JP7308116B2

JP7308116B2 - Medical load measurement system

Info

Publication number: JP7308116B2
Application number: JP2019173641A
Authority: JP
Inventors: 貴也上山田; 純彦前野; 彰多中尾; 慶彦青木; 真由美前谷
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: JP2021049095A

Description

本発明は、医療用荷重計測システムに関する。 The present invention relates to a medical load measuring system.

従来、人工股関節置換術のように、股関節に異常が認められた患者に対して、当該股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術が行われている。また、人工股関節置換術中に用いられる人工股関節に作用する荷重を計測するシステムが提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, surgery for replacing part or all of a hip joint with an artificial hip joint has been performed on a patient with an abnormality in the hip joint, such as artificial hip joint replacement surgery. A system for measuring the load acting on an artificial hip joint used during a total hip replacement surgery has also been proposed.

たとえば、特許文献１（特開２０１６－１３５２３６公報）には、以下のような計測システムが開示されている。すなわち、球関節（２０）を含む関節プロテーゼ（１８；１８’）内で又は該関節プロテーゼの部分コンポーネント（２２）内で、互いに関着式のやり方で接続される２つのプロテーゼ部品（２４、２６；２４’）間で有効である力（４８；４８’；４８”）を計測するための医療用力計測システム（１０；１０’；１０”）であって、該力計測システム（１０；１０’；１０”）が、計測器具（１２；１２’；１２”）を含み、該計測器具（１２；１２’；１２”）が、サンプル関節表面（３６；３６’）を有するサンプル関節要素（１４；１４’）を含み、該サンプル関節要素（１４；１４’）が、前記球関節（２０）の一部を形成すると共に、前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対応するように形成され且つサンプル球関節（４６）を形成するために該サンプル関節表面と係合するように移動可能である関節表面（３８）を含む第１関節要素（４４）に対応するように形成される、医療用力計測システムにおいて、前記計測器具（１２；１２’；１２”）が、前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対して有効である力を又は前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対して有効である力（４８；４８’；４８”）の部分成分を計測及び／又は指示するために前記サンプル関節要素（１４；１４’）と協働する計測装置（５０；５０’；５０”）及び／又は指示装置（５２；５２’；５２”）を含むこと、を特徴とするものである。 For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-135236) discloses the following measurement system. That is, two prosthesis parts (24, 26) connected to each other in an articulating manner within a joint prosthesis (18; 18') comprising a ball joint (20) or within a partial component (22) of said joint prosthesis. A medical force-measuring system (10; 10'; 10'') for measuring a force (48; 48'; 48'') effective between ; 24'), said force-measuring system (10; 10') 10") comprises a measuring instrument (12; 12'; 12"), said measuring instrument (12; 12'; 12") carrying a sample articulating element (14) having a sample articulating surface (36; 14'), said sample articulating element (14; 14') forming part of said ball joint (20) and formed to correspond to said sample articulating surface (36; 36'). and a first articulation element (44) including an articulation surface (38) movable into engagement with the sample articulation surface to form a sample ball joint (46). In a force measurement system, said measuring instrument (12; 12'; 12'') measures a force effective against said sample articular surface (36; 36') or against said sample articular surface (36; 36'). measuring device (50; 50'; 50'' cooperating with said sample articulating element (14; 14') for measuring and/or indicating partial components of the force (48; 48'; 48'') that is effective on the ) and/or an indicating device (52; 52'; 52'').

特開２０１６－１３５２３６号公報JP 2016-135236 A 米国特許第７４５８９８９号明細書U.S. Pat. No. 7,458,989 米国特許出願公開第２０１５／０２８９８９０号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2015/0289890

人工股関節置換術を行う際、荷重計測システムを用いることにより、術中に用いられる人工股関節に作用する力を計測することができる。このような計測を利用して人工股関節置換術を向上させる優れた技術が望まれる。 When performing artificial hip joint replacement surgery, the load measuring system can be used to measure the force acting on the artificial hip joint used during the surgery. Better techniques that utilize such measurements to improve hip replacement surgery are desired.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、人工股関節置換術中に用いられる人工股関節用の試用部材に作用する荷重を計測する技術を利用して、人工股関節置換術を向上させることが可能な医療用荷重計測システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to use a technique for measuring the load acting on a trial member for an artificial hip joint used during an artificial hip joint replacement. An object of the present invention is to provide a medical load measuring system capable of improving the technique.

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる医療用荷重計測システムは、股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術において用いられる人工股関節用の試用部材、が受ける荷重を計測する医療用荷重計測システムであって、前記試用部材を構成し、第１端部が大腿骨に挿入されるステムと、前記試用部材を構成し、開口が形成され、骨盤側に選択的に配置される中空状の複数のヘッド部材と、選択された前記ヘッド部材内に配置され、中空状でかつ前記ステムの第２端部が挿入されるアタッチメントと、前記アタッチメント内に配置され、前記ステムおよび前記ヘッド部材に挟まれて押圧されることにより受ける荷重を計測するセンサとを備え、前記アタッチメントは、前記開口から挿入されて前記ヘッド部材内に配置され、各前記ヘッド部材の前記開口の形状およびサイズが同じである。 In order to solve the above problems, a medical load measuring system according to one aspect of the present invention measures the load received by a trial member for an artificial hip joint used in surgery to replace a part or all of the hip joint with an artificial hip joint. a stem defining the trial member, the first end of which is inserted into the femur; and a stem defining the trial member, the trial member being formed with an opening and selectively positioned on the pelvic side. an attachment arranged in the selected head member and having a hollow shape and into which the second end of the stem is inserted; an attachment arranged in the attachment, the stem and and a sensor for measuring the load received by being sandwiched and pressed between the head members, wherein the attachment is inserted through the opening and arranged in the head member, and the shape and shape of the opening of each head member. have the same size.

本発明によれば、人工股関節置換術中に用いられる人工股関節用の試用部材に作用する荷重を計測する技術を利用して、人工股関節置換術を向上させることができる。 According to the present invention, hip arthroplasty can be improved using techniques for measuring loads acting on a trial member for a hip prosthesis used during hip arthroplasty.

図１は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムの構成を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing the configuration of a medical load measuring system according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおける試用部材の構成を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a trial member in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおける試用部材の構成を分解状態で示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the trial member in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention in an exploded state. 図４は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおけるヘッド部材およびアタッチメントの構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the head member and attachment in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention. 図５は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおけるヘッド部材およびアタッチメントの構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the head member and attachment in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention. 図６は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおけるヘッド部材およびアタッチメントの構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the head member and attachment in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention. 図７は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおける試用部材および管理装置の機能的構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing functional configurations of a trial member and a management device in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention. 図８は、本発明の実施の形態の変形例１に係る医療用荷重計測システムにおけるヘッド部材およびアタッチメントの構成を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the head member and the attachment in the medical load measuring system according to Modification 1 of the embodiment of the present invention. 図９は、本発明の実施の形態の変形例２に係る医療用荷重計測システムにおけるヘッド部材およびアタッチメントの構成を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the head member and the attachment in the medical load measuring system according to Modification 2 of the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. Moreover, at least part of the embodiments described below may be combined arbitrarily.

図１は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムの構成を示す側面図である。図１では、医療用荷重計測システムを大腿骨および骨盤の各々の一部とともに示し、かつ大腿骨および骨盤の断面を示している。 FIG. 1 is a side view showing the configuration of a medical load measuring system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the medical load measurement system is shown with a portion of each of the femur and pelvis, and a cross-section of the femur and pelvis.

図２は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおける試用部材の構成を示す部分断面図である。図２では、ヘッド部材３０およびアタッチメント４０の断面を示している。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a trial member in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 shows cross sections of the head member 30 and the attachment 40 .

図３は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおける試用部材の構成を分解状態で示す部分断面図である。図３では、ヘッド部材３０およびアタッチメント４０の断面を示し、かつ複数のヘッド部材３０のうちの１つのヘッド部材３０を示している。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the trial member in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention in an exploded state. 3 shows a cross section of the head member 30 and the attachment 40, and shows one head member 30 of the plurality of head members 30. FIG.

図１～図３を参照して、医療用荷重計測システム１０１は、人体の股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術において用いられる人工股関節用の試用部材６００、が受ける荷重を計測するシステムである。試用部材６００は、いわゆるトライアル部材である。 1 to 3, the medical load measuring system 101 measures the load received by a trial member 600 for an artificial hip joint used in surgery to replace a part or all of a human hip joint with an artificial hip joint. System. The trial member 600 is a so-called trial member.

医療用荷重計測システム１０１は、試用部材６００と、管理装置７００とを備える。 A medical load measuring system 101 includes a trial member 600 and a management device 700 .

図４～図６は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおけるヘッド部材およびアタッチメントの構成を示す断面図である。 4 to 6 are cross-sectional views showing configurations of a head member and an attachment in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention.

図３～図６を参照して、試用部材６００は、ステム２０と、複数のヘッド部材３０，３００，３０１と、アタッチメント４０と、センサ５０とを含む。 3-6, trial member 600 includes stem 20, a plurality of head members 30, 300, 301, attachment 40, and sensor 50. FIG.

図４では、複数のヘッド部材３０，３００，３０１のうちの１つであるヘッド部材３０を示している。図５では、複数のヘッド部材３０，３００，３０１のうちの別のヘッド部材であるヘッド部材３００を示している。図６では、複数のヘッド部材３０，３００，３０１のうちのさらに別のヘッド部材であるヘッド部材３０１を示している。 FIG. 4 shows the head member 30, which is one of the plurality of head members 30, 300, 301. FIG. FIG. 5 shows a head member 300 which is another head member among the plurality of head members 30, 300, and 301. As shown in FIG. FIG. 6 shows a head member 301 which is still another head member among the plurality of head members 30, 300, and 301. As shown in FIG.

センサ５０は、アタッチメント４０内に配置される。センサ５０は、ステム２０、および複数のヘッド部材３０，３００，３０１から選択されたヘッド部材、たとえばヘッド部材３０に挟まれて押圧されることにより受ける荷重を計測する。センサ５０の詳細については後述する。 Sensor 50 is positioned within attachment 40 . The sensor 50 measures the load received by being sandwiched and pressed by the stem 20 and a head member selected from the plurality of head members 30, 300, 301, for example, the head member 30. FIG. Details of the sensor 50 will be described later.

ステム２０は、試用部材６００を構成する。ステム２０の第１端部２１は、大腿骨８０に挿入される。詳細には、ステム２０の第１端部２１は、図１の紙面下側の端部であり、大腿骨８０の髄腔部８１に挿入される。 Stem 20 constitutes trial member 600 . First end 21 of stem 20 is inserted into femur 80 . Specifically, the first end 21 of the stem 20 is the end on the lower side of the page of FIG. 1 and is inserted into the medullary canal 81 of the femur 80 .

図２および図３を参照して、ステム２０は、湾曲した棒状の部材である。ステム２０は、図１に示す第１端部２１の反対側に第２端部２３を有する。また、ステム２０は、第１端部２１を有する本体部２２と、第２端部２３を有するネック部２４とを含む。 2 and 3, stem 20 is a curved rod-like member. The stem 20 has a second end 23 opposite the first end 21 shown in FIG. Stem 20 also includes a body portion 22 having a first end 21 and a neck portion 24 having a second end 23 .

ネック部２４は、第２端部２３と、第２端部２３よりも第１端部２１側に位置するネック本体２６とを有する。第２端部２３は、円錐台状に形成されている。 The neck portion 24 has a second end portion 23 and a neck body 26 located closer to the first end portion 21 than the second end portion 23 is. The second end portion 23 is formed in a truncated cone shape.

具体的には、第２端部２３は、第１端部２１とは反対側に向かって次第に細くなる、すなわち先細りするようにゆるやかなテーパ状に形成されている。つまり、第２端部２３の側面２７は、ネック部２４の中心線２８に対して傾斜している。また、第２端部２３の先端面２９は、中心線２８を法線とする円形状の平坦な面である。 Specifically, the second end portion 23 is formed in a gently tapered shape so as to gradually taper toward the side opposite to the first end portion 21 . That is, the side surface 27 of the second end 23 is slanted with respect to the centerline 28 of the neck portion 24 . A tip surface 29 of the second end portion 23 is a circular flat surface with the center line 28 as a normal line.

ネック部２４の第２端部２３と、ネック部２４のネック本体２６との境界には、段差部２５が形成されている。段差部２５は、当該境界において、第２端部２３の径がネック本体２６の径よりも大きいことから形成されている。 A stepped portion 25 is formed at the boundary between the second end portion 23 of the neck portion 24 and the neck body 26 of the neck portion 24 . The stepped portion 25 is formed because the diameter of the second end portion 23 is larger than the diameter of the neck body 26 at the boundary.

ヘッド部材３０，３００，３０１は、試用部材６００を構成する部材である。ヘッド部材３０，３００，３０１には、開口３１が形成される。ヘッド部材３０，３００，３０１は、中空状に形成されている。また、ヘッド部材３０，３００，３０１のうちの１つのヘッド部材、たとえばヘッド部材３０が、図１に示す骨盤９０側に選択的に配置される。開口３１を形成する開口部３１０には、雌ねじ部３５が形成されている。 The head members 30 , 300 , 301 are members that constitute the trial member 600 . Openings 31 are formed in the head members 30 , 300 , 301 . The head members 30, 300, 301 are hollow. One of the head members 30, 300, 301, for example, the head member 30 is selectively arranged on the side of the pelvis 90 shown in FIG. A female screw portion 35 is formed in an opening portion 310 that forms the opening 31 .

図１に示す例では、選択されたヘッド部材３０は、骨盤９０の寛骨臼すなわち股臼９１側に配置される。股臼９１には、カップ９２が設けられる。カップ９２は、シェル９３およびライナー９４を有する二層構造のコンポーネントである。 In the example shown in FIG. 1, the selected head member 30 is positioned on the acetabulum or hip 91 side of the pelvis 90 . A cup 92 is provided in the acetabulum 91 . Cup 92 is a two-layer component having shell 93 and liner 94 .

シェル９３は、股臼９１に取り付けられる半球殻状の部材である。ライナー９４は、シェル９３よりも径が小さい半球殻状の部材であり、シェル９３における股臼９１の反対側の面に取り付けられる。ヘッド部材３０は、ライナー９４に対して摺動可能な状態で配置される。 The shell 93 is a hemispherical shell-shaped member attached to the acetabulum 91 . The liner 94 is a hemispherical shell-shaped member having a smaller diameter than the shell 93 and is attached to the surface of the shell 93 opposite to the acetabulum 91 . The head member 30 is slidably arranged with respect to the liner 94 .

ヘッド部材３０，３００，３０１は、それぞれ、開口３１の反対側に位置する頭頂部３２，３２０，３２１を含む。図４～図６に示す例では、頭頂部３２，３２０，３２１は、円形の平板状に形成されている。すなわち、頭頂部３２，３２０，３２１の外面および内面３４は、平坦な面である。なお、頭頂部３２，３２０，３２１の外面および内面３４の少なくともいずれか一方が、たとえば、球面状に形成されてもよい。 Head members 30 , 300 , 301 each include crowns 32 , 320 , 321 located on opposite sides of opening 31 . In the examples shown in FIGS. 4 to 6, the tops 32, 320, 321 are formed in a circular flat plate shape. That is, the outer surface and the inner surface 34 of the crowns 32, 320, 321 are flat surfaces. At least one of the outer surface and the inner surface 34 of the top of the head 32, 320, 321 may be formed in a spherical shape, for example.

頭頂部３２，３２０，３２１の厚みは、互いに異なる。詳細には、頭頂部３２，３２０，３２１の各々の厚みは、この順に次第に大きくなっている。すなわち、頭頂部３２の厚み、頭頂部３２０の厚み、および頭頂部３２１の厚みを、それぞれｔ１、ｔ２およびｔ３とすると、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３の関係が成り立つ。 The thicknesses of the top portions 32, 320, 321 are different from each other. Specifically, the thickness of each of the tops 32, 320, 321 gradually increases in this order. That is, when the thickness of the top of the head 32, the thickness of the top of the head 320, and the thickness of the top of the head 321 are t1, t2, and t3, respectively, the relationship t1<t2<t3 is established.

頭頂部の厚みは、試用部材６００を股関節に装着した際の、股関節の周囲の靭帯の張り具合に影響する。詳細には、頭頂部の厚みが大きい程、試用部材６００が長くなることから、試用部材６００を股関節に装着した際の、股関節の周囲の靭帯の張り具合が強くなる傾向がある。つまり、センサ５０の計測結果が大きくなる傾向がある。 The thickness of the top of the head affects the tension of the ligaments around the hip joint when the trial member 600 is attached to the hip joint. Specifically, the greater the thickness of the top of the head, the longer the trial member 600, so when the trial member 600 is attached to the hip joint, the tension of the ligaments around the hip joint tends to increase. In other words, the measurement result of the sensor 50 tends to increase.

ヘッド部材３０，３００，３０１では、それぞれ、頭頂部３２，３２０，３２１と開口３１との間の部分の外面３３が、たとえば球面状に形成されている。当該部分の外面３３は、図１に示すライナー９４と接触し、ライナー９４に対して摺動可能である。 In the head members 30, 300, 301, the outer surface 33 of the portion between the top of the head 32, 320, 321 and the opening 31 is, for example, spherical. The outer surface 33 of the portion contacts and is slidable against the liner 94 shown in FIG.

ヘッド部材３０，３０１の幅と、ヘッド部材３００の幅とは、互いに異なる。詳細には、ヘッド部材３０，３０１の幅は、互いに同じである。また、ヘッド部材３０，３０１の幅をｗ１、ヘッド部材３００の幅をｗ２とすると、ｗ１＜ｗ２の関係が成り立つ。 The width of the head members 30 and 301 and the width of the head member 300 are different from each other. Specifically, the widths of the head members 30 and 301 are the same. When the width of the head members 30 and 301 is w1 and the width of the head member 300 is w2, the relationship w1<w2 holds.

ヘッド部材３０，３００，３０１の開口３１の形状およびサイズは同じである。詳細には、たとえば、ヘッド部材３０，３００，３０１の開口３１の形状は円形であり、かつ、ヘッド部材３０，３００，３０１の開口３１の径は同じである。 The shape and size of the openings 31 of the head members 30, 300, 301 are the same. Specifically, for example, the shape of the openings 31 of the head members 30, 300, 301 is circular, and the diameters of the openings 31 of the head members 30, 300, 301 are the same.

これにより、ヘッド部材３０，３００，３０１の開口３１からヘッド部材３０，３００，３０１内に共通のアタッチメント４０を挿入し、かつヘッド部材３０，３００，３０１に共通のアタッチメント４０を接続することができる。 Thereby, the common attachment 40 can be inserted into the head members 30, 300, 301 through the openings 31 of the head members 30, 300, 301, and the common attachment 40 can be connected to the head members 30, 300, 301. .

ヘッド部材３０，３００，３０１の開口３１は、筒状、具体的には円筒状の開口部３１０により形成される。詳細には、たとえば、ヘッド部材３０，３００，３０１の開口部３１０における、頭頂部および開口３１の中心を結ぶ方向の長さは互いに異なる。また、たとえば、ヘッド部材３０，３００，３０１の開口部３１０に形成される雌ねじ部の、当該方向における長さは互いに異なる。 The opening 31 of the head members 30 , 300 , 301 is formed by a tubular, specifically cylindrical opening 310 . Specifically, for example, the lengths of the openings 310 of the head members 30, 300, 301 in the direction connecting the top of the head and the center of the opening 31 are different from each other. Also, for example, the lengths in the direction of the internal threads formed in the openings 310 of the head members 30, 300, 301 are different from each other.

図２～図６を参照して、アタッチメント４０は、選択されたヘッド部材３０内に配置される。詳細には、アタッチメント４０は、図３に示すヘッド部材３０の開口３１から挿入されてヘッド部材３０内に配置される。 Referring to FIGS. 2-6, attachment 40 is positioned within selected head member 30 . Specifically, the attachment 40 is inserted through the opening 31 of the head member 30 shown in FIG. 3 and placed inside the head member 30 .

アタッチメント４０は、中空状に形成されている。また、アタッチメント４０には、開口４５が形成されている。開口４５は、ステム２０の第２端部２３を挿入可能な形状およびサイズを有する。アタッチメント４０内には、開口４５からステム２０の第２端部２３が挿入される。 The attachment 40 is hollow. An opening 45 is formed in the attachment 40 . Aperture 45 has a shape and size that allows insertion of second end 23 of stem 20 . The second end 23 of the stem 20 is inserted into the attachment 40 through the opening 45 .

詳細には、アタッチメント４０は、センサ保持部４１と、本体部４２と、無線通信部４３と、電池４３０と、被接続部４４とを含む。 Specifically, the attachment 40 includes a sensor holding portion 41 , a body portion 42 , a wireless communication portion 43 , a battery 430 and a connected portion 44 .

センサ保持部４１は、センサ５０を保持した状態において、ヘッド部材３０の頭頂部３２の内面と当接する。 The sensor holding portion 41 contacts the inner surface of the parietal portion 32 of the head member 30 while holding the sensor 50 .

詳細には、センサ保持部４１は、アタッチメント４０における開口４５とは反対側の端部に形成されている。センサ保持部４１は、ヘッド部材３０の頭頂部３２の内面３４およびヘッド部材３０の頭頂部３２付近の内面と当接する。センサ保持部４１は、略円錐台状に形成されている。 Specifically, the sensor holding portion 41 is formed at the end of the attachment 40 opposite to the opening 45 . The sensor holding portion 41 contacts the inner surface 34 of the top portion 32 of the head member 30 and the inner surface near the top portion 32 of the head member 30 . The sensor holding portion 41 is formed in a substantially truncated cone shape.

センサ保持部４１は、センサ５０の側面を囲むような形状の筒状の孔部４６を有する。すなわち、センサ５０は孔部４６に配置される。たとえば、センサ５０が円柱状である場合、孔部４６は円筒状である。また、センサ５０が四角柱状である場合、孔部４６は四角筒状である。 The sensor holding portion 41 has a tubular hole portion 46 shaped to surround the side surface of the sensor 50 . That is, sensor 50 is placed in hole 46 . For example, if sensor 50 is cylindrical, hole 46 is cylindrical. Further, when the sensor 50 has a square prism shape, the hole portion 46 has a square tube shape.

孔部４６は、センサ５０を固定するような形状およびサイズ、たとえばセンサ５０の側面と密着するような形状およびサイズを有してもよいし、センサ５０の側面が孔部４６に対して摺動可能な形状およびサイズを有してもよい。 The hole portion 46 may have a shape and size to fix the sensor 50 , for example, a shape and size to closely contact the side surface of the sensor 50 , or the side surface of the sensor 50 may slide against the hole portion 46 . It may have any possible shape and size.

アタッチメント４０の外面側において、孔部４６が開口４７を形成している。センサ保持部４１により保持されるセンサ５０は、アタッチメント４０がヘッド部材３０内に配置された状態において、ヘッド部材３０の頭頂部３２と接触可能な位置に配置される。詳細には、センサ５０は、アタッチメント４０がヘッド部材３０内に配置された状態において、開口４７を通じて頭頂部３２の内面３４と接触する。 A hole 46 forms an opening 47 on the outer surface side of the attachment 40 . The sensor 50 held by the sensor holding portion 41 is arranged at a position capable of contacting the parietal portion 32 of the head member 30 when the attachment 40 is arranged inside the head member 30 . Specifically, the sensor 50 contacts the inner surface 34 of the crown 32 through the opening 47 when the attachment 40 is disposed within the head member 30 .

本体部４２は、案内部４８と、収容部４９とを有する。 The body portion 42 has a guide portion 48 and a housing portion 49 .

詳細には、本体部４２は、センサ保持部４１と一体に形成されている。本体部４２は、小径の筒と、当該筒から間隔をあけて当該筒を覆う大径の筒とを有するような形状、すなわち二重の筒状に形成されている。 Specifically, the body portion 42 is formed integrally with the sensor holding portion 41 . The body portion 42 is formed in a shape having a small-diameter tube and a large-diameter tube that covers the tube with a gap therebetween, that is, a double tube shape.

案内部４８は、当該小径の筒により形成される。詳細には、案内部４８は、ステム２０の第２端部２３がセンサ５０を押圧可能なように第２端部２３をセンサ５０へ案内する。すなわち、本体部４２にステム２０の第２端部２３が挿入される際、案内部４８により、ステム２０の第２端部２３がセンサ５０へ案内される。 The guide portion 48 is formed by the small-diameter cylinder. Specifically, the guide 48 guides the second end 23 of the stem 20 to the sensor 50 so that the second end 23 of the stem 20 can press against the sensor 50 . That is, when the second end portion 23 of the stem 20 is inserted into the body portion 42 , the guide portion 48 guides the second end portion 23 of the stem 20 to the sensor 50 .

詳細には、案内部４８は、たとえば円筒状に形成されている。案内部４８における開口４５側には、複数の切り欠き部４８０が形成されている。切り欠き部４８０の数は、たとえば４つである。各切り欠き部４８０は、案内部４８の周方向に沿って、互いに所定の間隔をあけて形成されている。 Specifically, the guide portion 48 is formed, for example, in a cylindrical shape. A plurality of notch portions 480 are formed on the opening 45 side of the guide portion 48 . The number of notches 480 is, for example, four. Each notch 480 is formed along the circumferential direction of the guide portion 48 at predetermined intervals.

案内部４８に複数の切り欠き部４８０が形成されることにより、案内部４８は板ばねの機能を有する。すなわち、案内部４８は、隣り合う切り欠き部４８０の間において板ばね部４８１を有する。たとえば、案内部４８は４つの板ばね部４８１を有する。 By forming a plurality of notches 480 in the guide portion 48, the guide portion 48 functions as a leaf spring. That is, the guide portion 48 has leaf spring portions 481 between adjacent notch portions 480 . For example, guide portion 48 has four leaf spring portions 481 .

各板ばね部４８１は、ステム２０の第２端部２３の側面を弾性的に押圧しながら、第２端部２３をセンサ５０へ案内する。 Each leaf spring portion 481 guides the second end portion 23 of the stem 20 toward the sensor 50 while elastically pressing the side surface of the second end portion 23 of the stem 20 .

各板ばね部４８１の先端には、アタッチメント４０の中心線４０１側へ突出する突出部４８２が形成されている。各突出部４８２は、ステム２０の第２端部２３の側面および段差部２５を弾性的に押圧する。 A projecting portion 482 projecting toward the center line 401 of the attachment 40 is formed at the tip of each leaf spring portion 481 . Each projecting portion 482 elastically presses the side surface of the second end portion 23 of the stem 20 and the stepped portion 25 .

すなわち、ユーザが各板ばね部４８１の弾性力に抗してステム２０の第２端部２３を案内部４８内に挿入すると、第２端部２３は案内部４８によりセンサ５０へ案内される。第２端部２３の先端面２９がセンサ５０を押圧する位置に到達すると、段差部２５が各突出部４８２に到達して各突出部４８２により弾性的に押圧される。各突出部４８２が段差部２５を押圧することにより、ユーザの意に反して第２端部２３が案内部４８から抜けることが防止される。 That is, when the user inserts the second end 23 of the stem 20 into the guide portion 48 against the elastic force of each leaf spring portion 481 , the second end portion 23 is guided to the sensor 50 by the guide portion 48 . When the tip surface 29 of the second end portion 23 reaches the position where it presses the sensor 50 , the stepped portion 25 reaches each projecting portion 482 and is elastically pressed by each projecting portion 482 . The projections 482 press the stepped portion 25 to prevent the second end portion 23 from coming off the guide portion 48 against the user's will.

収容部４９は、上記小径の筒の外面および大径の筒の内面により形成される。すなわち、当該小径の筒と当該大径の筒との間の空間が、収容のための空間となる。当該空間とセンサ保持部４１の孔部４６との間には、溝部４９０が形成されている。当該空間とセンサ保持部４１の孔部４６とは、溝部４９０により形成される空間を通じて連通している。収容部４９は、無線通信部４３および電池４３０を収容可能である。溝部４９０内には、たとえば、センサ５０および無線通信部４３を接続する信号線４９１が配置される。 The housing portion 49 is formed by the outer surface of the small-diameter tube and the inner surface of the large-diameter tube. That is, the space between the small-diameter tube and the large-diameter tube serves as a storage space. A groove portion 490 is formed between the space and the hole portion 46 of the sensor holding portion 41 . The space and the hole portion 46 of the sensor holding portion 41 communicate through the space formed by the groove portion 490 . The accommodation portion 49 can accommodate the wireless communication portion 43 and the battery 430 . For example, a signal line 491 connecting the sensor 50 and the wireless communication unit 43 is arranged in the groove 490 .

電池４３０は、図示しない電力線を介して、センサ５０および無線通信部４３と接続されている。電池４３０は、電力線を介して、センサ５０および無線通信部４３へ電力を供給する。電力線には、電力供給のオンおよびオフを切り替える図示しないスイッチが設けられている。電池４３０は、収容部４９に収容される。 Battery 430 is connected to sensor 50 and wireless communication unit 43 via a power line (not shown). Battery 430 supplies power to sensor 50 and wireless communication unit 43 via the power line. The power line is provided with a switch (not shown) for switching power supply on and off. Battery 430 is housed in housing portion 49 .

無線通信部４３は、信号線４９１を介して、センサ５０と接続されている。センサ５０は、ヘッド部材３０のたとえば頭頂部３２およびステム２０の第２端部２３間に発生する押圧力を示す計測信号を信号線４９１経由で無線通信部４３へ出力する。無線通信部４３は、収容部４９に収容される。 The wireless communication section 43 is connected to the sensor 50 via the signal line 491 . The sensor 50 outputs a measurement signal indicating the pressing force generated between, for example, the parietal portion 32 of the head member 30 and the second end portion 23 of the stem 20 to the wireless communication portion 43 via the signal line 491 . The wireless communication section 43 is housed in the housing section 49 .

無線通信部４３は、センサ５０の計測結果を示すセンサ情報を送信する。詳細には、無線通信部４３は、センサ５０から計測信号を受けると、受けた計測信号の示す計測結果を無線信号に含めて外部のパーソナルコンピュータおよびタブレット等の管理装置７００へ送信する。管理装置７００は、たとえば、受信した計測結果を蓄積し、蓄積した計測結果を画面に表示する。 The wireless communication unit 43 transmits sensor information indicating the measurement result of the sensor 50 . Specifically, when the wireless communication unit 43 receives the measurement signal from the sensor 50, the wireless communication unit 43 includes the measurement result indicated by the received measurement signal in the wireless signal and transmits the wireless signal to the management device 700 such as an external personal computer or tablet. The management device 700, for example, accumulates the received measurement results and displays the accumulated measurement results on the screen.

被接続部４４は、ヘッド部材３０の開口部３１０に接続される。被接続部４４は、たとえば雄ねじ部である。詳細には、当該雄ねじ部は、ヘッド部材３０の雌ねじ部３５と螺合する。当該雄ねじ部が雌ねじ部３５と螺合することにより、アタッチメント４０はヘッド部材３０に接続される。 The connected portion 44 is connected to the opening 310 of the head member 30 . The connected portion 44 is, for example, a male screw portion. Specifically, the male threaded portion is screwed with the female threaded portion 35 of the head member 30 . The attachment 40 is connected to the head member 30 by screwing the male threaded portion into the female threaded portion 35 .

ヘッド部材３０の開口部３１０は、被接続部４４を接続する位置を、開口３１の中心および頭頂部３２を結ぶ方向、すなわち図３に示す中心線３６に沿う方向において調節可能である。 The opening 310 of the head member 30 can adjust the position of connecting the connected portion 44 in the direction connecting the center of the opening 31 and the top of the head 32, that is, the direction along the center line 36 shown in FIG.

詳細には、ヘッド部材３０の雌ねじ部３５とアタッチメント４０の上記雄ねじ部との螺合の位置を調節することにより、ヘッド部材３０の開口部３１０が被接続部４４を接続する位置を調節可能である。たとえば、センサ５０の大きさに応じて当該位置を調節可能である。 Specifically, the position at which the opening 310 of the head member 30 connects the connected portion 44 can be adjusted by adjusting the screwing position between the female threaded portion 35 of the head member 30 and the male threaded portion of the attachment 40 . be. For example, the position can be adjusted according to the size of sensor 50 .

詳細には、センサ５０は、センサ保持部４１の孔部４６内に配置され、孔部４６の内壁面により保持される。センサ５０は荷重センサであり、たとえば、圧縮型すなわちプッシュタイプのロードセルである。センサ５０は、円柱等の柱状に形成されている。 Specifically, the sensor 50 is arranged in the hole 46 of the sensor holding portion 41 and held by the inner wall surface of the hole 46 . Sensor 50 is a load sensor, for example a compression or push type load cell. The sensor 50 is formed in a columnar shape such as a cylinder.

センサ５０は、圧縮型である場合、ステム２０の第２端部２３によって押圧される押込み部５１を有する。押込み部５１は、アタッチメント４０の中心線４０１上に位置する。押込み部５１が押し込まれることにより、荷重に関する値が計測される。詳細には、たとえば、センサ５０は歪ゲージを備えており、荷重に伴う歪ゲージの抵抗値の変化を計測する。 The sensor 50 has an indentation 51 that is pressed by the second end 23 of the stem 20 when it is of the compression type. The pushing portion 51 is positioned on the centerline 401 of the attachment 40 . A value related to the load is measured by pushing the push-in portion 51 . Specifically, the sensor 50 has a strain gauge, for example, and measures the change in the resistance value of the strain gauge due to the load.

図７は、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムにおける試用部材および管理装置の機能的構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing functional configurations of a trial member and a management device in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention.

図７を参照して、試用部材６００は、センサ部６１と、無線通信部４３と、アンテナ５６とを含む。センサ部６１は、センサ５０と、センサ信号受信回路５３と、Ａ／Ｄ変換部５４と、データ換算部５５とを有する。 Referring to FIG. 7 , trial member 600 includes sensor section 61 , wireless communication section 43 , and antenna 56 . The sensor section 61 has a sensor 50 , a sensor signal receiving circuit 53 , an A/D conversion section 54 and a data conversion section 55 .

センサ信号受信回路５３、Ａ／Ｄ変換部５４およびデータ換算部５５は、図示しない基板に実装される。センサ信号受信回路５３、Ａ／Ｄ変換部５４およびデータ換算部５５は、基板に実装された状態で収容部４９に収容される。 The sensor signal receiving circuit 53, the A/D converter 54 and the data converter 55 are mounted on a substrate (not shown). The sensor signal receiving circuit 53, the A/D conversion section 54, and the data conversion section 55 are housed in the housing section 49 while being mounted on the board.

センサ信号受信回路５３は、センサ５０から受けた計測信号に基づくアナログ信号をＡ／Ｄ変換部５４へ出力する。 The sensor signal receiving circuit 53 outputs an analog signal based on the measurement signal received from the sensor 50 to the A/D converter 54 .

Ａ／Ｄ変換部５４は、センサ信号受信回路５３から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換してデータ換算部５５へ出力する。 The A/D converter 54 converts the analog signal received from the sensor signal receiving circuit 53 into a digital signal and outputs the digital signal to the data converter 55 .

データ換算部５５は、Ａ／Ｄ変換部５４から受けたデジタル信号の示す計測結果を荷重に変換する。 The data conversion section 55 converts the measurement result indicated by the digital signal received from the A/D conversion section 54 into a load.

無線通信部４３は、データ換算部５５によって変換された荷重を示すセンサ情報を無線信号に含めて、アンテナ５６を介して外部の管理装置７００へ送信する。 The wireless communication unit 43 includes the sensor information indicating the load converted by the data conversion unit 55 in a wireless signal and transmits the wireless signal to the external management device 700 via the antenna 56 .

管理装置７００は、たとえば、受信したセンサ情報に対して所定の処理を行い、処理されたセンサ情報を画面に表示する。詳細には、管理装置７００は、アンテナ７０と、無線通信部７１と、データ取り込み部７２と、デジタル信号処理部７３と、表示部７４とを含む。 The management device 700 performs predetermined processing on the received sensor information, for example, and displays the processed sensor information on the screen. Specifically, the management device 700 includes an antenna 70 , a wireless communication section 71 , a data acquisition section 72 , a digital signal processing section 73 and a display section 74 .

無線通信部７１は、試用部材６００の無線通信部４３と無線による通信を行う。具体的には、無線通信部７１は、試用部材６００の無線通信部４３から、荷重を示すセンサ情報を含む無線信号を受信してデータ取り込み部７２へ出力する。 The wireless communication unit 71 wirelessly communicates with the wireless communication unit 43 of the trial member 600 . Specifically, the wireless communication unit 71 receives a wireless signal including sensor information indicating the load from the wireless communication unit 43 of the trial member 600 and outputs the wireless signal to the data capturing unit 72 .

データ取り込み部７２は、無線通信部７１から受けた無線信号に含まれるセンサ情報を取得してデジタル信号処理部７３へ出力する。 The data capturing unit 72 acquires sensor information included in the wireless signal received from the wireless communication unit 71 and outputs the sensor information to the digital signal processing unit 73 .

デジタル信号処理部７３は、データ取り込み部７２から受けたセンサ情報に対してフィルタ処理を行ってノイズを除去し、表示部７４へ出力する。 The digital signal processing unit 73 filters the sensor information received from the data capturing unit 72 to remove noise, and outputs the filtered information to the display unit 74 .

表示部７４は、たとえば、ディスプレイである。表示部７４は、デジタル信号処理部７３から受けたセンサ情報の示す荷重を表示する。なお、表示部７４は、管理装置７００の外部に設けられてもよい。 Display unit 74 is, for example, a display. The display unit 74 displays the load indicated by the sensor information received from the digital signal processing unit 73 . Note that the display unit 74 may be provided outside the management device 700 .

［使用方法］
図１～図３を参照して、医療用荷重計測システム１０１の使用方法について説明する。 [how to use]
A method of using the medical load measuring system 101 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

図３を参照して、まず、人工股関節の置換手術中に、ユーザの一例である術者は、複数のヘッド部材３０，３００，３０１の中から、患者の股関節に適合しそうなヘッド部材を選択する。たとえば、術者は、ヘッド部材３０を選択する。 Referring to FIG. 3, first, during a replacement surgery for an artificial hip joint, an operator who is an example of a user selects a head member that is likely to fit the patient's hip joint from among a plurality of head members 30, 300, and 301. do. For example, the operator selects head member 30 .

次に、または並行して、術者は、ステム２０の本体部２２を大腿骨８０の髄腔部８１に挿入する。 Next, or in parallel, the operator inserts the body portion 22 of the stem 20 into the medullary canal portion 81 of the femur 80 .

次に、図２を参照して、術者は、ヘッド部材３０の開口３１からヘッド部材３０内にアタッチメント４０を挿入し、ヘッド部材３０の雌ねじ部３５とアタッチメント４０の被接続部４４すなわち雄ねじ部とを螺合する。これにより、ヘッド部材３０にアタッチメント４０が接続される。ヘッド部材３０にアタッチメント４０が接続された状態において、センサ５０がセンサ保持部４１に保持され、センサ５０がヘッド部材３０の頭頂部３２の内面３４に当接する。 Next, referring to FIG. 2, the operator inserts the attachment 40 into the head member 30 through the opening 31 of the head member 30, and the female threaded portion 35 of the head member 30 and the connected portion 44 of the attachment 40, that is, the male threaded portion. screw together. The attachment 40 is thereby connected to the head member 30 . When the attachment 40 is connected to the head member 30 , the sensor 50 is held by the sensor holding portion 41 and contacts the inner surface 34 of the parietal portion 32 of the head member 30 .

次に、術者は、アタッチメント４０の開口４５からステム２０の第２端部２３を挿入する。そして、アタッチメント４０の案内部４８内に第２端部２３を挿入する。そして、案内部４８により第２端部２３をセンサ５０まで案内させて、第２端部２３をセンサ５０に当接させる。 The operator then inserts the second end 23 of the stem 20 through the opening 45 of the attachment 40 . Then, the second end portion 23 is inserted into the guide portion 48 of the attachment 40 . Then, the guide portion 48 guides the second end portion 23 to the sensor 50 to bring the second end portion 23 into contact with the sensor 50 .

次に、または並行して、術者は、骨盤９０の所定の箇所にカップ９２を装着する。 Next, or in parallel, the operator attaches the cup 92 to the pelvis 90 at a predetermined location.

次に、術者は、ヘッド部材３０をカップ９２に当接させる。これにより、股関節の周囲の靭帯の張力が試用部材６００に作用する。詳細には、靭帯の張力により、ステム２０の第２端部２３およびヘッド部材３０がセンサ５０を押圧する。センサ５０は、自己に作用する荷重に対応する値を計測する。 Next, the operator brings the head member 30 into contact with the cup 92 . This causes the tension in the ligaments around the hip joint to act on the trial member 600 . Specifically, ligament tension causes second end 23 of stem 20 and head member 30 to press against sensor 50 . The sensor 50 measures a value corresponding to the load acting on itself.

試用部材６００は、センサ５０の計測結果に基づいて、荷重を示すセンサ情報を含む無線信号を管理装置７００へ送信する。 Based on the measurement result of the sensor 50 , the trial member 600 transmits a wireless signal including sensor information indicating the load to the management device 700 .

管理装置７００は、試用部材６００から受信した無線信号に含まれるセンサ情報に基づく荷重を表示部７４に表示する。 The management device 700 displays the load based on the sensor information included in the wireless signal received from the trial member 600 on the display section 74 .

次に、術者は、表示部７４に表示された荷重を確認する。術者は、荷重が適正な値である場合、ヘッド部材３０を含む試用部材６００を、同じサイズのインプラントである人工股関節に置換する。 Next, the operator confirms the load displayed on the display section 74 . When the load is an appropriate value, the operator replaces the trial member 600 including the head member 30 with an artificial hip joint that is an implant of the same size.

術者は、荷重が適正な値でない場合、ヘッド部材３０を他のヘッド部材、たとえばヘッド部材３０１に交換する。そして、試用部材６００は、再度、荷重を計測する。 The operator replaces the head member 30 with another head member, for example, the head member 301 when the load is not an appropriate value. Then, the trial member 600 measures the load again.

次に、術者は、表示部７４に表示された荷重を確認する。荷重が適正な値である場合、ヘッド部材３０１を含む試用部材６００を、同じサイズのインプラントである人工股関節に置換する。 Next, the operator confirms the load displayed on the display section 74 . If the load is the correct value, the trial member 600 including the head member 301 is replaced with an artificial hip joint that is an implant of the same size.

なお、アタッチメント４０のセンサ保持部４１は、センサ５０を保持した状態においてヘッド部材３０の頭頂部３２の内面と当接しない構成であってもよい。センサ保持部４１は本体部４２を介してヘッド部材３０の開口部３１０と接続されていることから、センサ保持部４１がヘッド部材３０の頭頂部３２に当接しない構成であっても、センサ５０はヘッド部材３０およびステム２０の第２端部２３間に発生する押圧力を受けて、当該押圧力を計測することができる。 The sensor holding portion 41 of the attachment 40 may be configured so as not to contact the inner surface of the parietal portion 32 of the head member 30 while holding the sensor 50 . Since the sensor holding portion 41 is connected to the opening portion 310 of the head member 30 via the main body portion 42 , even if the sensor holding portion 41 is configured not to contact the top portion 32 of the head member 30 , the sensor 50 can receive the pressing force generated between the head member 30 and the second end 23 of the stem 20 and measure the pressing force.

また、アタッチメント４０の本体部４２は、案内部４８を有さない構成であってもよい。 Also, the body portion 42 of the attachment 40 may be configured without the guide portion 48 .

また、ヘッド部材３０，３００，３０１の開口部３１０は、アタッチメント４０の被接続部４４との接続位置を変更できない構成であってもよい。 Further, the openings 310 of the head members 30 , 300 , 301 may be configured such that the connection position with the connected portion 44 of the attachment 40 cannot be changed.

また、ヘッド部材３０，３００，３０１における頭頂部の厚みは、互いに同じであってもよい。この場合、たとえば、ヘッド部材３０，３００，３０１の幅は互いに異なる。 Also, the thicknesses of the top portions of the head members 30, 300, and 301 may be the same. In this case, for example, the widths of the head members 30, 300, 301 are different from each other.

また、ヘッド部材３０，３００，３０１の幅は、互いに同じであってもよい。この場合、たとえば、ヘッド部材３０，３００，３０１における頭頂部の厚みは互いに異なる。 Also, the widths of the head members 30, 300, 301 may be the same. In this case, for example, the thicknesses of the top portions of the head members 30, 300, 301 are different from each other.

また、アタッチメント４０は、無線通信部４３を有さない構成であってもよい。この場合、たとえば、試用部材６００は、図示しない記憶部においてセンサ情報等を保存する。そして、たとえば、ユーザは、当該記憶部に保存されたセンサ情報等を、管理装置７００の表示部７４に表示させる操作を行う。 Also, the attachment 40 may be configured without the wireless communication unit 43 . In this case, for example, the trial member 600 stores sensor information and the like in a storage unit (not shown). Then, for example, the user performs an operation to display the sensor information or the like stored in the storage unit on the display unit 74 of the management device 700 .

ところで、人工股関節置換術を行う際、荷重計測システムを用いることにより、人工股関節に作用する力を計測することができる。このような計測を利用して人工股関節置換術を向上させる優れた技術が望まれる。 By the way, when performing artificial hip joint replacement surgery, the force acting on the artificial hip joint can be measured by using a load measuring system. Better techniques that utilize such measurements to improve hip replacement surgery are desired.

これに対して、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムは、股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術において用いられる人工股関節用の試用部材、が受ける荷重を計測する医療用荷重計測システムである。当該医療用荷重計測システムは、試用部材６００を構成し、第１端部２１が大腿骨８０に挿入されるステム２０と、試用部材６００を構成し、開口４５が形成され、骨盤９０側に選択的に配置される中空状の複数のヘッド部材３０，３００，３０１と、選択されたヘッド部材３０内に配置され、中空状でかつステム２０の第２端部２３が挿入されるアタッチメント４０と、アタッチメント４０内に配置され、ステム２０およびヘッド部材３０に挟まれて押圧されることにより受ける荷重を計測するセンサ５０とを備える。アタッチメント４０は、ヘッド部材３０の開口３１から挿入されてヘッド部材３０内に配置される。ヘッド部材３０，３００，３０１の開口３１の形状およびサイズは同じである。 In contrast, a medical load measuring system according to an embodiment of the present invention is a medical device for measuring the load received by a trial member for an artificial hip joint used in surgery to replace a part or all of the hip joint with an artificial hip joint. It is a load measurement system for The medical load measuring system comprises a trial member 600 , a stem 20 having a first end 21 inserted into the femur 80 , and a trial member 600 with an opening 45 formed thereon and selected on the pelvis 90 side. a plurality of hollow head members 30, 300, and 301 that are arranged in parallel; an attachment 40 that is arranged in the selected head member 30 and has a hollow shape and into which the second end 23 of the stem 20 is inserted; A sensor 50 is provided in the attachment 40 and measures the load received by being sandwiched and pressed between the stem 20 and the head member 30 . The attachment 40 is inserted through the opening 31 of the head member 30 and arranged inside the head member 30 . The shape and size of the openings 31 of the head members 30, 300, 301 are the same.

このように、ヘッド部材３０の開口３１から挿入されてヘッド部材３０内に配置されるアタッチメント４０を備え、かつヘッド部材３０，３００，３０１の開口の形状およびサイズが同じである構成により、ヘッド部材３０，３００，３０１内に共通のアタッチメント４０を配置することができる。これにより、１つのアタッチメント４０に対して多様なサイズのヘッド部材３０，３００，３０１を準備することができる。このため、人工股関節置換術に用いられる人工股関節用の、種々のサイズおよび形状の試用部材６００を簡単に試すことができる。また、複数のアタッチメント４０を準備する必要が無いため、試用部材６００の部品点数を少なく抑えるという経済的な効果をもたらすことができる。 In this way, the attachment 40 is inserted through the opening 31 of the head member 30 and arranged in the head member 30, and the shape and size of the openings of the head members 30, 300, and 301 are the same. A common attachment 40 can be placed in 30,300,301. Accordingly, head members 30 , 300 , 301 of various sizes can be prepared for one attachment 40 . As such, it is easy to try different sizes and shapes of trial members 600 for hip prostheses used in hip replacement surgery. Moreover, since it is not necessary to prepare a plurality of attachments 40, it is possible to reduce the number of parts of the trial member 600, which is an economical effect.

したがって、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムでは、人工股関節置換術に用いられる人工股関節用の試用部材６００に作用する荷重を計測する技術を利用して、人工股関節置換術を向上させることができる。 Therefore, in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention, the technology for measuring the load acting on the artificial hip joint trial member 600 used in the artificial hip joint replacement surgery is used to improve the artificial hip joint replacement surgery. can be made

また、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムでは、ヘッド部材３０は、開口１３の反対側に位置する頭頂部３２を含む。アタッチメント４０は、センサ５０を保持した状態において頭頂部３２の内面と当接するセンサ保持部４１を含む。 Moreover, in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention, the head member 30 includes a parietal portion 32 located on the opposite side of the opening 13 . The attachment 40 includes a sensor holding portion 41 that contacts the inner surface of the parietal portion 32 while holding the sensor 50 .

このような構成により、ステム２０とヘッド部材３０の頭頂部３２との間で発生する荷重を頭頂部３２に対してより確実に伝達することができるため、センサ５０による計測の精度を高めることができる。 With such a configuration, the load generated between the stem 20 and the top of the head 32 of the head member 30 can be more reliably transmitted to the top of the head 32, so that the accuracy of measurement by the sensor 50 can be improved. can.

また、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムでは、アタッチメント４０は、ステム２０の第２端部２３が挿入される本体部４２を含む。本体部４２は、ステム２０の第２端部２３がセンサ５０を押圧可能なように第２端部２３をセンサ５０へ案内する案内部４８を有する。 Moreover, in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention, the attachment 40 includes a body portion 42 into which the second end portion 23 of the stem 20 is inserted. The body portion 42 has a guide portion 48 that guides the second end portion 23 of the stem 20 to the sensor 50 so that the second end portion 23 of the stem 20 can press the sensor 50 .

このような構成により、ステム２０の第２端部２３がセンサ５０をより確実に押圧することができるため、センサ５０による荷重の計測をより確実に行うことができる。 With such a configuration, the second end portion 23 of the stem 20 can press the sensor 50 more reliably, so the load can be measured by the sensor 50 more reliably.

また、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムでは、ヘッド部材３０は、開口１３の反対側に位置する頭頂部３２を含む。アタッチメント４０は、ヘッド部材３０の開口３１を形成する開口部３１０に接続される被接続部４４を含む。開口部３１０は、被接続部４４を接続する位置を、開口３１の中心および頭頂部３２を結ぶ方向において調節可能である。 Moreover, in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention, the head member 30 includes a parietal portion 32 located on the opposite side of the opening 13 . The attachment 40 includes a connected portion 44 connected to the opening 310 forming the opening 31 of the head member 30 . The opening 310 can adjust the position where the connected portion 44 is connected in the direction connecting the center of the opening 31 and the top of the head 32 .

このような構成により、ステム２０の第２端部２３がセンサ５０をより確実に押圧するように、アタッチメント４０およびヘッド部材３０の接続位置を調節することができるため、センサ５０による荷重の計測をより確実に行うことができる。 With such a configuration, the connection position of the attachment 40 and the head member 30 can be adjusted so that the second end portion 23 of the stem 20 presses the sensor 50 more reliably. can be done more reliably.

また、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムでは、ヘッド部材３０は、開口１３の反対側に位置する頭頂部３２を含む。ヘッド部材３０，３００，３０１における、開口３１の反対側に位置する頭頂部３２の厚みが互いに異なる。 Moreover, in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention, the head member 30 includes a parietal portion 32 located on the opposite side of the opening 13 . In the head members 30, 300, 301, the thickness of the top portion 32 located on the opposite side of the opening 31 is different from each other.

頭頂部３２の厚みは、試用部材６００を股関節に装着した際の、股関節の周囲の靭帯の張り具合に影響する。このため、たとえばヘッド部材３０を頭頂部３２の厚みが異なる他のヘッド部材３００，３０１に交換することにより、股関節の周囲の靭帯の張り具合を容易に調節することができる。 The thickness of the crown 32 affects the tension of the ligaments around the hip joint when the trial member 600 is attached to the hip joint. Therefore, for example, by replacing the head member 30 with other head members 300 and 301 having different thicknesses of the crown 32, the tension of the ligaments around the hip joint can be easily adjusted.

また、本発明の実施の形態に係る医療用荷重計測システムでは、アタッチメント４０は、センサ５０の計測結果を示すセンサ情報を送信する無線通信部４３と、ステム２０の第２端部２３が挿入される本体部４２とを含む。本体部４２は、無線通信部４３、ならびに無線通信部４３およびセンサ５０へ電力を供給する電池４３０を収容可能な収容部４９を有する。 Moreover, in the medical load measuring system according to the embodiment of the present invention, the attachment 40 includes a wireless communication section 43 for transmitting sensor information indicating the measurement result of the sensor 50, and the second end portion 23 of the stem 20 is inserted. and a main body portion 42 . The body portion 42 has a wireless communication portion 43 and a housing portion 49 capable of housing a battery 430 that supplies power to the wireless communication portion 43 and the sensor 50 .

このような構成により、試用部材６００および管理装置７００間の通信を無線化することができるため、有線通信のように配線が手術の邪魔になるようなことがなく、手術を容易に行うことができる。また、通信線の断線によって通信ができなくなるような不都合を解消することができる。 With such a configuration, wireless communication between the trial member 600 and the management device 700 can be performed. Therefore, unlike wired communication, wiring does not interfere with surgery, and surgery can be easily performed. can. In addition, it is possible to solve the problem that communication becomes impossible due to disconnection of the communication line.

［変形例１］
図８は、本発明の実施の形態の変形例１に係る医療用荷重計測システムにおけるヘッド部材およびアタッチメントの構成を示す断面図である。 [Modification 1]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the head member and the attachment in the medical load measuring system according to Modification 1 of the embodiment of the present invention.

図８を参照して、変形例１に係る医療用荷重計測システムは、図５に示すヘッド部材３００と比べて頭頂部の形態が異なり、かつ図５に示すアタッチメント４０と比べてセンサ保持部の形態が異なる。 Referring to FIG. 8, the medical load measuring system according to Modification 1 has a different shape of the top of the head than head member 300 shown in FIG. Different form.

変形例１に係る医療用荷重計測システムのアタッチメント４０２では、本体部４２０とセンサ保持部４１０とは、別体に構成されている。図８に示す例では、本体部４２０とセンサ保持部４１０とは互いに当接している。 In the attachment 402 of the medical load measuring system according to Modification 1, the body portion 420 and the sensor holding portion 410 are configured separately. In the example shown in FIG. 8, the body portion 420 and the sensor holding portion 410 are in contact with each other.

詳細には、センサ保持部４１０は、センサ５０の側面に当接する筒状の側壁部４１２と、センサ５０における押込み部５１とは反対側の面に当接する底部４１１とを有する。側壁部４１２および底部４１１は一体に形成されている。すなわち、底部４１１は、側壁部４１２の２つの端部の一方を塞いでいる。また、センサ保持部４１０における底部４１１とは反対側の端部は開口している。底部４１１における側壁部４１２とは反対側の第１の面である面４１１０は、平坦な面である。 Specifically, the sensor holding portion 410 has a cylindrical side wall portion 412 that contacts the side surface of the sensor 50 and a bottom portion 411 that contacts the surface of the sensor 50 opposite to the push portion 51 . Side wall portion 412 and bottom portion 411 are integrally formed. That is, the bottom portion 411 closes one of the two ends of the side wall portion 412 . Further, the end portion of the sensor holding portion 410 opposite to the bottom portion 411 is open. A surface 4110, which is the first surface of the bottom portion 411 opposite to the side wall portion 412, is a flat surface.

本体部４２０は、開口４５とは反対側の端部において開口する開口部４２０１を有する。開口部４２０１により形成される開口は、センサ保持部４１０の開口と連通している。また、開口部４２０１により形成される開口と、センサ保持部４１０の開口とは同じ形状およびサイズを有する。 The body portion 420 has an opening 4201 that opens at the end opposite to the opening 45 . The opening formed by opening 4201 communicates with the opening of sensor holder 410 . Also, the opening formed by the opening 4201 and the opening of the sensor holding portion 410 have the same shape and size.

ヘッド部材３０２の頭頂部３２０１の内面には、センサ保持部４１０が嵌まり込むくぼみ部３２５が形成されている。なお、くぼみ部３２５の深さは、センサ保持部４１０の少なくとも底部４１１側の一部が嵌り込む深さである。 A recessed portion 325 into which the sensor holding portion 410 is fitted is formed on the inner surface of the top portion 3201 of the head member 302 . The depth of the recess 325 is such that at least a portion of the sensor holding portion 410 on the bottom portion 411 side fits therein.

くぼみ部３２５の第２の面である底面３２５０は、平坦な面である。底面３２５０と底部４１１の面４１１０とは当接する。底面３２５０と底部４１１の面４１１０との間で荷重が伝達される。 A bottom surface 3250, which is the second surface of the recess 325, is a flat surface. The bottom surface 3250 and the surface 4110 of the bottom portion 411 abut. Loads are transferred between the bottom surface 3250 and the surface 4110 of the bottom portion 411 .

本発明の実施の形態の変形例１に係る医療用荷重計測システムでは、センサ保持部４１０が嵌まり込むくぼみ部３２５が頭頂部３２０１の内面に形成される。センサ保持部４１０が有する平坦な面４１１０とくぼみ部３２５が有する平坦な底面３２５０とが当接する。底面３２５０および面４１１０間で荷重が伝達される。 In the medical load measuring system according to Modification 1 of the embodiment of the present invention, recessed portion 325 into which sensor holding portion 410 is fitted is formed on the inner surface of parietal portion 3201 . The flat surface 4110 of the sensor holding portion 410 and the flat bottom surface 3250 of the recess 325 are in contact with each other. Loads are transferred between bottom surface 3250 and surface 4110 .

このような構成により、センサ保持部４１０の位置がヘッド部材３０２の頭頂部３２０１に対してずれにくくなるため、センサ５０による計測の精度をさらに高めることができる。 Such a configuration makes it difficult for the position of the sensor holding portion 410 to shift with respect to the parietal portion 3201 of the head member 302, so that the accuracy of measurement by the sensor 50 can be further improved.

［変形例２］
図９は、本発明の実施の形態の変形例２に係る医療用荷重計測システムにおけるヘッド部材およびアタッチメントの構成を示す断面図である。 [Modification 2]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the head member and the attachment in the medical load measuring system according to Modification 2 of the embodiment of the present invention.

図８に示す例は、本体部４２０とセンサ保持部４１０とが互いに当接する構成であるが、これに限定されるものではない。たとえば、図９を参照して、本体部４２０とセンサ保持部４１０とは互いに離間していてもよい。 The example shown in FIG. 8 is a configuration in which the body portion 420 and the sensor holding portion 410 are in contact with each other, but the configuration is not limited to this. For example, referring to FIG. 9, body portion 420 and sensor holding portion 410 may be separated from each other.

変形例１および変形例２のその他の構成は、上述した医療用荷重計測システム１０１と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。 Other configurations of Modification 1 and Modification 2 are the same as those of medical load measuring system 101 described above, so detailed description will not be repeated here.

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above-described embodiments should be considered as illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all changes within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

２０ステム
２１ステムの第１端部
２２本体部
２３ステムの第２端部
２４ネック部
２５段差部
２６ネック本体
２７ネック部の側面
２８ネック部の中心線
２９先端面
３０，３００，３０１，３０２ヘッド部材
３１開口
３２，３２０，３２１，３２０１頭頂部
３３ヘッド部材の外面
３４頭頂部の内面
３５雌ねじ部
３６ヘッド部材の中心線
４０アタッチメント
４１，４１０センサ保持部
４２本体部
４３無線通信部
４４被接続部
４５開口
４６孔部
４７開口
４８案内部
４９収容部
５０センサ
５１押込み部
５３センサ信号受信部
５４Ａ／Ｄ変換部
５５データ換算部
６１センサ部
５６アンテナ
８０大腿骨
８１髄腔部
９０骨盤
９１寛骨臼
９２カップ
９３シェル
９４ライナー
１０１医療用荷重計測システム
３１０ヘッド部材の開口部
３２５くぼみ部
４０１アタッチメントの中心線
４１１底部
４１２側壁部
４３０電池
４８０切り欠き部
４８１板ばね部
４８２突出部
４９０溝部
４９１信号線
６００試用部材
７００管理装置
３２５０くぼみ部の底面
４１１０面 20 stem 21 stem first end 22 body 23 stem second end 24 neck 25 stepped portion 26 neck body 27 neck side surface 28 neck centerline 29 tip surface 30, 300, 301, 302 head Member 31 Openings 32, 320, 321, 3201 Parietal portion 33 Outer surface of head member 34 Inner surface of parietal portion 35 Female threaded portion 36 Center line of head member 40 Attachment 41, 410 Sensor holding portion 42 Body portion 43 Wireless communication portion 44 Receiving portion 45 opening 46 hole 47 opening 48 guide portion 49 housing portion 50 sensor 51 pushing portion 53 sensor signal receiving portion 54 A/D conversion portion 55 data conversion portion 61 sensor portion 56 antenna 80 femur 81 medullary cavity portion 90 pelvis 91 coxal bone Mortar 92 Cup 93 Shell 94 Liner 101 Medical load measuring system 310 Head member opening 325 Indentation 401 Attachment centerline 411 Bottom 412 Side wall 430 Battery 480 Notch 481 Leaf spring 482 Projection 490 Groove 491 Signal line 600 Trial member 700 Management device 3250 Bottom surface 4110 of recess

Claims

A medical load measuring system for measuring the load received by a trial member for an artificial hip joint used in surgery to replace a part or all of the hip joint with an artificial hip joint,
a stem forming the trial member, the first end of which is inserted into the femur;
a plurality of hollow head members that constitute the trial member, have openings, and are selectively arranged on the pelvic side;
an attachment disposed within the selected head member, the attachment being hollow and into which the second end of the stem is inserted;
a sensor arranged in the attachment for measuring a load received by being sandwiched and pressed between the stem and the head member;
the attachment is inserted through the opening and arranged in the head member;
the shape and size of the openings of each of the head members are the same;
The medical load measuring system , wherein the attachment is one attachment common to each of the head members .

the head member includes a crown located on the opposite side of the opening;
2. The medical load measuring system according to claim 1, wherein the attachment includes a sensor holding portion that contacts the inner surface of the parietal portion while holding the sensor.

A recessed portion into which the sensor holding portion is fitted is formed on the inner surface of the parietal portion,
a flat first surface of the sensor holding portion and a flat second surface of the recess portion are in contact with each other;
3. The medical load measurement system of claim 2, wherein load is transmitted between the first surface and the second surface.

the attachment includes a body into which the second end of the stem is inserted;
4. Any one of claims 1 to 3, wherein the body portion has a guide portion that guides the second end portion of the stem toward the sensor so that the second end portion of the stem can press the sensor. The medical load measurement system according to .

the head member includes a crown located on the opposite side of the opening;
The attachment includes a connected portion connected to the opening forming the opening,
The load for medical use according to any one of claims 1 to 4, wherein the opening is adjustable in the direction connecting the center of the opening and the top of the head to connect the connected portion. measurement system.

the head member includes a crown located on the opposite side of the opening;
The medical load measuring system according to any one of claims 1 to 5, wherein thicknesses of the top portions of the head members are different from each other.

The attachment is
a wireless communication unit that transmits sensor information indicating measurement results of the sensor;
a body into which the second end of the stem is inserted;
The medical device according to any one of claims 1 to 6, wherein the main body has an accommodating portion capable of accommodating the wireless communication unit and a battery that supplies power to the wireless communication unit and the sensor. Load measurement system.