JPH10290807A - 創外固定器 - Google Patents
創外固定器Info
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- JPH10290807A JPH10290807A JP11650297A JP11650297A JPH10290807A JP H10290807 A JPH10290807 A JP H10290807A JP 11650297 A JP11650297 A JP 11650297A JP 11650297 A JP11650297 A JP 11650297A JP H10290807 A JPH10290807 A JP H10290807A
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/60—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
- A61B17/66—Alignment, compression or distraction mechanisms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
- A61B2017/00115—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output
- A61B2017/00128—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output related to intensity or progress of surgical action
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- Veterinary Medicine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外科手術の後、治癒の状態に応じて骨断面
間隔を調整し、治癒を促進する。 【解決手段】複数のリンク２０１からなり骨折した部位
を接合するために骨２００を固定する創外固定手段１０
０と、骨折した部位の骨断面間の拡張速度か骨断面の負
荷を目標とする大きさに調整する骨断面間拡張速度・負
荷調整手段１０２と、該骨断面間拡張速度・負荷調整手
段１０２の指令を受けて前記創外固定手段１００の複数
のリンク２０１を駆動し、前記骨断面間の位置関係を目
標とする大きさに保つ骨断面間拡張手段１０１とからな
り、疾患の状況や他の条件に応じて骨断面間負荷を調整
して回復を早める。
間隔を調整し、治癒を促進する。 【解決手段】複数のリンク２０１からなり骨折した部位
を接合するために骨２００を固定する創外固定手段１０
０と、骨折した部位の骨断面間の拡張速度か骨断面の負
荷を目標とする大きさに調整する骨断面間拡張速度・負
荷調整手段１０２と、該骨断面間拡張速度・負荷調整手
段１０２の指令を受けて前記創外固定手段１００の複数
のリンク２０１を駆動し、前記骨断面間の位置関係を目
標とする大きさに保つ骨断面間拡張手段１０１とからな
り、疾患の状況や他の条件に応じて骨断面間負荷を調整
して回復を早める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、骨格の外科的な手
術後に適用される骨格の固定器、いわゆる創外固定器に
関するものである。
術後に適用される骨格の固定器、いわゆる創外固定器に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、骨折その他の外傷や疾患による骨
格の外科的な手術には、特に切断あるいは断裂した骨格
間の位置関係を治癒に適切な関係に保つためにいわゆる
創外固定器が適用されることが多い。その大部分は骨断
面を固定する簡単な器具である。また近年では、骨断面
の間隔を適切に保つと骨断面の治癒が促進される現象を
利用し、骨断面間を一定の緩慢な速度で拡大する機能を
有する創外固定器が研究されている。
格の外科的な手術には、特に切断あるいは断裂した骨格
間の位置関係を治癒に適切な関係に保つためにいわゆる
創外固定器が適用されることが多い。その大部分は骨断
面を固定する簡単な器具である。また近年では、骨断面
の間隔を適切に保つと骨断面の治癒が促進される現象を
利用し、骨断面間を一定の緩慢な速度で拡大する機能を
有する創外固定器が研究されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来技術で
は、いずれも骨断面間にかかる負荷を調整することがで
きず、場合によっては骨断面に過負荷がかかり、骨断面
の治癒を遅らせる問題があった。特に患者の歩行時にお
いて、立脚相では骨断面より上の体重量が骨断面間を圧
縮する負荷としてかかり遊脚相では骨断面以下の肢体の
重量が骨断面間を伸張する負荷としてかかる。いずれに
しても大きな負荷が骨断面にかかり、従来の器具ではそ
の大きさを調整することができなかった。また、骨断面
の治癒を促進するために骨断面間にかけるべき負荷は、
疾患の種類、症状、骨断面の場所、性別、体力などによ
って異なり、骨断面間を圧縮する負荷をかけたほうが良
い場合や、骨断面間を伸張する負荷をかけたほうが良い
場合、負荷の変動がある範囲内であったほうが良い場合
などがあって一概に決めることはできない。このように
従来の技術では、治療対象の状況に応じてこのような骨
断面間の負荷の細かい設定をすることができないため、
早期の治癒ができないという問題があった。そこで本発
明は、骨断面の治癒を促進するために骨断面間にかける
べき負荷を調整し、特に患者の歩行時や、疾患の種類、
症状、骨断面の場所、性別、体力などに応じて、骨断面
間の負荷の細かい設定ができる装置を提供することを目
的とするものである。
は、いずれも骨断面間にかかる負荷を調整することがで
きず、場合によっては骨断面に過負荷がかかり、骨断面
の治癒を遅らせる問題があった。特に患者の歩行時にお
いて、立脚相では骨断面より上の体重量が骨断面間を圧
縮する負荷としてかかり遊脚相では骨断面以下の肢体の
重量が骨断面間を伸張する負荷としてかかる。いずれに
しても大きな負荷が骨断面にかかり、従来の器具ではそ
の大きさを調整することができなかった。また、骨断面
の治癒を促進するために骨断面間にかけるべき負荷は、
疾患の種類、症状、骨断面の場所、性別、体力などによ
って異なり、骨断面間を圧縮する負荷をかけたほうが良
い場合や、骨断面間を伸張する負荷をかけたほうが良い
場合、負荷の変動がある範囲内であったほうが良い場合
などがあって一概に決めることはできない。このように
従来の技術では、治療対象の状況に応じてこのような骨
断面間の負荷の細かい設定をすることができないため、
早期の治癒ができないという問題があった。そこで本発
明は、骨断面の治癒を促進するために骨断面間にかける
べき負荷を調整し、特に患者の歩行時や、疾患の種類、
症状、骨断面の場所、性別、体力などに応じて、骨断面
間の負荷の細かい設定ができる装置を提供することを目
的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明における創外固定器は、複数のリンクからな
り骨折した部位を接合するために骨を固定する創外固定
手段と、骨折した部位の骨断面間の拡張速度か骨断面の
負荷を目標とする大きさに調整する骨断面間拡張速度・
負荷調整手段と、該骨断面間拡張速度・負荷調整手段の
指令を受けて前記創外固定手段の複数のリンクを駆動
し、前記骨断面間の位置関係を目標とする大きさに保つ
骨断面間拡張手段とからなることを特徴とするものであ
る。また、この発明における創外固定器は、骨断面間拡
張速度・負荷調整手段が、骨断面にかかる負荷を計測す
る力計測手段と、該力計測手段の信号を受けて骨断面の
負荷を目標とする大きさに調整する拡張速度決定手段と
を備えるか、骨断面間隔を計測する骨断面間隔計測手段
と、該骨断面間隔計測手段の信号を受けて骨断面間の拡
張速度を目標とする大きさに調整する拡張速度決定手段
とを備えたことを特徴とし、あるいは、前記骨断面間拡
張手段は、前記創外固定手段の可動軸の位置・速度を計
測する手段と、あらかじめ定めた骨断面間拡張速度を格
納するメモリと、前記拡張速度決定手段の速度指令を座
標変換する座標変換手段と、前記創外固定手段の可動軸
を駆動するモータと、該モータの運動を制御するモータ
コントローラとを備えたことを特徴としている。この他
に、本発明の創外固定器における拡張速度決定手段は、
あらかじめ定めた骨断面間の内力とモーメントの目標値
と計測値を受け、前記内力とモーメントが一定または周
期的なものとなるよう速度補正することを特徴とするも
のであり、あるいは、骨断面にかかる負荷の大きさ対し
て比例あるいは１次遅れ、あるいは２次遅れの応答とな
るよう速度補正することを特徴とするものである。さら
に、本発明における骨断面間拡張手段は、骨断面間を拡
張する時は、骨断面にかかる負荷の大きさに関わらず、
一定期間の平均速度があらかじめ定めた目標速度となる
よう骨断面間を間欠的に拡張し、骨断面間に負荷をかけ
る時は、骨断面にかかる負荷から骨断面間の内力とモー
メントの目標値を定め、骨断面間の内力とモーメントが
前記目標値に従うよう骨断面にかかる外力を調整するこ
とを特徴とするものである。
め、本発明における創外固定器は、複数のリンクからな
り骨折した部位を接合するために骨を固定する創外固定
手段と、骨折した部位の骨断面間の拡張速度か骨断面の
負荷を目標とする大きさに調整する骨断面間拡張速度・
負荷調整手段と、該骨断面間拡張速度・負荷調整手段の
指令を受けて前記創外固定手段の複数のリンクを駆動
し、前記骨断面間の位置関係を目標とする大きさに保つ
骨断面間拡張手段とからなることを特徴とするものであ
る。また、この発明における創外固定器は、骨断面間拡
張速度・負荷調整手段が、骨断面にかかる負荷を計測す
る力計測手段と、該力計測手段の信号を受けて骨断面の
負荷を目標とする大きさに調整する拡張速度決定手段と
を備えるか、骨断面間隔を計測する骨断面間隔計測手段
と、該骨断面間隔計測手段の信号を受けて骨断面間の拡
張速度を目標とする大きさに調整する拡張速度決定手段
とを備えたことを特徴とし、あるいは、前記骨断面間拡
張手段は、前記創外固定手段の可動軸の位置・速度を計
測する手段と、あらかじめ定めた骨断面間拡張速度を格
納するメモリと、前記拡張速度決定手段の速度指令を座
標変換する座標変換手段と、前記創外固定手段の可動軸
を駆動するモータと、該モータの運動を制御するモータ
コントローラとを備えたことを特徴としている。この他
に、本発明の創外固定器における拡張速度決定手段は、
あらかじめ定めた骨断面間の内力とモーメントの目標値
と計測値を受け、前記内力とモーメントが一定または周
期的なものとなるよう速度補正することを特徴とするも
のであり、あるいは、骨断面にかかる負荷の大きさ対し
て比例あるいは１次遅れ、あるいは２次遅れの応答とな
るよう速度補正することを特徴とするものである。さら
に、本発明における骨断面間拡張手段は、骨断面間を拡
張する時は、骨断面にかかる負荷の大きさに関わらず、
一定期間の平均速度があらかじめ定めた目標速度となる
よう骨断面間を間欠的に拡張し、骨断面間に負荷をかけ
る時は、骨断面にかかる負荷から骨断面間の内力とモー
メントの目標値を定め、骨断面間の内力とモーメントが
前記目標値に従うよう骨断面にかかる外力を調整するこ
とを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】上記手段により、患者の歩行時
や、疾患の種類、症状、骨断面の場所、性別、体力など
に応じて骨断面間の負荷の細かい設定と調節ができるよ
うになり治癒を促進することができるのである。以下、
本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明
の実施例の概略構成を示したものである。図において、
本発明の創外固定器は、骨断面間の拡張速度または骨断
面にかかる負荷を目標とする大きさに調整する骨断面間
拡張速度・負荷調整手段１０２と、骨断面間の位置関係
を目標とする大きさに保つ骨断面間拡張手段１０１と、
骨を固定する創外固定手段１００とで構成されている。
このような構成において、骨断面間拡張速度・負荷調整
手段１０２が目標動作指令１０４を骨断面間拡張手段１
０１に出力すると、骨断面間拡張手段１０１はその指令
１０４をもとに動作指令１０３を求めて出力し、創外固
定手段１００の動作を制御する。
や、疾患の種類、症状、骨断面の場所、性別、体力など
に応じて骨断面間の負荷の細かい設定と調節ができるよ
うになり治癒を促進することができるのである。以下、
本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明
の実施例の概略構成を示したものである。図において、
本発明の創外固定器は、骨断面間の拡張速度または骨断
面にかかる負荷を目標とする大きさに調整する骨断面間
拡張速度・負荷調整手段１０２と、骨断面間の位置関係
を目標とする大きさに保つ骨断面間拡張手段１０１と、
骨を固定する創外固定手段１００とで構成されている。
このような構成において、骨断面間拡張速度・負荷調整
手段１０２が目標動作指令１０４を骨断面間拡張手段１
０１に出力すると、骨断面間拡張手段１０１はその指令
１０４をもとに動作指令１０３を求めて出力し、創外固
定手段１００の動作を制御する。
【０００６】図２は本発明の実施例のより詳細な構成を
示すものである。この図において、図１の骨断面間拡張
速度・負荷調整手段１０２は、骨断面にかかる負荷を計
測する力計測手段または骨断面間隔を計測する骨断面間
隔計測手段２２０と、拡張速度決定手段２３０とから成
っている。前記力計側手段は力計測センサ２１０、２１
１と、力センサアンプ２１４とから成っている。一方、
図１の骨断面間拡張手段１０１は、創外固定手段１００
の可動軸の位置と速度を計測する位置・速度計測手段
と、メモリ・座標変換・タイマ２３２と、創外固定手段
の可動軸を駆動するモータ２０２、２０３、２０４と、
モータの運動を制御するモータコントローラ２３４とか
ら成っており、メモリ・座標変換・タイマ２３２はあら
かじめ定めた骨断面間拡張速度を記憶するメモリと拡張
速度決定手段２３０の拡張速度指令値を座標変換する座
標変換手段と骨断面を拡張するタイミングを計るタイマ
とからなっている。前記位置・速度計測手段は図示しな
いセンサと角度・角速度カウンタ２４３とから成ってい
る。図１の創外固定手段１００は肢体の治療部位の骨２
００に挿入するリンクを含む複数のリンク２０１によっ
て構成されている。このような構成において、本発明の
創外固定器は次のように動作する。力センサ２１０、２
１１はリンク２０１の歪量から間接的に骨２００にかか
る力を計測し、その情報２１２、２１３を力センサアン
プ２１４に送る。力センサアンプ２１４は歪量を増幅し
スイッチ２１５を介して力情報２１６を拡張速度決定手
段２３０に送る。また、これとは別に骨断面間隔計測手
段２２０が骨２００の断裂した間隔を計測して、その情
報２２１をスイッチ２１５を介して拡張速度決定手段２
３０に送る。骨断面間隔計測手段２２０として、例えば
Ｘ線ＣＴやＭＲＩを利用することができる。この２つの
計測された信号は骨断面間隔の拡張速度の決定に利用す
る情報に応じてスイッチ２１５で切り替えて選択し、拡
張速度決定手段２３０に入力される。拡張速度決定手段
２３０はこの情報２１６、２２２を受けて創外固定手段
１００の動作速度を決定し、目標拡張速度２３１を出力
する。メモリ・座標変換・タイマ２３２は目標拡張速度
２３１をメモリに記憶し、これを創外固定手段１００の
各軸座標に座標変換する。変換された速度指令２３３は
タイマでタイミングを計ってモータコントローラ２３４
に出力される。一方、各軸には図示しない角度あるいは
角速度センサが備えられており、角度あるいは角速度の
情報２４０、２４１、２４２が角度・角速度カウンタ２
４３に入力される。角度あるいは角速度の情報２４４が
モータコントローラ２３４に入力されると、速度指令２
３３と現在の角度あるいは角速度情報２４４とが比較さ
れ、各軸のモータ２０２、２０３、２０４に動作指令２
４５、２４６、２４７を出力する。各軸のモータ２０
２、２０３、２０４は動作指令２４５、２４６、２４７
に従って動作し、リンク２０１を介して骨２００の断面
を拡張する。なお、図２のメモリ・座標変換・タイマ２
３２のタイマは、目標速度に従って骨断面間の拡張を行
う時間と骨断面の負荷を調整する時間とを分け、骨断面
間の拡張時は骨断面にかかる負荷の大きさに関わらずあ
らかじめ定めた目標速度に従って骨断面間を拡張し、骨
断面間の負荷の調整時は骨断面にかかる負荷から骨断面
間の内力とモーメントの目標値を定め該目標値に従って
骨断面間の内力とモーメントおよび骨断面への外力を調
整するように骨断面間の位置を調整することに用いられ
る。また、骨断面間の拡張を行う速度の一定時間あたり
の平均速度が、あらかじめ定めた目標速度になるよう
に、骨断面間の拡張を間欠的に実行してもよい。
示すものである。この図において、図１の骨断面間拡張
速度・負荷調整手段１０２は、骨断面にかかる負荷を計
測する力計測手段または骨断面間隔を計測する骨断面間
隔計測手段２２０と、拡張速度決定手段２３０とから成
っている。前記力計側手段は力計測センサ２１０、２１
１と、力センサアンプ２１４とから成っている。一方、
図１の骨断面間拡張手段１０１は、創外固定手段１００
の可動軸の位置と速度を計測する位置・速度計測手段
と、メモリ・座標変換・タイマ２３２と、創外固定手段
の可動軸を駆動するモータ２０２、２０３、２０４と、
モータの運動を制御するモータコントローラ２３４とか
ら成っており、メモリ・座標変換・タイマ２３２はあら
かじめ定めた骨断面間拡張速度を記憶するメモリと拡張
速度決定手段２３０の拡張速度指令値を座標変換する座
標変換手段と骨断面を拡張するタイミングを計るタイマ
とからなっている。前記位置・速度計測手段は図示しな
いセンサと角度・角速度カウンタ２４３とから成ってい
る。図１の創外固定手段１００は肢体の治療部位の骨２
００に挿入するリンクを含む複数のリンク２０１によっ
て構成されている。このような構成において、本発明の
創外固定器は次のように動作する。力センサ２１０、２
１１はリンク２０１の歪量から間接的に骨２００にかか
る力を計測し、その情報２１２、２１３を力センサアン
プ２１４に送る。力センサアンプ２１４は歪量を増幅し
スイッチ２１５を介して力情報２１６を拡張速度決定手
段２３０に送る。また、これとは別に骨断面間隔計測手
段２２０が骨２００の断裂した間隔を計測して、その情
報２２１をスイッチ２１５を介して拡張速度決定手段２
３０に送る。骨断面間隔計測手段２２０として、例えば
Ｘ線ＣＴやＭＲＩを利用することができる。この２つの
計測された信号は骨断面間隔の拡張速度の決定に利用す
る情報に応じてスイッチ２１５で切り替えて選択し、拡
張速度決定手段２３０に入力される。拡張速度決定手段
２３０はこの情報２１６、２２２を受けて創外固定手段
１００の動作速度を決定し、目標拡張速度２３１を出力
する。メモリ・座標変換・タイマ２３２は目標拡張速度
２３１をメモリに記憶し、これを創外固定手段１００の
各軸座標に座標変換する。変換された速度指令２３３は
タイマでタイミングを計ってモータコントローラ２３４
に出力される。一方、各軸には図示しない角度あるいは
角速度センサが備えられており、角度あるいは角速度の
情報２４０、２４１、２４２が角度・角速度カウンタ２
４３に入力される。角度あるいは角速度の情報２４４が
モータコントローラ２３４に入力されると、速度指令２
３３と現在の角度あるいは角速度情報２４４とが比較さ
れ、各軸のモータ２０２、２０３、２０４に動作指令２
４５、２４６、２４７を出力する。各軸のモータ２０
２、２０３、２０４は動作指令２４５、２４６、２４７
に従って動作し、リンク２０１を介して骨２００の断面
を拡張する。なお、図２のメモリ・座標変換・タイマ２
３２のタイマは、目標速度に従って骨断面間の拡張を行
う時間と骨断面の負荷を調整する時間とを分け、骨断面
間の拡張時は骨断面にかかる負荷の大きさに関わらずあ
らかじめ定めた目標速度に従って骨断面間を拡張し、骨
断面間の負荷の調整時は骨断面にかかる負荷から骨断面
間の内力とモーメントの目標値を定め該目標値に従って
骨断面間の内力とモーメントおよび骨断面への外力を調
整するように骨断面間の位置を調整することに用いられ
る。また、骨断面間の拡張を行う速度の一定時間あたり
の平均速度が、あらかじめ定めた目標速度になるよう
に、骨断面間の拡張を間欠的に実行してもよい。
【０００７】図３は図２の拡張速度決定手段２３０の構
成を示す１つの実施例である。この図において、あらか
じめ、そのときどきの治療方針により骨断面間隔距離に
応じた骨断面間の間隔拡張速度への変換表あるいは変換
関数３０２を目標速度変換部３０３に設定しておくと、
例えば、骨断面間距離に応じて１次遅れの関数で速度を
設定すると、骨断面間隔計測手段３００が計測した骨断
面間隔の距離情報３０１を受けて、目標速度変換部３０
３が働き骨断面間拡張手段１０１の目標速度３０４を出
力する。図４は図２の拡張速度決定手段２３０の構成を
示す第２の実施例である。この図において、骨断面間に
かかる内力の目標値４００を骨断面間の内力の目標値の
記憶部４０１にあらかじめ設定しておき、必要に応じて
内力の目標値４０２を出力すると、力センサアンプ２１
４の力情報４０３と内力の目標値４０２とを受ける骨断
面間の内力と外力の分離部４０４は、力情報４０３を骨
断面間の内力と外力に分離する。この分離の手法はロボ
ット工学において確立されたものであり、例えば文献
「ロボット工学ハンドブック」に種々の方法が提示して
ある中の一つを採用することができる。また、力情報４
０３は最高６自由度の多自由度系で計測されたものであ
り、内力と外力のいずれも計測の軸数に応じて分離され
る。これらの内力と外力の情報４０５は骨断面間の拡張
速度計算部４０７に送られる。骨断面間の拡張速度計算
部４０７にはあらかじめ目標拡張速度４０６が設定され
ているので先の力情報４０５を速度に変換し、これを速
度補正として目標拡張速度４０６に加えて最終的な目標
速度４０８とし骨断面間拡張手段１０１の指令として出
力する。なお、速度補正を求める方法として、あらかじ
め定めた骨断面間の内力とモーメントの目標値とその計
測値にしたがって、骨断面間の内力とモーメントおよび
骨断面にかかる外力を調整するように、速度補正を決定
する方法や、骨断面間の内力とモーメントが一定または
周期的になるように速度補正を求める方法、骨断面にか
かる負荷の大きさにしたがって比例する応答になるよう
に、あるいは１次遅れまたは２次遅れの応答になるよう
に速度補正を求める方法などがあり、必要に応じて採用
することができる。また、以上の実施例のうち一部分の
みを取り出して実施することもできる。
成を示す１つの実施例である。この図において、あらか
じめ、そのときどきの治療方針により骨断面間隔距離に
応じた骨断面間の間隔拡張速度への変換表あるいは変換
関数３０２を目標速度変換部３０３に設定しておくと、
例えば、骨断面間距離に応じて１次遅れの関数で速度を
設定すると、骨断面間隔計測手段３００が計測した骨断
面間隔の距離情報３０１を受けて、目標速度変換部３０
３が働き骨断面間拡張手段１０１の目標速度３０４を出
力する。図４は図２の拡張速度決定手段２３０の構成を
示す第２の実施例である。この図において、骨断面間に
かかる内力の目標値４００を骨断面間の内力の目標値の
記憶部４０１にあらかじめ設定しておき、必要に応じて
内力の目標値４０２を出力すると、力センサアンプ２１
４の力情報４０３と内力の目標値４０２とを受ける骨断
面間の内力と外力の分離部４０４は、力情報４０３を骨
断面間の内力と外力に分離する。この分離の手法はロボ
ット工学において確立されたものであり、例えば文献
「ロボット工学ハンドブック」に種々の方法が提示して
ある中の一つを採用することができる。また、力情報４
０３は最高６自由度の多自由度系で計測されたものであ
り、内力と外力のいずれも計測の軸数に応じて分離され
る。これらの内力と外力の情報４０５は骨断面間の拡張
速度計算部４０７に送られる。骨断面間の拡張速度計算
部４０７にはあらかじめ目標拡張速度４０６が設定され
ているので先の力情報４０５を速度に変換し、これを速
度補正として目標拡張速度４０６に加えて最終的な目標
速度４０８とし骨断面間拡張手段１０１の指令として出
力する。なお、速度補正を求める方法として、あらかじ
め定めた骨断面間の内力とモーメントの目標値とその計
測値にしたがって、骨断面間の内力とモーメントおよび
骨断面にかかる外力を調整するように、速度補正を決定
する方法や、骨断面間の内力とモーメントが一定または
周期的になるように速度補正を求める方法、骨断面にか
かる負荷の大きさにしたがって比例する応答になるよう
に、あるいは１次遅れまたは２次遅れの応答になるよう
に速度補正を求める方法などがあり、必要に応じて採用
することができる。また、以上の実施例のうち一部分の
みを取り出して実施することもできる。
【０００８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、骨
折した部位が治癒していく際に、その過程に応じて骨断
面間の拡張速度または骨断面の負荷を変えていくことが
できるので、骨折部の治癒が妨げられることが無く、早
く治癒することができて患者の負担を軽減することがで
きるという効果がある。
折した部位が治癒していく際に、その過程に応じて骨断
面間の拡張速度または骨断面の負荷を変えていくことが
できるので、骨折部の治癒が妨げられることが無く、早
く治癒することができて患者の負担を軽減することがで
きるという効果がある。
【図１】本発明の実施例の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施例の詳細図である。
【図３】本発明の拡張速度決定手段の第１の実施例を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明の拡張速度決定手段の第２の実施例を示
す図である。
す図である。
１００ 創外固定手段 １０１ 骨断面間拡張手段 １０２ 骨断面間拡張速度・負荷調整手段 １０３ 動作指令 １０４ 目標動作指令 ２００ 骨 ２０１ リンク ２０２、２０３、２０４ モータ ２１０、２１１ 力センサ ２１２、２１３、２１６ 力センサ情報 ２１４ 力センサアンプ ２１５ スイッチ ２２０、３００ 骨断面間隔計測手段 ２２１、２２２、３０１ 骨断面間隔計測情報 ２３０ 拡張速度決定手段 ２３１、２３３ 拡張速度指令値 ２３２ メモリ・座標変換・タイマ ２３４ モータコントローラ ２４０、２４１、２４２ 角度・角速度情報 ２４３ 角度・角速度カウンタ ２４４ 角度・角速度情報 ２４５、２４６、２４７ 動作指令 ３０２ 治療方針による表／変換関数 ３０３ 目標速度変換部 ３０４、４０８ 目標速度 ４００ 目標値 ４０１ 骨断面間の内力の目標値の記憶部 ４０２ 内力の目標値 ４０３ 力情報 ４０４ 骨断面間の内力と外力の分離部 ４０５ 内力と外力の情報 ４０６ 目標拡張速度 ４０７ 骨断面間の拡張速度計算部
Claims (7)
- 【請求項１】複数のリンクからなり骨折した部位を接合
するために骨を固定する創外固定手段と、 骨折した部位の骨断面間の拡張速度か骨断面の負荷を目
標とする大きさに調整する骨断面間拡張速度・負荷調整
手段と、 該骨断面間拡張速度・負荷調整手段の指令を受けて前記
創外固定手段の複数のリンクを駆動し、前記骨断面間の
位置関係を目標とする大きさに保つ骨断面間拡張手段
と、からなることを特徴とする創外固定器。 - 【請求項２】前記骨断面間拡張速度・負荷調整手段は、 骨断面にかかる負荷を計測する力計測手段と、 該力計測手段の信号を受けて骨断面の負荷を目標とする
大きさに調整する拡張速度決定手段と、を備えたことを
特徴とする請求項１記載の創外固定器。 - 【請求項３】前記骨断面間拡張速度・負荷調整手段は、 骨断面間隔を計測する骨断面間隔計測手段と、 該骨断面間隔計測手段の信号を受けて骨断面間の拡張速
度を目標とする大きさに調整する拡張速度決定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の創外固定器。 - 【請求項４】前記骨断面間拡張手段は、 前記創外固定手段の可動軸の位置・速度を計測する手段
と、 あらかじめ定めた骨断面間拡張速度を格納するメモリ
と、 前記拡張速度決定手段の速度指令を座標変換する座標変
換手段と、 前記創外固定手段の可動軸を駆動するモータと、 該モータの運動を制御するモータコントローラと、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の創外固定器。 - 【請求項５】前記拡張速度決定手段は、あらかじめ定め
た骨断面間の内力とモーメントの目標値と計測値を受
け、前記内力とモーメントが一定または周期的なものと
なるよう速度補正することを特徴とする請求項２または
３記載の創外固定器。 - 【請求項６】前記拡張速度決定手段は、骨断面にかかる
負荷の大きさ対して比例あるいは１次遅れ、あるいは２
次遅れの応答となるよう速度補正することを特徴とする
請求項２または３記載の創外固定器。 - 【請求項７】前記骨断面間拡張手段は、 骨断面間を拡張する時は、骨断面にかかる負荷の大きさ
に関わらず、一定期間の平均速度があらかじめ定めた目
標速度となるよう骨断面間を間欠的に拡張し、 骨断面間に負荷をかける時は、骨断面にかかる負荷から
骨断面間の内力とモーメントの目標値を定め、骨断面間
の内力とモーメントが前記目標値に従うよう骨断面にか
かる外力を調整する、ことを特徴とする請求項４記載の
創外固定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11650297A JPH10290807A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 創外固定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11650297A JPH10290807A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 創外固定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10290807A true JPH10290807A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14688730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11650297A Pending JPH10290807A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 創外固定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10290807A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011512883A (ja) * | 2008-02-18 | 2011-04-28 | テキサス スコティッシュ ライト ホスピタル フォー チルドレン | 創外固定支柱調整のツール及び方法 |
| US8574232B1 (en) | 2012-11-13 | 2013-11-05 | Texas Scottish Hospital for Children | External fixation connection rod for rapid and gradual adjustment |
| US9078700B2 (en) | 2008-02-12 | 2015-07-14 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | Fast adjust external fixation connection rod |
| US9155559B2 (en) | 2008-02-08 | 2015-10-13 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | External fixator strut |
| US9295493B2 (en) | 2008-02-05 | 2016-03-29 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | External fixator ring |
| US9443302B2 (en) | 2010-08-20 | 2016-09-13 | Amei Technologies, Inc. | Method and system for roentgenography-based modeling |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP11650297A patent/JPH10290807A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9295493B2 (en) | 2008-02-05 | 2016-03-29 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | External fixator ring |
| US9808289B2 (en) | 2008-02-05 | 2017-11-07 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | External fixator ring |
| US9155559B2 (en) | 2008-02-08 | 2015-10-13 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | External fixator strut |
| US9681892B2 (en) | 2008-02-08 | 2017-06-20 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | External fixator strut |
| US9078700B2 (en) | 2008-02-12 | 2015-07-14 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | Fast adjust external fixation connection rod |
| US9456849B2 (en) | 2008-02-12 | 2016-10-04 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | Fast adjust external fixation connection rod |
| JP2011512883A (ja) * | 2008-02-18 | 2011-04-28 | テキサス スコティッシュ ライト ホスピタル フォー チルドレン | 創外固定支柱調整のツール及び方法 |
| US8864750B2 (en) | 2008-02-18 | 2014-10-21 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | Tool and method for external fixation strut adjustment |
| US9443302B2 (en) | 2010-08-20 | 2016-09-13 | Amei Technologies, Inc. | Method and system for roentgenography-based modeling |
| US8574232B1 (en) | 2012-11-13 | 2013-11-05 | Texas Scottish Hospital for Children | External fixation connection rod for rapid and gradual adjustment |
| US9381042B2 (en) | 2012-11-13 | 2016-07-05 | Texas Scottish Rite Hospital For Children | External fixation connection rod for rapid and gradual adjustment |
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