JP3430263B2 - インプラントの検査 - Google Patents

インプラントの検査

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JP3430263B2 JP50772192A JP50772192A JP3430263B2 JP 3430263 B2 JP3430263 B2 JP 3430263B2 JP 50772192 A JP50772192 A JP 50772192A JP 50772192 A JP50772192 A JP 50772192A JP 3430263 B2 JP3430263 B2 JP 3430263B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、人間又は動物の被術対象の骨に取り付け
られたインプラントを検査するための装置に関する。イ
ンプラントの使用においては、金属固定物が骨に予め開
けられた穴に挿入される。治癒過程中において、周囲の
骨とインプラントの表面とが馴染むようになり、適当な
期間を置いて、前記固定物に補綴物を取り付けることが
できる。
骨とインプラントとの結合状態の質を臨床観察する必
要がある。その設置ミスや装填が時期尚早であったり又
は不適当であったことによって、インプラントの不全が
発生する可能性がある。インプラントの装填の前におい
て利用可能な非破壊検査によれば、この種の失敗を少な
くすることができ、更に、使用中のインプラントを定期
的に検査して、それらが満足できる状態に維持されてい
るか否かを確かめることも可能である。更に、この検査
によれば、異なったインプラントシステム間の量的な比
較が可能になる。
インプラントの状態を検査するのに時としてＸ線が利
用されるが、これによれば、インプラントの周りに甚だ
しい骨の欠損があることしか判らない。更に、観察位置
と角度とを十分な精度で再生することが困難な為、Ｘ線
によって同化の過程を長期に渡ってモニタすることは困
難である。原始的な方法ではあるが、更に別の検査方法
として、インプラントが取り付けられた構造体を外科器
具によって穿刺する方法がある。この検査によれば、良
好なインプラントと非常に欠陥のあるインプラントとの
区別しかできない。
従って、本発明の課題は、インプラントとそれが取り
付けられた骨との間の結合状態の質と程度とを、確実に
示すことのできる非破壊検査を提供することにある。
上記課題を解決するため、人間又は動物の被術対象の
骨に取り付けられたインプラントを検査するための、本
発明による装置は、前記インプラントに取り外し可能に
取り付けられた部材と、前記部材が前記インプラントに
取り付けられた状態において該部材の少なくとも一つの
共振周波数を検出するための手段とを有している。
前記部材の共振周波数は、インプラントと骨との接合
部又は接点の硬さと、更に、前記インプラントの露出部
の長さとによって影響を受ける。従って、この共振周波
数をモニタすることは、前記接合部の同化を評価する手
段を提供するものである。
好ましくは、前記部材は、前記インプラントに取り外
し可能に取り付けられる。
一好適実施例によれば、前記部材は片持ちビームであ
る。前記インプラントには、しばしば、補綴、又は補綴
を把持することを目的とするピラー又はポスト部材（ア
バットメントと称される）がネジ止め、またはネジ込ま
れるネジ穴が形成されている。前記アバットメント又は
対応する固定ネジも、通常、前記補綴を該アバットメン
トに対してネジ止め、あるいはねじ込むためのネジ穴が
形成されている。好ましくは、前記片持ちビームは、ア
バットメントに形成された対応するネジ穴を利用して、
前記インプラント又はアバットメントにネジ止め、ある
いはネジ込まれるように構成される。
好ましくは、前記検出共振周波数は、他のインプラン
トに接触している同じ又は類似の部材の共振周波数の一
つ又は複数の値と比較される。検出された共振周波数
を、他の好適な状態又は好適でない状態のインプラント
において得られた値と比較することにより、前記インプ
ラントの同化の程度を知ることが出来る。更に、同じイ
ンプラントを、それが最初に挿入された時に検査し、か
つ補綴の取り付けに使用される回復過程中、およびその
後において定期的に検査することが可能であり、種々の
共振周波数値を比較することにより、補綴あるいはアバ
ットメントが取り付けられるべきか否か、いつ取り付け
るべきかについて同化過程の進行状態を知ることが出
来、更に、インプラントの好適な状態が維持されている
か否かを知ることが出来る。
前記装置は、好ましくは、前記部材をAC信号によって
励起するための手段と、前記部材の前記AC信号に対する
反応を検出するためのトランスデューサとを有し、前記
AC信号の周波数が変化され、前記部材の反応が最大であ
る時に前記トランスデューサが検出するように構成され
ている。前記トランスデューサは、好ましくは、圧電素
子であり、前記部材を励起する前記手段も、可変周波数
発振器によって駆動される圧電素子によって構成可能で
ある。前記検出／励起手段は、更に、磁気ひずみ装置あ
るいは電磁装置としても構成可能である。
次に、本発明を付随の図面を参照しながら更に説明す
る。図面において、 図１は本発明の一実施例の装置の略図、 図２は典型的なインプラントに取り付けられた片持ち
ビームの典型的な周波数反応曲線のグラフ、 図３は典型的なインプラントに取り付けられた片持ち
ビームの、一期間中における共振周波数の仮想変化のグ
ラフ、そして、 図４は片持ちビームの第２実施例の略図。
図１に示すように、前記装置は、典型的には人間の顎
の骨である骨４の一部にインプラントされた固定物、例
えば、歯科用インプラント３に、ネジ部２によって固定
された片持ちビーム１として構成された部材を有してい
る。前記インプラント３は、チタン等の金属材、セラミ
ック材その他の数多くの種類の公知の材料から形成でき
る。例えば、英国におけるNobelpharma社から供給され
ているタイプのものから構成される。前記ビーム１の両
サイドには、圧電素子又は歪ゲージ５及び６等の二つの
トランスデューサが取り付けられ、例えば、結合されて
おり、前記ゲージ５は励起ゲージであり、前記ゲージ６
は受信ゲージである。
前記励起ゲージ５は、可変周波数発振器によって駆動
され、この発振器からの例えば正弦波励起電圧の形の信
号は、増幅器を介してゲージ５に供給される。前記発振
器と前記増幅器とは、周波数反応分析器７内に配設する
ことが可能である。前記受信ゲージ６によって検出され
た信号は、電荷増幅器８によって増幅され、前記分析器
７への入力となる。前記励起電圧に対する反応電圧の比
を示す該分析器からの出力は、マイクロプロセッサ９等
のプロセッサへ供給され、このプロセッサは、前記分析
器７の発振器の周波数出力を変化させ、その結果をデー
タメモリ9aに記憶するのに使用される。前記結果は、プ
リントアウトしたり、あるいは、オシロスコープ10及び
／又はAC電圧計等に表示してもよい。
使用において、前記ビーム１は、例えば、Nobelpharm
a社のトルクコントローラとカウンタ具を使用して、特
定のトルクで前述の移植されたインプラント３に固定、
例えばネジ止めされる。トルクに対する共振周波数の変
動は、例えば10〜15Ncm等の実用的なトルク範囲におい
て、比較的小さなものであることが判っており、従っ
て、そのようなトルク変動によってなんら問題は生じな
い。次に、例えば１ボルトの一定電圧のAC励起信号が、
前記ゲージ５を介して前記ビーム１に与えられる。そし
て、このAC励起信号の周波数を、前記オシロスコープ10
に表示される信号の振幅が最大になるまで変化させる。
図２は、前記共振周波数の概略値を得るのに使用する粗
い掃引（coarse sweep）からのデータを示している。次
に、この領域の周りのより細かい掃引を使用してこの周
波数、通常は、第１、即ち基本周波数を特定する。この
周波数を、例えば、類似の結合段階における他のインプ
ラントのデータと比較する。
特定のインプラントにおいて、その共振周波数は、図
３に示されるように時間とともに変化するものと予期さ
れる。従って、検出された共振周波数を、類似のインプ
ラントの以前に作られたデータと比較することにより、
前記インプラントの取り付けの具合を知ることが出来
る。図３において、インプラントの配設後、急性炎症反
応によって、初期的に接点の硬さが減少する。次に、同
化が起こり硬さが戻り、最終的には、最初の値に達する
か、あるいはこの値を越える。
電圧変化ではなく、共振周波数のシフトの検出及び比
較に基づく技術は、前記インプラント／組織接点の質
を、その硬さの関数として判断するのに有効であり、更
に、骨の損失を、前記インプラントを囲む臨界骨のレベ
ル又は高さの関数として判断するのにも有効である。
図４は、現状において好ましい片持ちビームを示して
いる。このビーム１は、ほぼＬ字状であり、前記インプ
ラント３の上端部においてボス3aの上方に位置する開口
部1bを備えたベースリム部1aを有している。前記ビーム
は、前記インプラントのネジ穴にネジ止めされたネジ11
によって位置固定される。前記開口部1b及び前記ボス3a
は、前記ビームの前記インプラントの長手軸芯周りにお
ける姿勢が正確に繰り返し決定されるように、例えば、
断面が多角形状等の非円形に構成することが出来る。前
記インプラント周りの異なった位置における硬さ／骨レ
ベルを判定すべく、前記インプラントに対する前記ビー
ムの様々な角度位置の異なった測定値を得ることが可能
である。
図１〜図４に示すように、前記ビーム１は、前記イン
プラントと同じ、例えばチタン等の材質から形成され、
その寸法は、そのシステム（配置されたインプラント及
びビーム）の共振周波数範囲が、１〜20kH、より具体的
には、５〜15kH、更に好ましくは約10kH程度となるよう
に決められている。例えば、図４の実施例において、前
記ビーム１のリム部は、その断面が約５〜６平方ミリで
あり、直立リム部の高さは約2cm、そしてベースリム部
の長さは約1.5cmである。
請求の範囲に定義された本発明の範囲から外れること
なく様々な変更が可能である。
例えば、図示した前記トランスデューサ、即ちゲージ
５及び６に対して90度の角度で前記ビームの両サイド
に、更に別の一対の励起／検出トランスデューサ、即ち
ゲージを取り付けることにより、前記ビームを前記イン
プラントに対して角度変更することなく、前記トランス
デューサ5,6に直角な方向での値を読み取ることができ
るように構成することも可能である。追加的、または代
替的に、前記ビーム及び／又はトランスデューサシステ
ムを、前記インプラントに対して回動可能に構成するこ
とが出来る。
図４に示した前記ビームは、Ｌ字形状であったが、そ
の直立リム部が前記ベースリム部1aの直線延出部を形成
して顎、即ち下顎に対してほぼ平行に延出するように構
成することも可能である。
実際上、補綴は、インプラントに形成されたネジ穴を
使用してこのインプラント３に直接取り付け可能であ
る。これに代えて、補綴を、別体のピラーまたはポスト
部材（アバットメントと称される）を介して前記インプ
ラントに間接的に取り付けてもよい。このようなアバッ
トメントは、前記アバットメントを貫通して前記インプ
ラントにねじ込まれることにより、アバットメントをイ
ンプラントに固定する軸ネジのような手段を有してい
る。前記ネジ又はアバットメントの上端部には、前記補
綴を取り付けるためのネジ穴が形成されている。前記ビ
ーム１は、前述した方法で、前記アバットメントの上端
部に取り付け可能である。これにより、前記ビームは、
前記インプラント／骨接合の一体性の評価のみならず、
アバットメント／インプラント接合部の一体性の評価に
も利用可能である。
前記トランスデューサ又はゲージは、そしてオプショ
ンとして前記ビームも又、該装置の消毒中に前記トラン
スデューサを保護するために、例えば空気乾燥アクリル
材によって被覆してもよい。電気接続、即ち前記トラン
スデューサに接続されるワイアは、前記共振構造におけ
るダンピング効果が最小になるように構成される。前記
部材は、片持ちビーム以外の形状に構成してもよく、更
に／又は、前記圧電素子は、例えば共鳴作用を利用した
他の受信／送信素子によって置き換えてもよい。ほぼ直
線状のビームの代わりに、このビームをほぼＵ字形状に
形成してそのベース部を前記インプラント又はアバット
メントに接続するように構成可能である。前記トランス
デューサ又はその均等物は、その同じ側又は対向する側
のリムに取り付けてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メレディス，ニール イギリス国 ロンドン エスイー19 ２ ディーエイチ アッパー・ノーウッド オークランド・ロード 72 フラット ４ (56)参考文献 特開 昭60−126153（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−190941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−37152（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−246923（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−255137（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−148032（ＪＰ，Ａ) 米国特許4799498（ＵＳ，Ａ) Ｔ．Ｋａｎｅｋｏ，Ｙ．Ｎａｇａｉ, Ｍ．Ｏｇｉｎｏ，Ｔ．Ｆｕｔａｍｉ, Ｔ．Ｉｃｈｉｍｕｒａ，Ａｃｏｕｓｔｏ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｎｔａｌ ｉｍｐｌ ａｎｔ−ｂｏｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃ ｅ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅ ｄｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅ ｓｅａｒｃｈ，ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ ＆ ＳＯＮＳ，1986年２月，ｖｏｌ. 20，ｎｏ．２，ｐｐ．169−176 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00 A61F 2/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】人間又は動物の被術対象の骨（４）に取り
    付けられたインプラント（３）を検査するための装置で
    あって、前記インプラント（３）に形成されたネジ穴に
    取り外し可能に取り付けられる部材（１）と、前記部材
    が前記インプラントに取り付けられた状態において該部
    材（１）の少なくとも一つの共振周波数を検出するため
    の手段（5,6）とを有している検査装置。
  2. 【請求項２】前記部材（１）の少なくとも一つの共振周
    波数を検出する前記手段は、前記部材をAC信号によって
    励起するための手段（５）と、前記部材の前記AC信号に
    対する反応を検出するためのトランスデューサ（６）と
    を有し、前記AC信号の周波数が変化され、前記部材の反
    応が最大である時を前記トランスデューサ（６）が検出
    するように構成されている請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記励起手段（5,6）又は検出手段あるい
    はその両方が圧電素子を備え、この圧電素子は、可変周
    波数発振器（７）によって駆動される励起手段を備える
    請求項１又は２の装置。
  4. 【請求項４】前記部材（１）は片持ちビームである請求
    項１〜３のいずれかに記載の装置。
  5. 【請求項５】前記部材（１）はほぼＬ字形状であって、
    前記ビームのベースリム部（1a）をインプラントに取り
    付けるための手段（11）が設けられている請求項４に記
    載の装置。
  6. 【請求項６】前記ビームは、１〜20kHの周波数に於て共
    振するように構成されている請求項４又は５に記載の装
    置。
  7. 【請求項７】前記ビームは、５〜15kHの周波数に於て共
    振するように構成されている請求項４又は５に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】前記ビームは、10kHの周波数に於て共振す
    るように構成されている請求項４又は５に記載の装置。
JP50772192A 1991-04-11 1992-04-13 インプラントの検査 Expired - Lifetime JP3430263B2 (ja)

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GB9107700,8 1991-04-11
GB919107700A GB9107700D0 (en) 1991-04-11 1991-04-11 Testing implants
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JPH06506371A JPH06506371A (ja) 1994-07-21
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EP (1) EP0579673B1 (ja)
JP (1) JP3430263B2 (ja)
AT (1) ATE140143T1 (ja)
AU (1) AU660456B2 (ja)
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GR (1) GR3021285T3 (ja)
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