(57)【要約】【課題】靱帯の反力および撓み量を同時に測定することにより正確に靱帯の張力を測定でき、さらに、簡単に且つ客観性をもって靱帯の張力を測定できる靱帯用張力測定装置を提供する。【解決手段】この靱帯測定装置Ｂの靱帯測定プローブ４０においては、荷重測定部４５と移動量測定部４８とを備えているので、人工靱帯Ｓの反力および撓み量を同時に測定することで人工靱帯Ｓの張力が測定され、荷重のみで人工靱帯Ｓの張力を測定する場合に比べて、人工靱帯Ｓの張力を正確に測定することができ、簡単で且つ客観性をもって人工靱帯の張力を測定できる。また、外筒４２と内筒４３と棒体４４とが互いに摺動自在であるから、簡単な構成をもって、荷重測定部４５と移動量測定部４８とを靱帯測定プローブ４０の内部に装備させることができる。【選択図】図６
2009018120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
靱帯の張力を測定する靱帯測定装置において、
外筒と、
前記外筒に対して摺動自在な内筒と、
前記内筒の内側に配置されると共に、前記内筒に対して摺動自在で先端部が前記靱帯に当接可能な棒体と、
前記外筒に設けられて、前記棒体の先端部に加えられる荷重を測定する荷重測定部と、
前記内筒に設けられて、前記棒体の移動量を測定する移動量測定部と、
を備えたことを特徴とする靱帯測定装置。
【請求項２】
前記荷重測定部により測定された荷重変位量と、前記移動量測定部により測定された移動変位量との比により変化率を演算し、この変化率に基づいて前記靱帯の張力を演算する演算処理手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の靱帯測定装置。
【請求項３】
前記荷重測定部は、圧縮型のロードセルであり、前記棒体の基端は前記ロードセルの着力部に当接することを特徴とする請求項１又は２記載の靱帯測定装置。
【請求項４】
前記荷重測定部は、引張り／圧縮両用型のロードセルであり、前記棒体の基端は、前記荷重測定部の着力部に連結されていることを特徴とする請求項１又は２項に記載の靱帯測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断裂したアキレス腱や前十字靱帯の代わりに、体内に移植した腱移植片（例えば、自己組織から採取した腱、人工靱帯）の張り具合の確認に利用される靱帯測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、断裂した靱帯は外科手術によって、その靱帯の代わりに人工靱帯を取り付ける場合がある。そして、体内に取り付けられた人工靱帯は当初予定の張力で取り付けられたかどうか、その張り具合を確認する作業が必要である。
このために、人工靱帯を引張ったときの靱帯の反力を測定する装置が提案されている。例えば、特開２００４−２６１２１５号公報にあっては、棒体の中間部には、フックと同方向に薄肉にした薄肉部が設けられ、この薄肉部に歪ゲージが配置されている。よって、靱帯を棒体のフックに引っ掛けて引っ張ったとき、薄肉部に生じる人工靱帯の張り具合に応じた撓み（応力）を歪ゲージで検出して靱帯の反力を測定している。
【特許文献１】特開２００４−２６１２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１では、歪みゲージで靱帯の反力のみを測定しているので、正確な測定に限界がある。また、棒体には薄肉部が設けられているので、棒体の延在する方向（長手方向）に棒体を正確に引張らないと、薄肉部に棒体の曲応力が発生してしまい、正確に且つ定量的に靱帯の張力を測定することは困難である。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、靱帯の反力および撓み量を同時に測定することにより正確に靱帯の張力を測定でき、さらに、簡単に且つ客観性をもって靱帯の張力を測定できる靱帯用張力測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る靱帯測定装置は、靱帯の張力を測定する靱帯測定装置において、
外筒と、外筒に対して摺動自在な内筒と、内筒の内側に配置されると共に、内筒に対して摺動自在で先端部が靱帯に当接可能な棒体と、外筒に設けられて、棒体の先端部に加えられる荷重を測定する荷重測定部と、内筒に設けられて、棒体の移動量を測定する移動量測定部と、を備えたことを特徴とする。
【０００５】
この靱帯測定装置においては、荷重測定部と移動量測定部とを備えているので、靱帯の反力および撓み量を同時に測定することで靱帯の張力が測定され、荷重のみで靱帯の張力を測定する場合に比べて、靱帯の張力を正確に測定することができ、簡単で且つ客観性をもって靱帯の張力を測定できる。また、外筒と内筒と棒体とが互いに摺動自在であるから、簡単な構成をもって、荷重測定部と移動量測定部とを靱帯測定装置の内部に装備させることができる。
【０００６】
また、荷重測定部により測定された荷重変位量と、移動量測定部により測定された移動変位量との比により変化率を演算し、この変化率に基づいて靱帯の張力を演算する演算処理手段を備えると好適である。
この場合、実際の測定によって求められた２種類の変位量の比による変化率に基づいて靱帯の張力を求めるので、正確且つ簡便に、体内へ移植した靱帯の張力を求めることができる。
【０００７】
また、荷重測定部は、圧縮型のロードセルであり、棒体の基端はロードセルの着力部に当接すると好適である。
この構成は、押付け式の靱帯測定装置に適している。
【０００８】
また、荷重測定部は、引張り／圧縮両用型のロードセルであり、棒体の基端は、荷重測定部の着力部に連結されていると好適である。
この構成は、押付け／引張り式の靱帯測定装置に適しており、同じ靱帯の張力を、押付けと引張りとの２つ遣り方で測定し、それぞれの測定値を考察することで、高い信頼度で靱帯の張力を測定することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、靱帯の反力および撓み量を同時に測定することにより正確に靱帯の張力を測定でき、さらに、簡単に且つ客観性をもって靱帯の張力を測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る靱帯測定装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
［第１実施形態］
図１及び図２に示すように、靱帯測定装置Ａにおける靱帯測定プローブ１は、押付け式であり、断裂したアキレス腱や前十字靱帯の代わりに、体内に移植した腱移植片（例えば、自己組織から採取した腱や人工靱帯など）の張り具合の確認に利用されている。
【００１２】
この靱帯測定プローブ１の外筒２には、上端で径方向に拡張した押圧ヘッド部２ａが設けられ、外筒２の下端側の開口から内筒３の上端部分が差し込まれている。外筒２の下端には滑り軸受２ｂが固定され、内筒３は、この滑り軸受２ｂに沿って上下方向に摺動する。
【００１３】
内筒３は、滑り軸受２ｂの内面に接触すると共に、滑り軸受２ｂの上端に当接するフランジ部３ｂが形成されたガイド筒３ａと、ガイド筒３ａ内で固定されると共に、変位センサヘッド部（移動量測定部）８と、ガイド筒３ａ内に固定されて棒体４を案内する滑り軸受３ｄと、ガイド筒３ａの下端側の開口に嵌め込まれて、滑り軸受３ｄとの協働で変位センサヘッド部８を挟み込む台座３ｅと、ガイド筒３ａの下端に固定された円筒状の圧着部３ｆと、圧着部３ｆの下端に設けられて皮膚表面に対する当接面積を拡大するためのフランジ部３ｇとからなる。なお、変位センサヘッド部８としては、直線的な変位を検知するポテンショメータのヘッド部が利用されている。
【００１４】
内筒３を上下方向に貫通する棒体４は、変位センサヘッド部８を貫通して変位ロッドとして機能するロッド本体部４ａと、ロッド本体部４ａの下端にネジを介して固定されると共に、内筒３の下端から露出する検査ロッド４ｂと、ロッド本体部４ａの上端にネジ止めされたヘッド部４ｃとからなる。また、検査ロッド４ｂの先端には、半円柱状の凹部４ｄが形成されている。
【００１５】
外筒２内には、圧縮型のロードセル（荷重測定部）５が装填され、ロードセル５は、外筒２の上端に固定されている。そして、ロードセル５から突出する着力部５ａの先端は棒体４のヘッド部４ｃの上面に当接し、この当接を維持するためにヘッド部４ｃの下端と滑り軸受３ｄの上端との間に圧縮バネ６が配置されている。この圧縮バネ６によって、測定完了後に靱帯測定プローブ１を所期状態に復帰させることができる。
【００１６】
次に、靱帯測定装置Ａによる人工靱帯Ｓの押付け検査について説明する。
【００１７】
体内に移植した人工靱帯Ｓを検査するにあたって、靱帯測定プローブ１の検査ロッド４ｂを皮膚内に差し入れるために、皮膚を１０ｍｍ程度切開する。この検査は、内視鏡を利用して行われる。
【００１８】
外筒２を手で握って、図３に示すように、皮膚の切開部分から検査ロッド４ｂを差し込む。このとき、フランジ部３ｇが皮膚の表面に当接する。その後、図４（ａ）に示すように、内視鏡で観察しながら検査ロッド４ｂの先端の凹部４ｄが人工靱帯Ｓに達するまで外筒２を押し下げていく。そして、人工靱帯Ｓは凹部４ｄ内に入り込んだ状態で、棒体４により僅かに押される。このとき、棒体４のヘッド部４ｃによりロードセル５の着力部５ａが下から押圧され、それと同時に、ロッド本体部４ａが変位センサヘッド部８内で所定距離移動する。この図４（ａ）の状態で外筒２の押込み動作を一旦止める。このとき、荷重測定部５及び移動量測定部８によって測定された荷重（ｆ１）及び変位（ｘ１）を基準値としてメモリ１０に記憶させる。
【００１９】
その後、図４（ｂ）に示すように、外筒２を更に押し下げた後、外筒２の押込み動作を止める。このとき、荷重測定部５及び移動量測定部８によって測定された荷重（ｆ２）及び変位（ｘ２）を変化値としてメモリ１０に記憶させる。そして、メモリ１０内に記憶された荷重（ｆ１）（ｆ２）及び変位（ｘ１）（ｘ２）を読み出し、ＣＰＵ（演算処理手段）２０で（ｆ２−ｆ１）／（ｘ２−ｘ１）の式によって変化率を演算する。
【００２０】
この演算とは別に、図５に示すように、（ｆ２−ｆ１）／（ｘ２−ｘ１）に対応する張力Ｔを実験により予め求めておき、この実験デ―タを、メモリ１０内に格納しておく。このデータは、圧縮バネ６のバネ力も当然考慮されている。そして、このデータは、メモリ１０から必要に応じて適宜読み出される。なお、線図の代わりにテーブルを用いてもよい。
【００２１】
そして、ＣＰＵ２０で、荷重変位量（ｆ２−ｆ１）と移動変位量（ｘ２−ｘ１）との比による変化率の演算結果を、図５に基づいて張力Ｔに換算し、この値を、モニターなどの表示部３０に表示させる。この表示値に基づいて、医師は、手術後の人工靱帯Ｓの状態を判断する。
【００２２】
このように、靱帯測定プローブ１においては、荷重測定部５と移動量測定部８とを備えているので、人工靱帯Ｓの反力および撓み量を同時に測定することで人工靱帯Ｓの張力が測定され、荷重のみで靱帯の張力を測定する場合に比べて、人工靱帯Ｓの張力を正確に測定することができ、簡単で且つ客観性をもって人工靱帯Ｓの張力を測定できる。
【００２３】
また、外筒２と内筒３と棒体４とが互いに摺動自在であるから、簡単な構成をもって、荷重測定部５と移動量測定部８とを靱帯測定プローブ１の内部に装備させることができる。この場合、実際の測定によって求められた２種類の荷重変位量（ｆ２−ｆ１）と移動変位量（ｘ２−ｘ１）との比による変化率に基づいて人工靱帯Ｓの張力を求めているので、正確且つ簡便に、体内へ移植した人工靱帯Ｓの張力を求めることができる。
【００２４】
［第２実施形態］
図６に示すように、靱帯測定装置Ｂにおける靱帯測定プローブ４０は、押付け／引張り式であり、断裂したアキレス腱や前十字靱帯の代わりに、体内に移植した腱移植片（例えば、自己組織から採取した腱や人工靱帯など）の張り具合の確認に利用されている。
【００２５】
この靱帯測定プローブ４０の外筒４２には、上端で径方向に拡張した押圧ヘッド部４２ａが設けられ、外筒４２の下端側の開口から内筒４３の上端部分が差し込まれている。外筒４２の下端にはガイドブシュ４２ｂが固定され、ガイドブシュ４２ｂと内筒４３との間にボールガイド４２ｃが配置され、内筒４３は、ボールガイド４２ｃを介して上下方向に摺動する。
【００２６】
内筒４３は、ボールガイド４２ｃに当接するガイド筒４３ａと、ガイド筒４３ａの下端に固定されると共に、下端が皮膚表面に当接する円筒状の圧着部４３ｂと、圧着部４３ｂ内で固定された変位センサヘッド部（移動量測定部）４８と、ガイド筒４３ａに固定されたガイドブシュ４３ｃと、ガイドブシュ４３ｃと棒体４４との間に配置されたボールガイド４３ｄと、圧着部４３ｂの内面に固定されたガイドブシュ４３ｅと、ガイドブシュ４３ｅと棒体４４との間に配置されたボールガイド４３ｆとからなる。
【００２７】
なお、変位センサヘッド部４８としては、直線的な変位を検知するポテンショメータのヘッド部が利用されている。また、ガイドブシュ４２ｂとボールガイド４２ｃとで軸受を構成し、ガイドブシュ４３ｃとボールガイド４３ｄとで軸受を構成し、ガイドブシュ４３ｅとボールガイド４３ｆとで軸受を構成している。
【００２８】
さらに、内筒４３を上下方向に貫通する棒体４４は、変位センサヘッド部４８を貫通して変位ロッドとして機能するロッド本体部４４ａと、ロッド本体部４４ａの下端にネジを介して固定されると共に、内筒４３の下端から露出する下側連結ロッド４４ｂと、ロッド本体部４４ａの上端にネジ止めされた上側連結ロッド４４ｃと、上側連結ロッド４４ｃの上端にネジ止めされた連結ヘッド４４ｄと、下側連結ロッド４４ｂの下端にネジ止めされた検査ロッド４４ｅとからなる。この検査ロッド４４ｅの先端には「く」の字状のフック部４４ｆが形成されている。なお、フック部４４ｆの先端は、棒体４４の中心軸線に対して直交して延在する作用片４４ｇが設けられ、このような形状の作用片４４ｇによって、人工靱帯Ｓに対する押し当てと引張りとを可能にしている。
【００２９】
外筒４２内には、引張り／圧縮両用型のロードセル（荷重測定部）４５が装填され、ロードセル４５は、外筒４２の押圧ヘッド部４２ａに固定されている。そして、ロードセル４５から突出する着力部４５ａの先端は、連結部４７を介して棒体４４の連結ヘッド４４ｄに連結されている。また、変位センサヘッド部（移動量測定部）４８と連結ロッド４４ｃの下端との間に圧縮バネ４６が配置されている。この圧縮バネ４６によって、測定完了後に靱帯測定プローブ４０を所期状態に復帰させることができる。
【００３０】
次に、靱帯測定装置Ｂによる人工靱帯Ｓの押付け検査について説明する。
【００３１】
体内に移植した人工靱帯Ｓを検査するにあたって、靱帯測定プローブ４０の棒体４４の作用片４４ｇを皮膚内に差し入れるために、皮膚を１０ｍｍ程度切開する。この検査は、内視鏡を利用して行われる。
【００３２】
外筒４２を手で握って、図７に示すように、皮膚の切開部分から棒体４４の作用片４４ｇを差し込む。このとき、内視鏡で観察しながら作用片４４ｇが人工靱帯Ｓに達するまで外筒４２を押し下げていく。図７（ａ）に示すように、作用片４４ｇにより人工靱帯Ｓが僅かに押された状態で外筒４２の押込みを一旦止める。このとき、荷重測定部４５及び移動量測定部４８によって測定された荷重（ｆ１）及び変位（ｘ１）を基準値としてメモリ５０に記憶させる。
【００３３】
その後、図７（ｂ）に示すように、外筒４２を更に押し下げた後、外筒４２の押込みを止める。このとき、荷重測定部４５及び移動量測定部８によって測定された荷重（ｆ２）及び変位（ｘ２）を変化値としてメモリ５０に記憶させる。そして、メモリ５０内に記憶された荷重（ｆ１）（ｆ２）及び変位（ｘ１）（ｘ２）を読み出し、ＣＰＵ（演算処理手段）６０で（ｆ２−ｆ１）／（ｘ２−ｘ１）の式によって変化率を演算する。
【００３４】
この演算とは別に、図５に示すように、（ｆ２−ｆ１）／（ｘ２−ｘ１）に対応する張力Ｔを実験により予め求めておき、この実験デ―タを、メモリ５０内に格納しておく。このデータは、圧縮バネ４６のバネ力も当然考慮されている。そして、このデータは、メモリ５０から必要に応じて適宜読み出される。なお、線図の代わりにテーブルを用いてもよい。
【００３５】
そして、ＣＰＵ６０で、荷重変位量（ｆ２−ｆ１）と移動変位量（ｘ２−ｘ１）との比による変化率の演算結果を、図５に基づいて張力Ｔに換算し、この値を、モニターなどの表示部７０に表示させる。この表示値に基づいて、医師は、手術後の人工靱帯Ｓの状態を判断する。
【００３６】
次に、靱帯測定装置Ｂによる人工靱帯Ｓの引張り検査について説明する。
【００３７】
外筒４２を手で握って、図８に示すように、皮膚の切開部分から棒体４４の作用片４４ｇを差し込む。このとき、内視鏡で観察しながら作用片４４ｇが人工靱帯Ｓに達するまで外筒４２を押し下げていく。図８（ａ）に示すように、作用片４４ｇに人工靱帯Ｓを引っ掛けて、外筒４２を僅かに持ち上げた状態で止める。このとき、荷重測定部４５及び移動量測定部４８によって測定された荷重（ｆ１）及び変位（ｘ１）を基準値としてメモリ５０に記憶させる。
【００３８】
その後、図８（ｂ）に示すように、外筒４２を更に引張り上げた後、外筒４２の引張りを止める。このとき、荷重測定部４５及び移動量測定部４８によって測定された荷重（ｆ２）及び変位（ｘ２）を変化値としてメモリ５０に記憶させる。そして、メモリ５０内に記憶された荷重（ｆ１）（ｆ２）及び変位（ｘ１）（ｘ２）を読み出し、ＣＰＵ（演算処理手段）６０で（ｆ２−ｆ１）／（ｘ２−ｘ１）の式によって変化率を演算する。
【００３９】
この演算とは別に、図５に示すように、（ｆ２−ｆ１）／（ｘ２−ｘ１）に対応する張力Ｔを実験により予め求めておき、この実験デ―タを、メモリ５０内に格納しておく。このデータは、圧縮バネ４６のバネ力も当然考慮されている。そして、このデータは、メモリ５０から必要に応じて適宜読み出される。なお、線図の代わりにテーブルを用いてもよい。
【００４０】
そして、ＣＰＵ６０で、荷重変位量（ｆ２−ｆ１）と移動変位量（ｘ２−ｘ１）との比による変化率の演算結果を、図５に基づいて張力Ｔに換算し、この値を、モニターなどの表示部７０に表示させる。この表示値に基づいて、医師は、手術後の人工靱帯Ｓの状態を判断する。
【００４１】
このように、靱帯測定プローブ４０においては、荷重測定部４５と移動量測定部４８とを備えているので、人工靱帯Ｓの反力および撓み量を同時に測定することで人工靱帯Ｓの張力が測定され、荷重のみで靱帯の張力を測定する場合に比べて、人工靱帯Ｓの張力を正確に測定することができ、簡単で且つ客観性をもって人工靱帯Ｓの張力を測定できる。
【００４２】
また、外筒４２と内筒４３と棒体４４とが互いに摺動自在であるから、簡単な構成をもって、荷重測定部４５と移動量測定部４８とを靱帯測定プローブ４０の内部に装備させることができる。この場合、実際の測定によって求められた２種類の荷重変位量（ｆ２−ｆ１）と移動変位量（ｘ２−ｘ１）との比による変化率に基づいて人工靱帯Ｓの張力を求めているので、正確且つ簡便に、体内へ移植した人工靱帯Ｓの張力を求めることができる。
【００４３】
この第２実施形態に係る靱帯測定装置Ｂは、同じ人工靱帯Ｓの張力を、押付けと引張りとの２つ遣り方で測定し、それぞれの測定値を考察することで、高い信頼度で人工靱帯Ｓの張力を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る靱帯測定装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示された靱帯測定装置の靱帯測定プローブの正面図である。
【図３】靱帯測定プローブの使用状態を示す断面図である。
【図４】靱帯測定プローブによる人工靱帯の押付け検査を示す断面図である。
【図５】実験によって求められた変換線図である。
【図６】本発明に係る靱帯測定装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図７】靱帯測定プローブによる人工靱帯の押付け検査を示す断面図である。
【図８】靱帯測定プローブによる人工靱帯の引張り検査を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ，Ｂ…靱帯測定装置、１，４０…靱帯測定プローブ、２，４２…外筒、３，４３…内筒、４，４４…棒体、５，４５…ロードセル（荷重測定部）、５ａ，４５ａ…着力部、８，４８…変位センサヘッド部（移動量測定部）、２０，６０…ＣＰＵ（演算処理手段）、Ｓ…靱帯（人工靱帯）。
【図１】
2009018120.tif 000003
【図２】
2009018120.tif 000004
【図３】
2009018120.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009018120.tif 000007
【図６】
2009018120.tif 000008
【図７】
2009018120.tif 000009
【図８】
2009018120.tif 000010