How to use the temperature measuring instrument and the temperature measuring instrument of a surgical drill

【発明の詳細な説明】 外科用ドリルの温度計測器及び該温度計測器を使用する方法 発明の背景本発明は、外科用ドリルの温度計測器及び該温度計測器を使用する方法に関する。 より具体的には、本発明は、歯科用インプラントすなわちデンタル・インプラントに使用される歯科用ドリルすなわちデンタル・ドリルの温度計測器に関する。 今日、歯科すなわち口内インプラントは、喪失歯に代わるために、世界中で使用されている。 インプラントは、（1）義歯の固定、（2）顔面補綴具の固定、（ 3）咀嚼、飲食及発声の機能の向上、（4）患者の自信の増大のために使用されている。 デンタル・インプラント、即ち、外科的に顎骨に固定される人工的な歯支持体は、いかなる数の喪失歯にも代わるために使用することが出来る。 デンタル・インプラントは、顎骨内に配置され、身体によるそのインプラントの受け入れを確実にするために、所定の時間、妨害されずに治癒するままにしておく。 インプラントを配置を行う間に、インプラントの正確な外科的配置が実行される。 このインプラントの部位は、低速度で骨を穿孔するデンタル・ドリルを使用して、準備が為される。 患者の顎骨に準備を施し、また、所定の径の略円筒状のデンタル・ インプラントを受け入れる穿孔部位を提供し得るように、ドリルと共に使用されるドリル・ビット、又はバーの径を徐々に大きいものにしていく。 外科的な穿孔処置は、デンタル・インプラントが成功する上で極めて重要であり、この成功のためには、デンタル・インプラントの生体表面すなわちバイオメディカル表面が、骨に対して骨性一体化すなわちオセィオインテグレーション（ osseointegration）することが必要となる。 インプラントが失敗し、また、拒絶される一つの大きな理由は、インプラントを準備する問に、骨が過熱することである。 １分間、47°Ｃ以上の温度を受けたとき骨細胞が生存し得ないことは、 多数の研究で明らかにされている（「骨の再生に対する熱の影響(The Effect of Heat on Bone Regeneration)」Journal of Prosthetic Dentistry、vol.50、no .1、pp.101-107、「無歯顎骨の治療におけるオセィオインテグレートしたインプラントの15年間の研究(A 15-year Study of Osseointegrated Implants in the Treatment of Edentulous Jaw)」International Journa1 of OralSurgery、vol. 10、pp.387-416(1981)、及び「穿孔時における人間の皮質骨の測定温度(Tempera tures Measured in Human Corticobone When Drilling)」、及び「骨の熱による損傷(Thermal InJury to Bone)」を参照）。 このため、インプラントに隣接する周囲の骨細胞を損傷させたり、破壊しないように、47°Ｃ以下の温度を保つために、穿孔中の穿孔温度を制御することが、極めて重要となる。 これは、現在、穿孔中、多量の洗浄水を流すだけで行われている（即ち、当該技術分野で周知であるように、デンタル・ドリルを介して穿孔部位に多量の「冷却」水が噴霧される）。 しかしながら、本出願人が知る限り、穿孔中における骨の部位の温度を記録して、医者が瞬間的に穿孔部位の温度を知ることを可能にする装置又は技術は、 皆無である。 従って、本発明の一つの目的は、外科用及び歯科用ドリルの新規な温度計測器、及びこの温度計測器を使用して、骨の穿孔部位における骨の温度を記録する方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、比較的簡単な設計であり、使用が容易で且つ経済的である新規な温度計測器を提供することである。 本発明のより具体的な目的は、穿孔過程中におけるドリル・バー又はビットの温度のいかなる変化をも医師が連続的に監視することを許容する新規な温度計測器を提供することである。 発明の概要そのドリル・バー先端まで伸長する透孔を有するドリル・バーが着脱可能に取り付けられるヘッドが設けられた型式の外科用ドリル用の温度計測器であって、 ドリル・バー先端における温度を検出し且つ測定するため、ドリル・バーの透孔に受け入れ可能な温度センサ手段と、ドリルバー先端における温度を表示すべく、温度センサ手段に結合された温度計手段とを備える温度計測器により、上記及びその他の関連する目的の幾つかは容易に達成される。 好ましくは、該温度センサ手段は、二線式熱電対を備え、該温度計手段は、デンタル・ディスプレイを有するマイクロプロセッサ利用の温度計を備え、これらの温度センサ手段及び温度計手段が、全体として、接続具により共に結合される。 上述の目的及びその関連する目的は、その外科用ドリル・バーがそのドリル・ バーの先端まで伸長する中央の透孔を有する型式のものであり、その外科用ドリルで患者の骨に孔を穿孔する段階を含む、患者の骨の穿孔部位の温度を測定する方法により、実現される。 ドリル・ビットの透孔内に受け入れ可能な温度検出手段、該温度検出手段により検出した温度を表示するため、温度センサ手段に結合された温度計手段を介して、穿孔部位における温度の検出、測定及び監視が為される。 この穿孔部位における温度は、例えば、手の力又はドリルに加わる圧力、 或いは、穿孔速度（ドリルの停止時及び始動時を含む）等を制御して、骨の植え込み部位における加熱を防止することにより、ドリル・バー先端にて47°Ｃ以下に保たれる。 この穿孔段階は、所定の径と深さの孔が形成される迄、使用するドリル・バーの径を徐々に大きいものにしていくことが好ましい。 本発明のその他の特徴、利点及び実施例は、以下の詳細な説明、図面及び請求の範囲の記載から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明図１は、その中にポスト及び歯キャップが固着される、患者の顎骨に挿入されたデンタル・インプラントを示す分解斜視図、 図２は、デンタル・ドリルに結合された本発明を具体化する温度計測器を示す斜視図、 図３は、インプラント部位を穿孔する間に使用されている温度計測器を示す斜視図、 図４は、デンタル・ドリルのヘッド及び該デンタル・ドリルに挿入される熱電対の部分右側面図、 図５は、ドリル・ビットの取り外しを仮想線で示しているデンタル・ドリルのヘッドの部分背面図、 図５Ａは、ドリル・ビットの取り外しを示している、ドリルヘッドの部分拡大背面図、 図６は、図５Ａの線６−６に沿った一部断面図とした拡大部分側面図、 図７は、熱電対プローブを介してデジタル温度計に結合されたドリル・ビットを示す斜視図である。 詳細な説明次に、添付図面を詳細に参照すると、具体的には、図１に示したような型式のデンタル・インプラントに採用される外科的穿孔処置に関連して使用することを目的とする、本発明を具体化する外科用ドリル及びデンタル・ドリルの新規な温度計測器が示してある。 図示するように、上述したごとく、外科的穿孔処置に続く、径が順次に大きくなるドリル・ビット又はドリル・バーの使用に続いて、患者の顎骨１１に形成した円筒状キャビティ内に、略円筒状のデンタル・インプラント１０を取り付ける。 インプラントのバイオメディカル表面と骨とのオセィオ・インテグレーションが生じたならば、ポスト１２をインプラント内に挿入し、 このポストは、それに対してデンタル・セメント又はその他の従来の手段で固着された人工歯又はキャップ１３を支持する。 図２には、患者の顎骨の植え込み部位を準備すべく、歯科及び外科的処置で使用される従来のデンタル・ドリルが、全体として符号１５で示してある。 このデンタル・ドリル１５は、当業者に周知の方法で、注水、即ち、加圧水流で、ドリル・バーを作動させるための駆動力及び水の供給源に結合することのできる下端１７を有するハンドル１６を備えている。 該ハンドル１６の上端は、ねじが付いたネック部分１９を介してデンタル・ヘッド１８に着脱可能に取り付けられる。 このデンタル・ヘッドは、着脱式のデンタル・ドリル・ビット又はバー２０を支持する。 全体として、符号３０で示した、本発明を具体化する温度計測器は、デンタル・ドリル１５に結合される。 該温度計測器３０は、以下に詳細に説明するように、デンタルＬＣＤディスプレイ３２と、一連の操作釦３４を含む制御盤３３とを有する従来型式のマイクロプロセッサ利用の温度計３１を備えている。 該デンタル・ディスプレイ温度計３１は、従来型の接続具３５を介して従来型の絶縁二線式熱電対プローブ３６に取り付けられている。 該プローブ３６は、以下に説明するように、デンタル・バー２０の先端内に受け入れられ且つ配置される非絶縁先端を有する。 これにより、図３に最も良く図示するように、インプラントの穿孔過程中、顎骨の穿孔部位の温度を医師が感知することが可能となる。 図４に更に詳細に図示するように、ドリル・ヘッド１８は、中央の透孔２１を備えており、該透孔は、円筒状カラー２４を介してデンタル・バーの前方部分２ ３から分離されたデンタル・バー２０の後端部分２２を支持する。 また、該デンタル・バー２０は、その後端２５からその前端２６に隣接する位置まで伸長する中央の透孔を備えている。 図６に最も良く図示するように、デンタル・バー２０ の円筒状の後端部分２２は、その後端２５に隣接する位置に形成された窪んだ周方向通路２７を備えている。 デンタル・バーは、この周方向通路により、全体として参照符号４０で示した枢動ラッチ又は係止アームを介してデンタル・ヘッド内の所定の位置に保持される。 図５及び図５Ａに最も良く図示するように、枢動可能な係止アーム４０は、下方ハンドル部分４１と、フック状のクランプ止め端部４３を有する上方係止ヘッド４２とを備えている。 該フック状クランプ止め端部４３は、係止位置にあるとき、ドリル・バーの後方部分２２の円筒状通路２７の周りに受け入れられる寸法及び形状とした略Ｕ字形通路４４を備えている。 該係止アーム４０は、所定位置に保持されたその中央の透孔の周りで枢動し、係止ヘッドのカバー板４６の背後でねじ４５を介して係止ヘッドの上で枢動する。 図５及び図５Ａの二つの位置で示すように、係止アーム・ハンドル４１を時計方向に枢動させることにより、上側のＣ字形のクランプ止め端部４３は、板４６の背後で枢動し、該端部は、通路２７内に受け入れられ、これにより、デンタル・ドリル・バー２０を所定位置に保持する。 係止アーム・ハンドル４１を逆方向又は反時計方向に枢動させるだけで、クランプ止め端部４３は、ドリル・ビット２０の通路２７から係合解除され、これにより、ドリル・ビットを取り外し、例えば、外科的処置で使用されるより大径のドリル・バーと交換することが可能である。 図４、図６及び図７により明確に図示するように、二線式熱電対プローブ３６ をドリル・バー２０の透孔に挿入し、その先端３７がドリル・バーの先端２６に隣接する位置に停止するようにする。 穿孔中、ドリル・バーは回転するが、熱電対プローブとドリル・バーの穴との寸法差のため、熱電対プローブは安定し且つ静止状態を保ち、回転しない。 しかしながら、これと同時に、デンタル・バー先端２６に近接しているため、プローブ先端３７は、穿孔部位における温度を正確に検出し、これにより、該部位における温度を監視することが可能である。 歯医者が容易に見える位置に配置することの出来るデジタル温度計３０のＬＣ Ｄディスプレイ３２に温度を容易に表示することが出来る。 各種の操作釦３４が、デジタル温度計の作動状態を制御し、また、その他の特徴の中のものとして、 例えば、オン／オフ・スイッチ、華氏及び摂氏の何れかの表示を可能にする従来の釦、使用される熱電対プローブの種類に対応するモード・スイッチ等を備えることが出来る。 マイクロプロセッサ温度計自体は、従来の設計のものであり、その適当な例としては、例えば、コネチカット州、スタンフォードのオメガ・エンジニアリング・インコーポレーテッド（Omega Engineering，Inc．）が、そのＪ ＫＴ型式の熱電対プローブ用に、販売するモデルＨＨ−２１がある。 熱電対線は、ＡＮＳＩ標準に従い、そのＫ型であり、従来の接続具を介して、米国特許第3, 914,008号に開示されたような温度計に接続される。 当該技術分野で周知であるように、二線式熱電対プローブは、一端（接合部） にて接続された二つの異質の金属から成る温度測定センサである。 該センサは、 デンタル・インプラントの穿孔部位に配置された場合のようなとき、接合部が加熱されると、僅かな熱電圧を発生させる。 当該技術分野で周知であるように、マイクロプロセッサ利用の温度計により、この熱電圧の変化を温度の変化に変換される。 適当な熱電対及び温度計は、「温度便覧(The Temperature Handbook)」 という名称のオメガ完全温度測定便覧及び百科事典(Omega Comp1ete Temperatur e Measurement Handbook and Encyc1opedia)」Vol.28出版物に開示されている。 作動時、熱電対プローブ３６は、ドリル・バー２０の透孔に挿入する。 その接合部又は露出した先端３７は、ドリル・バー２０の先端２６に隣接して透孔の開口部に位置する。 次に、医師が穿孔作業を開始し、穿孔中、その部位の温度が47 °Ｃ以上にならないよう、温度計のデジタル・ディスプレイ３２でその部位の温度を監視する。 この過程中、デンタル・インプラント１０を受け入れる円筒状孔が患者の顎骨に形成される迄、使用するドリル・バーは、より大径のものに代えていく。 理解し得るように、当業者には、各種の変更例が可能であることが明らかであろう。 例えば、本発明では、その他の従来型式の温度センサ及び温度計を使用してもよい。 更に、骨の穿孔部位の臨界的な温度制御を必要とするその他の外科的及び歯科的穿孔処置に本発明の温度計を使用することも可能である。 上記の説明は、本発明の好適な実施例を対象とするものであるが、当業者には、その他の変形例及び任意の応用例が明らかであろうし、また、本発明の精神及び範囲から逸脱せずにその具体化が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ヤッカー、マイルズ ジェイ. アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11559、 ローレンス、セントラル アベニュー 285番