KR101229970B1

KR101229970B1 - Apparatus for measuring osseointegration using resonance frequency analysis

Info

Publication number: KR101229970B1
Application number: KR1020100048644A
Authority: KR
Inventors: 이승대; 이정배; 백종후; 이영진
Original assignee: 한국세라믹기술원; 주식회사 디메텍
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2013-02-05
Also published as: KR20110129167A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 RFA를 이용한 골융합 측정 장치는 수직부, 및 상기 수직부로부터 수평 방향으로 절곡되어 연장되도록 형성되는 수평부를 포함하여 L자 형상의 일체형 구조를 가지는 몸체; 상기 몸체의 수직부의 양면에 장착되고, 골융합의 측정을 위한 신호를 발신 및 수신하는 압전 트랜스듀서; 및 상기 몸체의 수평부에 고정되어 임플란트 픽스처와 연결되는 임플란트 픽스처 연결부를 포함한다.An apparatus for measuring bone fusion using RFA according to an embodiment of the present invention includes a body having an integrated structure having an L-shape including a vertical portion and a horizontal portion formed to be bent and extended in a horizontal direction from the vertical portion; Piezoelectric transducers mounted on both sides of the vertical portion of the body, for transmitting and receiving signals for the measurement of bone fusion; And an implant fixture connection part fixed to the horizontal part of the body and connected to the implant fixture.

Description

Device for measuring bone fusion using RFA {APPARATUS FOR MEASURING OSSEOINTEGRATION USING RESONANCE FREQUENCY ANALYSIS}

본 발명의 실시예들은 공진주파수 분석(RFA)을 이용하여 임플란트와 골조직 사이의 골융합을 측정하는 장치에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to an apparatus for measuring bone fusion between an implant and bone tissue using resonant frequency analysis (RFA).

일반적으로, 임플란트는 골조직과 견고하게 연결되어 손상된 골조직을 대신하도록 하는 인공구조물이다. 이러한 임플란트는 척추, 다리뿐만 아니라 인공의치로 이용되기도 하는 것이다.In general, implants are artificial structures that are firmly connected to bone tissue to replace damaged bone tissue. Such implants are used not only for the spine and legs but also for artificial prostheses.

이에, 이러한 임플란트의 시술에 있어서 골조직과의 밀착 정도는 시술의 안정 및 환자의 건강에 절대적 영향을 주는 것으로, 골조직에 시술된 임플란트가 안정적 골융합이 되어야 하는 것이다.Thus, the degree of adhesion to the bone tissue in the treatment of the implant has an absolute effect on the stability of the procedure and the health of the patient, the implants to be treated in the bone tissue should be stable bone fusion.

그러나, 시술된 임플란트는 병원균, 골조직 상태, 시술 상황 등에 의하여 안정적으로 골융합이 되지 않을 수 있다. 이처럼 골융합되지 않은 임플란트는 골조직과 유동될 수 있고, 유동에 의하여 벌어지는 틈사이로 세균이나 이물질이 침투될 수 있다. 그리하여 더욱 큰 이격으로 벌어져 결국 골융합되지 않아 재시술해야만 하는 문제점이 발생될 수 있는 것이다.However, the implant may not be stable bone fusion due to pathogens, bone tissue conditions, procedures. As such, the non-osteosynthetic implant can flow into the bone tissue, and bacteria or foreign substances can penetrate between the gaps caused by the flow. As a result, a greater separation may result in a problem that should not be performed because of bone fusion.

따라서, 임플란트 시술 후 골조직과의 골융합 여부를 확인하기 위한 수단으로 임플란트 고정도 측정 장치를 이용하여 임플란트의 고정도 시험을 할 수 있는 것이다.Therefore, the implant accuracy test can be performed using the implant precision measuring device as a means for confirming whether the bone fusion with the bone tissue after the implant procedure.

그러나, 종래의 고정도 측정 장치는 트랜스듀서가 바로 임플란트와 결합되기 때문에 임플란트가 다른 종류 및 다른 크기의 것이면 트랜스듀서도 바뀌어야만 측정 시험을 할 수 있어, 매번 많은 수의 트랜스듀서를 마련해야 하는 문제점이 있다.
However, in the conventional high accuracy measuring device, the transducer is directly coupled with the implant, so if the implant is of a different type and a different size, the transducer must be changed so that the measurement test can be performed. have.

본 발명의 일 실시예는 트랜스듀서의 공진주파수를 측정함으로써, 임플란트 픽스처의 식립 후 임플란트가 골조직과 잘 융합되었는지 여부를 판별할 수 있는 RFA를 이용한 골융합 측정 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an apparatus for measuring bone fusion using RFA that can determine whether an implant is well fused with bone tissue after implantation of an implant fixture by measuring the resonance frequency of the transducer.

본 발명의 일 실시예는 골조직에 식립되는 임플란트 픽스처와 임플란트 픽스처 연결부의 결합을 통해 압전 트랜스듀서 구조물인 몸체가 견고함을 유지함으로써, 골조직과 임플란트 픽스처 간의 골융합 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 RFA를 이용한 골융합 측정 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention is to maintain the robustness of the piezoelectric transducer structure body through the combination of the implant fixture and the implant fixture is placed in the bone tissue, RFA for more accurate bone fusion measurement between bone tissue and implant fixture Provided is a bone fusion measurement device.

본 발명의 일 실시예는 압전 트랜스듀서 구조물인 몸체가 수직부와 수평부의 L자형 구조로 형성됨으로써, 진동에 의한 측정에 있어서 매우 양호한 특성을 가질 수 있는 RFA를 이용한 골융합 측정 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention is to provide a bone fusion measuring apparatus using RFA that the body of the piezoelectric transducer structure is formed in the L-shaped structure of the vertical portion and the horizontal portion, can have a very good characteristics in the measurement by vibration.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem (s) mentioned above, and other object (s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 압전 트랜스듀서는 압전 세라믹을 포함할 수 있다.The piezoelectric transducer may include a piezoelectric ceramic.

상기 압전 세라믹에는 (Na0.5K0.5)NbO3-LiTaO3의 세라믹스 조성물에 제1 첨가제 또는 제2 첨가제 중 적어도 하나가 함유되어 있고, 상기 제1 첨가제는 Fe2O3, NiO 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 구성된 금속산화물 0.1 ~ 3 mol% 및 MnCO3, CuO 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 구성된 금속산화물 0.1 ~ 3 mol%를 포함하고, 상기 제2 첨가제는 Li2O와 Na2O, K2O 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 구성된 1족 원소 산화물 0.5 ~ 2 mol%를 포함할 수 있다.The piezoelectric ceramic contains at least one of a first additive and a second additive in a ceramic composition of (Na 0.5 K 0.5) NbO 3 —LiTaO 3, and the first additive is a metal configured by selecting at least one of Fe 2 O 3 and NiO. 0.1 to 3 mol% of oxides and 0.1 to 3 mol% of metal oxides formed by selecting at least one of MnCO 3 and CuO, and the second additive is a Group 1 element selected by selecting at least one of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O. It may comprise 0.5 to 2 mol% oxide.

상기 압전 트랜스듀서는 상기 수직부의 일면에 장착되는 구동부; 및 상기 수직부의 타면에 장착되는 센서부를 포함하고, 상기 구동부는 전기 신호를 입력 받아 진동 신호로 변환시키고, 상기 진동 신호를 발신하여 상기 몸체를 진동시켜 진폭 변화를 야기시키며, 상기 센서부는 상기 진폭 변화된 진동 신호를 전기적 신호로 변환시켜 공진주파수를 측정할 수 있다.The piezoelectric transducer includes a driving unit mounted to one surface of the vertical portion; And a sensor unit mounted on the other surface of the vertical unit, wherein the driving unit receives an electrical signal, converts the vibration signal into a vibration signal, and transmits the vibration signal to vibrate the body to cause an amplitude change. The resonance frequency can be measured by converting the vibration signal into an electrical signal.

상기 수직부 및 상기 수평부는 판 형태로 형성되며, 상기 수평부의 두께는 상기 수직부의 두께보다 두꺼울 수 있다.The vertical portion and the horizontal portion may be formed in a plate shape, and the thickness of the horizontal portion may be thicker than the thickness of the vertical portion.

상기 임플란트 픽스처 연결부는 상기 몸체의 수평부에 수직 방향으로 관통된 고정홀에 체결되어 상기 수평부에 고정되고, 상기 수평부에 수직으로 고정된 상태에서 상기 임플란트 픽스처와 연결될 수 있다.The implant fixture connection part may be connected to the implant fixture in a state in which the implant fixture connection part is fastened to a fixing hole penetrating in the vertical direction to the horizontal part of the body and fixed to the horizontal part and vertically fixed to the horizontal part.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
Advantages and / or features of the present invention and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 트랜스듀서의 공진주파수를 측정함으로써, 임플란트 픽스처의 식립 후 임플란트가 골조직과 잘 융합되었는지 여부를 판별할 수 있다.According to one embodiment of the invention, by measuring the resonant frequency of the transducer, it is possible to determine whether the implant is well fused with the bone tissue after implantation of the implant fixture.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 골조직에 식립되는 임플란트 픽스처와 임플란트 픽스처 연결부의 결합을 통해 압전 트랜스듀서 구조물인 몸체가 견고함을 유지함으로써, 골조직과 임플란트 픽스처 간의 골융합 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 한다.According to an embodiment of the present invention, by maintaining the firmness of the body of the piezoelectric transducer structure through the coupling of the implant fixture and the implant fixture connected to the bone tissue, so that the bone fusion measurement between the bone tissue and the implant fixture can be made more accurately. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 압전 트랜스듀서 구조물인 몸체가 수직부와 수평부의 L자형 구조로 형성됨으로써, 진동에 의한 측정에 있어서 매우 양호한 특성을 가질 수 있다.
According to one embodiment of the invention, the body of the piezoelectric transducer structure is formed in the L-shaped structure of the vertical portion and the horizontal portion, it can have a very good characteristics in the measurement by vibration.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFA를 이용한 골융합 측정 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFA를 이용한 골융합 측정 장치의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 골융합도에 따라 검출되는 신호의 일례를 도시한 도면이다.1 is a perspective view of an apparatus for measuring bone fusion using RFA according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the apparatus for measuring bone fusion using RFA according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams showing an example of a signal detected according to the degree of bone fusion.

일반적으로 임플란트는 인체의 골조직을 대신하여 인공적으로 제조된 것으로서, 기존의 골조직에 부착되어 시술되도록 하는 것이다. 그렇기 때문에, 중요한 사항 중 하나가 바로 임플란트와 기존의 골조직 간의 밀착도, 즉 골융합이다.In general, the implant is artificially manufactured in place of the human bone tissue, and is to be attached to the existing bone tissue to be treated. Therefore, one of the important points is the adhesion between the implant and the existing bone tissue, that is, bone fusion.

본 발명의 일 실시예에 따른 골융합 측정 장치는 골조직에 식립되는 임플란트 픽스처(implant fixture)의 고정도를 측정하기 위한 장치이다. 이를 위해, 상기 골융합 측정 장치는 공진주파수를 분석하여 임플란트 고정도, 즉 골융합 정도를 측정할 수 있다.The apparatus for measuring bone fusion according to an embodiment of the present invention is a device for measuring the accuracy of an implant fixture implanted in bone tissue. To this end, the apparatus for measuring bone fusion can measure the implant accuracy, that is, the degree of bone fusion by analyzing the resonance frequency.

상기 골융합 측정 장치는 임플란트 고정도를 측정하기 위한 별도의 장치인 임플란트 고정도 측정 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 골융합 측정 장치는 주파수를 발진하여 이에 의한 진동(임플란트에서의 동요 정도에 따른 진동)을 수신하고, 상기 수신된 진동의 공진주파수를 분석할 수 있다.The apparatus for measuring bone fusion may be electrically connected to an implant accuracy measuring device, which is a separate device for measuring implant accuracy. The apparatus for measuring bone fusion may oscillate a frequency to receive a vibration (vibration according to the degree of fluctuation in the implant) and analyze the resonance frequency of the received vibration.

상기 골융합 측정 장치는 상기 공진주파수의 분석 결과를 상기 임플란트 고정도 측정 장치로 전송할 수 있다. 상기 임플란트 고정도 측정 장치는 상기 공진주파수의 분석 결과를 토대로 골융합 정도, 즉 상기 임플란트 픽스처의 고정도를 측정할 수 있다. 이에 따라, 의사는 상기 골융합 측정 결과값을 기초로 하여 상기 임플란트 픽스처가 상기 골조직에 제대로 식립되었는지를 판단할 수 있게 된다.The apparatus for measuring bone fusion may transmit a result of analyzing the resonance frequency to the implant precision measuring apparatus. The implant accuracy measuring device may measure the degree of bone fusion, that is, the accuracy of the implant fixture, based on the analysis result of the resonance frequency. Accordingly, the doctor can determine whether the implant fixture is properly placed in the bone tissue based on the bone fusion measurement result.

참고로, 임플란트는 척추, 다리와 같은 골조직(뼈조직)을 대신하기 위한 것이며, 특히 근래에는 치과용 임플란트로 많이 이용되고 있다. 치과용 임플란트의 경우, 임플란트 식립 과정 중 골조직에 임플란트 픽스처를 식립한 상태에서 임플란트 픽스처의 요동 정도를 측정하게 된다.For reference, the implant is intended to replace bone tissue (bone tissue) such as the spine and legs, and in particular, it is used in recent years as a dental implant. In the case of dental implants, the degree of fluctuation of the implant fixture is measured while the implant fixture is placed in the bone tissue during the implant placement process.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 치과용 임플란트 픽스처에 한정하여 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 골융합 측정 장치는 상기와 같은 치과용 임플란트 픽스처에 한정되어 이용되는 것이 아니라, 일반적인 임플란트의 고정도를 측정하기 위한 장치로서 이용될 수 있음은 당연하다.Therefore, in an embodiment of the present invention will be described limited to the dental implant fixture. However, the apparatus for measuring bone fusion according to an embodiment of the present invention is not limited to the dental implant fixture as described above, it can be used as a device for measuring the accuracy of a general implant.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention;

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFA를 이용한 골융합 측정 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFA를 이용한 골융합 측정 장치의 분해 사시도이다.1 is a perspective view of an apparatus for measuring bone fusion using RFA according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the apparatus for measuring bone fusion using RFA according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFA를 이용한 골융합 측정 장치(100)는 몸체(110), 압전 트랜스듀서(120) 및 임플란트 픽스처 연결부(130)를 포함한다.1 and 2, the apparatus 100 for measuring bone fusion using RFA according to an embodiment of the present invention includes a body 110, a piezoelectric transducer 120, and an implant fixture connection unit 130.

상기 몸체(110)는 두 개의 판 형태의 부재가 서로 수직으로 결합되어 형성된다. 즉, 상기 몸체(110)는 수직부(111)와, 상기 수직부(111)로부터 수평 방향으로 절곡되어 연장되도록 형성되는 수평부(112)를 포함한다. 다시 말해, 상기 몸체(110)는 L자 형상의 일체형 구조를 가진다.The body 110 is formed by two members in the form of a plate vertically coupled to each other. That is, the body 110 includes a vertical portion 111 and a horizontal portion 112 formed to be bent and extended in the horizontal direction from the vertical portion 111. In other words, the body 110 has an L-shaped integral structure.

상기 수평부(112)에는 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)가 상기 임플란트 픽스처에 고정되도록 하기 위한 고정홀(113)이 구비될 수 있다. 상기 고정홀(113)은 상기 수평부(112)에 수직 방향으로 관통되도록 형성될 수 있다.The horizontal part 112 may be provided with a fixing hole 113 for fixing the implant fixture connecting portion 130 to the implant fixture. The fixing hole 113 may be formed to penetrate the horizontal portion 112 in a vertical direction.

상기 고정홀(113)은 도면에는 도시되지 않았지만 하측의 고정삽입공과 상측의 결합공으로 이루어질 수 있다.Although not shown in the drawing, the fixing hole 113 may be formed of a fixing hole in the lower side and a coupling hole in the upper side.

상기 고정삽입공에는 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)의 픽스처 고정부재(131)가 삽입될 수 있다. 상기 결합공에는 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)의 고정 결합부재(132)가 삽입될 수 있다.The fixture fixing member 131 of the implant fixture connection unit 130 may be inserted into the fixing insertion hole. The coupling hole 132 of the implant fixture connection unit 130 may be inserted into the coupling hole.

이처럼 상기 고정삽입공과 상기 결합공으로 상기 픽스처 고정부재(131)와 상기 고정 결합부재(132)가 각각 삽입되어 체결될 수 있다. 이로써, 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)는 상기 몸체(110)의 수평부(112)에 수직으로 고정된 상태에서 상기 임플란트 픽스처와 연결될 수 있게 된다.As such, the fixture fixing member 131 and the fixing coupling member 132 may be inserted into and fastened to the fixing insertion hole and the coupling hole, respectively. As a result, the implant fixture connection unit 130 may be connected to the implant fixture in a state where it is fixed perpendicular to the horizontal portion 112 of the body 110.

이때, 상기 고정삽입공의 지름 크기(직경)은 상기 결합공의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정삽입공의 상면에는 내측으로 돌출 형성되는 결합단턱(미도시)이 형성될 수 있다.At this time, the diameter size (diameter) of the fixed insertion hole may be formed larger than the diameter of the coupling hole. In addition, a coupling step (not shown) protruding inward may be formed on an upper surface of the fixing insertion hole.

따라서, 상기 결합공의 상부로부터 상기 고정 결합부재(132)를 삽입하여 상기 픽스처 고정부재(131)와 결합(예: 나사 결합)시키게 되면, 상기 고정 결합부재(132)의 머리 부분의 저면이 상기 수평부(112)의 결합단턱 상면과 맞닿게 된다. 이에 따라, 상기 고정 결합부재(132)와 상기 픽스처 고정부재(131)는 상기 결합단턱을 사이에 두고 상기 몸체(110)의 수평부(112)에 일체로 고정 결합될 수 있다.Accordingly, when the fixing coupling member 132 is inserted from the upper portion of the coupling hole to be coupled to the fixture fixing member 131 (eg, screwed), the bottom surface of the head of the fixing coupling member 132 may be formed. It is in contact with the upper surface of the engaging step of the horizontal portion (112). Accordingly, the fixed coupling member 132 and the fixture fixing member 131 may be integrally fixed to the horizontal portion 112 of the body 110 with the coupling step in between.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 몸체(110)와 상기 임플란트 픽스처 연결부(130) 및 상기 임플란트 픽스처가 서로 안정되게 일체로 고정된 상태를 유지할 수 있다.As such, in an embodiment of the present invention, the body 110, the implant fixture connection unit 130, and the implant fixture may be stably and integrally fixed to each other.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 압전 트랜스듀서(120)에서 발신되는 진동 신호가 그대로 상기 임플란트 픽스처에 전달될 수 있으며, 상기 임플란트 픽스처와 골조직의 고정 정도에 따른 반대의 진동을 효과적으로 감지할 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the vibration signal transmitted from the piezoelectric transducer 120 may be transmitted to the implant fixture as it is, and effectively detect the opposite vibration according to the degree of fixation of the implant fixture and bone tissue. Can be.

또한, 상기 몸체(110)의 수직부(111) 및 수평부(112)는 서로 다른 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 수평부(112)의 두께는 상기 수직부(111)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)가 상기 몸체(110)의 수평부(112)에 요동되지 않고 견고하게 고정됨으로써, 골융합 측정에 있어서 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the vertical portion 111 and the horizontal portion 112 of the body 110 may be formed to have a different thickness. For example, the thickness of the horizontal portion 112 may be formed thicker than the thickness of the vertical portion 111. Therefore, according to one embodiment of the present invention, the implant fixture connection part 130 is firmly fixed to the horizontal part 112 of the body 110 without being oscillated, thereby improving accuracy in measuring bone fusion.

예를 들어, 상기 수평부(112)의 고정홀(113) 상측에 형성된 결합공의 상하 높이가 상기 수직부(111)의 두께와 비슷한 정도로 형성되는 반면, 상기 수평부(112)의 고정홀(113) 하측에 형성된 고정삽입공의 상하 높이가 상기 결합공의 상하 높이보다 높게 형성될 수 있다.For example, while the vertical height of the coupling hole formed on the fixing hole 113 of the horizontal portion 112 is formed to be similar to the thickness of the vertical portion 111, the fixing hole of the horizontal portion 112 ( 113) The vertical height of the fixed insertion hole formed in the lower side may be formed higher than the vertical height of the coupling hole.

따라서, 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)의 픽스처 고정부재(131)의 상부가 상기 고정삽입공의 상하 높이만큼 삽입됨으로써, 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)와 상기 몸체(110)의 수평부(112)가 서로 요동되지 않고 견고하게 결합될 수 있게 된다.Therefore, the upper portion of the fixture fixing member 131 of the implant fixture connecting portion 130 is inserted by the vertical height of the fixing insertion hole, so that the horizontal portion 112 of the implant fixture connecting portion 130 and the body 110 It is possible to be firmly coupled to each other without shaking.

상기 압전 트랜스듀서(120)는 상기 몸체(110)의 수직부(111)의 양면에 판 형태로 장착될 수 있다. 상기 압전 트랜스듀서(120)는 골융합의 측정을 위한 신호를 발신 및 수신하는 기능을 한다. 이러한 기능을 할 수 있도록, 상기 압전 트랜스듀서(120)는 압전 세라믹(piezo electric ceramic)으로 구현될 수 있다.The piezoelectric transducer 120 may be mounted in a plate shape on both sides of the vertical portion 111 of the body 110. The piezoelectric transducer 120 functions to send and receive signals for measuring bone fusion. To this end, the piezoelectric transducer 120 may be implemented as a piezo electric ceramic.

참고로, 상기 압전 세라믹은 압력이 가해졌을 때 전압을 발생하고, 전계가 가해졌을 때 기계적인 변형이 일어나는 소자로서, 기계적인 진동에너지를 전기에너지로, 전기에너지를 기계적인 진동에너지로 상호 변환이 가능하며 변환효율이 매우 높은 재료이다.For reference, the piezoelectric ceramic is a device that generates a voltage when a pressure is applied and a mechanical deformation occurs when an electric field is applied. The piezoelectric ceramic converts mechanical vibration energy into electrical energy and electrical energy into mechanical vibration energy. It is possible and the conversion efficiency is very high.

이러한 압전 세라믹에는 (Na0.5K0.5)NbO3-LiTaO3 의 세라믹스 조성물에 제1 첨가제 또는 제2 첨가제 중 적어도 하나가 함유되어 있을 수 있다. 상기 제1 첨가제는 Fe2O3, NiO 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 구성된 금속산화물 0.1 ~ 3 mol% 및 MnCO3, CuO 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 구성된 금속산화물 0.1 ~ 3 mol%를 포함할 수 있다. 상기 제2 첨가제는 Li2O와 Na2O, K2O 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 구성된 1족 원소 산화물 0.5 ~ 2 mol%를 포함할 수 있다.The piezoelectric ceramic may contain at least one of the first additive and the second additive in the ceramic composition of (Na 0.5 K 0.5) NbO 3 —LiTaO 3. The first additive may include 0.1 to 3 mol% of metal oxides formed by selecting at least one of Fe 2 O 3 and NiO, and 0.1 to 3 mol% of metal oxides formed by selecting at least one of MnCO 3 and CuO. The second additive may include 0.5 to 2 mol% of Group 1 element oxides formed by selecting at least one of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 압전 트랜스듀서(120)의 일 실시예인 압전 세라믹에 납이 함유되어 있지 않아 납으로 인한 환경 오염을 감소시킬 수 있으며, 1족 원소 산화물이 첨가되어 우수한 유전 및 압전 특성을 지닐 수 있다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, the piezoelectric ceramic, which is an embodiment of the piezoelectric transducer 120, does not contain lead, thereby reducing environmental pollution due to lead, and the Group 1 element oxide is added to provide excellent It can have dielectric and piezoelectric properties.

이러한 압전 트랜스듀서(120)는 상기 압전 트랜스듀서(120)를 구동시키기 위한 구동부(121)와, 공진주파수를 측정하기 위한 센서부(122)를 포함하여 구성될 수 있다.The piezoelectric transducer 120 may include a driver 121 for driving the piezoelectric transducer 120 and a sensor unit 122 for measuring a resonance frequency.

상기 구동부(121)는 상기 몸체(110)의 수직부(111)의 일면에 장착되고, 상기 센서부(122)는 상기 몸체(110)의 수직부(111)의 타면에 장착될 수 있다.The driving part 121 may be mounted on one surface of the vertical part 111 of the body 110, and the sensor part 122 may be mounted on the other surface of the vertical part 111 of the body 110.

상기 구동부(121)는 전기 신호를 입력 받아 진동 신호로 변환시킬 수 있다. 이때, 상기 전기 신호는 상기 압전 트랜스듀서(120)와 외부 전원 간에 연결된 전선을 통해 상기 압전 트랜스듀서(120)에 입력될 수 있다.The driver 121 may receive an electrical signal and convert it into a vibration signal. In this case, the electrical signal may be input to the piezoelectric transducer 120 through a wire connected between the piezoelectric transducer 120 and an external power source.

상기 구동부(121)는 상기 진동 신호를 발신하여 상기 몸체(110)를 진동시키며, 이로 인해 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)에도 진동이 전달되게 된다. 이에 따라, 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)에는 진폭 변화가 일어나게 된다.The driving unit 121 transmits the vibration signal to vibrate the body 110, thereby transmitting vibration to the implant fixture connection unit 130. Accordingly, an amplitude change occurs in the implant fixture connection unit 130.

상기 센서부(122)는 상기 진폭 변화된 진동 신호를 수신하여 공진주파수를 측정할 수 있다. 이때, 상기 센서부(122)는 상기 진폭 변화된 진동 신호를 전기적 신호로 변환하고, 상기 변환된 전기적 신호를 분석하여 상기 공진주파수를 측정할 수 있다.The sensor unit 122 may measure the resonance frequency by receiving the vibration signal having the amplitude change. In this case, the sensor unit 122 may convert the amplitude-changed vibration signal into an electrical signal and analyze the converted electrical signal to measure the resonance frequency.

상기 임플란트 픽스처 연결부(130)는 상기 몸체(110)의 수평부(112)에 고정되어 상기 임플란트 픽스처와 연결된다.The implant fixture connecting portion 130 is fixed to the horizontal portion 112 of the body 110 and is connected to the implant fixture.

이를 위해, 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)는 픽스처 고정부재(131) 및 고정 결합부재(132)를 포함할 수 있다. 상기 픽스처 고정부재(131)와 상기 고정 결합부재(132)는 서로 결합(예: 나사 결합)되어 상기 몸체(110)의 수평부(112)에 고정될 수 있다.To this end, the implant fixture connecting portion 130 may include a fixture fixing member 131 and a fixed coupling member 132. The fixture fixing member 131 and the fixing coupling member 132 may be coupled to each other (for example, screwed) to be fixed to the horizontal portion 112 of the body 110.

이때, 상기 픽스처 고정부재(131)는 앞서 언급한 바와 같이, 상기 몸체(110)의 수평부(112)에 형성된 고정홀(113)의 고정삽입공에 삽입될 수 있으며, 상기 고정 결합부재(132)는 상기 고정홀(113)의 결합공에 삽입될 수 있다.In this case, as described above, the fixture fixing member 131 may be inserted into a fixing insertion hole of the fixing hole 113 formed in the horizontal portion 112 of the body 110, and the fixing coupling member 132. ) May be inserted into the coupling hole of the fixing hole 113.

이처럼 상기 픽스처 고정부재(131)와 상기 고정 결합부재(132)는 상기 고정삽입공과 상기 결합공에 각각 삽입되어 체결될 수 있다. 이로써, 상기 임플란트 픽스처 연결부(130)는 상기 몸체(110)의 수평부(112)에 수직으로 고정된 상태에서 상기 임플란트 픽스처와 연결될 수 있게 된다.As such, the fixture fixing member 131 and the fixed coupling member 132 may be inserted into and fastened to the fixed insertion hole and the coupling hole, respectively. As a result, the implant fixture connection unit 130 may be connected to the implant fixture in a state where it is fixed perpendicular to the horizontal portion 112 of the body 110.

도 3 및 도 4는 골융합도에 따라 검출되는 신호의 일례를 도시한 도면이다.3 and 4 are diagrams showing an example of a signal detected according to the degree of bone fusion.

본 발명의 일 실시예에서는 골융합 측정 장치의 임플란트 픽스처 연결부를 임플란트 픽스처에 결합하여 회로(임플란트 고정도 측정 장치)를 통해 임피던스 파형을 분석하고, 상기 분석 결과를 토대로 공진주파수를 검출하여 골융합 정도를 측정하게 된다.In one embodiment of the present invention, by combining the implant fixture connection portion of the bone fusion measurement device to the implant fixture to analyze the impedance waveform through a circuit (implant precision measuring device), and detects the resonance frequency based on the analysis results to measure the degree of bone fusion Done.

이때, 압전 트랜스듀서의 센서부는 7 ~ 10KHz의 공진주파수를 가지도록 설계될 수 있다. 골조직과 임플란트 픽스처가 잘 융합된 경우 상기 임플란트 픽스처 연결부를 상기 임플란트 픽스처에 연결하면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회로에서 트랜스듀서의 고유의 공진주파수만 검출된다.At this time, the sensor unit of the piezoelectric transducer may be designed to have a resonance frequency of 7 ~ 10KHz. When the bone tissue and the implant fixture are well fused, connecting the implant fixture connection part to the implant fixture detects only the inherent resonant frequency of the transducer in the circuit as shown in FIG. 3.

하지만, 골조직과 임플란트 픽스처가 잘 융합되지 않은 경우 상기 임플란트 픽스처 연결부를 상기 임플란트 픽스처에 연결하면, 도 4에 도시된 바와 같이 트랜스듀서의 공진주파수가 상기 임플란트 픽스처의 영향을 받아 고유 공진주파수가 아닌 다른 주파수에 생성되며, 이에 따라 공진주파수가 2개로 나뉘는 현상이 발생하게 된다.However, when the bone tissue and the implant fixture are not fused well, when the implant fixture connection part is connected to the implant fixture, as shown in FIG. 4, the resonant frequency of the transducer is influenced by the implant fixture and is not a natural resonant frequency. It is generated at the frequency, which causes the resonance frequency to be divided into two.

본 발명의 일 실시예에서는 이와 같은 원리로 골융합 정도를 측정하여 수치화함으로써, 골조직과 임플란트 픽스처가 잘 융합되었는지 여부를 알 수 있도록 한다.In one embodiment of the present invention by measuring and quantifying the degree of bone fusion on the same principle, it is possible to know whether the bone tissue and the implant fixture is well fused.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 골융합 측정 장치는 트랜스듀서의 공진주파수를 측정함으로써, 임플란트 픽스처의 식립 후 임플란트가 골조직과 잘 융합되었는지 여부를 판별할 수 있다.As such, the apparatus for measuring bone fusion according to an embodiment of the present invention may determine whether the implant is well fused with the bone tissue after the implant fixture is placed by measuring the resonance frequency of the transducer.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 골융합 측정 장치는 골조직에 식립되는 임플란트 픽스처와 임플란트 픽스처 연결부의 결합을 통해 압전 트랜스듀서 구조물인 몸체가 견고함을 유지함으로써, 골조직과 임플란트 픽스처 간의 골융합 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 한다.In addition, the apparatus for measuring bone fusion according to an embodiment of the present invention maintains the body of the piezoelectric transducer structure through the coupling of the implant fixture and the implant fixture connected to the bone tissue, thereby measuring the bone fusion between the bone tissue and the implant fixture Make sure it's done correctly.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 골융합 측정 장치는 압전 트랜스듀서 구조물인 몸체가 수직부와 수평부의 L자형 구조로 형성됨으로써, 진동에 의한 측정에 있어서 매우 양호한 특성을 가질 수 있다.In addition, the apparatus for measuring bone fusion according to an embodiment of the present invention is a piezoelectric transducer structure body is formed in the L-shaped structure of the vertical portion and the horizontal portion, it can have a very good characteristics in the measurement by vibration.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

110: 몸체
111: 수직부
112: 수평부
113: 고정홀
120: 압전 트랜스듀서
121: 구동부
122: 센서부
130: 임플란트 픽스처 연결부
131: 픽스처 고정부재
132: 고정 결합부재110: body
111: vertical section
112: horizontal
113: fixing hole
120: piezoelectric transducer
121: drive unit
122: sensor unit
130: implant fixture connection
131: fixture fixing member
132: fixed coupling member

Claims

A body having an integrated structure having an L-shape including a vertical portion formed in a plate shape, and a horizontal portion formed in a plate shape to be bent in a horizontal direction from the vertical portion and extending thicker than the vertical portion;
Piezoelectric transducers mounted on both sides of the vertical portion of the body, for transmitting and receiving signals for the measurement of bone fusion; And
Implant fixture connecting portion which is fastened to the fixing hole penetrated in the vertical portion of the body in the vertical direction and fixed to the horizontal portion and connected to the implant fixture in a state fixed to the horizontal portion vertically
Including,
The piezoelectric transducer is
A piezoelectric ceramic, wherein the piezoelectric ceramic includes a first additive in the ceramic composition of (Na 0.5 K0.5) NbO 3 -LiTaO 3, and the first additive is a metal oxide composed of at least one selected from Fe 2 O 3 and NiO. An apparatus for measuring bone fusion using RFA, comprising 0.1 to 3 mol% of metal oxides selected by selecting at least one of 0.1 to 3 mol% and MnCO 3 and CuO.

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The method of claim 1,
The piezoelectric ceramic contains a second additive in the ceramic composition of (Na 0.5 K 0.5) NbO 3 —LiTaO 3, and the second additive is a Group 1 element oxide composed of at least one selected from Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O. Device for measuring bone fusion using RFA, characterized in that it comprises 2 mol%.

The method of claim 1,
The piezoelectric transducer is
A driving unit mounted to one surface of the vertical part; And
Sensor unit mounted on the other side of the vertical portion
Including,
The driving unit receives an electrical signal and converts it into a vibration signal, and sends the vibration signal to vibrate the body to cause an amplitude change.
The sensor unit is a bone fusion measurement device using RFA, characterized in that for measuring the resonance frequency by converting the vibration signal of the amplitude change to an electrical signal.

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