WO2006077756A1 - 生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部材の応力分布測定方法および測定部材 - Google Patents

生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部材の応力分布測定方法および測定部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2006077756A1
WO2006077756A1 PCT/JP2006/300199 JP2006300199W WO2006077756A1 WO 2006077756 A1 WO2006077756 A1 WO 2006077756A1 JP 2006300199 W JP2006300199 W JP 2006300199W WO 2006077756 A1 WO2006077756 A1 WO 2006077756A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stress
bone
simulated
light
luminescent material
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/300199
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Hyodo
Chao-Nan Xu
Original Assignee
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology filed Critical National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Priority to US11/814,450 priority Critical patent/US8056422B2/en
Priority to JP2006553862A priority patent/JP4761215B2/ja
Publication of WO2006077756A1 publication Critical patent/WO2006077756A1/ja

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2/4657—Measuring instruments used for implanting artificial joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4504—Bones
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/241—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet by photoelastic stress analysis
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models
    • G09B23/32—Anatomical models with moving parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4528—Joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3662—Femoral shafts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3609—Femoral heads or necks; Connections of endoprosthetic heads or necks to endoprosthetic femoral shafts
    • A61F2002/3625—Necks
    • A61F2002/3631—Necks with an integral complete or partial peripheral collar or bearing shoulder at its base
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2002/4632—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor using computer-controlled surgery, e.g. robotic surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2/4657—Measuring instruments used for implanting artificial joints
    • A61F2002/4666—Measuring instruments used for implanting artificial joints for measuring force, pressure or mechanical tension

Definitions

  • the present invention relates to a stress distribution measuring method and stress distribution measuring method for a living bone or a simulated bone, or a member attached thereto, which can easily measure the distribution of stress and strain acting on a bone or the like.
  • the present invention relates to a member such as an implant to be attached to a simulated bone or a living bone or a simulated bone.
  • thermoelastic stress measurement method As a countermeasure, a thermoelastic stress measurement method has been developed in recent years, in which surface stress is visualized from the surface temperature of a sample that changes with stress. Since this method applies infrared thermography, it is possible to capture the surface stress distribution of the femur wearing the prosthesis with an image without omissions when the artificial joint is mounted.
  • the present applicants have conducted research on inorganic materials that emit light by mechanical energy. As shown in Patent Document 1 below, the present applicants, in particular, from a base material that is a piezoelectric body of a Wurtz mine type structure and a light emission center. We succeeded in producing a material using inorganic materials as raw materials.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-120801 (Patent No. 3265356)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-137622
  • the present invention provides a method that can accurately measure various stress distributions of a living bone, a simulated bone, or a member attached thereto by various methods using an inexpensive system.
  • the main purpose is to provide
  • the present invention has been found to solve using the above-mentioned substance that has been developed by the applicant and emits light by mechanical energy as described above. More specifically, the surface of a living bone or simulated bone, Alternatively, a stress luminescent material layer is provided on the surface of a member to be attached to them, and the light of the stress luminescent material emitted by the stress acting on the bone is measured with a camera, so that the surface of the living bone or simulated bone or the A stress distribution measuring method for a living bone or a simulated bone or a member attached to them is characterized by measuring the stress distribution on the surface of the member attached to the body.
  • a stress luminescent substance is mixed in a material of the simulated bone, and light of the stress luminescent substance emitted by the stress acting on the bone is emitted by a camera. By measuring, the stress distribution on the surface or inside of the simulated bone is measured.
  • a stress luminescent material layer is formed inside the simulated bone, and the light of the stress luminescent material emitted by the stress acting on the bone is measured with a camera. In this way, the stress distribution on the surface or inside of the simulated bone is measured.
  • a stress luminescent material layer is provided on the inner surface of the simulated bone formed of a transparent material, and the stress luminescent material emits light by stress acting on the bone. It is characterized by measuring the stress distribution on the inner surface of the simulated bone by measuring light with the external force camera of the aggregate.
  • a stress luminescent material layer is provided between layers of the simulated bone formed in a multilayer by a transparent material, and light is emitted by stress acting on the bone.
  • the stress distribution inside the simulated bone is measured by measuring the light of the stress luminescent material with a camera.
  • the simulated bone according to the present invention is characterized in that a stress luminescent material layer is provided on the surface.
  • another simulated bone according to the present invention is characterized in that a stress luminescent substance is mixed with a material.
  • another simulated bone according to the present invention is characterized in that it is formed in multiple layers by a transparent material having a stress luminescent material layer between each layer.
  • Another simulated bone according to the present invention is characterized in that a stress luminescent material layer is provided on the surface of the simulated bone forming the shape of a test piece for stress measurement.
  • the stress measuring member according to the present invention is characterized in that a stress luminescent material layer is provided on the surface of a member to be attached to a living bone or a simulated bone.
  • the present invention is configured as described above, when a bone stress distribution is visualized and measured without a leakage point, it can be accurately measured in various modes by an inexpensive system.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an application example of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing another application example of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing still another application example of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing still another application example of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing still another application example of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing still another application example of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing still another application example of the present invention.
  • the present invention is based on the mechanical energy as described above in place of the technique using infrared thermography, which has been conventionally used for the measurement of bone stress and strain (hereinafter simply referred to as stress) distribution.
  • stress bone stress and strain
  • an inorganic substance that emits light is used, and this inorganic substance is disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 etc. First, this substance will be briefly described.
  • the stress-stimulated luminescent material used in the present invention is a luminescent center capable of having at least one kind of rare earth or transition metal that emits light when an electron excited by mechanical energy returns to the ground state. Is doped.
  • the inorganic matrix material includes melilite structure, FeS
  • Examples include oxides, sulfides, carbides or nitrides that have a two-structure, a wurtzite structure, a spinel structure, a corundum structure, or a j8-alumina structure. Of these, Merrilite structure, FeS
  • Oxides having a two-structure, a wurtzite structure, a spinel structure, a corundum structure, or a ⁇ -alumina structure are preferred.
  • a melilite structure CaYAl 0
  • Examples of materials having a Kurz structure include materials mainly composed of BeO, ZnO, ZnS, CdS, MnS, A1N, GaN, InN, TaN, NbN, and a SiC.
  • materials having a spinel structure MgAl 0, CaAl O, and those having a corundum structure as Al 0, ⁇ -a
  • the emission centers doped in these inorganic base materials include Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, It is preferable to use one or more of the rare earth ions of Lu and transition metal ions of Ti ⁇ Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Mo, Ta, W . Among these, for example, when the inorganic base material is gehlenite, rare earth metals, particularly Ce ions are preferred.
  • the doping amount of the luminescent center is preferably 0.001 to 20% by weight, particularly preferably 0.001 to 5% by weight in the stress-stimulated luminescent material from the viewpoint of light emission intensity and light emission efficiency.
  • the stress luminescent substance when used as described above, for example, when an artificial hip joint 2 is implanted into a damaged femur 1 as shown in FIG. It can be used to measure whether it is inserted into the inner wall of the hollow interior 3 without difficulty. That is, in the example shown in the figure, against the damaged femur itself, or against a simulated damaged femur (hereinafter collectively referred to as a damaged femur), which is an experimental sample created by shaping the damaged femur.
  • a damaged femur simulated damaged femur
  • the insertion support 4 of the hip prosthesis 2 is inserted into the hollow interior 3 of the damaged femur 1, but the outer peripheral surface of the aggregate of the damaged femur 1 in an appropriate range including the portion where the insertion support 4 is inserted 5 is provided with a stress-stimulated luminescent material thin film 6 as a stress-stimulated luminescent material layer by various methods such as applying the stress-stimulated luminescent material in advance.
  • FIG. 2 schematically shows the formation state of such a stress luminescent substance layer, and stress is applied to the entire or partial surface of the aggregate outer peripheral surface of the test material 15 corresponding to the damaged femur 1.
  • the light-emitting thin film 16 is formed as a luminescent material force.
  • There are various methods for forming a thin film of stress-stimulated luminescent material and the strength that can be used for various methods greatly improves the adhesion strength of the stress-stimulated luminescent material thin film 6 by, for example, vacuum encapsulation or vacuum heat treatment. It can be done.
  • the outer peripheral side force ICCD camera 7 The main part or the entire circumference of the stress-luminescent material thin film 6 is photographed and input to the computer 11 to obtain the received light image 8.
  • various cameras such as a general CCD camera can be used for shooting at this time.
  • image processing such as integration when measuring the distribution of heat generated by stress, which is a conventional method, and displaying it on an image is not necessarily required. By outputting the image as it is, it is possible to easily obtain the received light image 8, and in particular, it is possible to use the received light intensity data almost as it is as the stress / strain data. This method is also suitable for dynamic analysis.
  • the outer peripheral surface 9 of the insertion support 4 in the hip prosthesis 2 9 parts A and B that strongly contact the inner peripheral surface 10 in the hollow interior 3 of the damaged femur 1 receive light.
  • image 8 it is represented as a large emission intensity portion, and the state of stress distribution around these can be detected as the emission intensity distribution.
  • the damaged femur The stress distribution on the surface of 1 can be measured.
  • FIG. 3 shows the results of detecting luminance using Hamamatsu C2400-30 (IICCD analog 8bit) and measuring differential luminance with PhotoshipCS when the load is changed at 6kN / sec.
  • (A) shows the (load)-(light intensity difference) characteristic
  • (b) shows this as (load) 2- (light intensity difference).
  • the data power of the light amount can accurately determine the state of stress and strain.
  • the stress distribution measuring method as described above is not limited to the formation of the stress light-emitting thin film 16 on the outer peripheral surface of the test material 15 as shown in FIG. 2, but the test material 17 as a simulated bone as shown in FIG. Is made of a transparent material such as synthetic resin, and the stress light-emitting thin film 18 is formed on the inner peripheral surface of the aggregate, so that when the insertion support portion of the artificial hip joint as described above is inserted into this portion, Therefore, when observed with an ICCD camera or the like as described above, it is possible to detect the distribution of stress on the inner peripheral surface, such as a state in which a large force is applied to a specific location.
  • test material 20 as a simulated bone is prepared, a test material having a predetermined shape is molded in a state where the stress luminescent powder 21 is mixed in the aggregate material. It's okay.
  • an artificial hip joint similar to that described above is inserted into the test material 20 containing such a stress-stimulated luminescent substance and observed with an ICCD camera or the like from the outer periphery, particularly the stress exposed to the outer peripheral surface of the test material 20 Since the luminescent substance emits light according to the stress, the stress distribution state on the surface of the test material 20 can be measured.
  • a transparent material such as a synthetic resin may be used as the test material 20, and the stress-stimulated luminescent powder 21 may be mixed in the resin. At that time, the light emission state inside the material can be observed, and further, by specifying the light emission position, it is possible to know what stress distribution is generated in which part inside the material.
  • the test material 25 as a simulated bone may be configured such that a stress luminescent material layer 28 is interposed between two layers of the inner transparent material 26 and the outer transparent material 27.
  • a test material can be manufactured, for example, by covering the outer peripheral surface of the inner transparent material 26 formed in a predetermined shape with a stress luminescent substance layer and further forming the outer transparent material 27 having a predetermined shape on the outer side. .
  • the internal stress distribution can be known by observing the light emission state inside the test material 25 by observing with an ICCD camera in the same manner as described above. Can do.
  • a test material 30 is formed of an outer transparent material 31, an intermediate transparent material 32, and an inner transparent material 33, and the outer
  • the force luminescent material layer 34 and the inner stress luminescent material layer 35 between the intermediate transparent material 32 and the inner transparent material 33 only the inner layer can be observed in the example shown in FIG.
  • the stress distribution state can be observed for the two inner layers.
  • the inside of the test material can be formed in multiple layers, and the inside of the test material can be observed in detail.
  • the stress luminescent material layer is provided on the surface of the living bone or the simulated bone.
  • the stress luminescent material layer is provided on the surface of the artificial hip joint 2 shown in FIG.
  • the surface stress distribution of the artificial hip joint 2 that occurs when this is inserted into a transparent simulated bone can be observed from the outside of the simulated bone.
  • a stress luminescent material layer may be provided on the side of deviation. It is.
  • this method can be applied to various bio-hard tissue such as measurement of a stress distribution state between the dentures on the jaw bone or the like.
  • bio-hard tissue such as measurement of a stress distribution state between the dentures on the jaw bone or the like.
  • the “living bone or simulated bone” in the present invention is used in the meaning including the entire living hard tissue.
  • the stress measurement technique as described above is simulated by a skilled technician, for example, for medical education, in addition to simply measuring the application state of the living hard tissue and the substance corresponding to the living hard tissue.
  • the appropriate stress distribution measurement results when an object such as an artificial hip joint is attached to the bone and the difference between the stress distribution when the person receiving the education wears the same thing are compared, and the appropriate attachment is performed. It can be used to find out whether or not the skill of wearing has improved.
  • the stress distribution is measured by the method of the present invention.
  • the present invention can be widely used in various methods, for example, by comparing the state of stress distribution measured when the implant is mounted, whether or not the force for properly mounting the new implant can be known.
  • the stress distribution has been described. Needless to say, the strain generated in response to the stress can be measured in the same manner.
  • the present invention relates to the stress distribution of the living bone itself and the response of the simulated bone imitating the living bone.
  • Various modes are used to measure the application status of biological hard tissue and substances that correspond to the biological hard tissue, such as force distribution, stress distribution characteristics of simulated bone aggregate used for various simulated bones, and observation of the denture wearing state. Can be used.
  • force distribution stress distribution characteristics of simulated bone aggregate used for various simulated bones
  • observation of the denture wearing state can be used.
  • the location of light emission may be easily identified by using a substance or layer that does not transmit light.

Abstract

　生体骨、模擬骨、それらへの装着部材の応力分布を漏れ点無く可視化するに際して、安価なシステムにより正確に、種々の態様で計測することができるようにするため、損傷大腿骨自体に対して、或いは損傷大腿骨の模擬骨に対して、人工股関節２の挿入支持部４を損傷大腿骨１の中空内部３に挿入するとき、その挿入支持部４が挿入される部分を含む適宜の範囲の骨材外周表面５に、予め応力発光物質薄膜６を形成しておく。このような人工股関節２の挿入過程及び挿入後の状態等において、外周側からＩＣＣＤカメラ７でその応力発光物質薄膜６部分を、その全周にわたって撮影し、これをコンピュータ１１に入力し受光画像８を得る。それによりコンピュータ１１においては、受光した光の強度をそのまま画像として出力することにより、容易に受光画像８を得ることができ、特に受光した光の強度のデータをほぼそのまま応力・歪みデータとして用いることが可能となる。動的解析にも適した手法である。 　

Description

明 細 書
生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部材の応力分布測定方 法および測定部材
技術分野
[0001] 本発明は、骨等に作用する応力 ·歪みの分布を容易に測定することができるように した生体骨または模擬骨、若しくはそれらに装着する部材の応力分布測定方法及び 応力分布測定用模擬骨、或いは生体骨または模擬骨に装着するインプラント等の部 材に関する。
背景技術
[0002] 近年顕著となっている高齢ィ匕社会の問題の一つとして、身体機能の老化に伴う骨 密度や骨形態の変化、及び転倒事故等による骨の損傷等、人体の骨に関する問題 が注目されており、「高齢ィ匕社会における安心'安全で質の高い生活」のために、こ れを解決することは特に重量である。
[0003] 例えば骨の損傷等による人工関節などの整形外科インプラントの装着においては、 そのインプラントを装着したことによる力学的な環境変化により、条件によっては骨密 度や骨形態の変化を誘発し、インプラントのゆるみの一因となる。そのため、装着した インプラントが例えば 20年以上等の所望の期間、適切な生体親和性を維持するため には、そのインプラントを装着した骨の応力分布の解析をできる限り正確に把握する ことはきわめて重要なことである。
[0004] 骨の応力分布の解析に際して、特に表面応力分布の計測においては、従来は骨 の表面に多数の歪ゲージを貼って、骨に作用する応力と各歪ゲージの出力信号によ り、応力分布の解析を行う、歪ゲージ法が用いられていた。し力しながら、貼り付けた 歪ゲージの数には限界があり、漏れ点のな 、計測は不可能であった。
[0005] その対策として、近年は応力によって変化する試料の表面温度より表面応力を可 視化する熱弾性応力測定法が開発された。この手法は赤外線サーモグラフィーを応 用した手法であるため、人工関節装着時においてはこれを装着した大腿骨表面応力 分布等を漏れ点無く画像でとらえることが可能となる。 [0006] 一方、本件出願人等は、機械的エネルギーによって発光する無機材料の研究によ り、下記特許文献 1に示すように、特にゥルツ鉱山型構造の圧電体である母体材料 及び発光中心からなる無機物質を原料とした材料を製造することに成功した。上記 のような母体材料に、発光中心を添加すると、得られた薄膜の発光強度を飛躍的に 向上させることが可能となることを見いだし、特許出願を行っている。その後更なる研 究の結果、このような力によって発光する種々の無機物質を見出しすとともに、この 物質を各種の分野で使用する研究も進めており、例えば下記特許文献 2に開示して いるように、コンクリート中に応力発光材料を混合しておき、コンクリートの破壊に至る 前の異常な応力を検知することを提案して 、る。
特許文献 1：特開平 11— 120801号公報 (特許第 3265356号）
特許文献 2 :特開 2003— 137622号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 上記のように、骨の応力 ·歪み分布の解析に際して、歪みゲージ法を用いた際に計 測漏れ点が生じる問題点を、熱弾性応力測定法によって解決し、骨の表面応力分布 を漏れ点無く可視化することができるものであるが、その手法により応力によって変化 する熱を検出するためには、数 mKという微小な温度変化を赤外線サーモグラフィー によって捉えなければならない。実用的な温度 (応力）分布精度を得るためには、より 温度分解能が高いサーモグラフィーを使用して、かつ画像積算等の画像処理システ ムが不可欠であり、高価なものとならざるを得ない、という問題がある。また、原理的に 、計測されるのは主応力の和であり、せん断応力は計測されない、という問題がある。
[0008] したがって本発明は、生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部材の応力 分布を漏れ点無く可視化して測定するに際して、安価なシステムにより正確に、種々 の態様で測定することができる手法を提供することを主たる目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明は上記課題を解決するため、前記のように本件出願人が先に開発した、上 記のような機械的エネルギーによって発光する物質を用いて解決することを見いだし 、本件発明に至ったものであり、より具体的には、 生体骨または模擬骨の表面、若し くはそれらに装着する部材表面に応力発光物質層を設け、前記骨に作用する応力 によって発光する前記応力発光物質の光をカメラで測定することにより、生体骨また は模擬骨の表面、若しくはそれらに装着する部材表面の応力分布を測定することを 特徴とする生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部材の応力分布測定方法 としたものである。
[0010] また、本発明による他の模擬骨の応力分布測定方法は、模擬骨の材料中に応力 発光物質を混合し、前記骨に作用する応力によって発光する前記応力発光物質の 光をカメラで測定することにより、模擬骨の表面または内部の応力分布を測定するこ とを特徴とする。
[0011] また、本発明による他の模擬骨の応力分布測定方法は、模擬骨内部に応力発光 物質層を形成し、前記骨に作用する応力によって発光する前記応力発光物質の光 をカメラで測定することにより、模擬骨の表面または内部の応力分布を測定することを 特徴とする。
[0012] また、本発明による他の模擬骨の応力分布測定方法は、透明材料で形成した模擬 骨の内面に応力発光物質層を設け、前記骨に作用する応力によって発光する前記 応力発光物質の光を骨材の外側力 カメラで測定することにより、模擬骨の内面の応 力分布を測定することを特徴とする。
[0013] また、本発明による他の模擬骨の応力分布測定方法は、透明材料により多層に形 成した模擬骨の各層間に応力発光物質層を設け、前記骨に作用する応力によって 発光する前記応力発光物質の光をカメラで測定することにより、模擬骨の内部の応 力分布を測定することを特徴とする。
[0014] また、本発明による模擬骨は、表面に応力発光物質層を設けたことを特徴とする。
[0015] また、本発明による他の模擬骨は、材料に応力発光物質を混合したことを特徴とす る。
[0016] また、本発明による他の模擬骨は、各層間に応力発光物質層を備えた透明材料に より多層に形成したことを特徴とする。
[0017] また、本発明による他の模擬骨は、応力測定用テストピースの形状をなす模擬骨の 表面に応力発光物質層を設けたことを特徴とする。 [0018] また、本発明による応力測定用部材は、生体骨または模擬骨に装着する部材の表 面等に応力発光物質層を設けたことを特徴とする
発明の効果
[0019] 本発明は上記のように構成したので、骨の応力分布を漏れ点無く可視化して測定 するに際して、安価なシステムにより正確に、種々の態様で測定することができる。 図面の簡単な説明
[0020] [図 1]本発明の実施例のシステム構成図である。
[図 2]本発明の適用例を示す図である。
[図 3]本発明の他の適用例を示す図である。
[図 4]本発明の更に他の適用例を示す図である。
[図 5]本発明の更に他の適用例を示す図である。
[図 6]本発明の更に他の適用例を示す図である。
[図 7]本発明の更に他の適用例を示す図である。
[図 8]本発明の更に他の適用例を示す図である。
符号の説明
[0021] 1 損傷大腿骨
2 人工股関節
3 中空内部
4 挿入支持部
5 骨材外周表面
6 応力発光物質薄膜
7 ICCDカメラ
8 受光画像
9 外周面
10 内周面
11 コンピュータ
12 負荷手段 発明を実施するための最良の形態
[0022] 本発明は、骨の応力及び歪み (以下単に応力と称する）分布の測定に際して、従来 用いられて 、た赤外線サーモグラフィーを用いた手法に代え、前記のような機械的ェ ネルギ一によつて発光する無機物質を用いるものであり、この無機物質は上記特許 文献 1等に開示している力 最初にこの物質について簡単に説明する。
[0023] 本発明に用いられる応力発光材料は、無機母体材料に、機械的エネルギーによつ て励起された電子が基底状態に戻る場合に発光する希土類又は遷移金属の 1種類 以上力もなる発光中心をドープしてなるものである。ここで、無機母体材料としては、 メリライト構造、 FeS
2構造、ゥルツ構造、スピネル構造、コランダム構造又は j8—アルミ ナ構造を有する酸化物、硫化物、炭化物又は窒化物が挙げられる。このうち、メリライ ト構造、 FeS
2構造、ゥルツ構造、スピネル構造、コランダム構造又は β アルミナ構造 を有する酸化物が好ましい。ここで、メリライト構造を有するものとしては、 CaYAl 0、
3 7
Ca Al Si〇、 Ca (Mg,Fe)Si〇、 Ca B Si〇、 CaNaAISi〇、 Ca MgSi〇、 (Ca'Na) (A1,M
2 2 7 2 2 7 2 2 7 2 7 2 2 7 2 g)(Si,Al) O、 Ca (Mg,Al)(Al,Si)SiO等が挙げられる。 FeS構造を有するものとしては、
2 7 2 7 2
Sr A1 0、 Ca A1 0、 CaC、 CoS、 MnS、 NiS、 RuS、 NiSeを主成分とする材料が挙
3 2 6 3 2 6 2 2 2 2 2 2
げられる。ゥルツ構造を有するものとしては、 BeO、 ZnO、 ZnS、 CdS、 MnS、 A1N、 GaN 、 InN、 TaN、 NbN、 a SiCを主成分とする材料が挙げられる。スピネル構造を有する ものとしては、 MgAl 0、 CaAl O、コランダム構造を有するものとしては Al 0、 β—ァ
2 4 2 4 2 3 ルミナ構造を有するものとしては SrMgAl 0 などが挙げられる。
10 17
[0024] これらの無機母体材料にドープされる発光中心としては、 Sc、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 P m、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Luの希土類イオン、および Tiゝ Zr、 V、 Cr 、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Nb、 Mo、 Ta、 Wの遷移金属イオンのうちの 1種類または それ以上を用いるのが好ましい。このうち、例えば無機母体材料がゲーレナイトの場 合は、希土類金属、特に Ceイオンが好ましい。当該発光中心のドープ量は、発光強 度、発光効率の点から、応力発光材料中に 0. 001〜20重量％、特に 0. 001〜5重 量％が好ましい。
[0025] 本発明は上記のような応力発光物質の利用に際しては、例えば図 1に示すような損 傷大腿骨 1に人工股関節 2をインプラントするとき、その人工股関節が損傷大腿骨 1 の中空内部 3の内壁に無理なく挿入されて 、るかを計測するときに用いることができ る。即ち、図示の例においては損傷大腿骨自体に対して、或いは損傷大腿骨の型取 りを行って作成した実験試料である模擬損傷大腿骨 (以下、損傷大腿骨と総称する） に対して、人工股関節 2の挿入支持部 4を損傷大腿骨 1の中空内部 3に挿入すること となるが、その挿入支持部 4が挿入される部分を含む適宜の範囲の損傷大腿骨 1の 骨材外周表面 5に、予め上記応力発光物質を塗布する等、種々の手法により応力発 光物質層としての応力発光物質薄膜 6を設けておく。
[0026] このような応力発光物質層の形成状態を模式的に示したものが図 2であり、前記損 傷大腿骨 1に相当する試験材料 15の骨材外周面の全面若しくは部分面に応力発光 物質力 なる応力発光薄膜 16を形成している。この応力発光物質の薄膜形成手法と しては種々のものが存在し、各種の手法を用いることができる力 例えば真空封入処 理或いは真空熱処理によって、応力発光物質薄膜 6の付着強度を大幅に向上させ ることがでさる。
[0027] 図 1に示すように、上記のような人工股関節 2の挿入過程及び挿入後の状態におい て、また、更に負荷手段 12により所定の負荷を加えながら、外周側力 ICCDカメラ 7 でその応力発光物質薄膜 6部分の要部或いは全周を撮影し、これをコンピュータ 11 に入力し受光画像 8を得る。なお、このとき撮影するカメラは上記のような ICCDカメラ 以外に一般の CCDカメラ等、種々のものを用いて撮影することができる。また、コンビ ユータ 11にお 、ては、従来の手法である応力により生じた熱の分布を測定し画像に 表示するときのような積算等の画像処理は必ずしも必要なぐ受光した光の強度をそ のまま画像として出力することにより、容易に受光画像 8を得ることができ、特に受光 した光の強度のデータをほぼそのまま応力 ·歪みデータとして用いることが可能となる 。動的な解析にも適した手法である。
[0028] 図 1に示す受光画像 8においては、人工股関節 2における挿入支持部 4の外周面 9 力 損傷大腿骨 1の中空内部 3における内周面 10に強く当接する部分 A、 Bが、受光 画像 8では大きな発光強度部分として表され、これらを中心とした応力分布の状態が 発光強度分布として検出することができる。また、その発光強度を測定することにより 、予め知られている荷重条件一発光強度相関データを参照することで、損傷大腿骨 1の表面における応力分布を測定することができる。
[0029] 実際にグラス充填エポキシ榭脂からなる模擬骨材料を幅 25mm、厚さ 5. 5mmの JI S準拠形状の試験片を用いて、チャック間距離を 87mmとし、荷重負荷は、 MTS Mini bionix858、荷重負荷を 6kN/secで変化させたとき、 Hamamatsu C2400- 30(IICCDァ ナログ 8bit)によって発光検出を行い、 PhotoshipCSにて差分輝度測定を行った結果 を図 3に示す。同図 (a)は (荷重）—（光量差)特性を示し、（b)にはこれを (荷重) 2— ( 光量差)で表したものである。特に同図（b)から明らかなように直線の特性が得られる ので、光量のデータ力も応力 '歪みの状況を正確に求めることができる。上記特性は 可逆性を有するため、応力発光物質を塗布した試験片としての前記損傷大腿骨に 対して、各種形状の複数の人工股関節 2を適用し、最も適したものを選択する等、実 用性の高!、応力分布測定手法となる。
[0030] 上記のような応力分布測定手法は、前記図 2に示すように試験材料 15の外周面に 応力発光薄膜 16を形成する以外に、図 4に示すように模擬骨としての試験材料 17を 合成樹脂等の透明材料で作成し、その骨材内周面に応力発光薄膜 18を形成するこ とにより、この部分に上記のような人工股関節の挿入支持部を挿入するとき、この外 周から前記と同様に ICCDカメラ等で観察すると、特定の場所に大きな力が作用して いる状態等、内周面の応力の分布状態を検出することができる。なお、この実施例に おいては、骨材内周面の応力分布を測定するに際して、骨材の外周面から容易に 測定することができるように透明材料で模擬骨を作成する例を示したが、内視鏡や小 型カメラを用いるならば、生体骨及び不透明な模擬骨でも、その骨材内周面に応力 発光薄膜 18を形成した状態で測定することもできる。
[0031] 更に、図 5に示すように、模擬骨としての試験材料 20の作成に際して、その骨材材 料内に応力発光物質粉末 21を混入させた状態で、所定形状の試験材料を成形して もよい。このような応力発光物質を混入した試験材料 20に対して前記と同様の人工 股関節を挿入した後、外周から ICCDカメラ等で観察すると、特に試験材料 20の外 周面に露出して 、る応力発光物質が応力に応じて発光するので、試験材料 20の表 面の応力分布状態を測定することができる。なお、試験材料 20として合成樹脂等の 透明材料を用い、その榭脂内に前記のような応力発光物質粉末 21を混入しても良く 、そのときには材料内部の発光状態も観察することができ、更にその発光位置を特定 することにより材料内部のどの部分にどのような応力分布が生じているかを知ることも できる。
[0032] また、例えば図 6に示すように、模擬骨としての試験材料 25を内側透明材料 26と外 側透明材料 27の 2層の間に応力発光物質層 28を介在する構成としても良い。このよ うな試験材料は、例えば所定形状に形成した内側透明材料 26の外周面に応力発光 物質層を被覆し、更にその外側に所定形状の外側透明材料 27を形成することにより 製造することができる。このような試験材料 25に人工股関節を挿入した後、前記と同 様に ICCDカメラで等観察することにより、試験材料 25の内部の発光状態を観察す ることによって、内部の応力分布を知ることができる。
[0033] 更に、例えば図 7に示すように、試験材料 30を外側透明材料 31と中間透明材料 3 2と内側透明材料 33とから形成し、外側透明材料 31と中間透明材料 32間に外側応 力発光物質層 34を、また中間透明材料 32と内側透明材料 33間に内側応力発光物 質層 35を設けることにより、前記図 6に示す例においては内部の一層だけが観察で きるのに対して、内部の 2層につ 、て応力分布状態を観察することができるようにする ことができる。このような手法により、試験材料の内部を更に多層に形成し、更に試験 材料内部を詳細に観察することも可能となる。
[0034] 透明材料で形成した模擬骨としての試験材料の内部に応力発光物質層を設ける に際して、上記のように内側力も外側に層を形成する例を示したが、それ以外に例え ば透明な試験材料を軸線と平行方向分割して表れた面に応力発光物質層を形成し 、これを再び一体化した試験材料を用いても、同様の手法により内側から外側に至る 面における応力分布を測定することもできる。
[0035] 前記各実施例においては説明の便宜のため、人工股関節を損傷大腿骨に挿入す る例で統一して説明したが、それ以外の種々の生体骨及び模擬骨の応力分布測定 に用いることができ、前記各実施例のように実際の骨の形状に模した模擬骨以外に、 例えば図 8に示すようなテストピースの形状に製作したものを用いてもよい。このような テストピースの形状の模擬骨 40の表面に応力発光物質薄膜 41を設け、これを応力 試験装置にかけて ICCDカメラ等で観察することにより、この模擬骨の材質がどのよう な応力分布になるかを見ることができる。
[0036] 上記実施例では、生体骨または模擬骨の表面に応力発光物質層を設けた例を示 したが、例えば図 1に示す人工股関節 2の表面に応力発光物質層を塗布等により設 け、透明な模擬骨にこれを挿入したときに生じる人工股関節 2の表面応力分布を模 擬骨の外側から観察することもできる。このように、応力発光物質は骨材とそれに適 用する各種物体との相対的な応力の状態を観察することができるので、 、ずれの側 に応力発光物質層を設けても良いことは明らかである。
[0037] 更にこの手法は、前記実施例の人工股関節以外に、例えばあごの骨等に対する義 歯の装着状態を観察するための相互間の応力分布状態の測定等、種々の生体硬組 織とその生体硬組織に対応させる物質の適用状態を測定するためにも上記各実施 例と同様にして使用することができる。したがって本発明における「生体骨若しくは模 擬骨」はこのような生体硬組織全体を含んだ意味で用いられる。
[0038] また、上記のような応力測定手法は、単に生体硬組織とその生体硬組織に対応さ せる物質の適用状態を測定する以外に、例えば医療関係の教育用として、熟練技能 者が模擬骨に人工股関節等の物体を装着したときの適正な応力分布の測定結果と 、教育を受ける人が同じものを装着したときに応力分布の相違を観察し手比較し、適 切な装着が行われたか、また装着の熟練度が向上したか否かを知るために用いるこ とちでさる。
[0039] 更に、例えば 10年間等の長期間、実際に使用したインプラント骨が適切に使用で きていたとき、これが取り外された際にその応力分布を本発明の手法により測定し、 その後他のインプラントを装着したときに測定した応力分布の状態を比較することに よって、新たなインプラントが適切に装着される力否か知ることができる等、本発明は 種々の手法で広く用いることができる。なお、上記実施例の説明において、応力分布 について説明したが、応力に対応して生じる歪みついても、同様に測定することがで きることはいうまでもない。
産業上の利用可能性
[0040] 本発明は前記のように、生体骨自体の応力分布、その生体骨を模した模擬骨の応 力分布、各種模擬骨に用いる模擬骨用骨材の応力分布特性、義歯の装着状態の観 察等、生体硬組織とその生体硬組織に対応させる物質の適用状態を測定するため、 種々の態様で用いることができる。また、前記のように適切なものとの比較を行うこと により、教育用、適切なインプラントの選択等に際しても使用することができる。また、 本発明では、光をとおさない物質や層を併用することにより、発光箇所の特定を容易 にしても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 生体骨または模擬骨の表面、若しくはそれらに装着する部材表面に応力発光物質 層を設け、
前記骨に作用する応力によって発光する前記応力発光物質の光をカメラで測定す ることにより、生体骨または模擬骨の表面、若しくはそれらに装着する部材表面の応 力分布を測定することを特徴とする生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部 材の応力分布測定方法。
[2] 模擬骨の材料中に応力発光物質を混合し、
前記骨に作用する応力によって発光する前記応力発光物質の光をカメラで測定す ることにより、模擬骨の表面または内部の応力分布を測定することを特徴とする模擬 骨の応力分布測定方法。
[3] 透明材料で形成した模擬骨の内部に応力発光物質層を設け、
前記骨に作用する応力によって発光する前記応力発光物質の光をカメラで測定す ることにより、模擬骨の内部の応力分布を測定することを特徴とする模擬骨の応力分 布測定方法。
[4] 透明材料で形成した模擬骨の内面に応力発光物質層を設け、
前記骨に作用する応力によって発光する前記応力発光物質の光を骨材の外側か らカメラで測定することにより、模擬骨の表面の応力分布を測定することを特徴とする 模擬骨の応力分布測定方法。
[5] 透明材料により多層に形成した模擬骨の各層間に応力発光物質層を設け、
前記骨に作用する応力によって発光する前記応力発光物質の光をカメラで測定す ることにより、模擬骨の内部の応力分布を測定することを特徴とする模擬骨の応力分 布測定方法。
[6] 表面に応力発光物質層を設けたことを特徴とする模擬骨。
[7] 材料に応力発光物質を混合したことを特徴とする模擬骨。
[8] 各層間に応力発光物質層を備えた透明材料により多層に形成したことを特徴とす る模擬骨。
[9] 応力測定用テストピースの形状をなす模擬骨の表面に応力発光物質層を設けたこ とを特徴とする模擬骨。
生体骨または模擬骨に装着する部材の表面等に応力発光物質層を設けたことを 特徴とする応力測定用部材。
PCT/JP2006/300199 2005-01-21 2006-01-11 生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部材の応力分布測定方法および測定部材 WO2006077756A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/814,450 US8056422B2 (en) 2005-01-21 2006-01-11 Method and member for measuring stress distribution of natural bone, synthetic bone, or member attached to them
JP2006553862A JP4761215B2 (ja) 2005-01-21 2006-01-11 生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部材の応力分布測定方法および測定部材

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-014907 2005-01-21
JP2005014907 2005-01-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006077756A1 true WO2006077756A1 (ja) 2006-07-27

Family

ID=36692146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/300199 WO2006077756A1 (ja) 2005-01-21 2006-01-11 生体骨または模擬骨若しくはそれらに装着する部材の応力分布測定方法および測定部材

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8056422B2 (ja)
JP (2) JP4761215B2 (ja)
WO (1) WO2006077756A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162598A (ja) * 2007-12-29 2009-07-23 Brother Ind Ltd 表示体及び表示体構造
JP2010190865A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 応力発光解析装置、応力発光解析方法、応力発光解析プログラムおよび記録媒体
WO2020262256A1 (ja) * 2019-06-28 2020-12-30 国立大学法人東京工業大学 圧電材料、圧電部材、圧電素子及び圧力センサ

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7769550B2 (en) * 2005-02-09 2010-08-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Stress analysis method and stress analysis apparatus
KR101505943B1 (ko) * 2013-07-22 2015-03-25 경북대학교 산학협력단 토크 변환기, 토크 변환기 제조 방법 그리고 토크 변환기를 이용하는 차량용 변속기
JP6345676B2 (ja) * 2013-09-09 2018-06-20 国立研究開発法人産業技術総合研究所 近赤外応力発光材料及び近赤外応力発光体並びに近赤外応力発光材料の製造方法
CN104458089B (zh) * 2014-11-24 2016-08-24 杭州电子科技大学 一种测量冲击的探头
WO2017010817A1 (ko) * 2015-07-14 2017-01-19 전남대학교산학협력단 치아의 미세크랙 검출용 형광체조성물, 상기 형광체조성물을 포함하는 인공치아제품 및 상기 형광체조성물을 이용한 미세크랙 검출방법
KR101848061B1 (ko) * 2015-07-14 2018-04-11 전남대학교산학협력단 치아의 미세크랙 검출용 형광체조성물, 상기 형광체조성물을 포함하는 인공치아제품 및 상기 형광체조성물을 이용한 미세크랙 검출방법
KR102214475B1 (ko) 2019-03-25 2021-02-09 인하대학교 산학협력단 달팽이관의 구조적 모사가 가능한 청각 보조 장치
KR102397490B1 (ko) * 2020-01-06 2022-05-16 한림대학교 산학협력단 근력 및 관절압력 측정장치
CN112006689A (zh) * 2020-07-15 2020-12-01 深圳大学 压力测量装置及压力测量方法
FR3123119B1 (fr) * 2021-05-20 2023-06-16 Univ Toulouse 3 Paul Sabatier Capteur-membre anthropomorphique dédié à la mesure biomécanique d’un membre soumis à une sollicitation dynamique, et réseau de capteurs correspondant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0312190A (ja) * 1989-04-21 1991-01-21 Dynamic Res Inc オートバイ事故模擬実験方法およびその方法に使用する模擬実験用ダミー
JP2732178B2 (ja) * 1992-12-14 1998-03-25 富士写真フイルム株式会社 感圧記録シートおよび咬合圧診断シート
JP2001215157A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti 応力発光材料を用いた応力または応力分布の測定方法と測定システム

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4265252A (en) * 1978-04-19 1981-05-05 The Johns Hopkins University Intracranial pressure implant
DE3503577A1 (de) * 1985-02-02 1986-08-14 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Anatomisches modell, insbesondere dummy zur simulation einer unfallwirkung auf den menschlichen koerper
JPH04332537A (ja) * 1991-05-03 1992-11-19 Horiba Ltd 骨塩測定方法
DE4119524C2 (de) * 1991-06-13 1998-08-20 Siemens Ag Vorrichtung zur Behandlung von Knochenleiden mittels akustischer Wellen
JP2722171B2 (ja) * 1994-05-20 1998-03-04 財団法人日本自動車研究所 歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサー
US5695496A (en) * 1995-01-17 1997-12-09 Smith & Nephew Inc. Method of measuring bone strain to detect fracture consolidation
US5817945A (en) * 1996-04-15 1998-10-06 Mcdonnell Douglas System and method of determining strain
EP1244383B1 (en) 2000-01-07 2005-10-05 Diener AG Precision Machining Device for in vivo measurement of pressures and pressure variations in or on bones
JP3837488B2 (ja) * 2001-11-30 2006-10-25 独立行政法人産業技術総合研究所 メカノルミネッセンス材料
US9155544B2 (en) * 2002-03-20 2015-10-13 P Tech, Llc Robotic systems and methods
JP3889317B2 (ja) * 2002-05-24 2007-03-07 独立行政法人産業技術総合研究所 発光ボール
JP2003342903A (ja) * 2002-05-24 2003-12-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 応力発光建材
JP3918051B2 (ja) * 2002-07-29 2007-05-23 独立行政法人産業技術総合研究所 メカノルミネッセンス材料及びその製造方法
BRPI0411020A (pt) * 2003-06-06 2006-07-18 Wyeth Corp perfil de expressão de gene, métodos de identificar agentes modulares do caminho de wnt, de preparar um perfil de expressão de gene, de triar um agente que realce a remodelagem associada com a carga óssea e reagentes que se ligam às proteìnas que modulam a remodelagem óssea e/ou mineralização óssea, de tratar uma doença ou distúrbio de mineralização óssea, de modular a mineralização óssea em uma célula e a mineralização óssea e/ou remodelagem óssea em um paciente e de determinar se um composto ou uma composição realçam o efeito de carga óssea na atividade/função e/ou mineralização da célula óssea, agente candidato para tratar uma condição de massa óssea baixa e composição
EP1557126A1 (en) * 2004-01-21 2005-07-27 OYO Electric Co., Ltd. Bone strength measuring instrument
WO2006000577A2 (en) * 2004-06-24 2006-01-05 Galapagos N.V. Lxr agonists to promote bone homeostasis
US7080561B2 (en) * 2004-09-27 2006-07-25 The Boeing Company Visual documentation of micro-cracks during tensile coupon testing
US7769550B2 (en) * 2005-02-09 2010-08-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Stress analysis method and stress analysis apparatus
JP4568883B2 (ja) * 2006-01-20 2010-10-27 独立行政法人産業技術総合研究所 応力・歪みの解析方法及び装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0312190A (ja) * 1989-04-21 1991-01-21 Dynamic Res Inc オートバイ事故模擬実験方法およびその方法に使用する模擬実験用ダミー
JP2732178B2 (ja) * 1992-12-14 1998-03-25 富士写真フイルム株式会社 感圧記録シートおよび咬合圧診断シート
JP2001215157A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti 応力発光材料を用いた応力または応力分布の測定方法と測定システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162598A (ja) * 2007-12-29 2009-07-23 Brother Ind Ltd 表示体及び表示体構造
JP2010190865A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 応力発光解析装置、応力発光解析方法、応力発光解析プログラムおよび記録媒体
WO2020262256A1 (ja) * 2019-06-28 2020-12-30 国立大学法人東京工業大学 圧電材料、圧電部材、圧電素子及び圧力センサ

Also Published As

Publication number Publication date
US8056422B2 (en) 2011-11-15
JPWO2006077756A1 (ja) 2008-06-19
JP5240628B2 (ja) 2013-07-17
US20090012431A1 (en) 2009-01-08
JP4761215B2 (ja) 2011-08-31
JP2011149943A (ja) 2011-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5240628B2 (ja) 生体骨若しくは模擬骨又はそれらに装着する部材の応力分布測定方法及び測定部材
EP2114264B1 (en) Instrumented orthopaedic implant for identifying a landmark
US8486070B2 (en) Telemetric orthopaedic implant
ES2600677T3 (es) Sistema y procedimiento de determinación de características estructurales de un objeto
EP1727486B1 (en) Implantable marker
WO2002063269A3 (en) Layered calibration standard for tissue sampling
CN106377298A (zh) 一种可视化高强度高韧性智能陶瓷针刀
CN112055574A (zh) 植入物
CN109259803B (zh) 用于确定对象的结构特性的系统和方法
Huang et al. Design of a stability-detecting device for dental implants
US11602310B2 (en) Medical implant and method of diagnosing and/or treating inflammatory tissue conditions
Maliniak et al. Hydroxyapatite‐coated strain gauges for long‐term in vivo bone strain measurements
Planert et al. Measurements of magnetism‐related forces and torque moments affecting medical instruments, implants, and foreign objects during magnetic resonance imaging at all degrees of freedom
US20220241942A1 (en) Electronic torque meter designed to measure and send reading data over a wireless interface and system including said torque meter
Szivek et al. In vivo strain measurements collected using calcium phosphate ceramic-bonded strain gauges
SE0104446L (sv) Anordning applicerbar i anslutning till ben och/eller vävnad i människokropp samt metod och användning härför
Moreno et al. In vitro behavior of interfaces in human molars with an implanted passive RFID microchip and subjected to compression forces
Wang et al. The application of impantable sensors in the musculoskeletal system: a review
EP4059479A1 (en) An orthopaedic implant
KR20190055199A (ko) 프로브
Bhattacharya et al. Ultrasound Luminescence Chemical Imaging: A Tool for Detection of Implant Infection via Monitoring of pH Changes at Implant Surface
Sauser et al. Pressure sensors for in vivo measurements on spinal growth plates
Heinlein et al. Accuracy of an instrumented total knee arthroplasty for six-component in vivo load measurements
Coelho et al. Evaluation of mechanical strength through finite element analysis of temporary fixed protheses
Szivek et al. A comparison of in vitro and in vivo degradation of two CPC strain gauge coatings

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11814450

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006553862

Country of ref document: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06711548

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 6711548

Country of ref document: EP