JP7036309B2 - Mobility evaluation system - Google Patents

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特許法第30条第2項適用 展示による公開、最先日:平成29年01月19日、日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会(他2件) 刊行物による公開、平成29年01月18日、第29回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Published by exhibition, most recently: January 19, 2017, 29th Bioengineering Lecture Meeting of the Japan Society of Mechanical Engineers (2 others) Published by publication, January 18, 2017 Proceedings of the 29th Bioengineering Lecture on Japan

本発明は、可動性評価システム関し、特に耳小骨の可動性を定量化する可動性評価システム関する。
The present invention relates to a mobility evaluation system, and more particularly to a mobility evaluation system that quantifies the mobility of the ossicles.

従来から、耳科手術に関して、中耳疾患に対する診断および治療において、術者が探針により耳小骨を押し動かすことで、耳小骨の可動性を確認する方法が存在する。 Conventionally, in otologic surgery, in the diagnosis and treatment of middle ear diseases, there has been a method in which an operator pushes and moves the ossicles with a probe to confirm the mobility of the ossicles.

具体的には、中耳は、外耳道に入射された音波を鼓膜の振動に変換し、その機械的振動を耳小骨連鎖によって、内耳蝸牛へ効率よく伝達する役割を果たしている器官であり、耳小骨連鎖は、ツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨からなり、靱帯および筋腱によって鼓室内に振動しやすいよう保持されている。これらの靱帯および筋腱が加齢や病変により固着してしまうと、伝音難聴が生じ、中耳疾患となる。 Specifically, the middle ear is an organ that converts the sound incident on the ear canal into vibration of the eardrum and efficiently transmits the mechanical vibration to the inner ear cochlea by the ossicle chain. The chain consists of the cochlea, ossicles, and ossicles, which are easily vibrated in the eardrum by ligaments and muscle tendons. When these ligaments and muscle tendons become stuck due to aging or lesions, conductive hearing loss occurs, resulting in middle ear disease.

そこで、聴力を回復させるため、外科手術により当該固着を直接取り除き、耳小骨の可動性を正常な状態に復元する必要があるが、術式決定に重要な固着部位の特定と、その程度の判断は術者が探針を用いて押し動かす方法により行われていた。
しかしながら、そのような方法では、明確な基準がなく、術者の経験に依存するところが大きかった。
Therefore, in order to restore hearing, it is necessary to directly remove the fixation by surgery and restore the mobility of the ossicles to a normal state. Was performed by the surgeon pushing and moving with a probe.
However, in such a method, there is no clear standard and it depends largely on the experience of the operator.

特許文献1には、耳小骨可動性を定量的に評価する方法として、鼓膜形成術において耳小骨連鎖の可動性を評価する微細手術用器具のための光学式力検出要素であって、光ファイバ測定技術を用いて微細手術用機器またはツールの先端部と診察または治療されるべき組織または臓器との間の、3次元の接触力を検出しモニタリングする方法によって、構造体のz方向軸において当該軸に垂直なx-y方向においてよりも5~20倍高い感度を有する光学式力検出要素を開示している。 Patent Document 1 describes an optical force detection element for a microsurgical instrument for evaluating the mobility of the ossicle chain in tympanoplasty as a method for quantitatively evaluating the mobility of the ossicle, and is an optical fiber. A method of detecting and monitoring a three-dimensional contact force between the tip of a microsurgical instrument or tool using measurement techniques and a tissue or organ to be examined or treated, in the z-direction axis of the structure. It discloses an optical force detecting element having a sensitivity 5 to 20 times higher than in the xy direction perpendicular to the axis.

特開2013-160756号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-160756

しかしながら、特許文献1記載の発明では、耳小骨の可動性の評価結果を情報処理装置に備えられたディスプレイに表示するにあたって、3次元の接触力を検出し情報処理する必要があるため、処理負荷が高く、効率の面で問題がある。また、構造体に固定された光ファイバを用いるため、例えば、衛生面を考慮して、または、光ファイバに不具合が生じた場合などにおいて、測定機器を取り替える必要がある際に、コストの面および交換可能性に問題があり、使い勝手が必ずしも十分でなかった。また、光ファイバの品質を確保するにあたって、光ファイバは破損や汚れ(コンタミネーション)に弱いため、取扱いには慎重にならざるを得ず、使い勝手が必ずしも十分ではなかった。 However, in the invention described in Patent Document 1, it is necessary to detect and process three-dimensional contact force in order to display the evaluation result of the mobility of the ossicles on the display provided in the information processing apparatus, so that the processing load is increased. Is high, and there is a problem in terms of efficiency. In addition, since the optical fiber fixed to the structure is used, for example, in consideration of hygiene, or when a defect occurs in the optical fiber, when it is necessary to replace the measuring device, the cost aspect and There was a problem with exchangeability, and the usability was not always sufficient. Further, in order to ensure the quality of the optical fiber, since the optical fiber is vulnerable to breakage and contamination, it has to be handled with caution, and its usability is not always sufficient.

そこで、本発明は、耳小骨の可動性を定量的に評価するにあたって、使い勝手の良い可動性評価システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an easy-to-use mobility evaluation system for quantitatively evaluating the mobility of the ossicles.

本発明に係る可動性評価システムは、耳小骨の可動性を評価する可動性評価システムであって、耳小骨に接触し、振動を与える加振装置と、加振装置を振動させるアクチュエータと、加振装置を耳小骨に接触させたときにアクチュエータにかかる反力を測定し、当該測定結果に基づき、電圧を出力する力センサとを含む計測プローブと、計測プローブから出力された電圧に基づき、FFT解析をして、所定の周波数成分値を求める解析部と、所定の周波数成分値に基づき、耳小骨の可動性を評価する評価部と評価結果を出力する出力部とを備える。 The mobility evaluation system according to the present invention is a mobility evaluation system that evaluates the mobility of the ossicles, and includes a vibration device that contacts the ossicles and gives vibration, an actuator that vibrates the vibration device, and a vibration device. FFT based on the measurement probe including the force sensor that measures the reaction force applied to the actuator when the vibration device is brought into contact with the ossicles and outputs the voltage based on the measurement result, and the voltage output from the measurement probe. It includes an analysis unit that performs analysis to obtain a predetermined frequency component value, an evaluation unit that evaluates the mobility of the ossicles based on the predetermined frequency component value, and an output unit that outputs the evaluation result.

さらに、本発明に係る可動性評価システムにおいて、加振装置は細長い棒状の探針であり、当該探針はその重心付近と端部の2点において、固定支点と力センサにより取り外し可能に支持され、アクチュエータは、探針の重心付近の支点を中心として一定振幅の振動を与え、力センサは、圧電センサおよびチャージアンプを含み、当該圧電センサはアクチュエータが探針に与えている力を探針により加えられることで電荷信号を発生させ、チャージアンプは、当該発生した電荷信号を電圧に変換して出力し、解析部は、ADコンバータを含み、当該ADコンバータで電圧をデジタル信号の電圧情報に変換し、当該電圧情報をFFT解析してもよい。 Further, in the mobility evaluation system according to the present invention, the vibration exciter is an elongated rod-shaped probe, and the probe is detachably supported by a fixed fulcrum and a force sensor at two points, near the center of gravity and at the end thereof. The actuator applies a constant amplitude vibration around a fulcrum near the center of gravity of the probe, the force sensor includes a piezoelectric sensor and a charge amplifier, and the piezoelectric sensor applies the force applied to the probe by the probe by the probe. When added, a charge signal is generated, the charge amplifier converts the generated charge signal into a voltage and outputs it, and the analysis unit includes an AD converter, and the AD converter converts the voltage into voltage information of a digital signal. Then, the voltage information may be analyzed by FFT.

さらに、本発明に係る可動性評価システムにおいて、探針は、重心付近に窪みが形成され、支点は、窪みに嵌めて支持するための、球状に形成されたマグネットを備えてもよい。 Further, in the mobility evaluation system according to the present invention, the probe may have a recess formed near the center of gravity, and the fulcrum may be provided with a spherically formed magnet for fitting and supporting the recess.

さらに、本発明に係る可動性評価システムにおいて、計測プローブは、探針に弾性的に接する弾性体を備えてもよい。 Further, in the mobility evaluation system according to the present invention, the measurement probe may include an elastic body that elastically contacts the probe.

さらに、本発明に係る可動性評価システムにおいて、アクチュエータは、5Hz以上で探針を振動させ、所定の周波数成分値は、電圧情報における各波形の5Hz以上の周波数成分の値であってもよい。 Further, in the mobility evaluation system according to the present invention, the actuator vibrates the probe at 5 Hz or higher, and the predetermined frequency component value may be the value of the frequency component of 5 Hz or higher of each waveform in the voltage information.

さらに、本発明に係る可動性評価システムは、蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置し、加振装置により耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホン電位を検出する電極と、検出した蝸牛マイクロホン電位を増幅させ、計測する増幅器とを備え、出力部は、計測した蝸牛マイクロホン電位を表示してもよい。 Further, the mobility evaluation system according to the present invention is installed near the cochlear window or the cochlear window, and has an electrode for detecting the cochlear microphone potential when the ossicles are vibrated by the vibration exciter, and the detected cochlear microphone potential. The output unit may display the measured cochlear microphone potential.

本発明に係る可動性評価方法は、耳小骨の可動性を評価する可動性評価方法であって、アクチュエータにより振動させた探針の先端を耳小骨に接触させることにより耳小骨に振動を与える加振ステップと、探針の先端を耳小骨に接触させたときのアクチュエータにかかる反力を測定し、当該測定結果に基づき、電圧を出力する電圧測定ステップと、計測プローブから出力された電圧に基づき、FFT解析をして、所定の周波数成分値を求める解析ステップと、所定の周波数成分値に基づき、耳小骨の可動性を評価する評価ステップと、評価結果を出力する出力ステップとを備える。 The mobility evaluation method according to the present invention is a mobility evaluation method for evaluating the mobility of the ossicles, in which vibration is applied to the ossicles by bringing the tip of a probe vibrated by an actuator into contact with the ossicles. The vibration step and the reaction force applied to the actuator when the tip of the probe is brought into contact with the ossicles are measured, and the voltage measurement step that outputs the voltage based on the measurement result and the voltage output from the measurement probe are used. , FFT analysis is performed to obtain a predetermined frequency component value, an evaluation step to evaluate the mobility of the ossicles based on the predetermined frequency component value, and an output step to output the evaluation result.

本発明に係る可動性評価システムは、耳小骨の可動性を評価する可動性評価システムであって、耳小骨に接触し、振動を与える加振装置と、加振装置を振動させるアクチュエータと、加振装置を耳小骨に接触させたときにアクチュエータにかかる反力を測定し、当該測定結果に基づき、電圧を出力する力センサとを含む計測プローブと、計測プローブから出力された電圧に基づき、FFT解析をして、所定の周波数成分値を求める解析部と、所定の周波数成分値に基づき、前記耳小骨の可動性を評価する評価部と、評価結果を出力する出力部とを備える可動性評価システムである。これらの構成により、耳小骨の可動性を定量的に評価するにあたって、所定の周波数成分値を求めることができるため、ハンドピースとして用いたときの手振れの影響を低減できる可動性評価システムを提供でき、使い勝手を向上できる。 The mobility evaluation system according to the present invention is a mobility evaluation system that evaluates the mobility of the ossicles, and includes a vibration device that contacts the ossicles and gives vibration, an actuator that vibrates the vibration device, and a vibration device. FFT based on the measurement probe including the force sensor that measures the reaction force applied to the actuator when the vibration device is brought into contact with the ossicles and outputs the voltage based on the measurement result, and the voltage output from the measurement probe. Mobility evaluation including an analysis unit that performs analysis to obtain a predetermined frequency component value, an evaluation unit that evaluates the mobility of the ossicles based on the predetermined frequency component value, and an output unit that outputs an evaluation result. It is a system. With these configurations, it is possible to obtain a predetermined frequency component value when quantitatively evaluating the mobility of the ossicles, so it is possible to provide a mobility evaluation system that can reduce the influence of camera shake when used as a handpiece. , Usability can be improved.

本発明に係る可動性評価システム、耳小骨の可動性を定量化するにあたって、使い勝手を向上できる。
The mobility evaluation system according to the present invention can improve usability in quantifying the mobility of the ossicles.

本発明の一実施形態に係る可動性評価システムの構成を示すシステム図である。It is a system diagram which shows the structure of the mobility evaluation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る可動性評価システムの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the mobility evaluation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る計測プローブの内部構造の概念を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the concept of the internal structure of the measurement probe which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る計測プローブの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the measurement probe which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る計測プローブの斜視図である。It is a perspective view of the measurement probe which concerns on one Embodiment of this invention. (a)本発明の一実施形態に係る計測プローブの平面図である。(b)本発明の一実施形態に係る計測プローブの側面図である。(A) It is a top view of the measurement probe which concerns on one Embodiment of this invention. (B) It is a side view of the measurement probe which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る計測プローブの断面図である。It is sectional drawing of the measurement probe which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る可動性評価システムが実行する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed by the mobility evaluation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る力センサの斜視図である。It is a perspective view of the force sensor which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る探針及び支点金具の断面図である。It is sectional drawing of the probe and the fulcrum metal fitting which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(可動性評価システム700の構成)
図1は、可動性評価システム700の構成の一例を示すシステム図である。
(Configuration of mobility evaluation system 700)
FIG. 1 is a system diagram showing an example of the configuration of the mobility evaluation system 700.

図1に示すように、可動性評価システム700は、計測プローブ100、情報処理装置300、表示装置400(400a、400b)、増幅器500、電極600を含んで構成される。なお、図1において、説明を簡単にするために、表示装置400を、表示装置400a、400bの2台示しているが、1台でもよくまた、2台以上存在してもよい。なお、以下においては、特に区別の必要がない場合に、表示装置を総称して、表示装置400と記載する。また、可動性評価システム700において、表示装置400と後述する情報処理装置300の音声出力部340を、耳小骨の可動性の評価結果および蝸牛マイクロホン電位の計測結果を出力(表示、音声出力等)するものとして総称して出力部と記載する。出力部は、評価部の評価結果を出力する。 As shown in FIG. 1, the mobility evaluation system 700 includes a measurement probe 100, an information processing device 300, a display device 400 (400a, 400b), an amplifier 500, and an electrode 600. Although two display devices 400a and 400b are shown in FIG. 1 for the sake of simplicity, one display device 400 may be used, or two or more display devices 400 may be present. In the following, when there is no particular need for distinction, the display devices are collectively referred to as a display device 400. Further, in the mobility evaluation system 700, the display device 400 and the voice output unit 340 of the information processing device 300 described later output the evaluation result of the mobility of the ossicles and the measurement result of the cochlear microphone potential (display, voice output, etc.). It is collectively referred to as an output unit. The output unit outputs the evaluation result of the evaluation unit.

計測プローブ100は、耳小骨に接触し、振動を与える加振装置と、加振装置を振動させるアクチュエータと、加振装置を耳小骨に接触させたときにアクチュエータにかかる反力を測定し、当該測定結果に基づき、電圧を出力する力センサとを含んで構成される。 The measuring probe 100 measures the vibration device that contacts the ossicles and gives vibration, the actuator that vibrates the vibration device, and the reaction force applied to the actuator when the vibration device is brought into contact with the ossicles. It is configured to include a force sensor that outputs a voltage based on the measurement result.

計測プローブ100は、一例として、後述するように、加振装置は細長い棒状の探針であり、当該探針はその重心付近と端部の2点において、固定支点と力センサにより支持され、アクチュエータは、当該探針の重心付近の支点を中心として一定振幅の振動を与え、力センサは、圧電センサおよびチャージアンプを含み、当該圧電センサは当該アクチュエータが当該探針に与えている力を当該探針により加えられることで電荷信号を発生させ、当該チャージアンプは、当該発生した電荷信号を電圧に変換して出力してもよい。 As an example, the measuring probe 100 has an elongated rod-shaped probe as an exciter, and the probe is supported by a fixed fulcrum and a force sensor at two points, near the center of gravity and at the end, and is an actuator. Gives a constant amplitude vibration around a fulcrum near the center of gravity of the probe, the force sensor includes a piezoelectric sensor and a charge amplifier, and the piezoelectric sensor applies the force exerted by the actuator to the probe to the probe. A charge signal may be generated by being applied by a needle, and the charge amplifier may convert the generated charge signal into a voltage and output the signal.

情報処理装置300は、具体的には、例えば、計測プローブ100、表示装置400、増幅器500等と有線または無線により接続し、これらの周辺装置および周辺機器からの情報処理要求を受けて情報処理を行い。当該処理の結果を提供するサーバ等のコンピュータ機器であればよく、また、計測プローブ100専用のハードウェア機器でもよい。 Specifically, the information processing device 300 is connected to, for example, a measurement probe 100, a display device 400, an amplifier 500, etc. by wire or wirelessly, and receives information processing requests from these peripheral devices and peripheral devices to perform information processing. Do. Any computer device such as a server that provides the result of the process may be used, or a hardware device dedicated to the measurement probe 100 may be used.

表示装置400は、情報処理装置300に接続され、情報処理装置300から出力された表示情報を画面表示させるディスプレイ装置であれば、どの様な装置でもよい。表示装置400は、例えば、情報処理装置300が評価した耳小骨の可動性の評価結果を表示する。表示装置400は、一例として、電極600および増幅器500によって、計測された蝸牛マイクロホン電位を表示してもよい。 The display device 400 may be any device as long as it is a display device connected to the information processing device 300 and displaying the display information output from the information processing device 300 on the screen. The display device 400 displays, for example, the evaluation result of the mobility of the ossicles evaluated by the information processing device 300. As an example, the display device 400 may display the cochlear microphone potential measured by the electrode 600 and the amplifier 500.

増幅器500は、電極600が計測した蝸牛マイクロホン電位等の微弱信号を増幅させる差動増幅器等のアンプ機器であればよい。 The amplifier 500 may be an amplifier device such as a differential amplifier that amplifies a weak signal such as a cochlear microphone potential measured by the electrode 600.

電極600は、蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置でき、蝸牛マイクロホン電位(CM)を計測できる銀電極であればよい。 The electrode 600 may be a silver electrode that can be installed near the cochlear window or the cochlear window and can measure the cochlear microphone potential (CM).

図1に示すように、可動性評価システム700は、一例として、計測プローブ100の先端を振動させ、計測対象である耳小骨800に接触させたときに計測プローブ100にかかる反力を電圧として情報処理装置300に伝達し、情報処理装置300は、伝達された電圧に基づき、耳小骨の可動性を評価する。可動性評価システム700は、当該評価結果を、図1に示すように表示装置400bにグラフ等を用いて表示してもよいし、情報処理装置300の音声出力機能によって音声で通知してもよい。このように耳小骨の可動性の評価結果を視覚化することで、術者が術前および術中に、耳小骨の可動性を定量的な評価を確認することができ、術式の決定等を効率良く行うことができる。このような構成によれば、耳小骨可動性を数値と共にグラフ等により画面表示し、必要に応じて音声により術者に通知することにより、術中でも容易に耳小骨の可動性、すなわち、耳小骨の固着状態を診断することができる。 As shown in FIG. 1, in the mobility evaluation system 700, as an example, the reaction force applied to the measurement probe 100 when the tip of the measurement probe 100 is vibrated and brought into contact with the ossicle 800 to be measured is information as a voltage. It is transmitted to the processing device 300, and the information processing device 300 evaluates the mobility of the ossicles based on the transmitted voltage. The mobility evaluation system 700 may display the evaluation result on the display device 400b using a graph or the like as shown in FIG. 1, or may notify the evaluation result by voice by the voice output function of the information processing device 300. .. By visualizing the evaluation result of the ossicle mobility in this way, the surgeon can confirm the quantitative evaluation of the ossicle mobility before and during the operation, and decide the surgical procedure. It can be done efficiently. According to such a configuration, the mobility of the ossicles is displayed on the screen together with numerical values by a graph or the like, and the operator is notified by voice as necessary, so that the mobility of the ossicles, that is, the ossicles can be easily performed even during the operation. It is possible to diagnose the sticking state of.

図1に示すように、可動性評価システム700は、一例として、蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置し、加振装置により耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホン電位を検出する電極と、検出した蝸牛マイクロホン電位を増幅させ、計測する増幅器とを備え、出力部は、計測した蝸牛マイクロホン電位を表示してもよい。 As shown in FIG. 1, as an example, the mobility evaluation system 700 is installed near the cochlear window or the cochlear window, and has an electrode for detecting the cochlear microphone potential when the ossicles are vibrated by a vibration exciter. An amplifier that amplifies and measures the detected cochlear microphone potential may be provided, and the output unit may display the measured cochlear microphone potential.

可動性評価システム700は、より具体的には、図1に示すように、一例として、蝸牛窓801に電極600を設置し、計測プローブ100を鼓膜、耳小骨800または耳小骨の替わりに挿入した人工耳小骨等に接触させ振動を与え、当該振動を与えたときに生じる蝸牛マイクロホン電位を計測してもよい。また、このとき、蝸牛マイクロホン電位を計測する際に耳小骨に与える振動は、125~2000Hz程度の可聴周波数で振動させてもよい。可動性評価システム700は、当該計測した蝸牛マイクロホン電位をグラフに描画等して表示してもよい。 More specifically, as shown in FIG. 1, the mobility evaluation system 700 has an electrode 600 installed in the cochlear window 801 and the measurement probe 100 is inserted in place of the eardrum, the ossicles 800, or the ossicles. The cochlear microphone potential generated when the vibration is applied by contacting the artificial ossicle or the like may be measured. Further, at this time, the vibration applied to the ossicles when measuring the cochlear microphone potential may be vibrated at an audible frequency of about 125 to 2000 Hz. The mobility evaluation system 700 may draw and display the measured cochlear microphone potential on a graph or the like.

このように蝸牛マイクロホン電位を計測および表示することで、中耳の伝音特性を評価することできる。また、このように蝸牛マイクロホン電位を視覚化することで、例えば、術中に一度中耳の伝音特性を評価して、処置前後に再度中耳の伝音特性を評価することで、蝸牛マイクロホン電位の振幅が十分大きくなったことを確認し、中耳の伝音特性に問題がないことを評価して手術を終了することができ、再手術のリスクを軽減することができる。 By measuring and displaying the cochlear microphone potential in this way, the sound transmission characteristics of the middle ear can be evaluated. In addition, by visualizing the cochlear microphone potential in this way, for example, the sound transmission characteristic of the middle ear is evaluated once during the operation, and the sound transmission characteristic of the middle ear is evaluated again before and after the treatment, so that the cochlear microphone potential is evaluated. It is possible to confirm that the amplitude of the cochlea has become sufficiently large, evaluate that there is no problem with the sound transmission characteristics of the middle ear, and terminate the operation, and reduce the risk of reoperation.

(情報処理装置300の構成)
以下、情報処理装置300の構成について詳細に説明する。
(Configuration of Information Processing Device 300)
Hereinafter, the configuration of the information processing apparatus 300 will be described in detail.

図2は、情報処理装置300の機能構成の例を示すブロック図である。一例として、図2に示すように、情報処理装置300は、通信部310と、I/O部320と、制御部330と、音声出力部340、記憶部350等を含んで構成される。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the information processing apparatus 300. As an example, as shown in FIG. 2, the information processing apparatus 300 includes a communication unit 310, an I / O unit 320, a control unit 330, a voice output unit 340, a storage unit 350, and the like.

通信部310は、ネットワークを介して、制御部330の制御に従い、周辺装置および他の情報処理装置と通信(各種メッセージの送受信等)を実行する機能を有する。具体的には、例えば、通信部310は、ネットワークを介して、制御部330の制御に従い、各部から伝達されたメッセージを他の装置へ送信し、他の装置からメッセージを受信し、当該受信したメッセージを他の部に伝達する。当該通信は有線、無線のいずれでもよく、また、互いの通信が実行できるのであれば、どのような通信プロトコルを用いてもよい。さらに、当該通信は、セキュリティを確保するために、暗号化処理を施してもよい。ここでいう「メッセージ」には、テキスト、画像(写真、イラスト)、音声、動画等およびこれらに付帯する情報(テキスト、画像、音声、動画に付帯する日付および位置等に関する情報)が含まれる。 The communication unit 310 has a function of executing communication (transmission / reception of various messages, etc.) with peripheral devices and other information processing devices under the control of the control unit 330 via the network. Specifically, for example, the communication unit 310 transmits a message transmitted from each unit to another device, receives a message from the other device, and receives the message according to the control of the control unit 330 via the network. Communicate the message to other departments. The communication may be wired or wireless, and any communication protocol may be used as long as mutual communication can be executed. Further, the communication may be subjected to an encryption process in order to ensure security. The "message" as used herein includes text, images (photographs, illustrations), audio, moving images, etc. and information incidental thereto (text, images, audio, information relating to dates, positions, etc. incidental to the moving images).

I/O部320は、制御部330の制御に従い、他の機器、他の装置または媒体と、無線または有線による接続する機能を有する。I/O部320は、具体的には、WiFi(Wireless Fidelity)、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)、USB(Universal Serial Bus)、電源コネクタ、I2C(Inter-Integrated Circuit)等の接続装置をいう。 The I / O unit 320 has a function of wirelessly or wiredly connecting to another device, another device or medium under the control of the control unit 330. Specifically, the I / O unit 320 includes WiFi (Wireless Fidelity), HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface), USB (Universal Serial Bus), power connector, I2C (Inter-Integrated Circuit), or the like. Refers to a connection device.

制御部330は、各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部330は、解析部(不図示)および評価部(不図示)を含んで構成される。制御部330は、具体的には、例えば、記憶部350に記憶されているプログラム等から出力された命令を受信し、当該命令に基づいて、各部を動作させるよう制御してもよい。また、制御部330は、例えば、耳小骨の可動性の評価結果、蝸牛マイクロホン電位の計測結果に基づいて、表示装置400に表示する表示情報を生成してもよい。 The control unit 330 is a processor having a function of controlling each unit. The control unit 330 includes an analysis unit (not shown) and an evaluation unit (not shown). Specifically, the control unit 330 may receive, for example, an instruction output from a program or the like stored in the storage unit 350, and control to operate each unit based on the instruction. Further, the control unit 330 may generate display information to be displayed on the display device 400 based on, for example, the evaluation result of the mobility of the ossicles and the measurement result of the cochlear microphone potential.

解析部は、計測プローブ100から出力された電圧に基づき、FFT解析をして、所定の周波数成分値を求める。ここでいう「FFT解析」とは、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)による解析をいい、周波数ごとの成分値を解析して求めることができる。解析部は、具体的には、例えば、ADコンバータを含み、計測プローブ100から出力された電圧を、当該ADコンバータがデジタル信号の電圧情報に変換し、当該電圧情報をFFT解析してもよい。ADコンバータは、情報処理装置300に内蔵するAD変換回路を用いてもよいし、外付けのAD変換器を用いてもよい。 The analysis unit performs FFT analysis based on the voltage output from the measurement probe 100 to obtain a predetermined frequency component value. The "FFT analysis" here means an analysis by a fast Fourier transform, and can be obtained by analyzing the component values for each frequency. Specifically, the analysis unit may include, for example, an AD converter, convert the voltage output from the measurement probe 100 into voltage information of a digital signal by the AD converter, and perform FFT analysis of the voltage information. As the AD converter, an AD conversion circuit built in the information processing apparatus 300 may be used, or an external AD converter may be used.

本発明に係る可動性評価システムにおいて、計測プローブ100は、術中に術者が手で保持して計測するハンドピースとして用いることを想定しており、そのとき、手振れによる影響を考慮する必要がある。計測プローブ100から出力された電圧に及ぼす手振れの影響を低減するために、一例として、当該所定の周波数成分値を5Hz以上としてもよい。また、さらに好ましくは、可聴域を考慮して、計測プローブ100が耳小骨に与える振動の加振周波数を可聴域の下限である20Hzとしてもよい。このとき、解析部は、アクチュエータ116が探針103に与える振動の加振周波数(アクチュエータ116への入力周波数)と等しい電圧情報の成分値を、当該所定の周波数成分値として求めてもよい。具体的には、例えば、解析部において、アクチュエータの加振周波数を20Hzとした場合、電圧情報における各波形の20Hzの周波数成分の値を、当該所定の周波数成分値として求めてよい。これにより、可聴域まで周波数をあげると蝸牛障害等を引き起こす可能性があるが、可聴域まで周波数をあげることなく手振れの影響を低減することができる。換言すれば、解析部によるFFT解析によって、計測プローブ100が出力する電圧から手振れの影響を除外できるため、計測プローブ100を術者が手で保持した状態で計測可能であり、術中に簡便に計測できる。 In the mobility evaluation system according to the present invention, the measurement probe 100 is assumed to be used as a handpiece that the operator holds and measures by hand during the operation, and at that time, it is necessary to consider the influence of camera shake. .. In order to reduce the influence of camera shake on the voltage output from the measurement probe 100, as an example, the predetermined frequency component value may be set to 5 Hz or higher. Further, more preferably, the vibration frequency of the vibration given to the ossicles by the measurement probe 100 may be set to 20 Hz, which is the lower limit of the audible range, in consideration of the audible range. At this time, the analysis unit may obtain the component value of the voltage information equal to the vibration frequency (input frequency to the actuator 116) of the vibration given to the probe 103 by the actuator 116 as the predetermined frequency component value. Specifically, for example, when the vibration frequency of the actuator is set to 20 Hz in the analysis unit, the value of the frequency component of 20 Hz of each waveform in the voltage information may be obtained as the predetermined frequency component value. As a result, raising the frequency to the audible range may cause cochlear disorders, but the effect of camera shake can be reduced without raising the frequency to the audible range. In other words, since the influence of camera shake can be excluded from the voltage output by the measurement probe 100 by the FFT analysis by the analysis unit, it is possible to measure while the operator holds the measurement probe 100 by hand, and it is easy to measure during the operation. can.

ここで、本発明に係る可動性評価システムのFFT解析に関して、図3に示すようにアブミ骨122とそれを支える靱帯121を模した校正器の可動性を、計測プローブ100によって計測した場合の結果を用いて説明する。当該校正器を計測プローブ100によって計測した結果、当該校正器の可動性が低下する(ばね定数が大きくなる)と、FFT解析の結果の20Hz成分が増加する。当該増加量により、耳小骨の可動性を定量化する。5Hz以下に見られる周波数成分は手振れによるものであるが、20Hz成分とは明確に区別可能であるため、計測プローブ100を用いて手持ち計測でも、本発明に係る可動性評価システムは、手振れによる影響をほとんど受けずに耳小骨可動性の評価が可能である。 Here, regarding the FFT analysis of the mobility evaluation system according to the present invention, the result when the mobility of the stapes 122 and the calibrator imitating the ligament 121 supporting the stapes 122 is measured by the measurement probe 100 as shown in FIG. Will be described using. As a result of measuring the calibrator with the measuring probe 100, when the mobility of the calibrator decreases (the spring constant becomes large), the 20 Hz component as a result of the FFT analysis increases. The increased amount quantifies the mobility of the ossicles. Although the frequency component seen below 5 Hz is due to camera shake, it is clearly distinguishable from the 20 Hz component. Therefore, even in hand-held measurement using the measurement probe 100, the mobility evaluation system according to the present invention is affected by camera shake. It is possible to evaluate the mobility of the ossicles with almost no impact.

評価部は、所定の周波数成分値に基づき、耳小骨の可動性(コンプライアンス)を評価する。具体的には、例えば、評価部は、計測プローブ100が耳小骨に与える回転振動等の振動の加振周波数と等しい(アクチュエータ116への入力周波数と等しい)20Hz成分値に基づき、耳小骨の固着度合を評価する。評価部は、例えば、当該20Hz成分値のコンプライアンスが、正常耳の耳小骨および靱帯からなる系のばね定数の逆数(コンプライアンス)の範囲内であれば、正常と評価し、範囲外であれば、異常(耳小骨が固着している)と評価してもよい。これにより、耳小骨が振動しにくくなっていることを定量的に示すことができる。 The evaluation unit evaluates the mobility (compliance) of the ossicles based on a predetermined frequency component value. Specifically, for example, the evaluation unit fixes the ossicles based on a 20 Hz component value equal to the vibration frequency (equal to the input frequency to the actuator 116) of vibration such as rotational vibration given to the ossicles by the measurement probe 100. Evaluate the degree. For example, the evaluation unit evaluates that the compliance of the 20 Hz component value is normal if it is within the reciprocal (compliance) of the spring constant of the system consisting of the ossicles and ligaments of the normal ear, and if it is out of the range, it is evaluated as normal. It may be evaluated as abnormal (the ossicles are stuck). This makes it possible to quantitatively show that the ossicles are less likely to vibrate.

一例として、耳小骨の可動性(コンプライアンス)Cは、アクチュエータ116が耳小骨に与える変位をD[単位:m]と、アクチュエータ116が耳小骨に当該変位を与えた際の反力をP[単位:N]とを用いて、次の式(1)により求めることができる。 As an example, in the mobility (compliance) C of the ossicles, the displacement given by the actuator 116 to the ossicles is D [unit: m], and the reaction force when the actuator 116 gives the displacement to the ossicles is P [units]. : N] and can be obtained by the following equation (1).

Figure 0007036309000001
Figure 0007036309000001

音声出力部340は、制御部330の制御に従い、音声を出力する機能を有する。音声出力部340は、評価結果を通知する。音声出力部340は、情報処理装置300に内蔵されたスピーカであってもよいし、外付けの音声出力デバイスであってもよい。 The audio output unit 340 has a function of outputting audio according to the control of the control unit 330. The voice output unit 340 notifies the evaluation result. The audio output unit 340 may be a speaker built in the information processing device 300, or may be an external audio output device.

記憶部350は、制御部330の制御に従い、情報処理装置300が動作するうえで必要とする各種プログラム、データおよびパラメータを記憶する機能を有する。記憶部350、具体的には、例えば、ROM、RAMで構成される主記憶装置、不揮発性メモリ等で構成される補助記憶装置、HDD(Hard Disc Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等各種の記録媒体によって構成される。記憶部350は、例えば、制御部330の制御に従い、計測プローブ100から出力された電圧を、ADコンバータ(不図示)を介してデジタル信号に変換したデジタル信号の電圧情報として記憶してもよい。 The storage unit 350 has a function of storing various programs, data, and parameters required for the information processing apparatus 300 to operate under the control of the control unit 330. Storage unit 350, specifically, for example, a main storage device composed of ROM and RAM, an auxiliary storage device composed of non-volatile memory and the like, HDD (Hard Disc Drive), SSD (Solid State Drive), flash memory. It is composed of various recording media. For example, the storage unit 350 may store the voltage output from the measurement probe 100 as voltage information of a digital signal converted into a digital signal via an AD converter (not shown) under the control of the control unit 330.

(計測プローブ100の構成)
(実施形態1)
以下、計測プローブ100の構成の一実施形態(実施形態1)について詳細に説明する。
図3は、実施形態1に係る計測プローブ100の内部構造の概念の一例を示す概念図である。実施形態1は、本発明に係る計測プローブ100の原理を構成する態様の形態である。
(Configuration of measurement probe 100)
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment (Embodiment 1) of the configuration of the measurement probe 100 will be described in detail.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of the concept of the internal structure of the measurement probe 100 according to the first embodiment. The first embodiment is an embodiment that constitutes the principle of the measurement probe 100 according to the present invention.

計測プローブは、耳小骨反力を計測する。図3に示すように、計測プローブ100は、一例として、探針103およびアタッチメント120を含んで構成される。また、アタッチメント120は、一例として、アクチュエータ116、圧電センサ117、ひずみゲージ118、探針用固定用磁石119を含んで構成される。図3は、探針103をアタッチメント120に取り付けた状態を示す。図3において、説明のため、耳小骨を構成するアブミ骨122と靱帯121をモデル化して記載する。 The measuring probe measures the reaction force of the ossicles. As shown in FIG. 3, the measurement probe 100 includes, for example, a probe 103 and an attachment 120. Further, the attachment 120 includes, for example, an actuator 116, a piezoelectric sensor 117, a strain gauge 118, and a magnet for fixing a probe 119. FIG. 3 shows a state in which the probe 103 is attached to the attachment 120. In FIG. 3, for the sake of explanation, the stapes 122 and the ligament 121 constituting the ossicles are modeled and described.

探針103は、具体的には、耳科用探針を用いてもよい。このように、実際に耳科手術等で使用している探針を用いることで、術者が違和感なく耳小骨反力を計測することができる。アクチュエータ116は、具体的には、探針を駆動するための変位拡大機構付き圧電アクチュエータ等を用いればいい。圧電センサ117は、具体的には、圧電センサ(ピエゾ式圧電セラミックス)等を用いればよい。 Specifically, the probe 103 may use an otologic probe. In this way, by using the probe actually used in ear surgery or the like, the operator can measure the ossicle reaction force without discomfort. Specifically, the actuator 116 may use a piezoelectric actuator with a displacement expanding mechanism for driving the probe. Specifically, as the piezoelectric sensor 117, a piezoelectric sensor (piezo-type piezoelectric ceramics) or the like may be used.

探針103は、その重心付近と端部の2点において、それぞれ固定支点と圧電センサ117により取り外し可能に支持されており、当該支持部分には、探針固定用磁石119を用いる。このように、探針103をアタッチメント120に取り付ける構成とすることにより、探針103の脱着が容易となり、例えば探針103のみ交換したり滅菌処理を施したりすることができるため、衛生面を向上させることができる。 The probe 103 is detachably supported by a fixed fulcrum and a piezoelectric sensor 117 at two points, near the center of gravity and at the end, respectively, and a probe fixing magnet 119 is used for the supporting portion. By attaching the probe 103 to the attachment 120 in this way, the probe 103 can be easily attached and detached. For example, only the probe 103 can be replaced or sterilized, thus improving hygiene. Can be made to.

計測プローブ100は、具体的には、例えば、探針103先端の側部を耳小骨に当てアクチュエータ116により重心付近の支点を中心として一定振幅の回転振動等の振動を探針103に与え、圧電センサ117により、アクチュエータ116が与えている力(すなわち探針103からの反力)を測定し、電圧を出力する。このような構成とすることで、アクチュエータ116による探針103の動きが、術者が通常計測時に行う動きと類似しているため、違和感なく耳小骨反力を計測することができる。 Specifically, for example, the measuring probe 100 applies a side portion of the tip of the probe 103 to the ossicles and applies vibration such as rotational vibration having a constant amplitude around a fulcrum near the center of gravity to the probe 103 by an actuator 116 to perform piezoelectricity. The sensor 117 measures the force applied by the actuator 116 (that is, the reaction force from the probe 103) and outputs the voltage. With such a configuration, the movement of the probe 103 by the actuator 116 is similar to the movement performed by the operator during normal measurement, so that the ossicle reaction force can be measured without discomfort.

計測プローブ100は、より具体的には、例えば、アクチュエータ116により、探針103を20Hzで振動させ、探針先端を計測対象の耳小骨を構成するアブミ骨122に接触させたときに、アクチュエータ116にかかる反力を圧電センサ117で測定して、電圧を出力する。ここで、当該出力した電圧は、耳小骨へ与える変位は蝸牛の保護の観点からすると可能な限り微小であったほうがよいため、計測プローブ100のアクチュエータ116が与える変位を40μm以下とし、実際の手術手技と同程度にし、チャージアンプ等(不図示)を用いて増幅して、当該測定した反力に比例した電圧を出力する。なお、アクチュエータ116の変位は、ひずみゲージ118により計測する。 More specifically, the measuring probe 100 vibrates the probe 103 at 20 Hz by, for example, the actuator 116, and when the tip of the probe is brought into contact with the stapes 122 constituting the ossicle to be measured, the actuator 116. The reaction force applied to the stapes is measured by the piezoelectric sensor 117, and the voltage is output. Here, since the displacement given to the ossicles of the output voltage should be as small as possible from the viewpoint of cochlear protection, the displacement given by the actuator 116 of the measurement probe 100 is set to 40 μm or less, and the actual operation is performed. It is made to the same level as the procedure, amplified using a charge amplifier or the like (not shown), and a voltage proportional to the measured reaction force is output. The displacement of the actuator 116 is measured by the strain gauge 118.

(実施形態2)
以下、計測プローブ100の構成の一実施形態(実施形態2)について詳細に説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an embodiment (embodiment 2) of the configuration of the measurement probe 100 will be described in detail.

図4は、計測プローブ100の構成の一例を示す分解斜視図である。
実施形態2に係る計測プローブ100の構成は、図4に示すように、一例として、上カバー101、下カバーB102、探針103、ロック用ツマミ104、コードブッシュ105、下カバーA106、板バネ107(107a、107b)、タッピングネジ108(108a、108b、108c、108d、108e、108f、108g、108h)、支点用金具109、Eリング110、アクチュエータ116、チャージアンプ112、コード113、123、アクチュエータ用ホルダ114、標準ネジ115(115a、115b、115c)、圧電センサ117、支点用金具固定ピン111、を含んで構成される。実施形態2に係る計測プローブ100の構成において、アタッチメントは、支点用金具109、アクチュエータ116、圧電センサ117を含んで構成される。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the measurement probe 100.
As shown in FIG. 4, the configuration of the measurement probe 100 according to the second embodiment is, as an example, an upper cover 101, a lower cover B102, a probe 103, a locking knob 104, a cord bush 105, a lower cover A106, and a leaf spring 107. (107a, 107b), tapping screw 108 (108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f, 108g, 108h), fulcrum metal fitting 109, E-ring 110, actuator 116, charge amplifier 112, cord 113, 123, for actuator. It includes a holder 114, standard screws 115 (115a, 115b, 115c), a piezoelectric sensor 117, and a fulcrum metal fitting fixing pin 111. In the configuration of the measurement probe 100 according to the second embodiment, the attachment includes the fulcrum fitting 109, the actuator 116, and the piezoelectric sensor 117.

探針103は、細長い棒状で形成されている。探針103は、具体的には、耳科用探針等を用いればよく、固定支点として支点用金具109と、アクチュエータ116に取り付けられる圧電センサ117とに載置することでこれらの部品に支持され取り付けられる。これにより、通常術中に用いられる耳科用探針である探針103を、支点用金具109と、アクチュエータ116に取り付けられる圧電センサ117とに載置する(すなわち、探針103をアタッチメントに取り付ける)だけでよく、簡易に取り付けられて、定量的な耳小骨反力を計測することができ、使い勝手のよい計測プローブを提供することができる。また、探針103の先端は直接耳小骨に触れるため、このように簡易な取り付けであれば、探針103の交換もしやすく衛生面の向上を図ることもできる。 The probe 103 is formed in the shape of an elongated rod. Specifically, the probe 103 may use an ear probe or the like, and is supported by these parts by being mounted on the fulcrum metal fitting 109 as a fixed fulcrum and the piezoelectric sensor 117 attached to the actuator 116. And attached. As a result, the probe 103, which is an otologic probe normally used during surgery, is placed on the fulcrum fitting 109 and the piezoelectric sensor 117 attached to the actuator 116 (that is, the probe 103 is attached to the attachment). It can be easily attached, can measure quantitative ossicular reaction force, and can provide an easy-to-use measuring probe. Further, since the tip of the probe 103 directly touches the ossicles, the probe 103 can be easily replaced and the hygiene can be improved by such a simple attachment.

また、探針103は、重心付近に窪み(凹状の部分)が形成されてもよい。探針103は、具体的には、例えば、図10に示すように、支点金具109等で支持するために、その重心付近に球状又は円形状等の凹状の掘り込み部分を設けてもよく、また、逆に、凸状の突起部分を設けてもよい。この様な構成とすることで、支持部材(支点金具109等)に対して座りよく設置でき、また、回転方向にブレが生じることを防ぐことができる。また、探針103を計測プローブ100から取り外して使用する際にも、術者の持ち手の位置決めのためのしるしにもなり、術者が手で探針103を持つ際に、目視で確認しなくとも簡単に探針103の重心の付近の位置が特定できるため、使い勝手のよい探針を提供することができる。 Further, the probe 103 may have a recess (concave portion) formed near the center of gravity. Specifically, for example, as shown in FIG. 10, the probe 103 may be provided with a spherical or circular concave digging portion in the vicinity of the center of gravity of the probe 103 in order to support it with the fulcrum metal fitting 109 or the like. Further, conversely, a convex protrusion portion may be provided. With such a configuration, it can be installed comfortably on a support member (fulcrum metal fitting 109, etc.), and it is possible to prevent blurring in the rotation direction. In addition, when the probe 103 is removed from the measuring probe 100 and used, it also serves as a sign for positioning the operator's handle, and when the operator holds the probe 103 by hand, it is visually confirmed. Since the position near the center of gravity of the probe 103 can be easily specified without the need for it, it is possible to provide an easy-to-use probe.

支点用金具109と探針103の取り付けについて、一例として、支点用金具109の支点が計測プローブ100の長手方向に山形状を形成し、探針103の短手方向に、凹部(例えば、探針103の長さが160mmで、支点用金具109から圧電センサ117の計測点(探針103がアクチュエータ116に取り付けられる圧電センサ117に載置されて、計測される点)まで55mmの場合、幅1.1mm、深さ0.6mmの矩形状の溝など)を設け、一方、支点用金具109には凸部(例えば、上記探針103の溝に対して、幅1.0m、高さ0.6mmの矩形状の出っ張りなど)を設け、当該凹凸部を嵌め合わせることで取り付けてもよい。さらに、探針103を支点用金具109に載置した時に、探針103が長手方向に対して水平時には、探針103の凹部と支点用金具109の凸部の間の両側にクリアランス(例えば、片側0.05mmの隙間)ができるように探針103を支点用金具109に配置してもよい。このような構成により、アクチュエータ116により探針103に回転振動が与えられ、探針103が傾いた際(例えば支点用金具109が探針103を支える支点(回転中心)を中心に傾き1°で傾いた時など)に、探針103は支点用金具109と干渉し、当該干渉により、探針103の先端が短手方向にそって、上下に精度よく動くことができ(例えば、上記傾き1°で傾いた際には、tan1°×105mm=約1.8mm動くことができる)、かつ、探針103の取り外し取り付けを容易とすることができる。 Regarding the attachment of the fulcrum bracket 109 and the probe 103, as an example, the fulcrum of the fulcrum bracket 109 forms a mountain shape in the longitudinal direction of the measurement probe 100, and a recess (for example, the probe) is formed in the lateral direction of the probe 103. When the length of 103 is 160 mm and the distance from the fulcrum metal fitting 109 to the measurement point of the piezoelectric sensor 117 (the point where the probe 103 is mounted on the piezoelectric sensor 117 attached to the actuator 116 and is measured) is 55 mm, the width is 1 A rectangular groove having a depth of 0.1 mm and a depth of 0.6 mm is provided, while the fulcrum metal fitting 109 has a convex portion (for example, a width of 1.0 m and a height of 0. It may be attached by providing a 6 mm rectangular protrusion, etc.) and fitting the uneven portion. Further, when the probe 103 is placed on the fulcrum fitting 109 and the probe 103 is horizontal with respect to the longitudinal direction, clearances (for example, for example) are provided on both sides between the concave portion of the probe 103 and the convex portion of the fulcrum fitting 109. The probe 103 may be arranged on the fulcrum fitting 109 so as to have a gap of 0.05 mm on one side). With such a configuration, rotational vibration is applied to the probe 103 by the actuator 116, and when the probe 103 is tilted (for example, the fulcrum metal fitting 109 is tilted at 1 ° with respect to the fulcrum (rotation center) supporting the probe 103). When the probe 103 is tilted, the probe 103 interferes with the fulcrum fitting 109, and the interference allows the tip of the probe 103 to move accurately up and down along the lateral direction (for example, the tilt 1). When tilted at °, it can move tan 1 ° × 105 mm = about 1.8 mm), and the probe 103 can be easily removed and attached.

また、支点用金具109と探針103の取り付けの別の一例について、図10を用いて説明する。図10は、支点用金具109及び探針103の取付方法の一例を説明する支点用金具109及び探針103の図6(a)のX-X’線断面図の一部である。支点用金具109は、図10に示すように、球状に形成したマグネット部136と、マグネット部136を嵌め込んで支持する土台部135を含んで構成してもよい。また、探針103は、図10に示すように、一部に、マグネット部136を嵌め込むようにSR形状の掘り込み加工を設けてもよい。マグネット部136には、例えば、上から薄板状のアルミウムを被せて形成してもよい。この様な構成とすることで、探針103は、球状のマグネット136によって点支持で支持されるため、探針103がアクチュエータ116により回転振動を与えられた際に並進運動方向にブレが生じず回転方向に柔軟に動くことができ、かつ、探針103の計測プローブ100からの取り外しと計測プローブ100への取り付けを容易とすることができる。さらに、この様な構成とすることで、マグネット136の磁力で探針103を支点用金具109に固定することができるため、探針103の計測プローブ100からの脱落を防止することができる。 Further, another example of mounting the fulcrum metal fitting 109 and the probe 103 will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 is a part of a cross-sectional view taken along the line XX'of FIG. 6A of the fulcrum fitting 109 and the probe 103 for explaining an example of how to attach the fulcrum fitting 109 and the probe 103. As shown in FIG. 10, the fulcrum fitting 109 may include a magnet portion 136 formed in a spherical shape and a base portion 135 into which and supports the magnet portion 136. Further, as shown in FIG. 10, the probe 103 may be partially provided with an SR-shaped digging process so as to fit the magnet portion 136. For example, the magnet portion 136 may be formed by covering the magnet portion 136 with a thin plate-shaped aluminum from above. With such a configuration, the probe 103 is supported by a point support by a spherical magnet 136, so that when the probe 103 is subjected to rotational vibration by the actuator 116, blurring does not occur in the translational motion direction. It can move flexibly in the direction of rotation, and can easily remove the probe 103 from the measuring probe 100 and attach it to the measuring probe 100. Further, with such a configuration, the probe 103 can be fixed to the fulcrum fitting 109 by the magnetic force of the magnet 136, so that the probe 103 can be prevented from falling off from the measuring probe 100.

計測プローブ100は、探針103に弾性的に接する弾性体を備えてもよい。当該弾性体は、探針103に接して弾性抵抗力を付与するものであればどの様なものでもよく、例えば、板バネなどが考えられる。本例では、一例として、板バネ107を使用した例として説明する。板バネ107は、探針103に弾性的に接して、弾性抵抗力を付与してもよい。具体的には、板バネ107a、107bは、図4に示すように、タッピングネジ108a、108bによって上カバー101にネジ留めされており、上カバー101を下カバーB102にセットした際に、探針103に接するように取り付けられていてもよい。このような構成とすることで、探針103の慣性項を打ち消すことができ、精度よく耳小骨反力を計測することができる。また、このような構成とすることにより、板バネ107は交換可能となるため、使い勝手のよい計測プローブを提供することができる。 The measuring probe 100 may include an elastic body that elastically contacts the probe 103. The elastic body may be any one as long as it is in contact with the probe 103 and imparts an elastic resistance force, and for example, a leaf spring or the like can be considered. In this example, as an example, a leaf spring 107 will be described as an example. The leaf spring 107 may elastically contact the probe 103 to provide elastic resistance. Specifically, as shown in FIG. 4, the leaf springs 107a and 107b are screwed to the upper cover 101 by tapping screws 108a and 108b, and when the upper cover 101 is set on the lower cover B102, the probe is searched. It may be attached so as to be in contact with 103. With such a configuration, the inertial term of the probe 103 can be canceled, and the ossicle reaction force can be measured with high accuracy. Further, with such a configuration, the leaf spring 107 can be replaced, so that a convenient measurement probe can be provided.

支点用金具109は、探針103の固定支点として、図4に示すように、支点用金具固定ピン111により下カバーA106にピン留めされて取り付けられていてもよい。 As shown in FIG. 4, the fulcrum fitting 109 may be attached as a fixing fulcrum of the probe 103 by being pinned to the lower cover A106 by the fulcrum fitting fixing pin 111.

また、支点用金具109は、図10に示すように、球状に形成したマグネット136と、マグネット136の重心付近の窪みに嵌め込んで支持する土台135を含んで構成してもよい。 Further, as shown in FIG. 10, the fulcrum metal fitting 109 may include a magnet 136 formed in a spherical shape and a base 135 that is fitted and supported in a recess near the center of gravity of the magnet 136.

圧電センサ117は、探針103とアクチュエータ116に挟み込まれるように配置され、回転振動する探針103によってアクチュエータ116にかかる反力を測定する。測定した反力はチャージアンプ112に伝達され、チャージアンプ112が当該反力を電圧に変換して出力する。圧電センサ117は、具体的には、アクチュエータ116が探針103に与えている力が探針103により加えられることで電荷信号を発生させる。このとき、チャージアンプ112は、当該発生した電荷信号を電圧に変換して出力する。圧電センサ117は、具体的には、圧電センサ(ピエゾ式圧電セラミックス)、積層圧電センサ等を用いればよい。 The piezoelectric sensor 117 is arranged so as to be sandwiched between the probe 103 and the actuator 116, and measures the reaction force applied to the actuator 116 by the probe 103 that vibrates in rotation. The measured reaction force is transmitted to the charge amplifier 112, and the charge amplifier 112 converts the reaction force into a voltage and outputs it. Specifically, the piezoelectric sensor 117 generates a charge signal when the force applied to the probe 103 by the actuator 116 is applied by the probe 103. At this time, the charge amplifier 112 converts the generated charge signal into a voltage and outputs it. Specifically, as the piezoelectric sensor 117, a piezoelectric sensor (piezo-type piezoelectric ceramics), a laminated piezoelectric sensor, or the like may be used.

また、圧電センサ117は、一例として、探針103を点支持ではなく、面又は線で支持してもよい。圧電センサ117が探針103を線で接触して支持する例について図9を用いて説明する。図9は、圧電センサ117の一例を示す斜視図である。圧電センサ117は、図9に示すように、圧電センサ117は、横ぶれ防止機構部131、マグネット部132、センサ本体部133、センサ保持部134、含んで構成してもよい。
Further, as an example, the piezoelectric sensor 117 may support the probe 103 not by point support but by a surface or a line. An example in which the piezoelectric sensor 117 supports the probe 103 in contact with a wire will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a perspective view showing an example of the piezoelectric sensor 117. As shown in FIG. 9, the piezoelectric sensor 117 may be configured to include a lateral shake prevention mechanism unit 131, a magnet unit 132, a sensor main body unit 133, and a sensor holding unit 134.

横ぶれ防止機構部131は、探針103の横ぶれを防止するための部材である。横ぶれ防止機構部131は、例えば、略円板状の部材であり、その上部には、略中央に、凹状の両サイドの高さを高くした探針受けを形成(言い換えれば、中央サイドに半円柱状の突起部分を、両サイドに中央サイドの突起部分より高さを高くした左右ブレ防止の突起部分を形成)してもよい。この様な構成により、マグネット部132の磁力によって、取り外し可能かつ拘束力をもって支持しつつ、両サイドに形成された突起部分の傾斜面により、探針103の芯を自動的にマグネット部132に対して揃え、探針103の横ぶれを防止することができる。さらに、この様な構成により、線接触で支持されるため、センサの応答が点接触より向上させることができ、精度よく探針103から加えられる力を測定することができる。横ぶれ防止機構部131の材質は、軽量で一定の剛性があればどのような材質でもよく、例えばステンレス等を用い考えられる。 The lateral shake prevention mechanism portion 131 is a member for preventing lateral shake of the probe 103. The lateral shake prevention mechanism portion 131 is, for example, a substantially disk-shaped member, and a probe receiver having a concave shape with increased heights on both sides is formed at the upper portion thereof (in other words, on the central side). The semi-cylindrical protrusions may be formed on both sides to prevent left-right blurring with a height higher than that of the center side). With such a configuration, the magnetic force of the magnet portion 132 supports the magnet portion 132 in a removable and restraining force, and the inclined surfaces of the protrusions formed on both sides automatically align the core of the probe 103 with respect to the magnet portion 132. The probe 103 can be aligned to prevent lateral movement of the probe 103. Further, since the sensor is supported by the line contact due to such a configuration, the response of the sensor can be improved as compared with the point contact, and the force applied from the probe 103 can be measured with high accuracy. The material of the lateral shake prevention mechanism portion 131 may be any material as long as it is lightweight and has a certain rigidity, and for example, stainless steel or the like can be considered.

マグネット部132は、探針103を、磁力によって取り外し可能かつ拘束力をもって横ぶれ防止機構部131の凹状の探針受けに支持させる部材である。マグネット部132の材質は、探針103を、磁力によって、取り外し可能かつ拘束力を与えるものであれば、どの様な材質でもよく、例えば、ネオジム磁石等を用いることが考えられる。 The magnet portion 132 is a member that supports the probe 103 on the concave probe receiver of the lateral shake prevention mechanism portion 131 that can be removed by magnetic force and has a binding force. The material of the magnet portion 132 may be any material as long as the probe 103 is removable and has a binding force by a magnetic force, and for example, a neodymium magnet or the like may be used.

センサ本体部133は、圧電センサ117のセンサ本体である。センサ本体部133は、圧電効果を有する圧電素子を有し、探針103により加えられる力を電荷信号に変換して出力する。 The sensor body 133 is the sensor body of the piezoelectric sensor 117. The sensor main body 133 has a piezoelectric element having a piezoelectric effect, and converts the force applied by the probe 103 into a charge signal and outputs the signal.

センサ保持部134は、センサ本体部133を保持(接着)する部材である。また、センサ保持部134は、1以上の丸溝(図9の例では、4か所ある丸溝)を設けて、センサ本体部133からの信号線(コード)を保持してもよい。 The sensor holding portion 134 is a member that holds (bonds) the sensor main body portion 133. Further, the sensor holding portion 134 may be provided with one or more round grooves (four round grooves in the example of FIG. 9) to hold the signal line (cord) from the sensor main body portion 133.

また、圧電センサ117は、一例として、横ぶれ防止機構部131及びマグネット部132とセンサ本体部133の間に非導電性の部材を挟んで構成してもよい。この様な構成により、力センサ117のセンサ本体部133と横ぶれ防止機構部131を介した探針103との間に絶縁領域を設けることができ、耳小骨800周辺は電気的に非常にセンシティブであるため、より安全に、計測プローブ100の探針103を用いて耳小骨に接触させることができる。 Further, as an example, the piezoelectric sensor 117 may be configured by sandwiching a non-conductive member between the lateral shake prevention mechanism portion 131 and the magnet portion 132 and the sensor main body portion 133. With such a configuration, an insulating region can be provided between the sensor main body portion 133 of the force sensor 117 and the probe 103 via the lateral shake prevention mechanism portion 131, and the periphery of the ossicles 800 is electrically very sensitive. Therefore, it is possible to make contact with the ossicles more safely by using the probe 103 of the measurement probe 100.

アクチュエータ116は、図4に示すように、アクチュエータ用ホルダ114に格納されて、標準ネジ115によりアクチュエータ用ホルダ114にネジ留めされることで取り付けられている。アクチュエータ116は、具体的には、例えば、変位拡大機構付き圧電アクチュエータ等を用いればよい。 As shown in FIG. 4, the actuator 116 is housed in the actuator holder 114 and attached by being screwed to the actuator holder 114 by a standard screw 115. Specifically, for the actuator 116, for example, a piezoelectric actuator with a displacement expanding mechanism or the like may be used.

チャージアンプ112は、アクチュエータ用ホルダ114にタッピングネジ108cによりネジ留めされて取り付けられており、アクチュエータ用ホルダ114はタッピングネジ108d、108e、108fにより下カバーA106にネジ留めされて取り付けられている。 The charge amplifier 112 is attached to the actuator holder 114 by being screwed to the tapping screw 108c, and the actuator holder 114 is attached to the lower cover A106 by being screwed to the lower cover A106 by the tapping screws 108d, 108e, 108f.

チャージアンプ112は、コード113、123が接続されており、コード113、123は、コードブッシュ105を通って外部の装置(情報処理装置300等)と接続する。なお、コードブッシュ105は、例えば六角ナット固定リブ等の固定手段を用いて、下カバーA106に取り付けてもよい。この様な構成とすることで、コードブッシュ105の取り付けが容易となる。また、チャージアンプ112は、(1)アナログ演算及び増幅するOPアンプ部と(2)アクチュエータに電源を供給するための電源供給部に分離して構成してもよく、それに伴い、コード113、123は、(1)OPアンプ部に接続しアナログ信号を出力するための線(信号線)と(2)電源供給部に接続しアクチュエータ116に電源を供給するための線(電源線)を分離して形成してもよい。この様な構成により、OPアンプ部は、ノイズを拾ってしまう関係上、力センサ117の近傍に設ける必要があるが、それ以外の部分(電源供給部)については計測プローブ100の外に設けることで、計測プローブ100のハンドピース化において、よりコンパクトにすることができる。また、この様な構成により、信号線と電源線を分けたことで出力した信号に対する誘導ノイズの影響を低減することもできる。 Cords 113 and 123 are connected to the charge amplifier 112, and the cords 113 and 123 are connected to an external device (information processing device 300 or the like) through the cord bush 105. The cord bush 105 may be attached to the lower cover A106 by using a fixing means such as a hexagon nut fixing rib. With such a configuration, the cord bush 105 can be easily attached. Further, the charge amplifier 112 may be configured separately as (1) an OP amplifier unit for analog calculation and amplification and (2) a power supply unit for supplying power to the actuator, and accordingly, the codes 113 and 123 may be configured. Separates (1) a line (signal line) for connecting to the OP amplifier section to output an analog signal and (2) a line (power supply line) connecting to the power supply section to supply power to the actuator 116. May be formed. With such a configuration, the OP amplifier section needs to be provided in the vicinity of the force sensor 117 because it picks up noise, but the other portion (power supply section) is provided outside the measurement probe 100. Therefore, when the measurement probe 100 is made into a handpiece, it can be made more compact. Further, with such a configuration, it is possible to reduce the influence of inductive noise on the output signal by separating the signal line and the power supply line.

実施形態2に係る計測プローブ100は、図4に示すように、上記のとおり各部品が取り付けられた状態で、上カバー101と下カバーB102を取り付け、下カバーB102と下カバーA106を取り付け、ロック用ツマミ104をEリング110によりEリング留めによって取り付けられて使用される。なお、上カバー101は、図4に示すように、短手方向の一部と下カバーB102の一部が折りたたみのヒンジ機構を形成し、上カバー101は下カバーB102に一部が取り付けられた状態で回動し、下カバーB102に対し上カバー101を開閉することが可能としてもよい。このような構成にすることによりタッピングネジ108a、108bによりネジ留めされている板バネ107a、107bが交換可能となり、使い勝手のよい計測プローブを提供することができる。上カバー101の一部を下カバーB102の一部に取り付ける際のヒンジ機構の一例として、ヒンジ機構を形成し、回動する上カバー101の一部に山形状の凸部を設け、一方、当該一部に対応する下カバーB102の一部に谷形状の凹部を設け、当該凹凸部が嵌めこんだ状態で上カバー101の回動を固定するように形成してもよい。 As shown in FIG. 4, the measurement probe 100 according to the second embodiment has the upper cover 101 and the lower cover B102 attached, the lower cover B102 and the lower cover A106 attached, and locked with the respective parts attached as described above. The knob 104 is attached and used by the E-ring fastening by the E-ring 110. As shown in FIG. 4, the upper cover 101 has a hinge mechanism in which a part in the lateral direction and a part of the lower cover B102 are folded, and the upper cover 101 is partially attached to the lower cover B102. It may be possible to rotate in the state and open / close the upper cover 101 with respect to the lower cover B 102. With such a configuration, the leaf springs 107a and 107b screwed by the tapping screws 108a and 108b can be replaced, and a convenient measurement probe can be provided. As an example of a hinge mechanism when a part of the upper cover 101 is attached to a part of the lower cover B102, a hinge mechanism is formed, and a mountain-shaped convex portion is provided on a part of the rotating upper cover 101, while the corresponding portion. A valley-shaped recess may be provided in a part of the lower cover B102 corresponding to a part thereof, and may be formed so as to fix the rotation of the upper cover 101 in a state where the uneven portion is fitted.

計測プローブ100は、図4に示すように、加振装置は細長い棒状の探針103であり、探針103はその重心付近と端部の2点において、固定支点と力センサにより支持され、アクチュエータ116は、探針103の重心付近の支点を中心として一定振幅の回転振動等の振動を与え、力センサは、圧電センサ117およびチャージアンプ112を含み、圧電センサ117はアクチュエータが探針103に与えている力を探針103により加えられることで電荷信号を発生させ、チャージアンプ112は、当該発生した電荷信号を電圧に変換して出力してもよい。このような構成とすることで、定量的な耳小骨反力を計測することを可能とし、耳小骨固着耳の処置前後の可動性の改善度を定量化することができ、術後成績の向上および再手術のリスクを低減することができる。 As shown in FIG. 4, the measuring probe 100 has an elongated rod-shaped probe 103, and the probe 103 is supported by a fixed fulcrum and a force sensor at two points, near the center of gravity and at the end thereof, and is an actuator. The 116 applies vibration such as rotational vibration having a constant amplitude around a fulcrum near the center of gravity of the probe 103, the force sensor includes a piezoelectric sensor 117 and a charge amplifier 112, and the piezoelectric sensor 117 is provided by an actuator to the probe 103. A charge signal may be generated by applying a force to the probe 103, and the charge amplifier 112 may convert the generated charge signal into a voltage and output the signal. With such a configuration, it is possible to quantitatively measure the reaction force of the ossicles, and it is possible to quantify the degree of improvement in mobility before and after the treatment of the ossicle-fixed ear, and the postoperative results are improved. And the risk of reoperation can be reduced.

図5は、計測プローブ100の構成の一例を示す斜視図である。
図5は、実施形態2に係る計測プローブ100が上述のとおり各部品が取り付けられ、使用される状態を示す。図5(a)は、実施形態2に係る計測プローブ100をコードブッシュ105側からの斜め視た斜視図であり、図5(b)は、実施形態2に係る計測プローブ100を探針103の先端側からの斜め視た斜視図である。実施形態2に係る計測プローブ100は、図5に示すように、術者が計測プローブ100の下カバーB102と下カバーA106を手に掴んで保持する際に握りやすいよう、下カバーB102および下カバーA106は、人間の手の握る形にそった形状を構成している。このような構成とすることにより、計測プローブ100をハンドピース化し、使い勝手のよい計測プローブ100を提供することができる。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of the measurement probe 100.
FIG. 5 shows a state in which the measurement probe 100 according to the second embodiment is used with each component attached as described above. FIG. 5A is a perspective view of the measurement probe 100 according to the second embodiment obliquely from the cord bush 105 side, and FIG. 5B is a perspective view of the measurement probe 100 according to the second embodiment of the probe 103. It is a perspective view seen obliquely from the tip side. As shown in FIG. 5, the measurement probe 100 according to the second embodiment has the lower cover B102 and the lower cover so that the operator can easily grasp and hold the lower cover B102 and the lower cover A106 of the measurement probe 100. The A106 has a shape that conforms to the shape of a human hand. With such a configuration, the measurement probe 100 can be made into a handpiece, and an easy-to-use measurement probe 100 can be provided.

なお、図5において、説明のためロック用ツマミ104を下カバーB102の両側に取り付けた状態を示しているが、片側のみでロックすることができるよう、ロック用ツマミ104を左右のいずれかに設けてもよい。さらに、片側のみにロック用ツマミ104を設けた際、もう片方の側には、下カバーBに対して上カバー101をワンタッチで上下に開閉するための開閉用ツマミを設けてもよい。 Note that FIG. 5 shows a state in which the locking knob 104 is attached to both sides of the lower cover B102 for the sake of explanation, but the locking knob 104 is provided on either the left or right side so that the locking knob 104 can be locked only on one side. You may. Further, when the locking knob 104 is provided on only one side, an opening / closing knob for opening and closing the upper cover 101 up and down with one touch with respect to the lower cover B may be provided on the other side.

図6(a)は、計測プローブ100の構成の一例を示す平面図である。
図6(a)に示すように、術者が計測プローブ100の下カバーB102を手に掴んで保持する際に握りやすいよう、下カバーB102は、人間の手の握る形にそった形状を構成している。このような構成とすることにより、計測プローブ100をハンドピース化し、使い勝手のよい計測プローブ100を提供することができる。また、計測プローブ100は、ハンドピース化して用いることを想定しており、その一例として、図6(a)に各部の寸法(単位はmm)を記載しているが、当該寸法の限りでなく、ハンドピースとして人間の手に握り易い寸法であればどのような寸法でもよい。
FIG. 6A is a plan view showing an example of the configuration of the measurement probe 100.
As shown in FIG. 6A, the lower cover B102 has a shape that conforms to the shape of a human hand so that the operator can easily grasp and hold the lower cover B102 of the measurement probe 100. is doing. With such a configuration, the measurement probe 100 can be made into a handpiece, and an easy-to-use measurement probe 100 can be provided. Further, the measurement probe 100 is assumed to be used as a handpiece, and as an example thereof, the dimensions (unit: mm) of each part are shown in FIG. 6A, but the dimensions are not limited to those. , Any size may be used as long as it is easy to hold by a human hand as a handpiece.

図6(b)は、計測プローブ100の構成の一例を示す側面図である。
図6(b)に示すように、術者が計測プローブ100の下カバーB102と下カバーA106を手に掴んで保持する際に握りやすいよう、下カバーB102および下カバーA106は、人間の手の握る形にそった形状を構成している。このような構成とすることにより、計測プローブ100をハンドピース化し、使い勝手のよい計測プローブ100を提供することができる。また、計測プローブ100は、ハンドピース化して用いることを想定しており、その一例として、図6(b)に各部の寸法(単位はmm)を記載しているが、当該寸法の限りでなく、ハンドピースとして人間の手に握り易い寸法であればどのような寸法でもよい。
FIG. 6B is a side view showing an example of the configuration of the measurement probe 100.
As shown in FIG. 6B, the lower cover B102 and the lower cover A106 are made of a human hand so that the operator can easily grasp and hold the lower cover B102 and the lower cover A106 of the measurement probe 100. It has a shape that matches the shape of the grip. With such a configuration, the measurement probe 100 can be made into a handpiece, and an easy-to-use measurement probe 100 can be provided. Further, the measurement probe 100 is assumed to be used as a handpiece, and as an example thereof, the dimensions (unit: mm) of each part are shown in FIG. 6 (b), but the dimensions are not limited to those. , Any size may be used as long as it is easy to hold by a human hand as a handpiece.

図7は、計測プローブ100の構成の一例を示す断面図である。図7は、図6(a)のX-X’線断面図である。
図7に示すように、探針103は板バネ107a、107bが上方(術者が計測プローブ100を使用時において、接地面に対して上の方向をいう)から接している。また、探針103は、その重心付近と端部の2点において支持されるよう、探針103の重心付近に位置する支点用金具109と圧電センサ117の2点によって支持されて取り付けられている。圧電センサ117は、探針103の端部が上方下方に上下することによる加わる力によって、アクチュエータ116が探針103に与えている力を加えられることで電荷信号を発生させる。このような構成により、アクチュエータ116は、探針103に、その重心付近の支点を中心とした一定振幅の回転振動等の振動を与えることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the measurement probe 100. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line XX'of FIG. 6 (a).
As shown in FIG. 7, the probe 103 is in contact with the leaf springs 107a and 107b from above (meaning the upward direction with respect to the ground plane when the operator uses the measurement probe 100). Further, the probe 103 is supported and attached by two points, a fulcrum fitting 109 and a piezoelectric sensor 117, which are located near the center of gravity of the probe 103 so as to be supported at two points, the vicinity of the center of gravity and the end. .. The piezoelectric sensor 117 generates a charge signal by applying a force applied to the probe 103 by the actuator 116 by a force applied by moving the end of the probe 103 up and down. With such a configuration, the actuator 116 can apply vibration such as rotational vibration having a constant amplitude around a fulcrum near the center of gravity of the probe 103 to the probe 103.

(可動性評価システム700が実行する処理)
図8は、可動性評価システム700が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
(Processing executed by the mobility evaluation system 700)
FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing executed by the mobility evaluation system 700.

可動性評価システム700は、加振装置を回転振動させる(ステップS10)。可動性評価システム700は、より具体的には、アクチュエータ116により回転振動させた探針103の先端を耳小骨に接触させることにより耳小骨に振動を与える(ステップS10)。 The mobility evaluation system 700 rotates and vibrates the vibration exciter (step S10). More specifically, the mobility evaluation system 700 gives vibration to the ossicles by bringing the tip of the probe 103 rotationally vibrated by the actuator 116 into contact with the ossicles (step S10).

可動性評価システム700は、可動性を評価する場合(ステップS11の「可動性を評価する」の場合)、探針103の先端を耳小骨に接触させたときのアクチュエータ116にかかる反力を測定する(ステップS12)。可動性評価システム700は、当該測定結果に基づき、電圧を出力する(ステップS13)。可動性評価システム700は電圧情報の周波数を解析する(ステップS14)。可動性評価システム700は、より具体的には、計測プローブから出力された電圧に基づき、FFT解析をして、所定の周波数成分値を求める(ステップS14)。可動性評価システム700は、所定の周波数成分値に基づき、耳小骨の可動性を評価する(ステップS15)。 The mobility evaluation system 700 measures the reaction force applied to the actuator 116 when the tip of the probe 103 is brought into contact with the ossicles when evaluating the mobility (in the case of “evaluating the mobility” in step S11). (Step S12). The mobility evaluation system 700 outputs a voltage based on the measurement result (step S13). The mobility evaluation system 700 analyzes the frequency of the voltage information (step S14). More specifically, the mobility evaluation system 700 performs FFT analysis based on the voltage output from the measurement probe to obtain a predetermined frequency component value (step S14). The mobility evaluation system 700 evaluates the mobility of the ossicles based on a predetermined frequency component value (step S15).

可動性評価システム700は、電位を計測する場合(ステップS11の「電位を計測する」の場合)、蝸牛マイクロホン電位を計測する(ステップS16)。 The mobility evaluation system 700 measures the cochlear microphone potential when measuring the potential (in the case of “measuring the potential” in step S11) (step S16).

可動性評価システム700は、これらの計測および評価結果を出力する(ステップS17)。 The mobility evaluation system 700 outputs these measurement and evaluation results (step S17).

(その他)
本発明に係る可動性評価システムについて、耳小骨の可動性を評価する実施形態を取りあげているが、それに限らず、微細空間における生体の一部の硬化状態等を評価する場合においても用いることができる。例えば、内視鏡により胃壁を振動させて周辺領域のがんの有無を検出する場合にも用いることができる。
(others)
Regarding the mobility evaluation system according to the present invention, an embodiment for evaluating the mobility of the ossicles is taken up, but the present invention is not limited to this, and may be used when evaluating the hardening state of a part of a living body in a fine space. can. For example, it can also be used when the gastric wall is vibrated by an endoscope to detect the presence or absence of cancer in the surrounding area.

100 計測プローブ
300 情報処理装置
400 表示装置
500 増幅器
600 電極
700 可動性評価システム
100 Measuring probe 300 Information processing device 400 Display device 500 Amplifier 600 Electrode 700 Mobility evaluation system

Claims (6)

耳小骨の可動性を評価する可動性評価システムであって、
前記耳小骨に接触し、振動を与える加振装置と、
前記加振装置を振動させるアクチュエータと、
前記加振装置を前記耳小骨に接触させたときに前記アクチュエータにかかる反力を測定し、前記測定結果に基づき、電圧を出力する力センサと、
を含む計測プローブと、
前記計測プローブから出力された前記電圧に基づき、FFT解析をして、所定の周波数成分値を求める解析部と、
前記所定の周波数成分値に基づき、前記耳小骨の可動性を評価する評価部と、
前記評価結果を出力する出力部と、
を備え、
前記加振装置は細長い棒状の探針であり、前記探針は、その重心付近と端部の2点において、固定支点と前記力センサにより取り外し可能に支持され、
前記力センサは、横ぶれ防止機構部を備える圧電センサを含み、
前記横ぶれ防止機構部は、前記探針の前記端部が接触するマグネット部の上部の中央に前記探針の長手方向と直交する向きに半円柱状の突起部分を形成するとともに前記半円柱状の突起部分の両サイドに前記半円柱状の突起部分より高さを高くした左右ブレ防止の突起部分を形成して前記探針の前記端部を支持する探針受けを形成し前記マグネット部の磁力により前記探針の前記端部を支持している
ことを特徴とする可動性評価システム。
It is a mobility evaluation system that evaluates the mobility of the ossicles.
A vibration device that contacts the ossicles and gives vibration,
An actuator that vibrates the vibration device and
A force sensor that measures the reaction force applied to the actuator when the vibration device is brought into contact with the ossicles and outputs a voltage based on the measurement result.
With measuring probes including
An analysis unit that performs FFT analysis based on the voltage output from the measurement probe to obtain a predetermined frequency component value, and
An evaluation unit that evaluates the mobility of the ossicles based on the predetermined frequency component value, and
An output unit that outputs the evaluation result and
Equipped with
The vibration exciter is an elongated rod-shaped probe, and the probe is detachably supported by a fixed fulcrum and the force sensor at two points, near the center of gravity and at the end thereof.
The force sensor includes a piezoelectric sensor provided with a lateral shake prevention mechanism.
The lateral shake prevention mechanism portion forms a semi-cylindrical protrusion portion in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the probe at the center of the upper part of the magnet portion with which the end portion of the probe contacts, and also forms the semi-cylindrical protrusion portion. On both sides of the protrusion portion, a protrusion portion for preventing left-right blurring having a height higher than that of the semi-cylindrical protrusion portion is formed to form a probe receiver for supporting the end portion of the probe, and the magnet portion of the magnet portion. A mobility evaluation system characterized in that the end of the probe is supported by a magnetic force .
前記アクチュエータは、前記探針の重心付近の支点を中心として一定振幅の振動を与え、
前記力センサは、前記圧電センサおよびチャージアンプを含み、前記圧電センサは前記アクチュエータが前記探針に与えている力を前記探針により加えられることで電荷信号を発生させ、前記チャージアンプは、前記発生した電荷信号を電圧に変換して出力し、
前記解析部は、ADコンバータを含み、前記ADコンバータで前記電圧をデジタル信号の電圧情報に変換し、前記電圧情報をFFT解析すること、
を特徴とする請求項1に記載の可動性評価システム。
The actuator applies vibration having a constant amplitude around a fulcrum near the center of gravity of the probe.
The force sensor includes the piezoelectric sensor and a charge amplifier, the piezoelectric sensor generates a charge signal by applying a force applied to the probe by the actuator by the probe, and the charge amplifier generates a charge signal. The generated charge signal is converted into a voltage and output.
The analysis unit includes an AD converter, converts the voltage into voltage information of a digital signal by the AD converter, and performs FFT analysis of the voltage information.
The mobility evaluation system according to claim 1.
前記探針は、重心付近に窪みが形成され、
前記支点は、前記窪みに嵌めて支持するための、球状に形成されたマグネットを備えること、
を特徴とする請求項2に記載の可動性評価システム。
The probe has a recess formed near the center of gravity.
The fulcrum is provided with a spherically formed magnet for fitting and supporting the recess.
2. The mobility evaluation system according to claim 2.
前記計測プローブは、
前記探針に弾性的に接する弾性体を備えること
を特徴とする請求項2または3に記載の可動性評価システム。
The measurement probe is
The mobility evaluation system according to claim 2 or 3, further comprising an elastic body that elastically contacts the probe.
前記アクチュエータは、5Hz以上で前記探針に振動させ、
前記所定の周波数成分値は、前記電圧情報における各波形の5Hz以上の周波数成分の値であること、
を特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の可動性評価システム。
The actuator vibrates the probe at 5 Hz or higher.
The predetermined frequency component value shall be the value of the frequency component of 5 Hz or higher of each waveform in the voltage information.
The mobility evaluation system according to any one of claims 2 to 4.
前記可動性評価システムは、
蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置し、前記加振装置により前記耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホン電位を検出する電極と、
前記検出した蝸牛マイクロホン電位を増幅させ、計測する増幅器と、
を備え、
前記出力部は、前記計測した蝸牛マイクロホン電位を表示すること、
を特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の可動性評価システム。
The mobility evaluation system is
An electrode installed near the cochlear window or near the cochlear window to detect the cochlear microphone potential when the ossicles are vibrated by the vibration device.
An amplifier that amplifies and measures the detected cochlear microphone potential,
Equipped with
The output unit displays the measured cochlear microphone potential.
The mobility evaluation system according to any one of claims 1 to 5.
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