JPH0438933A

JPH0438933A - 体内埋設金属の探知装置

Info

Publication number: JPH0438933A
Application number: JP14688290A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Tanaka; 田中　洋継
Original assignee: KYOEI KK
Current assignee: KYOEI KK
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1992-02-10

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、体内に埋め込まれた金属材料の位置を探知す
る体内埋設金属の探知装置に係り、特に金属材料の埋め
込まれた深さ及び大きさを検出するのに適した体内埋設
金属の探知装置に関する。

（従来の技術）一般に複雑骨折等の体外に取り付けるギブスのみによっ
て接骨を行うことが困難な骨折に対する手術では、骨結
合プレート、骨螺子、骨固定針（鋼線、ビン、ワイヤー
等）等の金属材料を体内の患部に埋め込で、骨折部の固
定、接骨を行う方法を用いている。この手術において、
接骨後、上記金属材料を体内の患部から取り除く際には
、金属材料の位置を把握するために、Ｘ線透視下で切開
し、取り除く手術を行っている。

しかしながら、このようなＸ線を用いた位置把付けるこ
とができない、このことがら、実際の手術の場合、切開
、縫い合わせ面積を、金属材料を取り除く手術に最低限
必要な面積よりも大きく取らねならず、さらには、切開
後、金属材料を取り除く際に、金属材料が血液や啜痕組
織に埋もれて、金属材料の位置把握が困難になるという
事態が少なからずあるので、医師、患者の負担が大きか
った。

（発明が解決しようとする課題）前記した従来のＸ線を用いた金属材料の位置把握方法で
は、金属材料の体内に埋め込まれている深さが分からな
いので、金属材料を取り除く手術の場合に、切開、縫い
合わせ面積をより大きく取らねばならず、さらには、切
開後、金属材料を取り除く際に、金属材料が血液や癲痕
組織に埋もれて、金属材料の位置把握が困難になるとい
う事態が少なからずあるので、医師や患者の負担が大き
かった。

そこで本発明は、前記の問題点を除去し、簡単な方法で
、金属材料の体内に埋め込まれている深さ及び大きさを
正確に検出できる体内埋設金属の探知装置の提供を目的
とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、体内に埋め込まれた金属材料の位置を探知す
る装置であって、前記金属材料に渦電流を発生させるコ
イルと、このコイルをセンサとして先端部に内設すると
ともに、手に保持される保持部を設けたプローブと、前
記コイルに交流電流を供給するとともに、このコイルの
渦電流損失を検出して金属材料までの距離を測定する制
御手段とを具備したことを特徴とする。

（作用）本発明において、プローブを体の表面で移動させ、制御
手段の測定する測定距離が最小となる位置に移動する。

この移動した位置が金属材料の埋め込まれている体の表
面に当たり、この位置で金属材料までの距離を測定する
ことにより金属材料の埋め込まれている深さを正確に検
出できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図ないし第７図は本発明に係る体内埋設金属の探知
装置の一実施例に係り、第１図はプローブを示す断面図
、第２図は体内埋設金属の探知装置の全体構成を示す平
面図、第３図は第２図の制御装置の正面図、第４図は第
２図の制御装置の背面図、第５図は体内埋設金属の探知
装置の回路構成を示す構成図、第６図はプローブによる
金属探知の原理を説明する説明図、第７図は体内埋設金
属の探知装置の使用方法を説明する説明図である。

まず第２図を用いて説明する。

第２図において、体内埋設金属の探知装置１は金属探知
用のプローブ２を備えている。プローブ２は、細径の先
端探知部３と、この先端探知部３の後端に連接された保
持部４とを備えている。上記保持部４からは、後方に可
視性を有するケーブル５が延設され、このケーブル５の
先端部に雄コネクタ６が設けられている。この雄コネク
タ６は、後述する発振回路６１と、差動増幅回路６２と
、感度設定回路６３と、比較回路６４とを内蔵した制御
装置７に接続されている。また、体内埋設金属の探知装
置１は、有線式のリモコン装置８を備えている。

リモコン装置８には、プローブ２の感度を表示する複数
のランプ９が表面に設けられるとともに、プローブ２の
感度をサイクリックに切換える単体のスイッチが内臓さ
れており、リモコン装置８の表面に設けられた押圧部１
０を足で所定の回数踏むことによって、プローブ２の感
度を所定の値に切換えることができるようになっている
。リモコン装置８の筐体にはケーブル１１が延設され、
このケーブル１１の先端部に雄コネクタ１２が設けられ
ている。この雄コネクタ１２は制御装置７に接続されて
いる。

また、制御装置７は、電源ケーブル１３を介してに交流
電圧が供給されるようになっている。即ち、電源ケーブ
ル１３は、一端側の雄コネクタ１４が所定の交流電源に
接続され、他端側の雄コネクタ１５が制御装置７に接続
されるようになっている。

次に、第１図を参照してプローブ２の内部構造を説明す
る。プローブ２の先端探知部３側には、高周波の交流電
流（以下、高周波電流とする）が流されることにより磁
界を発生ずるコイルを内蔵したセンサ本体２１が内設さ
れている。センサ本体２１から後方伸びるケーブル５は
、先端側フランジ部材２２の挿入孔２２ａ、保持部４の
内側、後端側フランジ部材２３の挿入孔２３ａを通って
外部に延出し、外部に延出したケーブル５の端部には雄
コネクタ６が設けられている。保持部４は、先端探知部
３側の開口にブシュ２４が挿入され、このブシュ２４に
先端側フランジ部材２２が嵌合されている。この先端側
フランジ部材２２とブシュ２４の間には、Ｏリング２５
が設けられ、保持部４の内部を密閉するようになってい
る。さらに、先端側フランジ部材２２の保持部４とは反
対の側には、キャブ２６が取り付けられている。このキ
ャブ２６は、キャブ押え２７を先端側フランジ部材２２
のテーパ部２２ｂに捩じ込むことによって、テーパ部２
２ｂと密閉固定されている。

センサ本体２１の後端部外周にはワッシャ２８が設けら
れ、先端側フランジ部材２２の挿入孔２２ａの保持部４
側にはストッパ２２ｃが設けられている。このワッシャ
２８とストッパ２２ｃとの間にはコイルバネ２９が介挿
され、センサ本体２１の先端をキャブ２６の内側に圧接
するようになっている。センサ本体２１から後方伸びる
ケーブル５は、センサ本体２１後端から先端側フランジ
部材２２部よりも後方の所定距離までチューブ３０で覆
われており、コイルバネ２９及び先端側フランジ部材２
２の接触からケーブル５を保護すると共に、保持部４の
密閉を確実にしている。

また、保持部４は、後端側開口にブシュ３１が挿入され
、このブシュ３１に後端部側フランジ部材２３が嵌合さ
れている。該後端側フランジ部材２３とブシュ３１との
間には、Ｏリング３２が設けられ、保持部４内部を密閉
するようになっている。さらに、先端側フランジ部材２
２の保持部４とは反対の側には、ケーブル５保持用のフ
ランジ部材３３が取り付けられている。該後端側フラン
ジ部材２３とフランジ部材３３の間には、０リング３４
が設けられ、保持部４内部を密閉するようになっている
。フランジ部材３３は、フランジ部材押え３５を後端側
フランジ部材２３のテーパ部２３ｂに捩じ込むことによ
って、後端側フランジ部材２３と固定されている。ケー
ブル５は、後端側フランジ部材２３の所定距離後方から
、フランジ部材３３よりも後方の所定距離までチューブ
３６で覆われており、後端側フランジ部材２３及びフラ
ンジ部材３３からケーブルらを保護するとともに、保持
部４の密閉を確実にしている。また、フランジ部材３３
のテーパ部３３ａからケーブル５のチューブ３６で覆わ
れた部分から所定距離後方までは、チューブ３７で覆わ
れている。

また、第３図において、制御装置７の正面パネル４１の
中央には、表示部４２が設けられている。この表示部４
２は、金属材料までの距離を表示するメータ４３と、プ
ローブ２の感度を表示する４つ感度表示ランプ４４と、
金属材料の検出を点灯色で表示する検出ランプ４５と、
金属材料の検出を音声で知らせる図示しない検出ブザー
とを備えている。表示部４２の右脳には、プローブ２の
感度をサイクリックに切換える感度切換スイッチ４６が
設けられている。さらに、正面パネル４１のパネル左側
には、プローブ２の雄コネクタ６と嵌合する雌コネクタ
４７が設けである。正面パネル４１のパネル右側には、
電源スィッチ４８が設けである。

第４図において、背面パネル５１のパネル左側には、電
源ケーブル１３の雄コネクタ１５と嵌合する雌コネクタ
５２が設けである。背面パネル５′１のパネル右側には
、リモコン装置８の雄コネクタ１２と嵌合する雌コネク
タ５３が設けである。

次に、体内埋設金属の探知装置１の回路構成を第５図を
用いて説明する。

第５図において、発振回路６１は、高周波電圧■１を発
振するものであり、この高周波電圧■１を直接差動増幅
回路６２の第１の入力端子に与えるとともに、プローブ
２を介して差動増幅回路６２の第２の入力端子に与える
。差動増幅回路６２は、上記第１及び第２の入力端子か
らの電圧の差を増幅して、感度設定回路６３と比較回路
６４に与えている。

感度設定回路６３は、感度切換えスイッチ４６（第３図
参照）の操作または差動増幅回路６２からの差分結果に
対応して差動増幅回路６２の増幅率を切換える電圧■２
を差動増幅回路６２の第３の入力端子に与えている。比
較回路６４は、内部に金属材料がちの距離判定の基準と
なる電圧値が格納されており、この電圧値と差動増幅回
Ｎ６２の出力電圧値とを比較し、この比較結果の信号を
表示部４２に与えている。表示部４２はこの比較結果の
信号をメータ４３゜検出ランプ４５及び検出ブザーの音
声で表示する。

この場合の音声表示は、上記比較結果が金属材料に１０
−ブ２が接近したことを示すに従い音のサイクルを増加
するようになっている。

ここで、プローブ２を用いた回路による金属材料の検出
の原理を第６図を用いて説明する。

第６図において、発振回路６１からの高周波電圧Ｖ】に
より、プローブ２のコイル２ａには高周波電流１１が流
れる。このコイル２ａを金属材料６５に近ずけると、金
属材料６５の表面に渦状の電流（以下、渦電流とする）
Ｉ２が流れる。この渦電流Ｉ２は、コイル２ａに発生し
た磁界Ｈ１に反発するように磁界Ｈ２を発生させ、コイ
ル２ａの磁気エネルギーを減少させる。このような渦電
流Ｉ２によるエネルギー損失は、渦電流損と呼ばれ、近
似式は次式で表される。

Ｐｅ＝に−ｆ　　−８ｍ２・−■ 但し、Ｐｅは渦電流損、Ｋは金属材料６５の形状。

金属材料６５までの距離、導電率、透磁率により決まる
定数、ｆは交流電流の周波数、Ｂｍはコイルが発生する
最大磁束密度である。

ここで、定数には導電率に比例するので、式■は、渦電
流損が金属材料６５でおこり、皮膚、骨等ではほとんど
起こらないことを示している。また、定数には距離が縮
まるにつれ増大するので、渦電流損Ｐｅも距離が縮むに
つれ増大する。渦電流損Ｐｅが大きくなると、差動増幅
回路６２の第２の入力端子に与えられる電圧が低下する
。

このような原理を適用した第５図の回路の動作を説明す
ると、プローブ２に金属材料６５を近付けた場合、発振
回路６１からの高周波電圧Ｖ１は、プローブ２に渦電流
損により低下されて差動増幅回路６２の第２の入力端子
に与えられる。そうすると、差動増幅回路６２の第２の
入力端子に与えられる高周波電圧と元の高周波電圧■１
との差は増加するので、比較回路６４からの比較結果は
プローブ２が金属材料６５に近付く方向に変化する。こ
のため、表示部４２による表示は、プローブ２を金属材
料６５に近付けたことを示ようになる。具体的には、検
出ランプ４５の点灯色が赤となり、メータ４３が短い距
離を示すようになり、検出ブザーの音声の周波数が増加
する。

プローブ２から金属材料６５を遠ざけた場合、発振回路
６１から差動増幅回路６２の第２の入力端子に与えられ
る高周波電圧は、プローブ２の渦電流損が減少したこと
により、元の高周波電圧■１との差が減少し、比較回路
６１からの比較結果はプローブ２に金属材料６５を遠ざ
かる方向に変化する。このため、表示部による表示は、
検出ランプ４５の点灯色が緑となり、メータが長い距離
を示すようになり、検出ブザーの音声の周波数が減少す
る。

このような体内埋設金属の探知装置１の実際の使用方法
を第７図を参考にして説明する。

第７図に示すように、プローブ２の保持部４を手で保持
して、先端探知部３を金属材料６５が埋め込まれた患部
付近に近付ける。そうすると、検出ランプ４５の点灯色
が赤となり、メータ４３の示す距離が短くなるとともに
、音声のサイクルも増加する。さらに、プローブ２を前
後左右に動かしてメータ４３の示す距離が最も短くなる
かまたは音声のサイクルが最大となる位置にプローブ２
を止める。

この場所が金属材料６５が埋め込まれた場所の表面とな
る。さらに、この場所におけるメータ４３の示す距離を
読み取れば、金属材料６５の埋め込まれた深さが分かる
。また、メータ４３の示す距離が最も短くなるかまたは
音声のサイクルが最大となる範囲を検出することにより
、金属材料６５の大きさ形状も分かる。

また、切開後、金属材料６５を取り除く際に、金属材料
が血液や痘痕組織に埋もれた場合にも、上記と同様の操
作を行えば、金属材料の探知を容易かつ早期に行える。

本実施例はこのようにして金属材料６５の埋め込まれて
いる位置を正確に知ることができる。これにより、金属
材料６５を体内から取り除く手術の際の切開、縫い合わ
せ面積の減少及び痘痕組織等に埋もれた金属材料の早期
探知に役立ち、医師や患者の負担を軽減することができ
る。

尚、上述の実施例では、金属材料６５の形状、材質によ
りメータ４３の示す距離の揺ぎも考えられるが、金属材
料６５の形状、材質は予め確認されているので、金属材
料６５と同様の金属材料を用意し、この金属材料からプ
ローブ２までの距離を定規で測定し、この測定結果とメ
ータ４３の表示が一致するように、メータ４３の調整を
行えばよい。

［発明の効果コ以上述べた様にこの発明によれば、金属材料の埋め込ま
れている位置を正確に知ることができる。

これにより、手術の際の切開、縫い合わせ面積の減少及
び痘痕組織等に埋もれた金属材料の早期探知が行え、医
師や患者の負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係る体内埋設金属の探知
装置の一実施例に係り、第１図はプローブを示す断面図
、第２図は体内埋設金属の探知装置の全体構成を示す平
面図、第３図は第２図の制御装置の正面図、第４図は第
２図の制御装置の背面図、第５図は体内埋設金属の探知
装置の回路構成を示す構成図、第６図はプローブによる
金属探知の原理を説明する説明図、第７図は体内埋設金
属の探知装置の使用方法を説明する説明図である。２・・・プローブ、３・・・先端探知部、４・・・保持
部、７・・・制御装置、２１・・・センサ本体。第１図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】体内に埋め込まれた金属材料の位置を探知する装置であ
って、前記金属材料に渦電流を発生させるコイルと、このコイ
ルをセンサとして先端部に内設するとともに、手に保持
される保持部を設けたプローブと、前記コイルに交流電流を供給するとともに、このコイル
の渦電流損失を検出して金属材料までの距離を測定する
制御手段とを具備したことを特徴とする体内埋設金属の
探知装置。