JP5283227B2

JP5283227B2 - 椎間板硬度計測装置

Info

Publication number: JP5283227B2
Application number: JP2009136543A
Authority: JP
Inventors: 光雄長尾; 理横田
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-06-05
Also published as: JP2010281742A

Description

本発明は、椎間板の硬度を計測する椎間板硬度計測装置に関する。

従来、測定対象物の硬度を測定するための装置として、例えば、特許文献１に係る硬軟測定装置が知られている。
この硬軟測定装置は、円筒状の装置本体内を軸方向に進退することが可能な接触圧子と、装置本体内に配置された、接触圧子の相対変位量を検出する相対変位検出手段及び接触圧子に負荷された荷重を検出する荷重検出手段と、を備えている。そして、相対変位検出手段が検出した相対変化量及び荷重検出手段が検出した荷重に基づいて、測定対象物の硬度を計測する。

特開２００９−５２９１２号公報

しかしながら、上記従来技術においては、測定対象物の硬度を適切に計測することができない場合がある。
例えば、上記従来技術では、相対変位検出手段が円筒状の装置本体内に配置されているため、装置が大型化する。そして、装置が大型化すると、測定対象物の硬度を計測する際に、測定対象物が存在する位置が把握しづらくなり、接触圧子を測定対象物に適切に接触させることができない場合がある。
本発明は、測定対象物である椎間板の硬度を適切に計測することが可能な椎間板硬度計測装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る椎間板硬度計測装置は、椎間板の硬度を計測する椎間板硬度計測装置であって、前記椎間板に先端部を接触可能な触子を有する棒状の触子部と、前記触子に負荷される押込荷重を検出する押込荷重検出手段と、前記触子部の尾端部に配設されて球面状の反射面を有する反射板と、前記反射面に対して光を照射する光照射部と、前記反射面からの反射光を受光する受光部と、を有し、前記椎間板に対する前記触子の押込深さを検出する押込深さ検出手段と、前記押込荷重検出手段及び前記押込深さ検出手段の検出結果に基づいて、前記椎間板の硬度を検出する硬度検出手段と、台に載置された患部に対し設置され、前記触子部の前記触子が挿入されて前記椎間板に触子の先端部を接触可能とする筒体と、を備え、前記光照射部と前記受光部とを前記反射面及び前記触子に対して同方向から対向配置させることを特徴としている。

請求項１に係る椎間板硬度計測装置では、触子部の尾端部に配設されて球面状の反射面を有する反射板と、反射面に対して光を照射する光照射部と、反射面からの反射光を受光する受光部と、を有し、椎間板に対する触子の押込深さを検出する押込深さ検出手段を備えている。
したがって、請求項１に係る椎間板硬度計測装置によれば、触子部を小型化することができ、測定対象物である椎間板の硬度を適切に計測することが可能となる。

また、請求項２に係る椎間板硬度計測装置は、請求項１に係る椎間板硬度計測装置において、前記触子の先端部は、球状に形成され、該先端部の直径は、１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の範囲に選定されていることを特徴としている。
請求項２に係る椎間板硬度計測装置によれば、椎間板に対して触子が傾いた場合でも、測定対象物である椎間板の硬度を適切に計測することが可能となる。
また、請求項３に係る椎間板硬度計測装置は、請求項１又は２に係る椎間板硬度計測装置において、前記押込荷重検出手段は、前記触子部に設けられたロードセルにより構成されていることを特徴とする。
請求項３に係る椎間板硬度計測装置によれば、簡易な構成により、測定対象物である椎間板の硬度を適切に計測することが可能となる。

さらに、請求項４に係る椎間板硬度計測装置は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に係る椎間板硬度計測装置において、前記触子は、前記先端部に向かって細くなるテーパー部を有することを特徴とする。
請求項４に係る椎間板硬度計測装置によれば、小さな椎間板に対しても触子の先端部を適切に接触させることができ、測定対象物である椎間板の硬度を適切に計測することが可能となる。

本発明によれば、測定対象物である椎間板の硬度を適切に計測することが可能となる。

本発明の実施形態に係る椎間板硬度計測装置の全体構成図である。図１に示す椎間板硬度計測装置に備えられる触診装置の全体構成図である。触子を押し込んだ際の測定対象物の状態を示す模式図である。押込荷重と押込深さとの関係を示す図である。硬度の評価方法の一例を示す図である。表示装置における表示の一例を示す図である。弾性定数を硬度として用いた場合の評価結果を示す図である。傾きを硬度として用いた場合の評価結果を示す図である。弾性係数を硬度として用いた場合の評価結果を示す図である。測定対象物の軟らかさを用いた場合の評価結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る椎間板硬度計測装置の全体構成図である。図２は、図１に示す椎間板硬度計測装置に備えられる触診装置の全体構成図である。
椎間板硬度計測装置１は、図１に示すように、手術台２と、円筒体６と、触診装置３と、硬度検出手段４と、表示装置５とを備えている。
手術台２は、測定対象物１５を載置可能に構成されている。本実施形態では、手術台２には、人体の患部が載置される。そして、椎間板硬度計測装置１は、測定対象物１５である椎間板の硬度を測定する。ここで、椎間板には、椎間板、椎間板ヘルニア、これらの周辺組織等の生体部位が含まれるものとする。

円筒体６は、手術台２に載置された患部内に挿入される。そして、円筒体６は、内視鏡及び触診装置３の後述する触子１１を挿入することが可能となるように構成されている。
触診装置３は、術者により操作されるプローブセンサ部（触子部）１０と、プローブセンサ部１０の変位を検出する変位センサ部２０とを備えている。
プローブセンサ部１０は、図１及び図２に示すように、測定対象物１５に先端部１１ａを接触可能な触子１１と、触子１１に設けられた把持部１２と、触子１１に取り付けられた押込荷重検出手段１３と、触子１１に取り付けられた反射板１４とを備えている。

触子１１は、棒状に形成されている。触子１１は、ステンレスにより形成されている。触子１１の先端部１１ａは、球状に形成されている。これにより、触子１１を測定対象物１５に対して接触させた際に、測定対象物１５に対して触子１１が傾いた場合でも、測定対象物１５の硬度を適切に計測することが可能となる。そして、触子１１の先端部１１ａは、円筒体６内に挿入され、測定対象物１５の表面に接触する。ここで、本実施形態では、触子１１は、その外径が全長にわたって同一となるように形成されている。しかしながら、触子１１は、先端部１１ａに向かって細くなるテーパー部（図示せず）を有するように形成しても構わない。これにより、小さな測定対象物１５に対しても触子１１の先端部１１ａを適切に接触させることができ、測定対象物１５の硬度を適切に計測することが可能となる。

把持部１２は、上端部側に設けられている。把持部１２は、触子１１の外周を囲うように、円筒状に形成されている。把持部１２は、術者が把持し、プローブセンサ部１０を操作することが可能となるように構成されている。把持部１２は、絶縁性の樹脂により形成されている。
押込荷重検出手段１３は、把持部１２の上側に配置されている。押込荷重検出手段１３は、触子１１に負荷される押込荷重を検出する。本実施形態では、押込荷重検出手段１３は、ロードセルにより構成されている。これにより、簡易な構成により、測定対象物１５の硬度を適切に計測することが可能となる。押込荷重検出手段１３による検出信号は、接続手段３０を介して、硬度検出手段４に対して出力される。

接続手段３０は、第一の接続ケーブル３１と、第二の接続ケーブル３２と、第一の接続ケーブル３１及び第二の接続ケーブル３２を電気的に接続する第一のコネクタ３３と、第二の接続ケーブル３２及び硬度検出手段４を電気的に接続する第二のコネクタ３４とを有している。
反射板１４は、押込荷重検出手段１３の上側に配置されている。反射板１４は、外側に向かって凸形状となる球面状の反射面１４ａを有している。そして、反射面１４ａは、変位センサ部２０の後述する光照射部２２から照射した光を反射することが可能となるように形成されている。

図２に示すように、本実施形態では、プローブセンサ部１０の全長は、２５０ｍｍに選定されている。触子１１の下端から把持部１２の下端までの長さは、１８０ｍｍに選定されている。反射板１４の上端から把持部１２の下端までの長さは、７０ｍｍに選定されている。また、触子１１の外径は、２ｍｍに選定されている。ここで、触子１１の先端部１１ａの直径は、１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の範囲に選定されることが好ましく、本実施形態では３．０ｍｍに選定されている。さらに、反射板１４の直径は、５０ｍｍに選定されている。また、プローブセンサ部１０の質量は、４０ｇに選定されている。
変位センサ部２０は、図１及び図２に示すように、変位センサ２１と、変位センサ２１を手術台２に対して高さ調整可能に固定する支柱２４とを備えている。

本実施形態では、変位センサ２１は、光センサとして構成されている。変位センサ２１は、プローブセンサ部１０の反射面１４ａに対して光を照射する光照射部２２と、反射面１４ａからの反射光を受光する受光部２３と、を有している。変位センサ２１は、手術台２に載置された患部に対して所定の高さＬで設置される。そして、変位センサ２１は、受光部２３が受光した反射面１４ａからの反射光に基づいて、触子１１の変位を検出する。これにより、変位センサ２１は、測定対象物１５に対する触子１１の押込深さを検出することが可能となる。そして、変位センサ２１による検出信号は、接続手段４０を介して、硬度検出手段４に対して出力される。ここで、変位センサ２１及び反射板１４により押込深さ検出手段が構成される。

接続手段４０は、第一の接続ケーブル４１と、第二の接続ケーブル４２と、第一の接続ケーブル４１及び第二の接続ケーブル４２を電気的に接続する第一のコネクタ４３と、第二の接続ケーブル４２及び硬度検出手段４を電気的に接続する第二のコネクタ４４とを有している。
ここで、図１に示すように、手術台２、円筒体６、触診装置３、変位センサ部２０、支柱２４、第一の接続ケーブル３１、第一の接続ケーブル４１、第一のコネクタ３３及び第一のコネクタ４３は、滅菌処理が施された滅菌範囲Ｆ（図１において、一点鎖線で示す範囲）となっている。
硬度検出手段４は、押込荷重検出手段１３が検出した押込荷重及び変位センサ２１が検出した押込深さに基づいて、測定対象物１５の硬度を算出する。そして、硬度検出手段４は、算出した測定対象物１５の硬度を、表示装置５に対して出力する。
表示装置５は、硬度検出手段４が算出した測定対象物１５の硬度を表示（図６参照）する。

次に、椎間板硬度計測装置１の動作について説明する。
椎間板硬度計測装置１によって測定対象物１５としての椎間板の硬度を計測するには、先ず、人体の患部を手術台２に載置する。そして、手術台２に載置された患部に対して円筒体６を設置する。この際、円筒体６は、患部内に挿入され、円筒体６の下端部は、測定対象物１５である椎間板の表面に達している。

次に、変位センサ２１を、手術台２に載置された患部に対して所定の高さで設置する。
また、プローブセンサ部１０の把持部１２を把持し、触子１１の先端部１１ａを円筒体６内に挿入する。そして、触子１１の先端部１１ａを、測定対象物１５である椎間板の表面に接触させる。この際、内視鏡を円筒体６内に挿入した状態で、触子１１の先端部１１ａを円筒体６内に挿入しても構わない。

そして、触子１１の先端部１１ａを測定対象物１５である椎間板に対して押し込む（押し当てる）。このとき、プローブセンサ部１０の押込荷重検出手段１３が、触子１１に負荷される押込荷重を検出する。また、手術台２に対して固定されて変位センサ２１が、測定対象物１５である椎間板に対する触子１１の押込深さを検出する。そして、押込荷重検出手段１３が検出した押込荷重及び変位センサ２１が検出した押込深さは、硬度検出手段４に対して入力される。
さらに、硬度検出手段４が、押込荷重検出手段１３が検出した押込荷重及び変位センサ２１が検出した押込深さに基づいて、測定対象物１５の硬度を算出する。そして、硬度検出手段４が算出した測定対象物１５である椎間板の硬度は、表示装置５に表示される。

次に、硬度検出手段４が検出する硬度について、椎間板硬度計測装置１により測定対象物１５の硬度を計測する際の原理とともに詳細に説明する。
図３は、触子を押し込んだ際の測定対象物の状態を示す模式図である。図４は、押込荷重と押込深さとの関係を示す図である。図５は、硬度の評価方法の一例を示す図である。
椎間板硬度計測装置１では、触子１１を測定対象物１５に対して押し込むと、測定対象物１５の硬度に応じて触子１１が押し込まれる。この際、押込荷重Ｗを一定とした場合、測定対象物１５が軟らかいほど、押込み深さｘが大きくなる。

例えば、図３に示すように、厚さｔが互いに同一であり、硬さが互いに異なる２つの測定対象物Ａ，Ｂに対して、一定の押込荷重Ｗで触子１１を押し込む。ここで、対象物Ａは、対象物Ｂに対して軟らかいものとする。すると、測定対象物Ａに対する押込深さｘ_Ａは、対象物Ｂに対する押込み深さｘ_Ｂに対して大きくなる。
すなわち、測定対象物Ａ，Ｂの硬度と押込深さｘ_Ａ，ｘ_Ｂとの関係は、下記のように表すことができる。
押込荷重Ｗ＝一定
測定対象物の硬度Ａ＜Ｂ
押込深さｘ_Ａ＞ｘ_Ｂ

ここで、術者がプローブセンサ部１０を把持して操作する場合、触子１１を測定対象物１５に対して一定の押込荷重Ｗで押し込むことは簡単ではない。そこで、測定対象物１５の弾性定数ｋ（ｋ＝Ｗ／ｘ）を、硬度（硬さの指標）として用いる。なお、測定対象物１５の弾性定数ｋの逆数１／ｋを、硬度（軟らかさの指標）として用いても構わない。
測定対象物１５の硬度として弾性定数ｋを用いる場合には、押込荷重Ｗが一定ではなくても、押込荷重Ｗ及び押込深さｘ_Ａ，ｘ_Ｂによって硬度が算出されるので、術者がプローブセンサ部１０を把持して操作する場合にも、測定対象物１５の硬度を適切に算出することが可能となる。

具体的には、押込荷重Ｗ及び押込深さｘ_Ａ，ｘ_Ｂに基づいて、測定対象物Ａ，Ｂの弾性定数ｋ_Ａ，ｋ_Ｂを算出する。そして、測定対象物Ａ，Ｂの弾性定数ｋ_Ａ，ｋ_Ｂを測定対象物Ａ，Ｂの硬度として用いる。この場合、測定対象物Ａの弾性定数ｋ_Ａと測定対象物Ｂの弾性定数ｋ_Ｂとの関係は、下記のように表すことができる。
ｋ_Ａ＜ｋ_Ｂ
また、触子１１の先端部１１ａの測定対象物１５に対する接触面積Ｓ及び測定対象物１５の厚さｔに基づき、測定対象物１５の弾性係数Ｅ（Ｅ＝ｋ・ｔ／Ｓ）を算出することができる。そして、測定対象物１５の弾性係数Ｅを、硬度として用いることもできる。

測定対象物１５の弾性係数Ｅを硬度として用いる場合、触子１１の測定対象物１５との接触面積Ｓや測定対象物１５の厚さｔを定数とするモデル試験においては特に有効である。しかしながら、測定対象物１５が生体部位の場合には、測定対象物１５の厚さｔを推定する必要があるとともに、触子１１の先端形状や触子１１の測定対象物１５に対する押し当て方が接触面積Ｓに影響を与えることとなる。
具体的には、触子１１の先端部１１ａの測定対象物Ａ，Ｂに対する接触面積Ｓ及び測定対象物Ａ，Ｂの厚さｔに基づいて、測定対象物Ａ，Ｂの弾性係数Ｅ_Ａ，Ｅ_Ｂを算出する。そして、測定対象物Ａ，Ｂの弾性係数Ｅ_Ａ，Ｅ_Ｂを測定対象物Ａ，Ｂの硬度として用いる。この場合、測定対象物Ａの弾性係数Ｅ_Ａと測定対象物Ｂの弾性係数Ｅ_Ｂとの関係は、下記のように表すことができる。
Ｅ_Ａ＜Ｅ_Ｂ

さらに、図４に示すように、押込荷重Ｗ及び押込み深さｘに基づいて、測定対象物１５のＷ−ｘ線図を算出する。そして、Ｗ−ｘ線図の傾きθを、硬度として用いることもできる。Ｗ−ｘ線図の傾きθを硬度として用いる場合には、変化が小さい傾きθを数値化することができ、適切に測定対象物１５の硬軟を測定することが可能となる。
具体的には、触子１１の先端部１１ａの測定対象物Ａ，Ｂに対する押込荷重Ｗ_Ａ，Ｗ_Ｂ及び押込み深さｘ_Ａ，ｘ_Ｂに基づいて、測定対象物Ａ，ＢのＷ−ｘ線図の傾きθ_Ａ，θ_Ｂを算出する。そして、測定対象物Ａ，ＢのＷ−ｘ線図の傾きθ_Ａ，θ_Ｂを測定対象物Ａ，Ｂの硬度として用いる。この場合、測定対象物ＡのＷ−ｘ線図の傾きθ_Ａと測定対象物ＢのＷ−ｘ線図の傾きθ_Ｂとの関係は、下記のように表すことができる。
θ_Ａ＜θ_Ｂ

以上のように、測定対象物１５の硬度を数値化する方法として、下記の４つの方法を提案することができる。
１）硬さの指標１：ｋ＝Ｗ／ｘ（測定対象物の弾性定数）
２）硬さの指標２：ｔａｎθ＝ΔＷ／Δｘ（Ｗ−ｘ線図の傾き）
３）硬さの指標３：Ｅ＝ｋ・ｔ／Ｓ（測定対象物の弾性係数）
４）軟らかさの指標：１／ｋ（ｋの逆数、測定対象物の軟らかさ）
また、上記４つの方法のそれぞれにより算出した測定対象物Ａ及び測定対象物Ｂの硬度を、図５に示す。

以下、実験結果に基づいて本発明の効果について説明する。
図６は、表示装置における表示の一例を示す図である。図７は、弾性定数を硬度として用いた場合の評価結果を示す図である。図８は、傾きを硬度として用いた場合の評価結果を示す図である。図９は、弾性係数を硬度として用いた場合の評価結果を示す図である。図１０は、測定対象物の軟らかさを用いた場合の評価結果を示す図である。

本実施例では、上記実施形態で説明した椎間板硬度計測装置１により測定対象物１５の硬度を計測した計測結果と、硬度計により測定対象物１５の硬度を計測した計測結果とを比較することによって、椎間板硬度計測装置１の効果を明らかにする。
すなわち、上記した４つの方法のそれぞれにより算出した測定対象物１５の硬度と、硬度計によって計測したＥ型硬度とについて、序列及び変化の一致度について比較検証する。
ここで、測定対象物１５として不確定要素が多い椎間板を用いると、計測や解析が複雑になる。そこで、本実施例では、椎間板の弾性変化を定量化する基本的な試験を行なうため、測定対象物１５を工業用スポンジＡ〜Ｄに置き換えている。

先ず、硬度計による工業用スポンジＡ〜ＤのＥ型硬度の計測結果を示す。
測定対象物１５としては、硬度の異なる４種類の工業用スポンジＡ〜Ｄを用いた。４種類の工業用スポンジＡ〜Ｄの寸法は、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍに選定されている。そして、各種類のスポンジＡ〜Ｄのそれぞれについて、５個の試料を用意し、５個の試料について計測したＥ型硬度の平均値を算出した。また、押込時間は、５秒とした。なお、工業用スポンジＣは、内部に対して表面が硬く形成されている。
硬度計としては、市販品の硬度計であるデュロメータＴｙｐｅＥ硬度計を用いた。デュロメータＴｙｐｅＥ硬度計の仕様を表１に表す。Ｅ型とは、日本ゴム協会標準規格（ＳＲＩＳ０１０１）である。

硬度計によって計測した工業用スポンジＡ〜ＤのＥ型硬度を表２に表す。

この表２で、Ｅ型硬度は、デュロメータＴｙｐｅＥ硬度計によって計測された値である。例えば、種類Ａにおいて、「Ｅ１２」は、Ｅ型硬度計表示値１２であることを示し、「±１」は、平均値の最大最小の値（中央値に対するバラツキ）を示し、「／５」は、試料に押し込んでいた時間（秒）を示す。

次に、本発明に係る椎間板硬度計測装置１による工業用スポンジＡ〜Ｄの硬度の計測結果を示す。
測定対象物１５としては、表２に示す工業用スポンジＡ〜Ｄを用いた。４種類の工業用スポンジＡ〜Ｄの寸法は、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍに選定されている。押込荷重は、３Ｎ、６Ｎ及び９Ｎの３種類に設定した。ここで、押込荷重及び押込深さは、図６に示すように、時間軸信号として表示される。そして、押込荷重が３Ｎ、６Ｎ、９Ｎとなるように、触子１１を測定対象物１５に対して押し込んだ。

そして、上記４つの方法のそれぞれにより測定対象物の硬度を算出し、算出した各硬度と、硬度計によって計測したＥ型硬度とを比較した。
先ず、弾性定数ｋを硬度として用いた場合の、硬度計によって計測したＥ型硬度との比較結果を説明する。
この場合、図７に示すように、押込荷重Ｗ＝６Ｎ及び９Ｎの際に、弾性定数ｋの傾向と硬度計によって計測したＥ型硬度の傾向とが略一致する。しかしながら、押込荷重Ｗ＝３Ｎの際に、工業用スポンジＣの弾性定数ｋは、工業用スポンジＤの弾性定数ｋと同程度となっている。これは、工業用スポンジＣは、内部に対して表面が硬く形成されているためである。すなわち、押込荷重Ｗ＝３Ｎから６Ｎの際に、工業用スポンジＡ及びＢの弾性定数ｋの傾向は、硬度計によって計測したＥ型硬度の傾向と特に一致している。また、押込荷重Ｗ＝６Ｎから９Ｎの際に、工業用スポンジＣ及び工業用スポンジＤの弾性定数ｋの傾向は、硬度計によって計測したＥ型硬度の傾向と特に一致している。

次に、Ｗ−ｘ線図の傾きθを硬度として用いた場合の、硬度計によって計測したＥ型硬度との比較結果を説明する。
この場合、図８に示すように、工業用スポンジＢと工業用スポンジＣとで傾きθの変化の差が小さく、工業用スポンジＣと工業用スポンジＤとで傾きθの変化の差が大きい傾向にある。工業用スポンジＡ〜Ｄの傾きθの序列は、硬度計によって計測したＥ型硬度の序列と一致している。

次に、弾性係数Ｅを硬度として用いた場合の、硬度計によって計測したＥ型硬度との比較結果を説明する。
この場合、図９に示すように、弾性定数ｋを硬度として用いた場合と同様の傾向を示した。弾性係数Ｅを硬度として用いることは、測定対象物１５の厚さ及び触子１１の測定対象物１５に対する触子１１の接触面積が正確に与えられる場合に特に有効である。一方、測定対象物１５の厚さ及び測定対象物１５に対する触子１１の接触面積を推定する必要がある場合には、その影響を受けやすい。

次に、測定対象物の軟らかさ１／ｋを硬度として用いた場合の、硬度計によって計測したＥ型硬度（１／Ｅ）との比較結果を説明する。
この場合、図１０に示すように、工業用スポンジＡ及び工業用スポンジＢにおいて、押込荷重Ｗ＝３Ｎの場合と比較して押込荷重Ｗ＝９Ｎの場合に硬く評価している。すなわち、押込荷重Ｗの大きさが、硬度に影響を与えている。しかしながら、工業用スポンジＣ及び工業用スポンジＤにおいては、押込荷重Ｗの影響が小さく、硬度計によって計測したＥ型硬度との一致度が高い。すなわち、比較的硬い測定対象物１５においては、押込荷重Ｗによる影響が小さい。特に、押込荷重Ｗ＝６Ｎの場合、硬度の傾向と硬度計によって計測したＥ型硬度の傾向とが略一致する。

以上の試験結果から、本発明に係る椎間板硬度計測装置１により計測した測定対象物１５の硬度の傾向と、硬度計により計測した測定対象物１５の硬度の傾向とは、略一致していることが明らかとなった。
特に、弾性定数ｋ、Ｗ−ｘ線図の傾きθ及び弾性係数Ｅのそれぞれを硬度として用いた場合において、硬度の序列が、硬度計によって計測したＥ型硬度の序列と略一致することが確認された。
また、測定対象物の軟らかさ１／ｋを硬度として用いた場合において、硬度の序列が、硬度計によって計測したＥ型硬度の逆数の序列と略一致することが確認された。
すなわち、本発明に係る椎間板硬度計測装置１によれば、硬度計と同様に、測定対象物１５である椎間板の硬度を適切に計測することが可能である。

１…椎間板硬度計測装置、２…手術台、３…触診装置、４…硬度検出手段、５…表示装置、６…円筒体、１１…触子、１１ａ…先端部、１２…把持部、１３…押込荷重検出手段、１４…反射板、１５…測定対象物、２０…変位センサ部、２１…変位センサ

Claims

椎間板の硬度を計測する椎間板硬度計測装置であって、
前記椎間板に先端部を接触可能な触子を有する棒状の触子部と、
前記触子に負荷される押込荷重を検出する押込荷重検出手段と、
前記触子部の尾端部に配設されて球面状の反射面を有する反射板と、前記反射面に対して光を照射する光照射部と、前記反射面からの反射光を受光する受光部と、を有し、前記椎間板に対する前記触子の押込深さを検出する押込深さ検出手段と、
前記押込荷重検出手段及び前記押込深さ検出手段の検出結果に基づいて、前記椎間板の硬度を検出する硬度検出手段と、
台に載置された患部に対し設置され、前記触子部の前記触子が挿入されて前記椎間板に触子の先端部を接触可能とする筒体と、を備え、
前記光照射部と前記受光部とを前記反射面及び前記触子に対して同方向から対向配置させることを特徴とする椎間板硬度計測装置。
前記触子の先端部は、球状に形成され、
該先端部の直径は、１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の範囲に選定されていることを特徴とする請求項１に記載の椎間板硬度計測装置。
前記押込荷重検出手段は、前記触子部に設けられたロードセルにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の椎間板硬度計測装置。
前記触子は、前記先端部に向かって細くなるテーパー部を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の椎間板硬度計測装置。