JPH06506371A - インプラントの検査 - Google Patents

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】 インブラントの検査 この発明は、人間又は動物の被術対象の骨に取り付けられたインブラントを検査 するための方法及び装置に関する。インブラントの使用においては、金属固定物 か骨に予め開けられた穴に挿入される。治癒過程中において、周囲の骨とインブ ラントの表面とが馴染むようになり、適当な期間を置いて、前記固定物に補綴物 を取り付けることができる。

骨とインブラントとの結合状態の質を臨床観察する必要がある。その設置ミスや 装填か時期尚早であったり又は不適当てあったことによって、インブラントの不 全が発生する可能性がある。インブラントの装填の前において利用可能な非破壊 検査によれば、この種の失敗を少なくすることかでき、更に、使用中のインブラ ントを定期的に検査して、それらか満足できる状態に維持されているか否かを確 かめることも可能である。更に、この検査によれば、異なったインブラントシス テム間の量的な比較か可能になる。

インブラントの状態を検査するのに時としてＸ線が利用されるか、これによれば 、インブラントの周りに甚たしい骨の欠損かあることしか判らない。更に、観察 位置と角度とを十分な精度で再生することか困難な為、Ｘ線によって同化の過程 を長期に渡ってモニタすることは困難である。原始的な方法ではあるが、更に別 の検査方法として、インブラントが取り付けられた構造体を外科器具によって穿 刺する方法かある。この検査によれば、良好なインブラントと非常に欠陥のある インブラントとの区別しかできない。

従って、本発明の課題は、インブラントとそれが取り付けられた骨との間の結合 状態の質と程度とを、確実に示すことのできる非破壊検査を提供することにある 。

人間又は動物の被術対象の骨に取り付けられたインブラントを検査する方法は、 インブラントに部材を接触させる工程と、該部材がインブラントに接触している 状態においてこの部材の少なくとも一つの共振周波数を検出する工程と、検出さ れた共振周波数を、インブラントの骨に対する取り付は度合として解釈する工程 とを有する。

前記部材の共振周波数は、インブラントと骨との接合部又は接点の硬さと、更に 、前記インブラントの露出部の長さとによって影響を受ける。従って、この共振 周波数をモニタすることは、前記接合部の同化を評価する手段を提供するもので ある。

好ましくは、前記部材は、前記インブラントに取り外し可能に取り付けられる。

一好適実施例によれば、前記部材は片持ちビームである。前記インブラントには 、しばしば、補綴、又は補綴を把持することを目的とするピラー又はボスト部材 （アバツトメントと称される）がネジ止め、またはネジ込まれるネジ穴か形成さ れている。前記アバツトメント又は対応する固定ネジも、通常、前記補綴を該ア バ・ノトメントに対してネジ止め、あるいはねじ込むためのネジ穴か形成されて いる。好ましくは、前記片持ちビームは、アバツトメントに形成された対応する ネジ穴を利用して、前記インブラント又はアバツトメントにネジ止め、あるいは ネジ込まれるように構成される。

好ましくは、前記検出共振周波数は、他のインブラントに接触している同じ又は 類似の部材の共振周波数の一つ又は複数の値と比較される。検出された共振周波 数を、他の好適な状態又は好適でない状態のインブラントにおいて得られた値と 比較することにより、前記インブラントの同化の程度を知ることか出来る。更に 、同じインブラントを、それか最初に挿入された時に検査し、かつ補綴の取り付 けに使用される回復過程中、およびその後において定期的に検査することか可能 であり、種々の共振周波数値を比較することにより、補綴あるいはアバツトメン トが取り付けられるべきか否か、いつ取り付けるべきかについて同化過程の進行 状態を知ることか出来、更に、インブラントの好適な状態が維持されているか否 かを知ることか出来る。

好ましくは、前記共振周波数は、前記部材をＡＣ信号で励起し、前記部材のＡＣ 信号に対する反応を検出し、該部材の検出反応か最大になるまで前記ＡＣ信号の 周波数を変化させることによって検出される。前記共振周波数の検出方法として 、その他の方法も同様に実施可能である。

この発明は、更に、人間又は動物の被術対象の骨に取り付けられたインブラント を検査するための装置に関し、この装置は、前記インブラントに取り外し可能に 取り付けられた部材と、前記部材が前記インブラントに取り付けられた状態にお いて該部材の少なくとも一つの共振周波数を検出するための手段とを有している 。

前記装置は、好ましくは、前記部材をＡＣ信号によって励起するための手段と、 前記部材の前記ＡＣ信号に対する反応を検出するためのトランスデユーサとを育 し、前記ＡＣ信号の周波数が変化され、前記部材の反応が最大である時に前記ト ランスデユーサが検出するように構圧電素子であり、前記部材を励起する前記手 段も、可変周波数発振器によって駆動される圧電素子によって構成可能である。

前記検出／励起手段は、更に、磁気ひずみ装置あるいは電磁装置としても構成可 能である。

次に、本発明を付随の図面を参照しながら更に説明する。図面において、 図１は本発明の一実施例の装置の略図、図２は典型的なインブラントに取り付け られた片持ちビームの典型的な周波数反応曲線のグラフ、図３は典型的なインブ ラントに取り付けられた片持ちビームの、−期間中における共振周波数の仮想変 化のグラフ、そして、 図４は片持ちビームの第２実施例の略図。

図１に示すように、前記装置は、典型的には人間の顎の骨である骨４の一部にイ ンブラントされた固定物、例えば、歯科用インブラント３に、ネジ部２によって 固定された片持ちビームｌとして構成された部材を有している。前記インブラン ト３は、チタン等の金属材、セラミック材その他の数多くの種類の公知の材料か ら形成できる。例えば、英国におけるＮｏｂｅ　ｌｐｈａｒｍａ社から供給され ているタイプのものから構成される。前記ビーム１の両サイドには、圧電素子又 は歪ゲージ５及び６等の二つのトランスデユーサが取り付けられ、例えば、結合 されており、前記ゲージ５は励起ゲージであり、前記ゲージ６は受信ゲージであ る。

前記励起ゲージ５は、可変周波数発振器によって駆動され、この発振器からの例 えば正弦波励起電圧の形の信号は、増幅器を介してゲージ５に供給される。前記 発振器と前記増幅器とは、周波数反応分析器７内に配設することか可能である。

前記受信ゲージ６によって検出された信号は、電荷増幅器８によって増幅され、 前記分析器７への入力となる。前記励起電圧に対する反応電圧の比を示す該分析 器からの出力は、マイクロプロセッサ９等のプロセッサへ供給され、このプロセ ッサは、前記分析器７の発振器の周波数出力を変化させ、その結果をデータメモ リ９ａに記憶するのに使用される。前記結果は、プリントアウトしたり、あるい は、オシロスコープ１０及び／又はＡＣ電圧計等に表示してもよい。

使用において、前記ビームＩは、例えば、Ｎｏｂｅｌｐｈａｒｍａ社のトルクコ ントローラとカウンタ具を使用して、特定のトルクで前述の移植されたインブラ ント３に固定、例えばネジ止めされる。トルクに対する共振周波数の変動は、例 えばｌＯ〜１５Ｎｃｍ等の実用的なトルク範囲において、比較的小さなものであ ることか判っており、従って、そのようなトルク変動によってなんら問題は生じ ない。次に、例えばｌボルトの一定電圧のＡＣ励起信号か、前記ゲージ５を介し て前記ビーム１に与えられる。そして、このＡＣ励起信号の周波数を、前記オシ ロスコープ１０に表示される信号の振幅か最大になるまで変化させる。図２は、 前記共振周波数の概略値を得るのに使用する粗い掃引（ｃｏａｒｓｅ５ｗｅｅｐ ）からのデータを示している。次に、この領域の周りのより細かい掃引を使用し てこの周波数、通常は、第１、即ち基本周波数を特定する。二の周波数を、例え ば、類似の結合段階における他のインブラントのデータと比較する。

特定のインブラントにおいて、その共振周波数は、図３に示されるように時間と ともに変化するものと予期される。従って、検出された共振周波数を、類似のイ ンブラントの以前に作られたデータと比較することにより、前記インブラントの 取り付けの具合を知ることか出来る。

図３において、インブラントの配設後、急性炎症反応によって、初期的に接点の 硬さが減少する。次に、同化が起こり硬さか戻り、最終的には、最初の値に達す るか、あるいはこの値を越える。

電圧変化ではなく、共振周波数のシフトの検出及び比較に基づく技術は、前記イ ンブラント／組織接点の質を、その硬さの関数として判断するのに有効であり、 更に、骨の損失を、前記インブラントを囲む臨界骨のレベル又は高さの関数とし て判断するのにも有効である。

図４は、現状において好ましい片持ちビームを示している。このビーム１は、は ぼＬ字状であり、前記インブラントは、前記インブラントのネジ穴にネジ止めさ れた軸芯周りにおける姿勢が正確に繰り返し決定されるように、例えば、断面か 多角形状等の非円形に構成することが出来る。前記インブラント周りの異なった 位置における硬さ／骨しベルを判定すべく、前記インブラントに対する前記ビー ムの様々な角度位置の異なった測定値を得ることが可能である。

図１〜図４に示すように、前記ビームｌは、前記インブラントと同じ、例えばチ タン等の材質から形成され、その寸法は、そのシステム（配置されたインブラン ト及びビーム）の共振周波数範囲か、１〜２０ｋＨ，より具体的には、５〜１５ ｋＨ１更に好ましくは約１０ｋＨ程度となるように決められている。例えば、図 ４の実施例において、前記ビームｌのリム部は、その断面が約５〜６平方ミリで あり、直立リム部の高さは約２ｃｍ、そしてベースリム部の長さは約１．５ｃｍ である。

請求の範囲に定義された本発明の範囲から外れることなく様々な変更が可能であ る。

例えば、図示した前記トランスデユーサ、即ちゲージ５及び６に対して９０度の 角度で前記ビームの両サイドに、更に別の一対の励起／検出トランスデユーサ、 即ちゲージを取り付けることにより、前記ビームを前記インブラントに対して角 度変更することなく、前記トランスデユーサ５，６に直角な方向での値を読み取 ることができるように構成することも可能である。追加的、または代替的に、前 記ビーム及び／又はトランスデユーサシステムを、前記インブラントに対して回 動可能に構成することが出来る。

図４に示した前記ビームは、Ｌ字形状であったが、その直立リム部か前記ベース リム部１ａの直線延出部を形成して顎、即ち下顎に対してほぼ平行に延出するよ うに構成することも可能である。

実際上、補綴は、インブラントに形成されたネジ穴を使用してこのインブラント ３に直接取り付は可能である。

これに代えて、補綴を、別体のピラーまたはボスト部材（アバツトメントと称さ れる）を介して前記インブラントに間接的に取り付けてもよい。このようなアバ ツトメントは、前記アバツトメントを貫通して前記インブラントにねじ込まれる ことにより、アバツトメントをインブラントに固定する軸ネジのような手段を有 している。前記ネジ又はアバツトメントの上端部には、前記補綴を取り付けるた めのネジ穴が形成されている。前記ビームｌは、前述した方法で、前記アバツト メントの上端部に取り付は可能である。これにより、前記ビームは、前記インブ ラント／骨接合の一体性の評価のみならず、アバツトメント／インブラント接合 部の一体性の評価にも利用可能である。

前記トランスデユーサ又はゲージは、そしてオプションとして前記ビームも又、 該装置の消毒中に前記トランスデユーサを保護するために、例えば空気乾燥アク リル材によって被覆してもよい。電気接続、即ち前記トランスデユーサに接続さ れるワイアは、前記共振構造におけるダンピング効果か最小になるように構成さ れる。前記部材は、片持ちビーム以外の形状に構成してもよく、更に／又は、前 記圧電素子は、例えば共鳴作用を利用した他の受信／送信素子によって置き換え てもよい。はぼ直線状のビームの代わりに、このビームをほぼＵ字形状に形成し てそのベース部を前記インブラント又はアノ＜・ソトメントに接続するように構 成可能である。前記トランスデユーサ又はその均等物は、その同じ側又は対向す る側のリムに取り付けてもよい。

扱輻 時間（月） Ｏモニタ間隔 国際調査報告 １−瞳１−−＾ｐｐ１ｍ＋ｍ５ｓ６ｒＴＩｆ！口０う／ｎｎＣ！１国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．人間又は動物の被術対象の骨（４）に取り付けられたインプラント（３）を 検査する方法であって、前記インプラント（３）に部材（１）を接触させる工程 と、この部材（１）がインプラント（３）に接触している状態においてこの部材 （１）の少なくとも一つの共振周波数を検出する工程と、検出された共振周波数 を、インプラント（３）の骨に対する取り付け具合として解釈する工程とを有す る検査方法。 ２．更に、前記部材（１）を前記インプラント（３）に取り外し可能に取り付け る工程を有する請求項１に記載の方法。 ３．前記部材（１）は片持ちビームである請求項１又は２に記載の方法。 ４．前記インプラント（３）はネジ穴を有し、前記片持ちビーム（１）は前記イ ンプラントにネジ止めされ又はねじ込まれる請求項３に記載の方法。 ５．更に、検出された共振周波数を、他のインプラントと接触している同じ又は 類似の部材の共振周波数の一つ又は複数の値と比較する工程を有する請求項１〜 ４のいずれかに記載の方法。 ６．更に、検出された共振周波数を、他のインプラントと接触している同じ又は 類似の部材について様々な時に得られた共振周波数の一つ又は複数の値と比較す る工程を有する請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 ７．更に、前記部材をＡＣ信号で励起し、前記部材のＡＣ信号に対する反応を検 出し、該部材の検出反応が最大になるまで前記ＡＣ信号の周波数を変化させるこ とによって検出される請求項１〜６のいずれかに記載の方法。 ８．更に、前記反応信号の電圧と前記励起信号の電圧との比である出力を取り出 す工程を有する請求項７に記載の方法。 ９．人間又は動物の被術対象の骨（４）に取り付けられたインプラント（３）を 検査するための装置であって、前記インプラント（３）に取り外し可能に取り付 けられた部材（１）と、前記部材が前記インプラントに取り付けらた状態におい て該部材の少なくとも一つの共振周波数を検出するための手段（５，６）とを有 している検査装置。 １０．前記部材（１）の少なくとも一つの共振周波数を検出する前記手段は、前 記部材をＡＣ信号によって励起するための手段（５）と、前記部材の前記ＡＣ信 号に対する反応を検出するためのトランスデューサ（６）とを有し、前記ＡＣ信 号の周波数が変化され、前記部材の反応が最大である時を前記トランスデューサ （６）が検出するように構成されている請求項９に記載の装置。 １１．前記励起手段（５，６）及び／又は検出手段が圧電素子を備え、この圧電 素子は、可変周波数発振器（７）によって駆動される励起手段を備える請求項９ 又は１０の装置。 １２．前記部材（１）は片持ちビームである請求項９〜１１のいずれかに記載の 装置。 １３．前記部材（１）はほぼＬ字形伏であって、前記ビームのベースリム部（１ ａ）をインプラントに取り付けるための手段（１１）が設けられている請求項１ ２に記載の装置。 １４．前記ビームは、約１〜２０ＫＨ、好ましくは約５〜１５ＫＨ、更に好まし くは約１０ＫＨの周波数に於て共振するように構成されている請求項１２又は１ ３に記載の装置。