JP3404077B2 - 髄内釘横止め穴の検出装置 - Google Patents
髄内釘横止め穴の検出装置Info
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- A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、髄内釘横止め穴の検
出装置に関し、特にたとえば骨折の骨接合術に際して、
髄内に髄内釘を挿入後骨と髄内釘とを固定するスクリュ
ねじをねじ込むための髄内釘横止め穴を検出する装置に
関する。
出装置に関し、特にたとえば骨折の骨接合術に際して、
髄内に髄内釘を挿入後骨と髄内釘とを固定するスクリュ
ねじをねじ込むための髄内釘横止め穴を検出する装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】骨折の骨接合術の１つとして、髄内に髄
内釘を挿入するだけで骨を固定する方法、および髄内に
挿入した髄内釘横止め穴をめがけて皮膚上よりドリルで
骨に穴を開けた後スクリュねじで骨と髄内釘を固定する
方法がある。後者の場合、図１７および図１８に示すよ
うなターゲットデバイス１（ＡＣＥ社の製品を図示）を
用い、Ｘ線２を髄内釘３の横止め穴４に照射しながらＸ
線イメージでその横止め穴をモニタリングするか、また
はフリーハンドで横止め穴４の位置を決める作業を行っ
ている。具体的にいうと、図１８のＡＣＥ社の製品によ
る作業では、ターゲットデバイス１の先端部分にある治
具５により、ガイドシース６の位置が大腿骨７（図１
７）の軸と直角な方向にスライドでき、しかもガイドシ
ース６がねじ８（８′）で固定できるような方式を採用
している。
内釘を挿入するだけで骨を固定する方法、および髄内に
挿入した髄内釘横止め穴をめがけて皮膚上よりドリルで
骨に穴を開けた後スクリュねじで骨と髄内釘を固定する
方法がある。後者の場合、図１７および図１８に示すよ
うなターゲットデバイス１（ＡＣＥ社の製品を図示）を
用い、Ｘ線２を髄内釘３の横止め穴４に照射しながらＸ
線イメージでその横止め穴をモニタリングするか、また
はフリーハンドで横止め穴４の位置を決める作業を行っ
ている。具体的にいうと、図１８のＡＣＥ社の製品によ
る作業では、ターゲットデバイス１の先端部分にある治
具５により、ガイドシース６の位置が大腿骨７（図１
７）の軸と直角な方向にスライドでき、しかもガイドシ
ース６がねじ８（８′）で固定できるような方式を採用
している。
【０００３】このようなターゲットデバイス１によれ
ば、以前のようにレントゲン透視下でフリーハンドで横
止め穴位置を決める場合よりも被爆が少なくでき、かつ
髄内釘横止め穴へのスクリュねじの固定をより簡便にで
きる。
ば、以前のようにレントゲン透視下でフリーハンドで横
止め穴位置を決める場合よりも被爆が少なくでき、かつ
髄内釘横止め穴へのスクリュねじの固定をより簡便にで
きる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ターゲットデ
バイス１の利用はレントゲン透視下でフリーハンドで横
止め穴位置を決める作業に比べれば被爆が少ないが、そ
の成功率は低い。なぜならば、髄内に髄内釘３を挿入し
た後に、ターゲットデバイス１の先端部分にあるガイド
シース６の位置が横止め穴４と微妙なずれを生じるから
である。このずれの原因は、大腿骨７が湾曲しているこ
とに起因して髄内釘３が曲げられることが最も大きいと
考えられている。なお、髄内釘３の伸縮および捻じれは
無視できると考えて差し支えない。また、現在および将
来、患者へのＸ線被爆はもちろんのこと、何回となく手
術する医師の手への被爆は健康上非常に大きな問題であ
る。すなわち、皮膚上より髄内釘横止め穴位置を検出す
る作業は、１つの穴位置を決めるのに（通常２箇所あ
る）数分間Ｘ線を照射するため、患者はもちろんのこと
医師へのＸ線被爆は非常に多い。そのため、被爆の心配
のない手術法が望まれている。
バイス１の利用はレントゲン透視下でフリーハンドで横
止め穴位置を決める作業に比べれば被爆が少ないが、そ
の成功率は低い。なぜならば、髄内に髄内釘３を挿入し
た後に、ターゲットデバイス１の先端部分にあるガイド
シース６の位置が横止め穴４と微妙なずれを生じるから
である。このずれの原因は、大腿骨７が湾曲しているこ
とに起因して髄内釘３が曲げられることが最も大きいと
考えられている。なお、髄内釘３の伸縮および捻じれは
無視できると考えて差し支えない。また、現在および将
来、患者へのＸ線被爆はもちろんのこと、何回となく手
術する医師の手への被爆は健康上非常に大きな問題であ
る。すなわち、皮膚上より髄内釘横止め穴位置を検出す
る作業は、１つの穴位置を決めるのに（通常２箇所あ
る）数分間Ｘ線を照射するため、患者はもちろんのこと
医師へのＸ線被爆は非常に多い。そのため、被爆の心配
のない手術法が望まれている。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、被
爆の心配のない、髄内釘横止め穴位置の検出装置を提供
することである。
爆の心配のない、髄内釘横止め穴位置の検出装置を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１発明は、超音波探触
子、および超音波探触子からの超音波信号を、髄内に挿
入された髄内釘の軸に直交する方向に走査する走査手段
を備え、超音波探触子から得られるエコーに基づいて、
髄内釘の横止め穴を検出する装置において、超音波探触
子の送受波器の大きさを横止め穴の径より大きくし、コ
ーの高さが最大となる位置を横止め穴の中心として特定
するようにしたことを特徴とする、横止め穴の検出装置
である。第２発明は、超音波探触子、および超音波探触
子からの超音波信号を、髄内に挿入された髄内釘の軸に
直交する方向に走査する走査手段を備え、超音波探触子
から得られるエコーに基づいて、髄内釘の横止め穴を検
出する装置において、超音波探触子の送受波器の大きさ
を横止め穴の径より小さくし、エコーの高さが最大の部
分に挟まれたエコー高さがゼロの位置を横止め穴の位置
として特定するようにしたことを特徴とする、横止め穴
の検出装置である。第３発明は、超音波探触子、および
超音波探触子からの超音波信号を、髄内に挿入された髄
内釘の軸に直交する方向に走査する走査手段を備え、超
音波探触子から得られるエコーに基づいて、髄内釘の横
止め穴を検出する装置において、超音波探触子の送受波
器の大きさを横止め穴の径より大きくしかつ超音波ビー
ムを焦点化してその超音波ビームが横止め穴付近に達し
たときの大きさを径より小さくし、エコーの高さが最大
の部分に挟まれたエコー高さがゼロの位置を横止め穴の
位置として特定するようにしたことを特徴とする、横止
め穴の検出装置である。
子、および超音波探触子からの超音波信号を、髄内に挿
入された髄内釘の軸に直交する方向に走査する走査手段
を備え、超音波探触子から得られるエコーに基づいて、
髄内釘の横止め穴を検出する装置において、超音波探触
子の送受波器の大きさを横止め穴の径より大きくし、コ
ーの高さが最大となる位置を横止め穴の中心として特定
するようにしたことを特徴とする、横止め穴の検出装置
である。第２発明は、超音波探触子、および超音波探触
子からの超音波信号を、髄内に挿入された髄内釘の軸に
直交する方向に走査する走査手段を備え、超音波探触子
から得られるエコーに基づいて、髄内釘の横止め穴を検
出する装置において、超音波探触子の送受波器の大きさ
を横止め穴の径より小さくし、エコーの高さが最大の部
分に挟まれたエコー高さがゼロの位置を横止め穴の位置
として特定するようにしたことを特徴とする、横止め穴
の検出装置である。第３発明は、超音波探触子、および
超音波探触子からの超音波信号を、髄内に挿入された髄
内釘の軸に直交する方向に走査する走査手段を備え、超
音波探触子から得られるエコーに基づいて、髄内釘の横
止め穴を検出する装置において、超音波探触子の送受波
器の大きさを横止め穴の径より大きくしかつ超音波ビー
ムを焦点化してその超音波ビームが横止め穴付近に達し
たときの大きさを径より小さくし、エコーの高さが最大
の部分に挟まれたエコー高さがゼロの位置を横止め穴の
位置として特定するようにしたことを特徴とする、横止
め穴の検出装置である。
【０００７】
【作用】超音波は筋肉や骨および骨髄部分を伝播する。
しかも、骨髄と一般的に金属でできている髄内釘とでは
音響インピーダンスが大きく異なるため、超音波は髄内
釘部分で十分に反射され、超音波探触子に受信されるエ
コーがはっきりと得られる。そのため、髄内釘穴位置は
非常に正確に決めることができる。具体的には、第１発
明のように超音波探触子の送受波器の大きさを横止め穴
の径より大きくした場合には、エコーの高さが最大とな
る位置を横止め穴の中心として特定することができる。
第２発明のように超音波探触子の送受波器の大きさを横
止め穴の径より小さくした場合には、エコーの高さが最
大の部分に挟まれたエコー高さがゼロの位置を横止め穴
の位置として特定することができる。第３発明のように
超音波探触子の送受波器の大きさを横止め穴の径より大
きくしかつ超音波ビームを焦点化した場合には、第２発
明と同様に、エコーの高さが最大の部分に挟まれたエコ
ー高さがゼロの位置を横止め穴の位置として特定する。
しかも、骨髄と一般的に金属でできている髄内釘とでは
音響インピーダンスが大きく異なるため、超音波は髄内
釘部分で十分に反射され、超音波探触子に受信されるエ
コーがはっきりと得られる。そのため、髄内釘穴位置は
非常に正確に決めることができる。具体的には、第１発
明のように超音波探触子の送受波器の大きさを横止め穴
の径より大きくした場合には、エコーの高さが最大とな
る位置を横止め穴の中心として特定することができる。
第２発明のように超音波探触子の送受波器の大きさを横
止め穴の径より小さくした場合には、エコーの高さが最
大の部分に挟まれたエコー高さがゼロの位置を横止め穴
の位置として特定することができる。第３発明のように
超音波探触子の送受波器の大きさを横止め穴の径より大
きくしかつ超音波ビームを焦点化した場合には、第２発
明と同様に、エコーの高さが最大の部分に挟まれたエコ
ー高さがゼロの位置を横止め穴の位置として特定する。
【０００８】
【発明の効果】この発明は、超音波信号のエコーによっ
て髄内釘穴位置を把握するようにしているので、従来の
Ｘ線を利用するものに比べて被爆の心配がなく、しかも
その位置を正確に把握できる。そのために、骨を髄内に
挿入した髄内釘と固定するためのスクリュねじを正確な
位置に取り付けることができ、したがって、手術がより
的確にでき、時間も少なくてすむ。
て髄内釘穴位置を把握するようにしているので、従来の
Ｘ線を利用するものに比べて被爆の心配がなく、しかも
その位置を正確に把握できる。そのために、骨を髄内に
挿入した髄内釘と固定するためのスクリュねじを正確な
位置に取り付けることができ、したがって、手術がより
的確にでき、時間も少なくてすむ。
【０００９】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【実施例】この発明に従った実施例においても、従来と
同じような、図１ないし図３に示すターゲットデバイス
１０を用いる。このターゲットデバイス１０は、髄内釘
３（図１７）に固着される支持杆１２を含み、この支持
杆１２の上端に、断面がたとえば矩形の第１中空杆１４
が固着される。この第１中空杆１４内にスライド可能
に、第２中空杆１６が挿入され、第２中空杆１６は、図
２における矢印Ａで示すように、第１中空杆１４内を伸
縮される。第２中空杆１６の第１中空杆１４に対する位
置、すなわち、伸縮位置は、第１中空杆１４の側面を貫
通してその先端が第２中空杆１６の側面に当接するねじ
１８で固定される。
同じような、図１ないし図３に示すターゲットデバイス
１０を用いる。このターゲットデバイス１０は、髄内釘
３（図１７）に固着される支持杆１２を含み、この支持
杆１２の上端に、断面がたとえば矩形の第１中空杆１４
が固着される。この第１中空杆１４内にスライド可能
に、第２中空杆１６が挿入され、第２中空杆１６は、図
２における矢印Ａで示すように、第１中空杆１４内を伸
縮される。第２中空杆１６の第１中空杆１４に対する位
置、すなわち、伸縮位置は、第１中空杆１４の側面を貫
通してその先端が第２中空杆１６の側面に当接するねじ
１８で固定される。
【００１１】第２中空杆１６の先端近傍には、特に図２
および図３からよくわかるように、スライダ２２が内蔵
されていて、このスライダ２２には貫通孔２４が形成さ
れ、この貫通孔２４には円筒状のガイド杆２５が挿通さ
れ、このガイド杆２５は止めねじ２７によって固定され
る。ただし、止めねじ２７は第２中空杆１６の側面の孔
２８を通して挿入されたドライバ等によって回転され
る。そして、ガイド杆２５には支持杆２６が挿通され、
支持杆２６は止めねじ２９によってガイド杆２５に固着
される。この支持杆２６の上下先端は、第２中空杆１６
の上下面に同じように形成された長孔３０を通して、第
２中空杆１６の上下に突出する。そして、支持杆２６の
下端には超音波探触子３２が固着される。詳しくいう
と、図３に示すように、超音波探触子３２のケース３４
の上面凸部３６が支持杆２６の下端に形成された凹部３
８に挿入され、両者は止めねじ３９によって固定され、
それによって、ケース３４が支持杆２６に着脱可能に取
り付けられる。このケース３２中に、超音波送受波器４
０が取り付けられる。したがって、スライダ２２がねじ
４２によって図３における矢印ＢまたはＣ方向に移動さ
れると、応じて、超音波探触子３２も同じ方向に移動さ
れる。
および図３からよくわかるように、スライダ２２が内蔵
されていて、このスライダ２２には貫通孔２４が形成さ
れ、この貫通孔２４には円筒状のガイド杆２５が挿通さ
れ、このガイド杆２５は止めねじ２７によって固定され
る。ただし、止めねじ２７は第２中空杆１６の側面の孔
２８を通して挿入されたドライバ等によって回転され
る。そして、ガイド杆２５には支持杆２６が挿通され、
支持杆２６は止めねじ２９によってガイド杆２５に固着
される。この支持杆２６の上下先端は、第２中空杆１６
の上下面に同じように形成された長孔３０を通して、第
２中空杆１６の上下に突出する。そして、支持杆２６の
下端には超音波探触子３２が固着される。詳しくいう
と、図３に示すように、超音波探触子３２のケース３４
の上面凸部３６が支持杆２６の下端に形成された凹部３
８に挿入され、両者は止めねじ３９によって固定され、
それによって、ケース３４が支持杆２６に着脱可能に取
り付けられる。このケース３２中に、超音波送受波器４
０が取り付けられる。したがって、スライダ２２がねじ
４２によって図３における矢印ＢまたはＣ方向に移動さ
れると、応じて、超音波探触子３２も同じ方向に移動さ
れる。
【００１２】スライダ２２を矢印ＡＢまたはＣ方向に移
動させるためのねじ４２は、第２中空杆１６の側面に形
成されたねじ孔４４を通して第２中空杆１６の内部に挿
入される。このねじ４２の先端は、スライダ２２の凹部
４６に回転可能に固着される。すなわち、この凹部４６
にアキシアル荷重を保持できるベアリング４８が取り付
けられ、このベアリング４８の外輪が止めねじ５０で固
定される。そして、ねじ４２の先端が凹部４６内に臨ま
され、その先端がたとえばナット５２によってベアリン
グ４８の内輪に固着される。したがって、ねじ４２を廻
すと、その先端が矢印ＢまたはＣ方向に変位し、それに
応じてベアリング４８の内輪が回転し、スライダ２２が
変位する。このようにして、ねじ４２を廻すことによっ
て、超音波探触子３２を、矢印ＢまたはＣ方向に移動さ
せ、位置決めすることができる。第２中空杆１６は図１
７に示す大腿骨７の軸方向に延びているため、超音波探
触子３２は、結果的には、この大腿骨７すなわち髄内釘
３の軸方向に移動ないし変位されることになる。
動させるためのねじ４２は、第２中空杆１６の側面に形
成されたねじ孔４４を通して第２中空杆１６の内部に挿
入される。このねじ４２の先端は、スライダ２２の凹部
４６に回転可能に固着される。すなわち、この凹部４６
にアキシアル荷重を保持できるベアリング４８が取り付
けられ、このベアリング４８の外輪が止めねじ５０で固
定される。そして、ねじ４２の先端が凹部４６内に臨ま
され、その先端がたとえばナット５２によってベアリン
グ４８の内輪に固着される。したがって、ねじ４２を廻
すと、その先端が矢印ＢまたはＣ方向に変位し、それに
応じてベアリング４８の内輪が回転し、スライダ２２が
変位する。このようにして、ねじ４２を廻すことによっ
て、超音波探触子３２を、矢印ＢまたはＣ方向に移動さ
せ、位置決めすることができる。第２中空杆１６は図１
７に示す大腿骨７の軸方向に延びているため、超音波探
触子３２は、結果的には、この大腿骨７すなわち髄内釘
３の軸方向に移動ないし変位されることになる。
【００１３】前述のねじ４２には図４に示す位置検出器
５４が連結されている。位置検出器５４は、たとえば、
ねじ４２の回転に伴ってパルス信号を発生し、そのパル
ス信号を計測することによって、ねじ４２の位置、すな
わち、超音波探触子３２の位置を示すデータを出力す
る。この位置検出器５４が、超音波探触子３２に含まれ
る超音波送受波器４０とともに、検出回路５６に接続さ
れる。
５４が連結されている。位置検出器５４は、たとえば、
ねじ４２の回転に伴ってパルス信号を発生し、そのパル
ス信号を計測することによって、ねじ４２の位置、すな
わち、超音波探触子３２の位置を示すデータを出力す
る。この位置検出器５４が、超音波探触子３２に含まれ
る超音波送受波器４０とともに、検出回路５６に接続さ
れる。
【００１４】詳しくいうと、超音波送受波器４０には、
発振器５８からの信号に基づいて送波パルスドライバ６
０から出力される送波パルスが与えられる。すなわち、
発振器５８は、たとえば水晶発振器として構成され、超
音波送受波器４０の振動周波数に想到する繰り返し周期
のパルス信号を発生し、このパルス信号が送波パルスド
ライバ６０に与えられる。送波パルスドライバ６０で
は、上記パルス信号を増幅して送波パルス電圧を発生
し、この送波パルス電圧が超音波送受波器４０に印加さ
れる。超音波送受波器４０では、送波パルス電圧に応答
して超音波パルスを発生し、この超音波パルスが上述の
ように大腿骨７すなわち髄内釘３に照射される。
発振器５８からの信号に基づいて送波パルスドライバ６
０から出力される送波パルスが与えられる。すなわち、
発振器５８は、たとえば水晶発振器として構成され、超
音波送受波器４０の振動周波数に想到する繰り返し周期
のパルス信号を発生し、このパルス信号が送波パルスド
ライバ６０に与えられる。送波パルスドライバ６０で
は、上記パルス信号を増幅して送波パルス電圧を発生
し、この送波パルス電圧が超音波送受波器４０に印加さ
れる。超音波送受波器４０では、送波パルス電圧に応答
して超音波パルスを発生し、この超音波パルスが上述の
ように大腿骨７すなわち髄内釘３に照射される。
【００１５】一方、超音波パルスの照射によって発生し
た反射パルス（エコー）は、超音波送受波器４０によっ
て電気信号に変換される。エコー信号は反射パルスレシ
ーバ６２によって増幅された後、検波回路６４で検波さ
れる。検波回路６４で検波されたエコーは、波形整形回
路６６で波形整形された後、ＡＤ変換器６８によってエ
コー高さを示すディジタルデータに変換される。このエ
コー高さデータが記憶装置７０のＲＡＭに記憶される。
また、波形整形回路６６によって波形整形されたエコー
信号がＣＲＴ表示器７２に入力されて、その波形がＣＲ
Ｔ上に表示される。なお、このＣＲＴ表示器７２は、オ
シロスコープのように、ＣＲＴコントローラ７４によっ
て制御される。すなわち、前述の位置検出器５４からの
位置データが、バス７６を介して、ＣＲＴコントローラ
７４に入力され、したがって、ＣＲＴ表示器７２の横軸
がその位置データによって規定される。
た反射パルス（エコー）は、超音波送受波器４０によっ
て電気信号に変換される。エコー信号は反射パルスレシ
ーバ６２によって増幅された後、検波回路６４で検波さ
れる。検波回路６４で検波されたエコーは、波形整形回
路６６で波形整形された後、ＡＤ変換器６８によってエ
コー高さを示すディジタルデータに変換される。このエ
コー高さデータが記憶装置７０のＲＡＭに記憶される。
また、波形整形回路６６によって波形整形されたエコー
信号がＣＲＴ表示器７２に入力されて、その波形がＣＲ
Ｔ上に表示される。なお、このＣＲＴ表示器７２は、オ
シロスコープのように、ＣＲＴコントローラ７４によっ
て制御される。すなわち、前述の位置検出器５４からの
位置データが、バス７６を介して、ＣＲＴコントローラ
７４に入力され、したがって、ＣＲＴ表示器７２の横軸
がその位置データによって規定される。
【００１６】さらに、ＣＲＴコントローラ７４および記
憶装置７０は、上記バス７６を介してＣＰＵ７８に連結
され、このＣＰＵ７８によって制御される。そして、記
憶装置７０に格納された位置データおよびエコー高さデ
ータは、ＣＰＵ７８によって適宜処理され、再び記憶装
置７０内に格納される。また、このようにして処理され
たデータは、必要に応じて、たとえば磁気テープ，ハー
ドディスクあるいは光磁気ディスク等の外部メモリ８０
に記録される。
憶装置７０は、上記バス７６を介してＣＰＵ７８に連結
され、このＣＰＵ７８によって制御される。そして、記
憶装置７０に格納された位置データおよびエコー高さデ
ータは、ＣＰＵ７８によって適宜処理され、再び記憶装
置７０内に格納される。また、このようにして処理され
たデータは、必要に応じて、たとえば磁気テープ，ハー
ドディスクあるいは光磁気ディスク等の外部メモリ８０
に記録される。
【００１７】次に、図５および図６ならびに図７および
図８を参照して、このようなターゲットデバイス１０を
用いて、超音波探触子３２および検出回路５６によっ
て、髄内釘の横止め穴を検出する方法を説明する。大腿
骨７の髄７ａ内に髄内釘３を挿入した後、図５に示すよ
うに、ターゲットデバイス１０の第２中空杆１６を髄内
釘３の横止め穴４に対し垂直な平面上に配置し、ターゲ
ットデバイス１０の支持杆２６の先端部分に超音波探触
子３２を取り付ける。そして、超音波探触子３２の送受
波器４０と大腿筋９の皮膚との間にたとえばソノゼリー
（商品名：東芝メディカル株式会社）などの音響結合剤
を介し、皮膚上より髄内釘横止め穴４方向に向けて超音
波を入射させる。超音波探触子３２は、髄内釘横止め穴
に対し垂直な平面上にあり、その面上で、前述のように
して、ねじ４２によって大腿骨７の軸と直角な方向（Ｚ
軸方向）すなわち矢印ＢまたはＣ方向にスライドされ
る。このとき、超音波探触子３２の変位ないし移動に応
じて、超音波が大腿骨を透過して髄内釘横止め穴４付近
部分から反射してくるエコー高さを前述のＣＲＴ表示器
７２などによって測定することにより、横止め穴４の位
置が決められる。なお、超音波探触子３２からの超音波
ビームの入射状態によって髄内釘横止め穴の検出法が異
なる。
図８を参照して、このようなターゲットデバイス１０を
用いて、超音波探触子３２および検出回路５６によっ
て、髄内釘の横止め穴を検出する方法を説明する。大腿
骨７の髄７ａ内に髄内釘３を挿入した後、図５に示すよ
うに、ターゲットデバイス１０の第２中空杆１６を髄内
釘３の横止め穴４に対し垂直な平面上に配置し、ターゲ
ットデバイス１０の支持杆２６の先端部分に超音波探触
子３２を取り付ける。そして、超音波探触子３２の送受
波器４０と大腿筋９の皮膚との間にたとえばソノゼリー
（商品名：東芝メディカル株式会社）などの音響結合剤
を介し、皮膚上より髄内釘横止め穴４方向に向けて超音
波を入射させる。超音波探触子３２は、髄内釘横止め穴
に対し垂直な平面上にあり、その面上で、前述のように
して、ねじ４２によって大腿骨７の軸と直角な方向（Ｚ
軸方向）すなわち矢印ＢまたはＣ方向にスライドされ
る。このとき、超音波探触子３２の変位ないし移動に応
じて、超音波が大腿骨を透過して髄内釘横止め穴４付近
部分から反射してくるエコー高さを前述のＣＲＴ表示器
７２などによって測定することにより、横止め穴４の位
置が決められる。なお、超音波探触子３２からの超音波
ビームの入射状態によって髄内釘横止め穴の検出法が異
なる。
【００１８】図５および図６は、髄内釘３の断面が円形
または曲面で有する形状で、それにスクリュねじが通る
横止め穴４があいていて、超音波探触子３２の振動子な
いし送受波器４０の大きさｄ１が横止め穴４の径ｄ２よ
り大きい場合である。この場合、螺子４２によって超音
波探触子３２を大腿骨７の軸と直角なＺ軸方向、すなわ
ち矢印ＢまたはＣ方向に移動させていくと、エコー高さ
は最初ゼロであるが、Ｚ＝０の位置に近くなるにつれて
大きくなり、Ｚ＝０で最大となり、その後小さくなりゼ
ロとなる。このようにして、ねじ４２によって超音波探
触子３２を走査ないし移動するとき、エコー高さが最大
となるＺ＝０の位置が横止め穴４の中心となる。
または曲面で有する形状で、それにスクリュねじが通る
横止め穴４があいていて、超音波探触子３２の振動子な
いし送受波器４０の大きさｄ１が横止め穴４の径ｄ２よ
り大きい場合である。この場合、螺子４２によって超音
波探触子３２を大腿骨７の軸と直角なＺ軸方向、すなわ
ち矢印ＢまたはＣ方向に移動させていくと、エコー高さ
は最初ゼロであるが、Ｚ＝０の位置に近くなるにつれて
大きくなり、Ｚ＝０で最大となり、その後小さくなりゼ
ロとなる。このようにして、ねじ４２によって超音波探
触子３２を走査ないし移動するとき、エコー高さが最大
となるＺ＝０の位置が横止め穴４の中心となる。
【００１９】また、図７および図８は、髄内釘３の断面
が円形または曲面を有する形状で、それにスクリュねじ
が通る横止め穴４があいていて、超音波探触子３２の送
受波器４０の大きさｄ１が横止め穴４の径ｄ２より小さ
い場合、または送受波器４０の大きさは横止め穴より大
きいが超音波ビームを焦点化し、超音波ビームの横止め
穴付近部分に到達したときの大きさｄ１′が横止め穴４
の径ｄ２より小さくなるような場合を示す。この場合、
螺子４２によって超音波探触子３２を大腿骨７の軸と直
角な方向すなわちＺ軸方向に移動させていくと、エコー
高さは最初ゼロであるが、Ｚ＝０の位置に近くなるにつ
れて大きくなるが、さらにＺ＝０に近づくとエコー高さ
が小さくなり、超音波ビームの大きさが横止め穴４の中
に入る位置にくるとエコー高さはなくなる。その後、さ
らに超音波探触子３２をＺ軸方向に移動させていくと、
エコーが生じ始めた後また得られなくなる。このように
して、エコー高さがなくなる位置の中心、すなわちＺ＝
０の位置が横止め穴４の中心となる。ただし、「超音波
ビームを焦点化する」とは、超音波を集束できる探触子
を用いて超音波ビームを横止め穴近傍に合焦することを
いう。
が円形または曲面を有する形状で、それにスクリュねじ
が通る横止め穴４があいていて、超音波探触子３２の送
受波器４０の大きさｄ１が横止め穴４の径ｄ２より小さ
い場合、または送受波器４０の大きさは横止め穴より大
きいが超音波ビームを焦点化し、超音波ビームの横止め
穴付近部分に到達したときの大きさｄ１′が横止め穴４
の径ｄ２より小さくなるような場合を示す。この場合、
螺子４２によって超音波探触子３２を大腿骨７の軸と直
角な方向すなわちＺ軸方向に移動させていくと、エコー
高さは最初ゼロであるが、Ｚ＝０の位置に近くなるにつ
れて大きくなるが、さらにＺ＝０に近づくとエコー高さ
が小さくなり、超音波ビームの大きさが横止め穴４の中
に入る位置にくるとエコー高さはなくなる。その後、さ
らに超音波探触子３２をＺ軸方向に移動させていくと、
エコーが生じ始めた後また得られなくなる。このように
して、エコー高さがなくなる位置の中心、すなわちＺ＝
０の位置が横止め穴４の中心となる。ただし、「超音波
ビームを焦点化する」とは、超音波を集束できる探触子
を用いて超音波ビームを横止め穴近傍に合焦することを
いう。
【００２０】図９で示すように、髄内釘３の断面形状が
横止め穴４の周辺部分において平面であり、それにスク
リュねじが通る横止め穴４があいている場合であって、
超音波探触子３２の送受波器４０の大きさが横止め穴４
の径より小さい場合、または送受波器４０の大きさは横
止め穴より大きいが超音波ビームを焦点化し、超音波ビ
ームの横止め穴４付近部分に到達したときの大きさが横
止め穴より小さくなるような場合、エコー高さの状態は
上述の図７および図８で示す場合とほぼ同様な傾向を示
すが、この場合は横止め穴４の周辺部分が平面であるた
め、平面に入射してきた超音波は曲面に比べてエコー高
さが大きく現れるため、測定がし易いばかりでなく横止
め穴位置の測定精度が向上する。
横止め穴４の周辺部分において平面であり、それにスク
リュねじが通る横止め穴４があいている場合であって、
超音波探触子３２の送受波器４０の大きさが横止め穴４
の径より小さい場合、または送受波器４０の大きさは横
止め穴より大きいが超音波ビームを焦点化し、超音波ビ
ームの横止め穴４付近部分に到達したときの大きさが横
止め穴より小さくなるような場合、エコー高さの状態は
上述の図７および図８で示す場合とほぼ同様な傾向を示
すが、この場合は横止め穴４の周辺部分が平面であるた
め、平面に入射してきた超音波は曲面に比べてエコー高
さが大きく現れるため、測定がし易いばかりでなく横止
め穴位置の測定精度が向上する。
【００２１】発明者等は、以下に示す実験により上述の
実施例の実用性を検証した。実験では図１０に示すよう
に、豚の大腿骨を約３０mmの長さに輪切りにした骨片を
準備し、骨片の片面側には厚さ１０mmのゴム板を接着剤
で接着し、ゴム板の中央に直径が１２mmで、直径が５mm
の横止め穴４のあいた髄内釘３を挿入した。この試料は
３８℃の水中につけられている。そして、超音波探触子
の送受波器面（直径６．４mm）を水面につかるように
し、送受波器面から髄内釘までの距離が４０mmとなるよ
うに試料を設置し、超音波を試料に向けて入射する。そ
して、超音波探触子をＺ軸方向に１mmずつ移動させなが
ら、音響インピーダンスの異なる境界面のうち、直径５
mmの髄内釘横止め穴付近部分から得られるエコーの高さ
を測定した。この実験において、一例としてＺ＝２ｍｍ
の位置で、図１１で示すようなエコーが観測された。図
１１において、は大腿骨の外側からのエコーであり、
は大腿骨の内側からのエコーであり、そして、は髄
内釘横止め穴４付近からのエコーである。したがって、
こので示すエコーの高さをみて横止め穴を検知するこ
とができる。
実施例の実用性を検証した。実験では図１０に示すよう
に、豚の大腿骨を約３０mmの長さに輪切りにした骨片を
準備し、骨片の片面側には厚さ１０mmのゴム板を接着剤
で接着し、ゴム板の中央に直径が１２mmで、直径が５mm
の横止め穴４のあいた髄内釘３を挿入した。この試料は
３８℃の水中につけられている。そして、超音波探触子
の送受波器面（直径６．４mm）を水面につかるように
し、送受波器面から髄内釘までの距離が４０mmとなるよ
うに試料を設置し、超音波を試料に向けて入射する。そ
して、超音波探触子をＺ軸方向に１mmずつ移動させなが
ら、音響インピーダンスの異なる境界面のうち、直径５
mmの髄内釘横止め穴付近部分から得られるエコーの高さ
を測定した。この実験において、一例としてＺ＝２ｍｍ
の位置で、図１１で示すようなエコーが観測された。図
１１において、は大腿骨の外側からのエコーであり、
は大腿骨の内側からのエコーであり、そして、は髄
内釘横止め穴４付近からのエコーである。したがって、
こので示すエコーの高さをみて横止め穴を検知するこ
とができる。
【００２２】図１０で示す実験において、前述のｄ１＞
ｄ２の場合、髄内釘横止め穴４付近部分からは、図１２
に示すエコーが得られる。すなわち、Ｚ＝０mmの位置は
髄内釘の円筒部分の１番上の位置（頂部）に相当してい
る。したがって、図１２から、髄内釘の円筒部の１番上
の位置で、エコー高さが最大になっていることがわか
る。すなわち、エコー高さが最大となる位置が髄内釘横
止め穴の中心位置になっている。
ｄ２の場合、髄内釘横止め穴４付近部分からは、図１２
に示すエコーが得られる。すなわち、Ｚ＝０mmの位置は
髄内釘の円筒部分の１番上の位置（頂部）に相当してい
る。したがって、図１２から、髄内釘の円筒部の１番上
の位置で、エコー高さが最大になっていることがわか
る。すなわち、エコー高さが最大となる位置が髄内釘横
止め穴の中心位置になっている。
【００２３】図１０で示す実験において、前述のｄ１
（またはｄ１′）＜ｄ２の場合、髄内釘横止め穴４付近
部分からは、図１３に示すエコーが得られる。すなわ
ち、この場合、横止め穴４の位置でエコー高さがほぼゼ
ロになる。したがって、エコー高さが最大の部分に挟ま
れたエコー高さがゼロの位置が髄内釘横止め穴４の位置
になっている。
（またはｄ１′）＜ｄ２の場合、髄内釘横止め穴４付近
部分からは、図１３に示すエコーが得られる。すなわ
ち、この場合、横止め穴４の位置でエコー高さがほぼゼ
ロになる。したがって、エコー高さが最大の部分に挟ま
れたエコー高さがゼロの位置が髄内釘横止め穴４の位置
になっている。
【００２４】このようにして超音波によるこの位置が決
定できた後、ターゲットデバイス１０の先端の支持杆２
６に取り付けられていた超音波探触子３２を取り外し、
その位置から大腿骨と髄内釘横止め穴をめがけて皮膚上
よりドリルで骨に穴を開ける。その後、スクリュねじで
大腿骨と髄内釘とを固定する。このような手術法を行え
ば、横止め穴位置が正確に測定でき、髄内釘が横止めで
きることがわかる。
定できた後、ターゲットデバイス１０の先端の支持杆２
６に取り付けられていた超音波探触子３２を取り外し、
その位置から大腿骨と髄内釘横止め穴をめがけて皮膚上
よりドリルで骨に穴を開ける。その後、スクリュねじで
大腿骨と髄内釘とを固定する。このような手術法を行え
ば、横止め穴位置が正確に測定でき、髄内釘が横止めで
きることがわかる。
【００２５】なお、上述の実施例に代えて、図１４〜図
１６に示すようにして、超音波探触子３２を支持杆２６
に取り付けるようにしてもよい。すなわち、第２中空杆
１６内のスライダ２２を挿通するガイド杆２５に、さら
に、円筒体８２を取り付け、この円筒体８２を止めねじ
８４でガイド杆２５に固定する。ガイド杆２５に直接ね
じをつけてもよいが、この場合にはガイド杆２５の内側
にスクリュねじが入るため、そのねじの先端の「きりか
す」等によって不都合な問題を生じる可能性があり、こ
のことを回避するために、この実施例では、円筒体８２
を用いてそれを止めねじ８４によってガイド杆２５に固
定するようにしている。
１６に示すようにして、超音波探触子３２を支持杆２６
に取り付けるようにしてもよい。すなわち、第２中空杆
１６内のスライダ２２を挿通するガイド杆２５に、さら
に、円筒体８２を取り付け、この円筒体８２を止めねじ
８４でガイド杆２５に固定する。ガイド杆２５に直接ね
じをつけてもよいが、この場合にはガイド杆２５の内側
にスクリュねじが入るため、そのねじの先端の「きりか
す」等によって不都合な問題を生じる可能性があり、こ
のことを回避するために、この実施例では、円筒体８２
を用いてそれを止めねじ８４によってガイド杆２５に固
定するようにしている。
【００２６】円筒体８２には、さらに、ねじ孔８６が形
成され、超音波探触子３２のケース３４から上方に延び
る半割り円筒状のプレート８８には長孔９０が形成され
る。この長孔９０を通してプレート８８の外側から止め
ねじ９２をねじ孔８６に螺入することによって、プレー
ト８８すなわちケース３４（超音波探触子３２）を円筒
体８２すなわちガイド杆２５（支持杆２６）に着脱可能
に固着することができる。ただし、超音波探触子３２の
上下方向の位置は、長孔９０によって調節可能である。
止めねじ９２をはずせば、プレート８８すなわち超音波
探触子３２を取り外すことができる。
成され、超音波探触子３２のケース３４から上方に延び
る半割り円筒状のプレート８８には長孔９０が形成され
る。この長孔９０を通してプレート８８の外側から止め
ねじ９２をねじ孔８６に螺入することによって、プレー
ト８８すなわちケース３４（超音波探触子３２）を円筒
体８２すなわちガイド杆２５（支持杆２６）に着脱可能
に固着することができる。ただし、超音波探触子３２の
上下方向の位置は、長孔９０によって調節可能である。
止めねじ９２をはずせば、プレート８８すなわち超音波
探触子３２を取り外すことができる。
【図１】この発明の実施例に用いられるターゲットデバ
イスを示す側面図解図である。
イスを示す側面図解図である。
【図２】ターゲットデバイスの先端部分を拡大的に示す
平面図解図である。
平面図解図である。
【図３】ターゲットデバイスの先端部分を詳細に示す図
解図である。
解図である。
【図４】ターゲットデバイスから得られる超音波信号に
よって髄内釘横止め穴を検出するための検出回路の一例
を示すブロック図解図である。
よって髄内釘横止め穴を検出するための検出回路の一例
を示すブロック図解図である。
【図５】図１〜図３で示すターゲットデバイスを用いて
超音波信号を走査して横止め穴位置を検出する場合の一
例を示す図解図である。
超音波信号を走査して横止め穴位置を検出する場合の一
例を示す図解図である。
【図６】図５の場合の超音波送受波器の大きさｄ１と横
止め穴の径ｄ２との関係を示す図解図である。
止め穴の径ｄ２との関係を示す図解図である。
【図７】図１〜図３で示すターゲットデバイスを用いて
超音波信号を走査して横止め穴位置を検出する場合の他
の例を示す図解図である。
超音波信号を走査して横止め穴位置を検出する場合の他
の例を示す図解図である。
【図８】図７の場合の超音波送受波器の大きさｄ１と横
止め穴の径ｄ２との関係を示す図解図である。
止め穴の径ｄ２との関係を示す図解図である。
【図９】髄内釘の他の例を示す図解図である。
【図１０】発明者等がした実験例を示す図解図である。
【図１１】図解図１０の実験でＺ＝２ｍｍの位置におけ
るエコー波形を示す図解図である。
るエコー波形を示す図解図である。
【図１２】図１０に示す実験例においてｄ１＞ｄ２の場
合のＺ軸位置とエコー高さを示すグラフである。
合のＺ軸位置とエコー高さを示すグラフである。
【図１３】図１０に示す実験例においてｄ１＜ｄ２の場
合のＺ軸位置とエコー高さを示すグラフである。
合のＺ軸位置とエコー高さを示すグラフである。
【図１４】ターゲットデバイスへの超音波探触子の取付
構造の他の例を示す図解図である。
構造の他の例を示す図解図である。
【図１５】図１４実施例におけるプレートを示す平面図
解図である。
解図である。
【図１６】図１４実施例におけるプレートを示す側面図
解図である。
解図である。
【図１７】従来のターゲットデバイスの一例を示す図解
図である。
図である。
【図１８】図１７の従来のターゲットデバイスの先端部
分を拡大して示す図解図である。
分を拡大して示す図解図である。
３ …髄内釘
４ …横止め穴
７ …大腿骨
１０ …ターゲットデバイス
１４ …第１中空杆
１６ …第２中空杆
２２ …スライダ
２６ …支持杆
３２ …超音波探触子
４０ …超音波送受波器
４２ …ねじ
４８ …スラストベアリング
５４ …位置検出器
５６ …検出回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 沼本 秀樹
山梨県東八代郡石和町市部809−１ 石
和町立峡東病院内
(56)参考文献 特開 平５−3882（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−32658（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−237008（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−161438（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−154661（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−156443（ＪＰ，Ａ)
特公 昭62−53181（ＪＰ，Ｂ２)
実公 昭61−15848（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 17/58 315
A61B 8/00
Claims (3)
- 【請求項１】超音波探触子、および前記超音波探触子か
らの超音波信号を、髄内に挿入された髄内釘の軸に直交
する方向に走査する走査手段を備え、前記超音波探触子
から得られるエコーに基づいて、前記髄内釘の横止め穴
を検出する装置において、 前記超音波探触子の送受波器の大きさを前記横止め穴の
径より大きくし、前記コーの高さが最大となる位置を前
記横止め穴の中心として特定するようにしたことを特徴
とする、横止め穴の検出装置。 - 【請求項２】超音波探触子、および前記超音波探触子か
らの超音波信号を、髄内に挿入された髄内釘の軸に直交
する方向に走査する走査手段を備え、前記超音波探触子
から得られるエコーに基づいて、前記髄内釘の横止め穴
を検出する装置において、 前記超音波探触子の送受波器の大きさを前記横止め穴の
径より小さくし、前記エコーの高さが最大の部分に挟ま
れたエコー高さがゼロの位置を前記横止め穴の位置とし
て特定するようにしたことを特徴とする、横止め穴の検
出装置。 - 【請求項３】 超音波探触子、および前記超音波探触子か
らの超音波信号を、髄内に挿入された髄内釘の軸に直交
する方向に走査する走査手段を備え、前記超音波探触子
から得られるエコーに基づいて、前記髄内釘の横止め穴
を検出する装置において、 前記超音波探触子の送受波器の大きさを前記横止め穴の
径より大きくしかつ超音波ビームを焦点化してその超音
波ビームが横止め穴付近に達したときの大きさを前記径
より小さくし、前記エコーの高さが最大の部分に挟まれ
たエコー高さがゼロの位置を前記横止め穴の位置として
特定するようにしたことを特徴とする、横止め穴の検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17281293A JP3404077B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 髄内釘横止め穴の検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17281293A JP3404077B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 髄内釘横止め穴の検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0723976A JPH0723976A (ja) | 1995-01-27 |
| JP3404077B2 true JP3404077B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=15948835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17281293A Expired - Fee Related JP3404077B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 髄内釘横止め穴の検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404077B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997026826A1 (fr) * | 1996-01-23 | 1997-07-31 | Yoshihisa Minakuchi | Procede et appareil pour detecter les corps etrangers dans la cavite medullaire |
| KR101354699B1 (ko) | 2012-09-24 | 2014-01-28 | 주식회사 아모텍 | 싱글 로터 타입 모터 및 그 제조방법 |
| KR101383256B1 (ko) | 2012-09-24 | 2014-04-09 | 주식회사 아모텍 | 싱글 로터 타입 모터 |
| CN111991072B (zh) * | 2020-09-10 | 2022-07-15 | 孙华景 | 一种骨科髓内超声锁钉瞄准辅助装置 |
-
1993
- 1993-07-13 JP JP17281293A patent/JP3404077B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0723976A (ja) | 1995-01-27 |
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