JP2501345Y2

JP2501345Y2 - 骨の固定装置

Info

Publication number: JP2501345Y2
Application number: JP7541790U
Authority: JP
Inventors: 清一島川; 重光小川; 昭雄中沢
Original assignee: 株式会社長野計器製作所
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2005-07-16
Also published as: JPH0432704U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は骨の固定装置に関するもので、更に詳細に
は、整形外科用器具として骨折部の固定又は骨の伸長若
しくは伸縮に使用される骨の固定装置の改良に係るもの
である。

〔従来の技術〕

一般に、骨折を治癒する場合、骨折部を固定するため
に整形外科用器具として、骨の固定装置が使用されてい
る。また、この骨の固定装置は伸縮自在となっており、
骨の伸縮・伸長を行うためにも使用される。

このような骨の固定装置としては、本考案者等が先に
完成させた平成１年９月８日付の出願の特願平1-233280
号（特開平3-94748号）において開示されるものがあ
る。この骨の固定装置は、第５図に示すように、骨Ａに
挿入されるピン１を保持する少なくとも２つのピン保持
体2,2を骨の長さ方向に沿って配置される棒部材３に摺
動可能に取付けるようになっている。図５では省略して
いるが、１つのピン保持体２は、図１に示すと同様なア
クチュエータ４で往復駆動するようになっており、アク
チュエータ４のケーシング4bを棒部材３に固定し、アク
チュエータ４の往復動部4aを上記１つのピン保持体２に
固定し、他の１つのピン保持体２には、図６に示すよう
に、棒部材３に形成された当接部に対向して骨の筋力に
よる荷重を測定する荷重検出手段５を具備している。

この場合、荷重検出手段５には骨Ａの筋力による荷重
を電気的に測定する荷重測定センサ（具体的にはロード
セル）が使用される。このロードセル５は、第６図に示
すように、断面ほぼＥ字形のカップ状のもので、カップ
内側中央に凸状受感部5aを突設すると共に、この受感部
5aの基部にダイヤフラム5bを連結した構造となってい
る。すなわち、このロードセル５の受感面5cと棒部材３
の端に突設された接触子６との接触状態の変化によりロ
ードセル５のダイヤフラム5bに歪みが発生したり、変位
が生じたりする方式のもので、この歪みあるいは変位等
を電気的に測定する構造となっている。なおこの場合、
ロードセル５を固定保持するピン保持体２は、棒部材３
と同軸上に形成されたスプライン軸７に摺動可能に嵌合
するスプライン軸受８を備え、このスプライン軸受８に
支持された前記スプライン軸７の端面に接触子６が固定
されている。また、スプライン軸７と接触子６との間に
は鍔7aが固着され、該鍔7aがスプライン軸受８の端面に
引っ掛かることによりスプライン軸７のスプライン軸受
８からの抜け出しを防止している。

このように構成される骨の固定装置において、骨Ａに
仮骨ａが生成し、骨折部がある程度付着した頃にアクチ
ュエータ４を作動させる。骨折部の治癒は、症状に応じ
て仮骨ａの箇所を繰り返し引っ張ったり、繰り返し伸縮
させたりすることにより促進されるといわれており（伸
縮の程度は例えば２〜3mmである。）、従って症状に応
じてアクチュエータ４の駆動がコントロールされる。し
かして、アクチュエータ４のケーシング4bを棒部材３に
固定し、アクチュエータ４の往復動部4aを連結したピン
保持体２を棒部材３に対し摺動自在にする。そこで、ア
クチュエータ４の駆動により１つのピン保持体２を棒部
材３の外方向に移動させると、骨折部がある程度付着し
た骨A,Aがその方向に引っ張られ、骨A,Aからの反力がア
クチュエータ４を介して棒部材３に伝達されることによ
り、他方のピン保持体２に固着されているロードセル５
に棒部材３の端が押圧される。また、１つのピン保持体
２が棒部材３の内方向に移動されると、骨A,Aが圧縮さ
れ、ロードセル５から棒部材の端が離れようとし、ロー
ドセル５に加わる負荷が低減する。なお、その際スプラ
イン軸７がスプライン軸受８から抜け出ようとするが鍔
7aにより阻止される。

したがって、骨Ａに加わる筋力の荷重変動がロードセ
ル５にて測定され、適宜表示手段にて表示されると共
に、コントロール部に伝達されて、骨の伸長又は伸縮の
調整等を行うことができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような構造においては、ロード
セル５と棒部材３と同軸上に形成されるスプライン軸７
の心ずれ、あるいは、スプライン軸７に大きな荷重が加
わった場合にスプライン軸７の撓みによる力の作用点の
位置ずれ等によって、ロードセル５にモーメントが働
き、これにより再現性や直線性に関する検出誤差が生
じ、正確な骨の伸長調整や固定等が行えないという虞れ
があった。

この問題を解決する手段として、上記ロードセル５と
スプライン軸７の位置ずれを検出する検出手段を配設し
て、その検出信号を位置ずれ矯正手段等に伝達して、位
置ずれ等を修正することも考えられるが、このような方
法においては、装置が複雑になるばかりか、高価になる
という問題がある。

この考案は上記事情に鑑みなされたもので、簡単な構
造で検出誤差を生じることなく正確な荷重測定を可能に
した荷重検出手段を具備した骨の固定装置を提供しよう
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この考案の骨の固定装置
は、骨Ａに挿入されるピン１を保持する少なくとも２つ
のピン保持体２を骨Ａの長さ方向に沿って配置される棒
部材３に摺動可能に取付けると共に、１つのピン保持体
２を上記棒部材３に固定される往復駆動手段４の往復動
部4aに連結し、いずれか１つのピン保持体２には、上記
棒部材３に形成された当接部６に対向して骨の筋力によ
る荷重を測定する荷重検出手段５を具備して成る骨の固
定装置を前提とし、上記荷重検出手段５を、荷重を電気
的に測定する荷重測定センサにて形成すると共に、この
荷重測定センサの受感部5aに上記当接部６と接触する硬
質球体９を配置して成るものである。

この考案において、上記硬質球体９は荷重測定センサ
の受感部5aに配置されて棒部材３に形成された当接部６
と点接触するものであればその取付け形態は任意である
が、好ましくは硬質球体９を荷重方向以外の方向を規制
する保持器10にて保持して成る方がよい。この場合、荷
重測定センサはピン保持体２に対して固着しても差し支
えないが、好ましくは荷重測定センサをピン保持体２に
対して着脱可能にする方が荷重測定センサの互換性が得
られる点で有利である。

〔作用〕

上記のように構成することにより、往復駆動手段４が
作動して１つのピン保持体２が棒部材３の外方向に移動
されると、骨Ａがその方向に引っ張られ、骨Ａからの反
力が往復駆動手段４を介して棒部材３に伝達されること
により、他方のピン保持体２に装着されている荷重測定
センサに棒部材３の端が押圧されて硬質球体９を介して
その荷重変化が荷重測定センサにて検出される。また、
１つのピン保持体２が棒部材３の内方向に移動すると、
荷重測定センサから棒部材３の端が離れようとしてその
荷重変化が荷重測定センサにて検出される。この際、硬
質球体９と棒部材３の端とは点接触であるため、検出誤
差が生じることなく、高精度な検出値が得られる。

〔実施例〕

以下にこの考案の実施例を図面に基いて説明する。

なお、上述した従来の固定装置と同じ部分には同一符
号を付して説明する。

第１図はこの考案の骨の固定装置の概略断面図、第２
図はこの考案の要部を断面で示す拡大正面図が示されて
いる。

この考案の骨の固定装置は、骨Ａに挿入されるピン１
を保持する少なくとも２つのピン保持体2,2と、骨Ａの
長さ方向に沿って配置されると共に、ピン保持体2,2を
摺動可能に取付ける棒部材３と、棒部材３に固定されて
一方のピン保持体２を往復運動可能に連結する往復駆動
手段であるアクチュエータ４と、他方のピン保持体２に
装着されると共に、棒部材３に形成された当接部に対向
して骨の筋力による荷重を測定する荷重検出手段５とを
具備して成る。

荷重検出手段５は、骨Ａの筋力による荷重を電気的に
測定する荷重測定センサ（具体的にはロードセル）にて
形成されている。このロードセル５は、第２図及び第３
図に示すように、断面ほぼＥ字形のカップ状に形成さ
れ、カップ内側中央に凸状受感部5aを突設すると共に、
この受感部5aの基部にダイヤフラム5bを連結した構造と
なっている。また、ロードセル５の受感部5aの受感面5c
には硬質球体すなわち鋼球９が接触した状態で配置され
ている。この鋼球９はロードセル５のカップ内側に挿入
されるフランジ付筒状の鋼球保持器10にて保持されて荷
重方向以外の方向にはずれないように規制されている。
この場合、鋼球保持器10の筒部11は鋼球９より僅かに大
きい内径を有し、この突出側先端の開口部には鋼球９の
不意の脱落を防止するための絞り部12が形成されている
（第３図参照）。また、カップ内側に挿入されるフラン
ジ部13はカップ内側に圧入される固定用のゴム製リング
14にて固定されている。

ロードセル５は、棒部材３と同軸上に形成されたスプ
ライン軸７に摺動可能に嵌合するスプライン軸受８に固
着されたピン保持体２のブロック部材2bに着脱可能に取
付けられている。すなわち、スプライン軸受８に固着さ
れるピン保持体２のブロック部材2bの端部に刻設された
雌ねじ部15にねじ結合する雄ねじ部16を有する取付ねじ
17によって着脱可能に装着されている。そして、スプラ
イン軸７の端面に固着された当接部である接触子６が鋼
球９に点接触している。また、スプライン軸７と接触子
６との間には鍔7aが固着され、該鍔7aがスプライン軸受
８の端面に引っ掛かることによりスプライン軸７のスプ
ライン軸受８からの抜け出しを防止している。

したがって、ロードセル５の受感面5cに接触する鋼球
９と棒部材３の端に突設された接触子６との接触状態の
変化によりロードセル５のダイヤフラム5bに歪みが発生
したり、変位が生じて、この歪みあるいは変位等を電気
的に測定することができる。

アクチュエータ４は、その筒状のケーシング4b内にエ
ンコーダ18、モータ19、減速器20を一列状に格納し、ま
た、減速機20の出力軸21にカップリング22を介して連結
された回転ねじ23と、この回転ねじ23と係合してケーシ
ング4b内を摺動する往復動部4aであるねじ筒を具備して
いる。このアクチュエータ４は、ケーシング4bが固定部
材24によって（必ずしも中央に限定されない）棒部材３
のほぼ中央に固定されることによって棒部材３に保持さ
れ、また、その往復動部をなすねじ筒4aは連結ピン25に
よって一方（図中右側）のピン保持体２のブロック部材
2aに連結されている（第１図参照）。なお、第１図にお
いて、符号26は固定部材24を棒部材３に対して締付けた
り緩めたりするための締付けねじである。

なお、ピン保持体2,2のブロック部材2a,2bにはピン取
付片27が取付けられており、このピン取付片27に複数
（図面では３本の場合を示す）のピン1,1,1が固定され
ている（第４図参照）。このピン取付片27はＸ軸と直交
するＹ軸方向に軸心を有する図示しない枢軸によって回
転可能に枢支される座部材2c,2dに突設されたブラケッ
ト部2eに挿通された枢軸28によってシーソー状に座部材
2c,2dに枢支されている。この場合、枢軸28はＸ軸及び
Ｙ軸と直交するＺ軸の方向に伸びている（第５図参
照）。なお、座部材2c,2dは調整ねじ29によってブロッ
ク部材2a,2bにそれぞれ固定される。

また、図中右側のピン保持体２は締付けねじ26によっ
て棒部材３のＸ軸上の任意の位置及びＸ軸回りの任意の
角度に固定される。

次に、この考案の骨の固定装置の作用について説明す
る。

まず、折れた骨Ａにピン１を差し込み、このピン１を
ピン保持体2,2に対して固定し、両ピン保持体2,2を棒部
材３に摺動可能に取り付ける。これにより、骨Ａの長さ
方向に沿って棒部材３が配置される。

次に、ブロック部材2a,2bを棒部材３に沿って所望箇
所まで移動させ、かつ、所望角度だけ回転させ、また、
座部材2c,2dをＹ軸方向の枢軸の回りで所望角度回転さ
せた後、調整ねじ29を締付けて座部材2c,2dをブロック
部材2a,2bに夫々固定する。

そして更に、ピン保持体2,2の調整ねじ30を用いてピ
ン保持体2,2のＺ軸方向の枢軸28回りでの回転調整を行
う。すなわち、枢軸28の両側にある調整ねじ30を回転さ
せつつピン保持体2,2の座部材2c,2d上での傾きを変え
る。

以上の操作により、ピン１は細かく位置調整され、折
れた骨A,A同士の位置関係が適正に定められる。

また、ピン１の装着に前後してアクチュエータ４を棒
部材３に取付け、かつ、右側のピン保持体２に連結す
る。

そして、骨の患部に伸縮を加え、治療期間を短縮する
目的でこの考案の装置を使用する場合には、図示しない
コントロールユニットの設定部でねじ筒4aの行程を設定
すると共に、骨Ａに一定インターバルで変位刺激を与え
るべくそのタイミングを設定する。小人症患者等の脚伸
長速度あるいは骨折部の治療における変位刺激を加える
モードは患者ごとに異なっており、変位刺激量（伸縮
量）、刺激回数、周期、変位パターン等を骨Ａから加え
られる圧縮力すなわち反力及びねじ筒4aの行程すなわち
骨Ａの伸縮量を表示手段（図示せず）で読み取りなが
ら、諸状況を考慮しつつ各患者に適した治療を行う。例
えば、骨折部にこの骨の固定装置を装着した後、骨折部
に仮骨ａが生じ骨がある程度繋がった場合は、骨Ａに繰
り返し引っ張り力を加えたり、あるいは繰り返し引っ張
り圧縮力を加えたりすると直りが早くなるといわれる。
従って、仮骨ａが生じた頃に棒部材３にアクチュエータ
４を棒部材３に取付け、患者に応じて骨Ａを繰り返し伸
長又は伸縮させることにより治癒を早めることができ
る。

このような骨の伸縮に際し、アクチュエータ４が作動
し右側のピン保持体２を棒部材３の右方向に移動させ骨
Ａを引っ張ると、骨Ａからの反力がアクチュエータ４を
経由して、棒部材３に伝達される。このとき、棒部材３
の端に位置する接触子６が鋼球９に接触してロードセル
５の受感部5aを押圧する。また、右側のピン保持体２が
棒部材３の左方向に移動させられると、ロードセル５か
ら棒部材３の端すなわち接触子６が離れようとし、これ
により受感部5aの押圧力が変化する。その場合、鍔7aが
スプライン軸７のスプライン軸受８からの抜け出しを阻
止する。

したがって、骨Ａに加わる圧縮力又は引張力の変動が
鋼球９を介してロードセル５に伝達され、そして、ロー
ドセル５からコントロールユニットの表示手段に表示さ
れる。この際、大きな荷重が棒部材３やスプライン軸７
に加わって撓んでも、鋼球９と接触子６との接触部が点
接触であるため、ロードセル５には余計なモーメントが
加わらず、しかも、力の作用点も常に一定となるため、
検出誤差が生じない。

なお、この考案の固定装置を使用するに際し、ロード
セル５取付けねじ17をブロック部材2bから取外して固定
装置を蒸気殺菌等により殺菌処理を行うことができる。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、この考案の骨の固定装置によ
れば、上記のように構成されているので、以下のような
効果が得られる。

１）請求項１記載の骨の固定装置によれば、荷重検出手
段を、荷重を電気的に測定する荷重測定センサにて形成
すると共に、この荷重測定センサの受感部に棒部材の当
接部と接触する硬質球体を配置して成るので、大きな荷
重が棒部材に加わって撓んでも、接触部が点接触である
ため、荷重測定センサに加わる位置が安定し、検出値を
高めることができると共に、適切な治療を行うことがで
きる。

２）請求項２記載の骨の固定装置によれば、硬質球体を
荷重方向以外の方向を規制する保持器にて保持して成る
ので、上記１）に加えて更に確実に高精度の検出値を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の骨の固定装置の概略断面図、第２図
はこの考案の要部を断面で示す拡大正面図、第３図はこ
の考案における荷重測定センサの拡大断面図、第４図は
第２図の側面図、第５図は固定装置の全体の構成を示す
概略斜視図、第６図は従来の固定装置の要部を断面で示
す正面図である。符号説明Ａ……骨、１……ピン、２……ピン保持体、３……棒部
材、４……往復駆動手段（アクチュエータ）、５……荷
重検出手段（ロードセル）、5a……受感部、5b……ダイ
ヤフラム、5c……受感面、６……接触子、７……スプラ
イン軸、９……硬質球体（鋼球）、10……鋼球保持器、
17……取付ねじ。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】骨に挿入されるピンを保持する少なくとも
２つのピン保持体を骨の長さ方向に沿って配置される棒
部材に摺動可能に取付けると共に、１つのピン保持体を
上記棒部材に固定される往復駆動手段の往復動部に連結
し、いずれか１つのピン保持体には、上記棒部材に形成
された当接部に対向して骨の筋力による荷重を測定する
荷重検出手段を具備して成る骨の固定装置において、上
記荷重検出手段を、荷重を電気的に測定する荷重測定セ
ンサにて形成すると共に、この荷重測定センサの受感部
に上記当接部と接触する硬質球体を配置して成ることを
特徴とする骨の固定装置。
【請求項２】硬質球体を荷重方向以外の方向を規制する
保持器にて保持して成ることを特徴とする請求項１記載
の骨の固定装置。