JPH02246923A - 股間接移植診断法 - Google Patents
股間接移植診断法Info
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- JPH02246923A JPH02246923A JP1324209A JP32420989A JPH02246923A JP H02246923 A JPH02246923 A JP H02246923A JP 1324209 A JP1324209 A JP 1324209A JP 32420989 A JP32420989 A JP 32420989A JP H02246923 A JPH02246923 A JP H02246923A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は骨移植片の接合完全性を診断する診断方法及び
診断器具に、より詳細には、接合した大腿部股間接移植
片の緩みを検出する診断方法及び診断器具に関する。
診断器具に、より詳細には、接合した大腿部股間接移植
片の緩みを検出する診断方法及び診断器具に関する。
［従来技術及びその課題］
股間接の全置換手術は最も普通に行われている整形外科
法のひとつである。この整形外科法では、球状部分と、
大腿部に挿入固着する幹部分とからなるプロテーゼ大腿
部移植片を受取り、かつこれに間接作用を付与するカッ
プ状ソケット装置により股間接の寛骨臼を置換する。大
腿骨は骨格中で最も長い骨であり、その大部分が形状が
ほとんど円筒形である。その近位部には、大腿骨頭、大
腿骨頚、大転子及び小転子がある。大腿骨頭はその形状
が小球状で、全体的に半円形状である。大腿骨頭の表面
はその輪郭が平滑で、通常の状態では、股間接の寛骨臼
内を自由に移動する。
法のひとつである。この整形外科法では、球状部分と、
大腿部に挿入固着する幹部分とからなるプロテーゼ大腿
部移植片を受取り、かつこれに間接作用を付与するカッ
プ状ソケット装置により股間接の寛骨臼を置換する。大
腿骨は骨格中で最も長い骨であり、その大部分が形状が
ほとんど円筒形である。その近位部には、大腿骨頭、大
腿骨頚、大転子及び小転子がある。大腿骨頭はその形状
が小球状で、全体的に半円形状である。大腿骨頭の表面
はその輪郭が平滑で、通常の状態では、股間接の寛骨臼
内を自由に移動する。
大腿骨頚は大腿骨体と大腿骨頭を接続する骨の錐体突起
で、その大腿骨幹に対する角度はほぼ１３５°である。
で、その大腿骨幹に対する角度はほぼ１３５°である。
大転子は大腿骨頚と大腿骨体との接合角度から突出する
大きな、不規則な四辺形突起である。小転子は大腿骨頚
底から後方に突出する円錐形突起である。
大きな、不規則な四辺形突起である。小転子は大腿骨頚
底から後方に突出する円錐形突起である。
大腿骨の正面上を大転子から小転子まで斜めに転子量線
が走っている。
が走っている。
年令、怪我及び／又は疾病の影響のため、患者はすべて
何度でも股間接置換手術を受ける必要がある。このよう
な手術では、一般に高分子量ポリエチレン（金属外皮で
補強していることが多い）からなるプロテーゼカップ状
装置を骨用セメント又はその他の機械的手段によって寛
骨臼内に固定し、セメントかその他の機械的手段を用い
て、幹部分を大腿骨に固定した通常の金属製“球・幹”
装置で大腿骨部分を置換する。プロテーゼ装置は回動し
て、大腿骨と股間接とに間接作用を付与する。この結果
、患者は下肢を自由に動かすことができ、また苦痛が緩
和される。外科手術の間、大腿骨頭及び大腿骨頚からな
る大腿骨の近位部分は、一般に、転子量線上方を切開す
ることによって取除く。
何度でも股間接置換手術を受ける必要がある。このよう
な手術では、一般に高分子量ポリエチレン（金属外皮で
補強していることが多い）からなるプロテーゼカップ状
装置を骨用セメント又はその他の機械的手段によって寛
骨臼内に固定し、セメントかその他の機械的手段を用い
て、幹部分を大腿骨に固定した通常の金属製“球・幹”
装置で大腿骨部分を置換する。プロテーゼ装置は回動し
て、大腿骨と股間接とに間接作用を付与する。この結果
、患者は下肢を自由に動かすことができ、また苦痛が緩
和される。外科手術の間、大腿骨頭及び大腿骨頚からな
る大腿骨の近位部分は、一般に、転子量線上方を切開す
ることによって取除く。
また一般に、大腿骨プロテーゼ装置は耐腐蝕性合金から
なる。大腿骨装置は頭部、頚部及び幹部分からなる。大
腿骨頭及び大腿骨頚を外科的に取除いた後に、大腿骨に
形成した孔に幹部分を挿入して固定する。近位大腿骨に
骨用セメントを充填してから、大腿骨移植片を挿入する
。
なる。大腿骨装置は頭部、頚部及び幹部分からなる。大
腿骨頭及び大腿骨頚を外科的に取除いた後に、大腿骨に
形成した孔に幹部分を挿入して固定する。近位大腿骨に
骨用セメントを充填してから、大腿骨移植片を挿入する
。
アクリルセメントは、固化すると、移植片を大腿骨に固
定する充填材として作用する。
定する充填材として作用する。
手術が成功した場合、患者はより自由に、そして以前よ
りも少ない苦痛で、動き回ることができる。股間接置換
手術の実施数が増えるのに従って、移植失敗例も増えて
きている。
りも少ない苦痛で、動き回ることができる。股間接置換
手術の実施数が増えるのに従って、移植失敗例も増えて
きている。
移植不全の原因は感染に求めることができるが、この失
敗はしばしば骨組織と移植片との機械的な弛緩によって
も起こることがある。
敗はしばしば骨組織と移植片との機械的な弛緩によって
も起こることがある。
固定に失敗すると、非常に危険な状態になり、多くの場
合、早期に外科的介入を必要とする。
合、早期に外科的介入を必要とする。
移植不全の原因が何であっても、共通の特徴が認められ
る。すなわち、組織／セメント界面か、セメント／プロ
テーゼ幹部分界面に弛緩が認められる。
る。すなわち、組織／セメント界面か、セメント／プロ
テーゼ幹部分界面に弛緩が認められる。
いずれかの界面で固定がうまくいかないと、骨に対して
幹部分が移動するため、危険な状態が生じる。この場合
、幹部分は骨組織をすり減らすやすりとして作用する。
幹部分が移動するため、危険な状態が生じる。この場合
、幹部分は骨組織をすり減らすやすりとして作用する。
すり取られた組織片が炎症反応を引起こし、骨がさらに
すり減る。早期に診断して、処置しないと、このような
すり減り及び炎症の結果、多量な骨の損失が生じ、再移
植が不可能になるか、可能であっても非常に難しくなる
。また、移植不全は骨の損失問題だけでなく、そのまま
放置しておくと、患者に大きな苦痛を与える結果になる
。
すり減る。早期に診断して、処置しないと、このような
すり減り及び炎症の結果、多量な骨の損失が生じ、再移
植が不可能になるか、可能であっても非常に難しくなる
。また、移植不全は骨の損失問題だけでなく、そのまま
放置しておくと、患者に大きな苦痛を与える結果になる
。
従って、移植片の弛緩による骨の損失を予防し、かつ緩
んだ移植片による苦痛を緩和するために強く望まれてい
るのは、早期にプロテーゼ移植片の固定不全を発見する
方法である。ところが、診断の面から注意する必要があ
るのは、患者の苦痛は必ずしも移植不全の信頼性のある
兆候にはならないことである。
んだ移植片による苦痛を緩和するために強く望まれてい
るのは、早期にプロテーゼ移植片の固定不全を発見する
方法である。ところが、診断の面から注意する必要があ
るのは、患者の苦痛は必ずしも移植不全の信頼性のある
兆候にはならないことである。
とういうのは、苦痛は他の要因によっても生じるからで
ある。このように、診断において苦痛に依存しない、信
頼性の高い、固定不全発見方法が必要である。
ある。このように、診断において苦痛に依存しない、信
頼性の高い、固定不全発見方法が必要である。
一般に、プロテーゼ移植片の固定完全性を診断する試み
には、２つの方法が利用されている。ひとつは、骨／移
植片部位のＸ線検査である。この方法には幾つかの制限
がある。
には、２つの方法が利用されている。ひとつは、骨／移
植片部位のＸ線検査である。この方法には幾つかの制限
がある。
まづ、この方法は精度が完全でない。というのは、移植
片の弛緩部位の同定にしばしば失敗するからである。加
えて、Ｘ線法には患者の放射線被曝問題がある。さらに
、この方法は、一般に、移植不全を早期に診断するのに
は有効ではない。またさらに、このＸ線を使用するこの
方法は、患者の健康にとって危険である。
片の弛緩部位の同定にしばしば失敗するからである。加
えて、Ｘ線法には患者の放射線被曝問題がある。さらに
、この方法は、一般に、移植不全を早期に診断するのに
は有効ではない。またさらに、このＸ線を使用するこの
方法は、患者の健康にとって危険である。
骨移植片固定の完全性を診断する別な方法では、従来式
かデジタル式のサブトラクション間接造影法を利用して
いる。この方法にも幾つかの制限がある。というのは、
接合不全部位に極めて近い部分に造影剤を導入する必要
があり、こうしなければ造影剤が接合不全を明瞭に示さ
ないからである。
かデジタル式のサブトラクション間接造影法を利用して
いる。この方法にも幾つかの制限がある。というのは、
接合不全部位に極めて近い部分に造影剤を導入する必要
があり、こうしなければ造影剤が接合不全を明瞭に示さ
ないからである。
加えて、間接造影法は誤診を下すことが多い。この誤診
を信用すると、患者を傷つけることになる。間接造影法
の別な大きな欠点は、侵襲性である上に、患者に不快感
を与えると共に、感染の恐れがあることである。
を信用すると、患者を傷つけることになる。間接造影法
の別な大きな欠点は、侵襲性である上に、患者に不快感
を与えると共に、感染の恐れがあることである。
従って、有害な放射線を用いる必要のない、移植片固定
の完全性を判定する方法及び装置が強く望まれている。
の完全性を判定する方法及び装置が強く望まれている。
また、この方法・装置は非侵襲性で、苦痛がなく、その
上実質的に安全でなければならない。
上実質的に安全でなければならない。
Ｃｈｕｎｇ等は（１９７９年に）、セメントの硬化中に
生じる大腿骨の自然共鳴周波数の変更について、限定的
な解剖学的研究を報告している。また、Ｃｈｕｎｇ等は
、プロテーゼが固定状態・弛緩状態にある場合には、骨
／移植片複合体の自然共鳴周波数に相違が生じるため、
これによってプロテーゼの弛緩を判断できる可能性があ
ることを示唆しているｏＶａｎ ｄｅｒ Ｐｅｒｒ
ｅは（１９８４年に）、プロテーゼが弛緩している場合
には、共鳴周波数が低（なり、しかも周波数スペクトル
は“かなりノイズが多い”と報告している。また、共鳴
周波数の経時的検査はプロチーズの弛緩を判定する最善
の方法だろうともしている。以前の研究では、完全死体
の大腿骨とプロテーゼ移植片を固定した大腿骨の共鳴周
波数におけるかなり大きい相違は、護管の大きさや形状
における個々の相違に一致していると考えられていた。
生じる大腿骨の自然共鳴周波数の変更について、限定的
な解剖学的研究を報告している。また、Ｃｈｕｎｇ等は
、プロテーゼが固定状態・弛緩状態にある場合には、骨
／移植片複合体の自然共鳴周波数に相違が生じるため、
これによってプロテーゼの弛緩を判断できる可能性があ
ることを示唆しているｏＶａｎ ｄｅｒ Ｐｅｒｒ
ｅは（１９８４年に）、プロテーゼが弛緩している場合
には、共鳴周波数が低（なり、しかも周波数スペクトル
は“かなりノイズが多い”と報告している。また、共鳴
周波数の経時的検査はプロチーズの弛緩を判定する最善
の方法だろうともしている。以前の研究では、完全死体
の大腿骨とプロテーゼ移植片を固定した大腿骨の共鳴周
波数におけるかなり大きい相違は、護管の大きさや形状
における個々の相違に一致していると考えられていた。
このため、Ｃｈｕｎｇ等やＶａｎ ｄｅｒ Ｐｅｒ
ｒｅが提案しているように、プロテーゼ弛緩による周波
数変動現象を有効に利用することを望む場合には、患者
側々について、弛緩が生じる前の骨／移植片複合体の共
鳴周波数を予知しておく必要がある。臨床では、この情
報はまだ現実に利用されていない。
ｒｅが提案しているように、プロテーゼ弛緩による周波
数変動現象を有効に利用することを望む場合には、患者
側々について、弛緩が生じる前の骨／移植片複合体の共
鳴周波数を予知しておく必要がある。臨床では、この情
報はまだ現実に利用されていない。
Ｃｈｕｎｇの方法の別な制限は、スピーカダイアフラム
で駆動する針を使用する侵襲性である点に求められる。
で駆動する針を使用する侵襲性である点に求められる。
この点で臨床では、下部の骨に接触させる皮下針を使用
して、測定を行っているにすぎない。この方法は、患者
に苦痛を与えると共に、感染の危険の恐れが高い方法で
ある。
して、測定を行っているにすぎない。この方法は、患者
に苦痛を与えると共に、感染の危険の恐れが高い方法で
ある。
すなわち、従来の公知方法における幾つかの制限からみ
て、苦痛がなく、しかも非侵襲性的に骨／移植片複合体
を有効に動的分析できる方法及び装置を用意することが
強（望まれている。このような方法は年令や骨の違いに
関係無く、信頼性のある臨床データを与えるものといえ
る。さらに、移植手術後直ちに基準線基準値を得る必要
なく、プロテーゼ移植後任意の時点で利用できるような
方法及び装置を開発することも強く望まれている。
て、苦痛がなく、しかも非侵襲性的に骨／移植片複合体
を有効に動的分析できる方法及び装置を用意することが
強（望まれている。このような方法は年令や骨の違いに
関係無く、信頼性のある臨床データを与えるものといえ
る。さらに、移植手術後直ちに基準線基準値を得る必要
なく、プロテーゼ移植後任意の時点で利用できるような
方法及び装置を開発することも強く望まれている。
［課題を解決する手段］
本発明の目的は、非侵襲性でかつ比較的苦痛のない状態
で、Ｘ線を利用する必要な（、移植片の骨に対する固定
の完全性を診断する新規かつ改良方法及び装置を提供す
ることにある。
で、Ｘ線を利用する必要な（、移植片の骨に対する固定
の完全性を診断する新規かつ改良方法及び装置を提供す
ることにある。
また、本発明の別な目的は、比較のために予め基準線基
準値を求める必要のない絶対的な方法で診断を移植手術
後任意の時点で実施出来る、移植片の骨に対する固定の
完全性を診断する新規かつ改良方法及び装置を提供する
ことにある。
準値を求める必要のない絶対的な方法で診断を移植手術
後任意の時点で実施出来る、移植片の骨に対する固定の
完全性を診断する新規かつ改良方法及び装置を提供する
ことにある。
すなわち、本発明の上記及び上記以外の目的は、患者の
肢接の骨に埋込んだ移植片の弛緩を検出することによっ
て股間接移植片の完全性を診断する方法及び装置を提供
すれば、達成できる。
肢接の骨に埋込んだ移植片の弛緩を検出することによっ
て股間接移植片の完全性を診断する方法及び装置を提供
すれば、達成できる。
本発明による移植片固定の完全性を診断する装置は、肢
接に押付けられ、骨に振動を与える振動子を備えている
。この振動子は、振動が所定の反復パターンをもつよう
に制御する。移植片に近接した同じ骨上で、振動子から
離れた肢接にピックアップ装置を押付け、骨／移植片複
合体を介して伝達される振動を検出して、出力信号を発
生する。骨／移植片複合体を介して伝達される出力信号
の反復パターンを分析する。オシロスフープに持続した
波の重なりが認められた時及び／又はスペクトル分析器
に有意味な二次調波が認められた時に、弛緩が検出され
る。
接に押付けられ、骨に振動を与える振動子を備えている
。この振動子は、振動が所定の反復パターンをもつよう
に制御する。移植片に近接した同じ骨上で、振動子から
離れた肢接にピックアップ装置を押付け、骨／移植片複
合体を介して伝達される振動を検出して、出力信号を発
生する。骨／移植片複合体を介して伝達される出力信号
の反復パターンを分析する。オシロスフープに持続した
波の重なりが認められた時及び／又はスペクトル分析器
に有意味な二次調波が認められた時に、弛緩が検出され
る。
従って、本発明は骨移植片固定の完全性を診断する非侵
襲性方法及び装置を提供するものである。加えて、本発
明の方法・装置は実質的に安全で、患者に苦痛を与えな
い。さらに、本発明は有害な放射線や物質を患者の体内
に導入しないため、反復使用しても、患者に対する危険
は少ない。またさらに、本発明装置は、診察室に設置し
て、肢接移植片固定の完全性を検査できるので、便利で
ある。
襲性方法及び装置を提供するものである。加えて、本発
明の方法・装置は実質的に安全で、患者に苦痛を与えな
い。さらに、本発明は有害な放射線や物質を患者の体内
に導入しないため、反復使用しても、患者に対する危険
は少ない。またさらに、本発明装置は、診察室に設置し
て、肢接移植片固定の完全性を検査できるので、便利で
ある。
以下、添付図面について本発明の実施態様を説明してい
くが、これから本発明の上記目的／特徴及び上記以外の
目的／特徴が明らかになるはずである。
くが、これから本発明の上記目的／特徴及び上記以外の
目的／特徴が明らかになるはずである。
第１図は、本発明に従って構成した、股間接移植片固定
の完全性を診断する装置を示す概略部分図であり、そし
て 第２〜５図は、本発明の理解を容易にする波形図である
。
の完全性を診断する装置を示す概略部分図であり、そし
て 第２〜５図は、本発明の理解を容易にする波形図である
。
［本発明の最良の実施態様］
添付図面に示した装置９は、肢接移植片固定の完全性を
診断するために本発明に従って構成したものである。一
部所面図で示したヒト大腿骨ＩＯの末端には、装置９で
試験する股間接置換プロテーゼ２０を取付ける。骨は例
示を目的として図示しであるが、この装置９は実際の人
間を対象とするものであるため、装置９は表皮（図示な
し）に接触し、骨には直接接触しない。
診断するために本発明に従って構成したものである。一
部所面図で示したヒト大腿骨ＩＯの末端には、装置９で
試験する股間接置換プロテーゼ２０を取付ける。骨は例
示を目的として図示しであるが、この装置９は実際の人
間を対象とするものであるため、装置９は表皮（図示な
し）に接触し、骨には直接接触しない。
装置９は正弦波発生器３０等の信号発生器からなり、振
動子４０を制御して、骨１０に振動を与え、これにより
プロテーゼ移植片の固定完全性を判定する。振動子４０
から離して設けた信号ピックアップ装置、例えば加速度
計５０が、骨／移植片複合体１０．２０．２８を介して
伝達される振動を受信する。増幅器６０により、加速度
計５０の出力を増幅して、伝達振動信号を示す増幅信号
をグラフ表示オシロスコープ７２に送る。スペクトル分
析器７６により、増幅器６０の出力を処理して、供試骨
／移植片複合体を介して伝達された信号の分析を行う。
動子４０を制御して、骨１０に振動を与え、これにより
プロテーゼ移植片の固定完全性を判定する。振動子４０
から離して設けた信号ピックアップ装置、例えば加速度
計５０が、骨／移植片複合体１０．２０．２８を介して
伝達される振動を受信する。増幅器６０により、加速度
計５０の出力を増幅して、伝達振動信号を示す増幅信号
をグラフ表示オシロスコープ７２に送る。スペクトル分
析器７６により、増幅器６０の出力を処理して、供試骨
／移植片複合体を介して伝達された信号の分析を行う。
テープレコーダ７０及び／又はチャートレコーダ８０を
使用して、伝達信号を記録する。
使用して、伝達信号を記録する。
所定パターンの反復信号、例えば正弦波発生器３０が発
生する正弦波信号が大腿骨に与えられ、そして骨／移植
片複合体を介して伝達された出力信号が波の重なりを示
した時に、プロテーゼ移植片の弛緩を判定できる。
生する正弦波信号が大腿骨に与えられ、そして骨／移植
片複合体を介して伝達された出力信号が波の重なりを示
した時に、プロテーゼ移植片の弛緩を判定できる。
理由は、非移植骨やプロテーゼが強固に移植された骨の
場合には、入力信号と出力信号が実質的に同じ（本例で
は、重なりのない正弦波パターン）であるからである。
場合には、入力信号と出力信号が実質的に同じ（本例で
は、重なりのない正弦波パターン）であるからである。
次に、信号発生器３０について詳しく説明する。この信
号発生器３０は所定パターンの反復入力信号、例えば正
弦波信号を発生する。発生器の出カケープル３２が、外
側末端に拡大球状ヘッド又は先端４４を接続したアーム
４２を備えた振動子４０にこの入力信号を送る。球状先
端４４が骨１０の顆１２を囲む皮膚組織（図示なし）に
振動を与える。
号発生器３０は所定パターンの反復入力信号、例えば正
弦波信号を発生する。発生器の出カケープル３２が、外
側末端に拡大球状ヘッド又は先端４４を接続したアーム
４２を備えた振動子４０にこの入力信号を送る。球状先
端４４が骨１０の顆１２を囲む皮膚組織（図示なし）に
振動を与える。
この球状先端４４が患者の大腿骨に振動を付与する有効
な手段になる。本発明の好適な態様では、この球状先端
の直径は約１５〜約２５ｍｍである。本発明のより好適
な態様では、該球状先端４４の直径は約１９ｍｍである
。
な手段になる。本発明の好適な態様では、この球状先端
の直径は約１５〜約２５ｍｍである。本発明のより好適
な態様では、該球状先端４４の直径は約１９ｍｍである
。
その形状及び大きさにより、球状先端４４の表面積は皮
膚に大きな面積にわたって接触できる程大きい。球状先
端４４は皮膚及びその下部の筋肉を押圧して、患者に苦
痛を与えずにｍ織に強く接触する。また、その大きさ及
び形状により、該先端４４は実質的に歪みのない振動を
大腿骨に付与できる。
膚に大きな面積にわたって接触できる程大きい。球状先
端４４は皮膚及びその下部の筋肉を押圧して、患者に苦
痛を与えずにｍ織に強く接触する。また、その大きさ及
び形状により、該先端４４は実質的に歪みのない振動を
大腿骨に付与できる。
大腿骨１０に移植する股間接プロテーゼ２０は通常のも
ので、そのヘッド２２が寛骨臼内に適合する。そして、
ネック２４がヘッド２２とステム２６を結合する。
ので、そのヘッド２２が寛骨臼内に適合する。そして、
ネック２４がヘッド２２とステム２６を結合する。
股間接置換手術時に、ステム２６を大腿骨１０に接合す
る。手術の成功１例では、セメント層２８がステム２６
の表面と大腿骨１０の骨組織との間に強固な連続体を形
成する。
る。手術の成功１例では、セメント層２８がステム２６
の表面と大腿骨１０の骨組織との間に強固な連続体を形
成する。
股間接移植手術後、骨／移植片複合体の完全性を本発明
によって判定できる。前述したように、所定パターンの
振動、例えば正弦波信号の形をとる振動を大腿骨ＩＯの
外側類１２に加える。信号ピックアップ装置５０はこの
外側類から離して設けるが、図示のように、大転子１４
に近接して設ける。加速度計５０からの信号を加速度計
比カケープル５２を介して増幅器６０に送る。増幅後、
オシロスコープ人カケープル６２により信号をオシロス
コープ７２に送り、これによって出力信号を分析し、か
つ表示する。
によって判定できる。前述したように、所定パターンの
振動、例えば正弦波信号の形をとる振動を大腿骨ＩＯの
外側類１２に加える。信号ピックアップ装置５０はこの
外側類から離して設けるが、図示のように、大転子１４
に近接して設ける。加速度計５０からの信号を加速度計
比カケープル５２を介して増幅器６０に送る。増幅後、
オシロスコープ人カケープル６２により信号をオシロス
コープ７２に送り、これによって出力信号を分析し、か
つ表示する。
なお、電子診断法における当業者には自明なことだが、
増幅器６０からの信号をさらに、例えば分析器入カケー
プル６４によって増幅器６０から分析器７６に送ると、
出力信号をさらに分析できる。さらに、例えばテープレ
コーダ入カケープル６６によって出力信号をテープレコ
ーダ７０に送り、これを以降の検索・分析のために記憶
する。
増幅器６０からの信号をさらに、例えば分析器入カケー
プル６４によって増幅器６０から分析器７６に送ると、
出力信号をさらに分析できる。さらに、例えばテープレ
コーダ入カケープル６６によって出力信号をテープレコ
ーダ７０に送り、これを以降の検索・分析のために記憶
する。
これもまた、電子診断装置における当業者には自明なこ
とだが、例えばチャートレコーダ入カケープル７４によ
って出力信号をオシロスコープ７２からチャートレコー
ダ８０に送ると、出力信号を容易に追跡でき、これを文
書化できる。
とだが、例えばチャートレコーダ入カケープル７４によ
って出力信号をオシロスコープ７２からチャートレコー
ダ８０に送ると、出力信号を容易に追跡でき、これを文
書化できる。
本発明の方法・装置を使用すれば、発生器３０から入力
信号を送り、出力信号をピックアップ装置５０によって
分析することにより、股間接移植の完全性を診断できる
。移植が成功し、移植片が強固に固定した症例では、出
力信号には波の重なりは完全に認められない。持続した
波の重なりが認められた場合には、プロテーゼが弛緩し
ていると診断できる。
信号を送り、出力信号をピックアップ装置５０によって
分析することにより、股間接移植の完全性を診断できる
。移植が成功し、移植片が強固に固定した症例では、出
力信号には波の重なりは完全に認められない。持続した
波の重なりが認められた場合には、プロテーゼが弛緩し
ていると診断できる。
本発明の方法・装置をインビトロ試験及びインビボ試験
の両者に使用した。インビトロ試験では、死体からの大
腿骨を使用した。また、インビボ試験では、患者生体に
おける股間接移植片の完全性を試験した。
の両者に使用した。インビトロ試験では、死体からの大
腿骨を使用した。また、インビボ試験では、患者生体に
おける股間接移植片の完全性を試験した。
以下に、本発明によるインビボ・インビトロ試験例を示
す。
す。
実施例Ｉ−インビトロ試験
新しい剖検検体から大腿骨を採取し、必要になるまで深
冷凍した。検体年令は３１〜８２歳で、いずれの検体に
も病理学的な骨障害は認められなかった。検体は６人が
女性、４人が男性で、左右大腿骨の数は等しかった。
冷凍した。検体年令は３１〜８２歳で、いずれの検体に
も病理学的な骨障害は認められなかった。検体は６人が
女性、４人が男性で、左右大腿骨の数は等しかった。
解凍後、両端を弾性プラスチック発泡体でクランプする
ことにより骨を支持した。直径１９Ｍの球状先端４４を
備え、正弦波発生器３０によって駆動する“ミニシェー
カ（濡１ｎｉ−ｓｈａｋｅｒ）”振動装置４０を使用し
て、大腿骨外側類の外側面に既知周波数及び既知振幅の
振動を印加した。
ことにより骨を支持した。直径１９Ｍの球状先端４４を
備え、正弦波発生器３０によって駆動する“ミニシェー
カ（濡１ｎｉ−ｓｈａｋｅｒ）”振動装置４０を使用し
て、大腿骨外側類の外側面に既知周波数及び既知振幅の
振動を印加した。
間欠的接触は振動装置と硬い骨表面との間のガタにより
信号の歪みをもたらすので、骨に強（接触するように注
意した。大転子に接触させ、増幅器６０を介してデジタ
ル式記憶オシロスコープ７２及びＸ−Ｙプロッター８０
に接続したＰＣＢピエゾトニックス３０３ＡＯ３低質量
加速度計５０を使用して、出力を記録した。入力周波数
を１００〜１０００セで走査し、共鳴周波数を求めた。
信号の歪みをもたらすので、骨に強（接触するように注
意した。大転子に接触させ、増幅器６０を介してデジタ
ル式記憶オシロスコープ７２及びＸ−Ｙプロッター８０
に接続したＰＣＢピエゾトニックス３０３ＡＯ３低質量
加速度計５０を使用して、出力を記録した。入力周波数
を１００〜１０００セで走査し、共鳴周波数を求めた。
周波数範囲を通じて、出力波形を調べ、記録した。
チャンレイ（Ｃｈａｒｎｌｅｙ）大腿骨プロチーズを次
に標準方法で接合し、大腿骨とこれに強固に移植したプ
ロチーズについて振動試験を反復した。次に、セメント
／移植片界面で移植片を慎重に緩めた。これは、近位セ
メント２８の少量を除去し、そのセメントマントル（セ
メント層）から移植片を分離することによって行った。
に標準方法で接合し、大腿骨とこれに強固に移植したプ
ロチーズについて振動試験を反復した。次に、セメント
／移植片界面で移植片を慎重に緩めた。これは、近位セ
メント２８の少量を除去し、そのセメントマントル（セ
メント層）から移植片を分離することによって行った。
振動試験を再び行った。上記の両グループについてスペ
クトル分析器７６を使用して、周波数分析を行った。
クトル分析器７６を使用して、周波数分析を行った。
調製して大腿骨に挿入する前に、セメントマントルをプ
ロテーゼ上で硬化させることによってセメント／骨界面
で緩めた５つの大腿骨を用いて、さらに実験を行った。
ロテーゼ上で硬化させることによってセメント／骨界面
で緩めた５つの大腿骨を用いて、さらに実験を行った。
これら総てについて、同様な振動試験を行い、出力信号
の周波数分析を行った。
の周波数分析を行った。
インビトロ試験結果
無傷死体の大腿骨について、正弦波出力波形をオシロス
コープで観察した。スペクトル分析器で検出したところ
、−次信号の調波率は低かった。出力信号の振幅が最大
に達する励起周波数を測定したところ、検体の自然共鳴
周波数にかなりのバラツキが認められた。
コープで観察した。スペクトル分析器で検出したところ
、−次信号の調波率は低かった。出力信号の振幅が最大
に達する励起周波数を測定したところ、検体の自然共鳴
周波数にかなりのバラツキが認められた。
無傷死体の大腿骨の自然周波数は２２０〜３７５１仕の
範囲でバラツキ、平均値は３０１ｚであり、プラスチッ
ク発泡体クランプによる影響は認められなかった。その
場で強固に移植した大腿骨プロテーゼの場合、自然周波
数は２３０〜３２５セの範囲でバラツキ、平均値は２９
３出であった。
範囲でバラツキ、平均値は３０１ｚであり、プラスチッ
ク発泡体クランプによる影響は認められなかった。その
場で強固に移植した大腿骨プロテーゼの場合、自然周波
数は２３０〜３２５セの範囲でバラツキ、平均値は２９
３出であった。
（プロテーゼ／セメント界面及び骨／セメント界面との
両方において）大腿骨移植片が緩んでいる症例と強固に
固定されている症例とでは、出力波形に大きな相違が認
められた。プロテーゼが接合が強固な場合には、周波数
範囲（１００〜１００ＯＨ２）を通じて振動は、−貫し
て、全試験検体において規則的な正弦波を出力した（第
２図）。この出力の周波数分析は、有意味な調波の重な
りのない完全な信号音であることを示した（第３図）。
両方において）大腿骨移植片が緩んでいる症例と強固に
固定されている症例とでは、出力波形に大きな相違が認
められた。プロテーゼが接合が強固な場合には、周波数
範囲（１００〜１００ＯＨ２）を通じて振動は、−貫し
て、全試験検体において規則的な正弦波を出力した（第
２図）。この出力の周波数分析は、有意味な調波の重な
りのない完全な信号音であることを示した（第３図）。
（骨／セメント界面及びプロチーズ／セメント界面で）
プロテーゼが緩んだ症例群では、すべて明白な、持続し
た波の重なりを示す出力信号が発生した（第４図）。各
大腿骨毎に、共鳴周波数を中心とする数十）ヒ以内の狭
い周波数帯域にわたってこの歪みパターンが認められた
。この信号を周波数分析しとところ、−欠周波数に対す
る二次調波の大きさがかなり増加していることが認めら
れた（第５図）。
プロテーゼが緩んだ症例群では、すべて明白な、持続し
た波の重なりを示す出力信号が発生した（第４図）。各
大腿骨毎に、共鳴周波数を中心とする数十）ヒ以内の狭
い周波数帯域にわたってこの歪みパターンが認められた
。この信号を周波数分析しとところ、−欠周波数に対す
る二次調波の大きさがかなり増加していることが認めら
れた（第５図）。
実施例Ｉｆ−インビボ試験
振動法のインビボ診断器具として有効性を試験するため
に、多数の患者によりインビボ試験を行った。これら患
者（７６〜８５歳、平均年令８０歳）のうち７人は、プ
ロテーゼの“弛緩”徴候を示したので、修正手術に回し
た。
に、多数の患者によりインビボ試験を行った。これら患
者（７６〜８５歳、平均年令８０歳）のうち７人は、プ
ロテーゼの“弛緩”徴候を示したので、修正手術に回し
た。
また、これら被験者の内４人は手術に先立ち吸引関節造
影を行った。手術時に、大腿骨移植片の固定が十分かど
うかを評価した。さらに、全役間接置換手術後はぼ２週
間経過した４人の患者についても試験した。
影を行った。手術時に、大腿骨移植片の固定が十分かど
うかを評価した。さらに、全役間接置換手術後はぼ２週
間経過した４人の患者についても試験した。
試験期間中、患者は試験股間接を上にして横向きに横臥
させておいた。関節線真上の大腿骨移植片に振動信号を
印加し、大転子上に設けた加速度計を使用して、出力信
号を記録した。上記と同様にして、出力信号を記録・表
示・処理した。かなり厚い筋肉組織を介して振動信号を
印加し、検出したが、十分な出力信号が得られた。最大
電力は０．５ワｙトであった。患者は不快感を訴えなか
った。
させておいた。関節線真上の大腿骨移植片に振動信号を
印加し、大転子上に設けた加速度計を使用して、出力信
号を記録した。上記と同様にして、出力信号を記録・表
示・処理した。かなり厚い筋肉組織を介して振動信号を
印加し、検出したが、十分な出力信号が得られた。最大
電力は０．５ワｙトであった。患者は不快感を訴えなか
った。
インビボ試験結果
７人の患者には、“弛緩”の徴候をしめしたので、修正
手術を行った。５症例において、手術により大腿骨プロ
チーズが緩んでいることが判明した。これら５症例では
、振動試験は陽性で、波形の歪みを示した。４人の患者
には、手術前に、関節造影を行った。この内、２人は陰
性と誤診された。残りの２人については、臨床及びＸ線
ともに緩みを示したが、振動法及び関節造影のいずれも
陰性であった。手術したところ、大腿移植片は固定して
いたことが判明した。全段間接置換手術２週間後に試験
した４症例では、出力の歪みは認められなかった。
手術を行った。５症例において、手術により大腿骨プロ
チーズが緩んでいることが判明した。これら５症例では
、振動試験は陽性で、波形の歪みを示した。４人の患者
には、手術前に、関節造影を行った。この内、２人は陰
性と誤診された。残りの２人については、臨床及びＸ線
ともに緩みを示したが、振動法及び関節造影のいずれも
陰性であった。手術したところ、大腿移植片は固定して
いたことが判明した。全段間接置換手術２週間後に試験
した４症例では、出力の歪みは認められなかった。
本発明を特定の実施態様について説明してきたが、本発
明の範囲内で各種変更が可能である。
明の範囲内で各種変更が可能である。
第１図は、本発明に従って構成した、股間接移植片固定
の完全性を診断する装置を示す概略部分図であり、そし
て 第２〜５図は、本発明の理解を容易にする波形図である
。 ９は診断装置、１０は大腿骨、２０は股間接置換プロテ
ーゼ、３０は信号発生期、４０は振動子、４４は先端、
５０は信号ピックアップ装置、６０は増幅器、７０はテ
ープレコーダ、７２はオシロスコープ、７６１；！スペ
クトル分析器である。 特許出願人ニアレキサンダー デイ、ロウゼンステイン ＦＩＧ、２ 手 続 補 正 書 （自発） １、事件の表示 平成１年 特許願 第３２４２０９号 ４゜ 事件との関係 特許出願人 氏名 アレキサンダー デ仁 代 理 人 ロウゼンステイン ６゜ 明細書中、特許請求の範囲の欄。 補正の内容 別紙の通り ＦｊＧ、４ ＦＩＧ、 ５ 補 正 の 内 容 本願明細書中、「特許請求の範囲」の欄を下記のように
補正する。 「特許請求の範囲 （１）患者の肢接の骨に対する移植片の固定完全性を診
断する方法において、 振動子を使用し、 この振動子を肢接に押付けて、骨に振動を与え、 該振動子を制御して、該振動が所定反復パターンをもつ
ようにし、 ピックアップ装置を使用し、 同じ骨上で、該振動子から離れている肢接の外面に該ピ
ックアップ装置を押付けて、骨／移植片複合体の振動を
検出して、出力信号を発生し、 該骨／移植片複合体を介して伝達された出力信号の反復
パターンを分析し、そして 該出力信号の該反復パターンが持続して歪んだときに移
植片の固定が弛緩したと診断することからなる上記診断
法。 （２）患者の肢接の骨に対する移植片の固定完全性を診
断する装置において、 所定の反復パターンをもつ振動を骨に付与する振動子手
段、 該振動子手段を制御する信号発生器、 鎖骨の振動を検出するピックアップ手段、及び 骨／移植片複合体を介して伝達される振動のパターンを
分析して、移植片固定の完全性を診断することからなる
上記診断装置。」
の完全性を診断する装置を示す概略部分図であり、そし
て 第２〜５図は、本発明の理解を容易にする波形図である
。 ９は診断装置、１０は大腿骨、２０は股間接置換プロテ
ーゼ、３０は信号発生期、４０は振動子、４４は先端、
５０は信号ピックアップ装置、６０は増幅器、７０はテ
ープレコーダ、７２はオシロスコープ、７６１；！スペ
クトル分析器である。 特許出願人ニアレキサンダー デイ、ロウゼンステイン ＦＩＧ、２ 手 続 補 正 書 （自発） １、事件の表示 平成１年 特許願 第３２４２０９号 ４゜ 事件との関係 特許出願人 氏名 アレキサンダー デ仁 代 理 人 ロウゼンステイン ６゜ 明細書中、特許請求の範囲の欄。 補正の内容 別紙の通り ＦｊＧ、４ ＦＩＧ、 ５ 補 正 の 内 容 本願明細書中、「特許請求の範囲」の欄を下記のように
補正する。 「特許請求の範囲 （１）患者の肢接の骨に対する移植片の固定完全性を診
断する方法において、 振動子を使用し、 この振動子を肢接に押付けて、骨に振動を与え、 該振動子を制御して、該振動が所定反復パターンをもつ
ようにし、 ピックアップ装置を使用し、 同じ骨上で、該振動子から離れている肢接の外面に該ピ
ックアップ装置を押付けて、骨／移植片複合体の振動を
検出して、出力信号を発生し、 該骨／移植片複合体を介して伝達された出力信号の反復
パターンを分析し、そして 該出力信号の該反復パターンが持続して歪んだときに移
植片の固定が弛緩したと診断することからなる上記診断
法。 （２）患者の肢接の骨に対する移植片の固定完全性を診
断する装置において、 所定の反復パターンをもつ振動を骨に付与する振動子手
段、 該振動子手段を制御する信号発生器、 鎖骨の振動を検出するピックアップ手段、及び 骨／移植片複合体を介して伝達される振動のパターンを
分析して、移植片固定の完全性を診断することからなる
上記診断装置。」
Claims (13)
- （１） 患者の肢接の骨に対する移植片の固定完全性を
診断する方法において、 振動子を使用し、 この振動子を肢接に押付けて、骨に振動を 与え、 該振動子を制御して、該振動が所定反復パ ターンをもつようにし、 ピックアップ装置を使用し、 同じ骨上で、該振動子から離れている肢接 の外面に該ピックアップ装置を押付けて、骨／移植片複
合体の振動を検出して、出力信号を発生し、 該骨／移植片複合体を介して伝達された出 力信号の反復パターンを分析し、そして 該出力信号の該反復パターンが持続して歪 んだときに移植片の固定が弛緩したと診断することから
なる上記診断法。 - （２） 患者の肢接の骨に対する移植片の固定完全性を
診断する装置において、 所定の反復パターンをもつ振動を骨に付与 する振動子手段、 該振動子手段を制御する信号発生器、 該骨の振動を検出するピックアップ手段、 及び 骨／移植片複合体を介して伝達される振動 のパターンを分析して、移植片固定の完全性を診断する
からなる上記診断装置。 - （３） 該振動子手段が肢接に接触する球状ヘッドと該
ヘッドを振動させる手段を備えている請求項第２項記載
の診断装置。 - （４） 該球状ヘッドの直径が約１５ｍｍ〜約２５ｍｍ
である請求項第３項記載の診断装置。 - （５） 該直径が約１９ｍｍである請求項第４項記載の
診断装置。 - （６） 該信号発生器が正弦波発生器である請求項第２
項記載の診断装置。 - （７） 該ピックアップ装置が加速度計である請求項第
２項記載の診断装置。 - （８） 持続した波の重なりの有無を分析する該手段が
オシロスコープである請求項第２項記載の装置。 - （９） 出力信号における有意味な二次調波の有無を分
析して、移植片が緩んでいるか固定しているかを判別す
る該手段がスペクトル分析器である請求項第７項記載の
診断装置。 - （１０） さらに、該出力信号をグラフ表示するオシロ
スコープを備えた請求項第９項記載の診断装置。 - （１１） さらに、チャートレコーダを備えた請求項第
１０項記載の診断装置。 - （１２） さらに、該ピックアップ装置の出力に接続し
た増幅器を備えた請求項第１１項記載の診断装置。 - （１３） さらに、該ピックアップ装置を介して受信し
た信号を分析するスペクトル分析器を備えた請求項第２
項記載の診断装置。
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|---|---|---|---|
| US29024088A | 1988-12-21 | 1988-12-21 | |
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Publications (1)
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