り
９ 把持部
１１ 外部筐体
１３ 内部筐体
１５ スプリング
１７ ワッシャ
１９ 嵌合蓋
２１ 中空層
２３ 開口
２５ 凸部用開口
２７ 溝
２９ 中空層
３０ 誘引用切欠き
３１ 開口
３３ 筐体側螺子
３５ 開口
３７ 孔
３９ 蓋側螺子
４１ 凹凸パターン
４３ 腰部
４５ 首部
４７ 尾部
４９ 頭部
５１ 嵌合孔
５３ 突起
５５ 平滑部
５７ 歪曲部
５９ 計測面
６１ 骨硬度測定器
６３ 第三筐体
６５ 基準部
６７ 中空層
６９ 凸部
７１ 凸部用開口
７３ 開口
７５ 計測基準面
７７ シリンダ側螺子
７９ テーパ部
８１ 鍔部
８３ 嵌合部
８５ 蓋側螺子
８７ 開口
８９ スリット
９１ 移動量表示部
９３ 襟部
１０１ 海綿骨
θ 角度

Claims (6)

1. 相対的に可動関係にある凸部及び応力検出基準部と、
   前記凸部又は前記応力検出基準部のいずれかに連結されている応力検出部と、
   前記凸部の軸方向の応力による抵抗力を表示する応力表示部と、を具備すること、
   を特徴とする骨硬度測定器。
2. 前記応力検出部が、可動長さ当たりの応力又は応力当たりの変位長さを検出することにより、応力を検出すること、
   を特徴とする請求項１に記載の骨硬度測定器。
3. 可動長さ当たりの応力の範囲が０．０５〜１．５０ＭＰaであること、
   を特徴とする請求項２に記載の骨硬度測定器。
4. 応力当たりの変位長さの範囲が１〜１０ｍｍであること、
   を特徴とする請求項２に記載の骨硬度測定器。
5. 前記凸部の径方向断面積が１〜１３ｍｍ^２であること、
   を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の骨硬度測定器。
6. 更に把持部を具備すること、
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の骨硬度測定器。