PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69434658T2 18.01.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001095624
Titel Fräsausrüstung zur Verwendung bei einer totalen Kniegelenkrekonstruktion
Anmelder Burke, Dennis W., Milton, Mass., US;
Bristol-Myers Squibb Co., New York, N.Y., US;
Bertin, Kim C., Bountiful, Utah, US
Erfinder Bays, Rodney, Pierceton, IN 46562, US;
Burke, M.D., Dennis W., Milton, MA 02186, US;
Bertin, M.D., Kim C, Bountiful, Utah 84010, US;
Stalcup, Gregory C., Columbia City, IN 47625, US
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69434658
Vertragsstaaten BE, CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 16.12.1994
EP-Aktenzeichen 012001020
EP-Offenlegungsdatum 02.05.2001
EP date of grant 15.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.2007
IPC-Hauptklasse A61B 17/14(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse A61B 17/56(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Instrumente, die bei der Präparation des Femurs während einer totalen Kniegelenkrekonstruktion zum Einsatz kommen, und ist insbesondere für Instrumente relevant, die zum Fräsen des Femurs dienen, während sie die Möglichkeit zum Resezieren von Abschnitten des Femurs bieten, wobei eine einteilige Schneidführung verwendet wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei einem orthopädischen Eingriff zum teilweisen oder vollständigen Ersatz eines Patientengelenks durch eine prothetisches Implantat wird ein Abschnitt des implantataufnehmenden Knochens so präpariert, daß er sich an die Gegenflächen des Implantats eng anpaßt. Beim Kniegelenkersatz wird das distale Ende des Femurs präpariert, um eine femorale Kniekomponente aufzunehmen, und das proximale Ende der Tibia wird präpariert, um eine tibiale Komponente aufzunehmen.

Bisher wurden diese Oberflächen im wesentlichen durch Einsatz von Gatter- oder Schwingsägeblättern präpariert, die in Verbindung mit einer Folge von Sägeführungen gebraucht werden. Die Führungen können lediglich eine Plattform aufweisen, auf der der Chirurg das Blatt beim Resezieren aufsitzen läßt, oder sie können über einen Schlitz zum Aufnehmen des Sägeblatts darin verfügen. Normalerweise wird bei der Präparation des Femurs eine Folge von Schneidführungen benachbart zum distalen Femur in einer spezifischen Reihenfolge plaziert, um Femurabschnitte nacheinander zu resezieren. Allgemein werden Schneidführungen anhand von spezifischen anatomischen Anhaltspunkten vom Chirurgen individuell ausgerichtet, was in den US-A-4759350 und US-A-4703751 gezeigt ist. Setzt man mehrere Schneidführungen ein, die vom Chirurgen einzeln ausgerichtet werden müssen, kann dies zu Ungenauigkeiten bei den Schnitten führen, wodurch es zu suboptimaler Anpassung zwischen Knochen und Implantat kommt. Solche gewöhnlich bei der Knochenresektion verwendeten Sägeblätter sind in den US-A-5002555, 5133728 und 5135533 veranschaulicht. Ein Beispiel für eine typischen Schneidführung läßt sich der US-A-5053037 entnehmen, die eine Sägeführung mit Einfangschlitzen zeigt.

Die Übereinstimmung von Ergebnissen, die mit einem Sägeblatt und einer Folge von Schneidführungen erzielt werden, kann von Operateur zu Operateur stark schwanken.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das Fräsinstrument der Erfindung löst die Mängel der bekannten Systeme durch Bereitstellen einer mit dem Femur verbundenen Fräsführung zur Unterbringung eines Fräsgeräts. Das Fräsinstrument weist eine Ausrichtführung auf, die vom Chirurgen verwendet wird, um eine Femurauflage oder -basis der Erfindung auf der medialen und lateralen Seite des freiliegenden Femurs benachbart zu seinem distalen Ende anzusetzen. Sind die Auflagen angesetzt, wird die Ausrichtführung entfernt, und eine Fräsführung wird mit den Basen verbunden. Die Fräsführung legt eine Folge von Bezugsebenen mit jeweils einem Schlitz fest. Ein Motorfräsgerät mit einem angeschlossenen Fräser wird durch die Schlitze entlang den Bezugsebenen geführt, um einen Knochenabschnitt präzise wegzufräsen. Der Abstand zwischen dem Fräsgerät und dem distalen Fräserende ist relativ kurz, und der Fräserschaft ist steif, um jede Ablenkung des Fräsers auszuschalten. Außerdem weist das Fräsgerät eine spulenförmige Spitze auf, die formschlüssig in die Schlitze eingreift, um zu gewährleisten, daß das Fräsgerät im wesentlichen lotrecht zu den Bezugsebenen der Fräsführung gehalten wird. Eine derartige Steuerung des Fräsgeräts gewährleistet eine extrem flache gefräste Oberfläche zum Anpassen des Implantats. Bei Bedarf können weitere Instrumente mit den Femurbasen verbunden werden, die einen gemeinsamen Verbindungspunkt für die zusätzlichen Instrumente bilden, was die Ausrichtung zwischen den verschiedenen Instrumenten sicherstellt.

Sind die Femurbasen mit dem distalen Femurende verbunden, kann optional eine einteilige Schneidführung mit den Basen verbunden werden, damit der Knochen durch ein normales Schwingsägeblatt reseziert werden kann. Die Schneidführung weist mehrere Schlitze auf, so daß alle für den Femur nötigen Schnitte mit einer Schneidführung vorgenommen werden können, ohne die Führung neu zu orientieren. Durch Herstellen aller erforderlichen Schnitte, ohne die Führung zu bewegen oder zusätzliche Führungen zu benötigen, erhöhen sich die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Schnitte.

Folglich stellt die Erfindung ein Basenpaar gemäß Anspruch 1 bereit, das mit einem freiliegenden Ende eines Knochens verbunden ist.

Folglich stellt die Erfindung vorteilhaft ein neues Fräsinstrument zum Präparieren einer Knochenoberfläche bereit, um ein orthopädisches Implantat anzupassen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sie ein Fräsinstrument bereitstellt, das eine Ausrichtführung zum Verbinden eines Auflagepaars mit einem freiliegenden Knochen aufweist.

Vorteilhaft stellt die Erfindung weiterhin ein Fräsinstrument bereit, das eine mit einem Knochen verbundene Fräsführung zum Führen eines Fräsgeräts aufweist, um eine Oberfläche des Knochens zum Anpassen eines orthopädischen Implantats zu präparieren.

Als weiteren Vorteil stellt die Erfindung eine Auflage bzw. Basis zur Verbindung mit Seiten eines Knochens zum Anschluß mehrerer Fräsgeräte bereit.

Vorteilhaft stellt die Erfindung ferner einen Instrumentensatz zum Knochenresezieren bereit, der für die optionale Befestigung einer Schneidführung oder einer Fräsführung sorgt.

Zusätzliche Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Aufriß der Ausrichtführung, die in den Intramedullärkanal eines distalen Endes des Femurs eingesetzt ist.

2 ist eine Perspektivansicht der Ausrichtführung von 1 mit der damit verbundenen Anterior-Posterior- (AP) Plazierungsführung. Die Auflagen oder Femurbasen sind mit der AP-Plazierungsführung abnehmbar verbunden und darstellungsgemäß durch mehrere Schrauben am Femur abnehmbar befestigt.

3 zeigt die mit dem Femur durch Schrauben verbundenen Femurbasen der Erfindung. Die Ausrichtführung und die AP-Plazierungsführung wurden entfernt.

4 ist eine Perspektivansicht der an den Femurbasen am distalen Ende des Femurs befestigten Femurfräsführung.

5 ist ein Aufriß von 4 mit einem (teilweise gezeigten) Fräsgerät, das mit Strichlinien veranschaulicht ist, um die Relativposition des Fräsgeräts, der Fräsführung und des distalen Femurs darzustellen.

6 ist eine teilweise Querschnittansicht der Ausrichtführung der Erfindung.

7 ist eine explodierte Ansicht der Ausrichtführung. 8 ist eine Perspektivansicht der AP-Plazierungsführung, die isoliert und teilweise explodiert dargestellt ist.

9 ist eine Schnittansicht an der Linie 9-9 in 8.

10 ist eine Perspektivansicht einer Femurbasis der Erfindung, die zur Veranschaulichung isoliert und explodiert gezeigt ist.

11 ist ein Aufriß einer Femurbasis der Erfindung.

12 ist eine Querschnittansicht an der Linie 12-12. in 11.

13 ist eine vergrößerte Teilansicht einer mit einer Femurfräsführung verbundenen Femurbasis, um die Nockenverriegelung zwischen der Basis und Führung darzustellen.

14 ist eine vergrößerte Teilansicht einer mit einer Femurfräsführung verbundenen Femurbasis, um einen alternativen Schrauben-Rampen-Verriegelungsmechanismus darzustellen.

15 ist eine isolierte Perspektivansicht der Femurfräsführung der Erfindung.

16 ist ein Aufriß an der Linie 16-16 in 15.

17 ist eine Seitenansicht der Femurfräsführung von 15 und 16.

23 ist eine Perspektivansicht einer Kerbenfräsführung, die mit einem resezierten Femur verbindbar ist und ein Fräsgerät zum Herstellen einer Kerbe im distalen Femur führt. Die Kerbe wird benötigt, wenn das an den Femur anzupassende Implantat Mechanismen aufweist, die eine Bewegung des Knies einschränken sollen, z. B. bei einem Kondylenimplantat zur Positionserzwingung.

24 ist die Perspektivansicht von 23 mit der Kerbenfräsführung, die mit den Femurbasen verbunden ist.

25 ist eine Seitenansicht der Kerbenfräsführung von 24, die mit einem resezierten distalen Ende eines Femurs durch die Femurbasen verbunden ist.

26 ist eine Perspektivansicht der Kerbenfräsführung von 23 in der Ansicht von der hinteren Seite.

27 ist eine Seitenansicht von 23.

28 ist eine Draufsicht auf die Kerbenfräsführung von 24.

29 ist eine Perspektivansicht einer Nachfräsführung.

30 ist eine Seitenansicht der Führung von 29 in Berührung mit dem resezierten distalen Femur.

31 ist eine Perspektivansicht der Nachfräsführung im Einsatz mit der AP-Plazierungsführung und den Femurbasen.

32 ist eine Perspektivansicht der mit dem resezierten Femur verbundenen Femurbasen nach Ausrichtung durch die Nachfräsführung wie in 31.

33 ist eine Perspektivansicht einer einteiligen Schneidführung, die mit den Femurbasen der Erfindung verbunden ist.

34 ist eine Seitenansicht von 32.

35 ist eine Perspektivansicht der einteiligen Schneidführung.

36 ist ein Aufriß der einteiligen Schneidführung.

37 ist eine Seitenansicht der einteiligen Schneidführung.

Zur Veranschaulichung der Orientierung der in den Zeichnungen dargestellten und hier beschriebenen Instrumente ist ein kleiner Kompaß auf vielen Zeichnungen gezeigt, der die Orientierung des Instruments gegenüber den anatomischen Relativachsen des Femurs demonstriert, was in der Orthopädie allgemein verständlich ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen haben keinen erschöpfenden Charakter und schränken die Erfindung nicht auf die genauen Formen ein, die hier offenbart sind. Vielmehr sind sie ausgewählt und beschrieben, um die Erfindung am besten zu beschreiben, so daß andere Fachleute die sich aus ihnen ergebenden Lehren ziehen können.

Nachdem das distale Ende 2 des Femurs 1 mit üblichen Operationstechniken freigelegt ist, bildet der Chirurg zunächst ein Intramedullärloch in der Mitte des distalen Femurs auf bekannte Weise, um ein Intramedullärgerät unterzubringen. Die femorale intramedulläre Ausrichtführung 10 wird in das Intramedullärloch eingeführt, bis die Plattform 12 der Ausrichtführung 10 darstellungsgemäß die distalen Kondylen 3, 4 berührt. Wie dargestellt ist, kann die Plattform 12 relativ zur Intramedullärstange 13 abgewinkelt sein, damit der Operateur die Plattform 12 lotrecht zur mechanischen Achse des Femurs 1 ausrichten kann. Das Verfahren zum Abwinkeln der Stange relativ zur Plattform wird später erläutert.

Eine Anterior-Posterior-Ausrichtführung 30 (im folgenden AP-Führung 30 genannt) mit zeitweilig daran befestigten Femurbasen 50 wird auf die Ausrichtführung 10 aufgeschoben. Die AP-Führung 30 weist einen Arm 32 auf, der in Medial-Lateral-Richtung des Femurs verschiebbar ist. Der Arm 32 endet in einem sich posterior erstreckenden Vorsprung 34. Der Operateur stellt den Arm 32 so ein, daß der Vorsprung 34 mit dem höchsten vorderen Punkt des vorderen Femurkondylus in Berührung steht. Die AP-Führung 30 ist in Anterior-Posterior-Richtung relativ zur Ausrichtführung 10 und zum Femur zur richtigen Positionierung des Arms 32 gemäß der vorstehenden Erläuterung verschiebbar. Ist der Chirurg mit der Position der AP-Führung 30 zufrieden, werden mehrere schräge Knochenschrauben 70 durch Öffnungen 54 in den Femurbasen 50 darstellungsgemäß eingesetzt, um die Basen an der medialen und lateralen Seite des Femurs zu befestigen. Sind die Basen 50 am Femur befestigt, können die AP-Führung 30 und Ausrichtführung 10 durch Lösen von Verriegelungsmechanismen 52 abgenommen werden, was die AP-Führung freigibt. Die Ausrichtführung 10 und AP-Führung 30 werden abgenommen, wodurch nur die Basen 50 mit dem Femur 1 gemäß 3 verbunden bleiben. Die spezifische Gestaltung und der spezifische Betrieb der Verriegelungsmechanismen 52 der Femurbasen 50 werden später in der Beschreibung anhand von 10 bis 14 erläutert.

Nach Abnahme der AP-Ausrichtführung 30 und Ausrichtführung 10 wird eine allgemein C-förmige Femurfräsführung 80 (siehe 4 und 5) auf den Basen 50 planiert und durch die Verriegelungsmechanismen 52 daran befestigt. 4 und 5 zeigen die Fräsführung 80 in ihrer Umgebung in Verbindung mit den Femurbasen 50 und dem Femur 1. 15 bis 17 zeigen die Fräsführung isoliert, wodurch ihre Gestaltung möglicherweise besser verständlich wird. Die Fräsführung 80 ist so geformt, daß sie mehrere allgemein flache Wände bildet, die in ebensovielen Ebenen liegen, die relativ zu den zu fräsenden Femuroberflächen bezeichnet sind. Die Führung 80 verfügt über eine vordere Femurwand 82, eine vordere abgeschrägte Wand 84, eine distale Wand 86 und eine hintere abgeschrägte Wand 88 mit jeweils einer Ober- und einer Unterseite gemäß 4, 5 sowie 15 bis 17. Die vordere Wand 82 weist ein Paar allgemein parallele Schlitze 90 auf, die darstellungsgemäß zum Aufnehmen und Führen eines Fräsgeräts entlang der vorderen Femuroberfläche zum Fräsen des vorderen Femurkondylus 4 des Femurs 1 konfiguriert sind. Eine gebogene Öffnung 92 ist in einem Schlitz 90 darstellungsgemäß gebildet, durch die die Schlitze 90 wie gezeigt miteinander in Verbindung stehen. Ein Paar Durchgangsbohrungen 94 ist auf entgegengesetzten Seiten der gebogenen Öffnung 92 gebildet. Die vordere Schrägwand 84 weist einen Schlitz 96 mit zueinander weisenden gebogenen Unterbrechungen 98 auf, die in den Seitenwänden des Schlitzes 96 darstellungsgemäß gebildet sind. Der Schlitz 96 ist so hergestellt, daß er ein Fräsgerät aufnimmt und entlang dem Femur 1 führt, um eine vordere Schrägfläche 6 am Femur zu bilden (siehe 5). Eine Durchgangsbohrung 100 ist benachbart zu jeder gebogenen Unterbrechung 98 ausgebildet. Die distale Wand 86 weist einen Schlitz 102 mit zueinander weisenden gebogenen Unterbrechungen 104 auf, die in den Seitenwänden des Schlitzes 102 gebildet sind. Der Schlitz 102 ist so ausgebildet, daß er ein Fräsgerät aufnimmt und entlang dem Femur führt, um eine präparierte distale Oberfläche 8 am Femur zu bilden (siehe 5). Eine Durchgangsbohrung ist benachbart zu jeder gebogenen Unterbrechung 104 hergestellt. Die hintere Schrägwand 88 weist einen Schlitz 108 mit einem gebogenen Vorsprung 110 auf, der in der vordersten Seitenwand des Schlitzes gebildet ist, was 16 am besten zeigt. Eine allgemein L-förmige Stütze 112 ist mit der hinteren Oberfläche der vorderen Femurwand 82 durch eine Schraube 114 verbunden, die den Fuß der Stütze durchläuft. Der Schenkel der Stütze erstreckt sich von der vorderen Femurwand 82 weg und ist so konfiguriert, daß er den vorderen Cortex des Femurs 1 genau proximal zu den vorderen Kondylen 4 berührt. Ein Schlitz 116 ist in den Fuß der Stütze eingeschnitten, um eine Feder aus dem Fuß zu erzeugen. Im Gebrauch dreht der Chirurg die Stütze um die Schraube 114, bis die distale Spitze des Schenkels den höchsten Punkt am vorderen Cortex des Femurs benachbart zu den vorderen Kondylen berührt. Die aus dem Fuß gebildete Feder hat eine ausreichende Federwirkung, damit die Stütze mit einer gewissen Kraft an ihrer Position planiert ist, was der vorderen Kondylenwand 82 der Fräsführung 80 zusätzliche Stabilität verleiht. Ein Ansatz 118 erstreckt sich von der medialen und lateralen Seite der vorderen Schrägwand 84 in einer Ebene damit und weist eine ovale Öffnung 120 auf. Ähnlich erstreckt sich ein Ansatz 118 von der medialen und lateralen Kante der distalen Oberfläche 86 in einer Ebene mit ihr und weist eine durchgehende ovale Öffnung 120 auf. Eine Öffnung 122 ist benachbart zur medialen und lateralen Kante der Femurfräsführung 80 zwischen der vorderen Schrägwand 84 und der distalen Wand 86 gebildet. Die äußersten Seitenwände 123 der Öffnungen 122 sind nach innen geneigt und nach hinten abgewinkelt, um eine rampenartige Struktur zum Eingriff durch den Verriegelungsmechanismus 52 der Femurbasis 50 gemäß der späteren Erläuterung zu bilden.

5 dient zur Darstellung der Relativposition der Femurbasis 50 und Fräsführung 80 in Relation zum freiliegenden Femur 1. Ein Fräsgerät ist in Strichlinien gezeigt, die zur Veranschaulichung an jeder Wand 82, 84, 86 und 88 positioniert sind. Im Gebrauch erstreckt sich ein Fräser nach unten zum Knochen zur Knochenformgebung, was später erläutert wird. In Kombination ermöglicht das Fräsgerät in Führung durch die Fräsführung 80 der Erfindung dem Chirurgen, durch Fräsen die vordere Femurkondylenoberfläche 4, die vordere Schrägfläche 6, die distale Oberfläche 8 und die hintere Schrägfläche 9 in einer Folge von Frässchritten zu resezieren, ohne einen Wechsel oder eine Befestigung von Zusatzinstrumenten am Femur 1 vorzunehmen. Die Fräsführung 80 sorgt für das Fräsen der vier genannten Oberflächen ohne zusätzliche Aufbauten oder Führungen anhand einer einzigen Bezugsfläche, die durch die Femurbasen 50 festgelegt ist.

In 6 und 7 ist die Ausrichtführung 10 näher dargestellt. Gemäß 6 und 7 weist die Ausrichtführung 10 ein Hohlgehäuse 18 auf, das allgemein zylinderförmig und an einem Ende 20 offen ist. Das Gehäuse 18 verfügt ferner über eine Basis 22, die sich seitlich vom allgemein zylindrischen Gehäuseabschnitt erstreckt. Eine längliche Öffnung 24 ist darstellungsgemäß durch das Gehäuse hindurch in Gehäuselängsrichtung gebildet. Eine Durchgangsbohrung 26 ist durch die Basis 22 in Verbindung mit der Öffnung 24 und quer zu ihr hergestellt. Am Gehäuse 18 sind Außenschraubgewinde benachbart zu seinem offenen Ende 20 gebildet. Die Plattform 12 weist ein Paar Schenkel 13 auf, die sich von ihr darstellungsgemäß erstrecken, und ist an der Basis 22 angeschraubt.

Ferner weist die Plattform 12 einen Abstandhalter 11 auf, der an der Plattform selektiv durch Schrauben befestigt werden kann. Die Plattform 12 und der Abstandhalter 11 verfügen über Mittelöffnungen zum Aufnehmen der Intramedullärstange 14 durch sie hindurch. Die Schenkel 13 bilden eine Öffnung zwischen der Plattform 12 und Basis 22 zum Unterbringen von Abschnitten der AP-Ausrichtführung 30.

Eine allgemein zylindrische Nocke 15 ist vorgesehen und im Gehäuse 18 eng anliegend untergebracht. Die Nocke 15 ist im Gehäuse 18 in Längsrichtung gleitfähig. Eine längliche Öffnung ist durch die Nocke 15 zur Ausrichtung mit der Öffnung 24 des Gehäuses 18 hergestellt, wenn die Nocke im Gehäuse 18 positioniert ist. Jedes Längsende der Nocke 15 ist mit einem Ende 17 ausgebohrt, das Innenschraubgewinde aufweist. Eine Kupplung 19 ist vorgesehen, die einen Längsschaft mit einem Gewindeende 21 und einen Ringbund 23 hat. Das Gewindeende 21 ist im Gewindeende 17 der Nocke 15 aufgenommen und darin drehbar. Der Bund 23 ist in einer Schulterbohrung aufgenommen, die im Ende 20 des Gehäuses 18 gemäß 6 gebildet ist. Eine Endkappe 27 mit einer Mittelöffnung ist auf das Ende 20 des Gehäuses 18 aufgeschraubt und schließt den Bund 23 gegen Längsbewegung relativ zum Gehäuse 18 ein. Ein Knopf 16 ist auf das nicht gewindete Ende der Kupplung 19 so aufgepreßt, daß bei Drehung des Knopfs 16 relativ zum Gehäuse die Kupplung 19 relativ zur Nocke 15 dreht. Ein Anschlagstift 28 ist in einer Gewindedurchgangsbohrung im Knopf 16 untergebracht und weist eine federbelastete Nase zum Eingreifen in die Endfläche der Endkappe 27 auf. Mehrere Nuten (nicht gezeigt) können in der Endfläche der Endkappe 27 zum aufeinanderfolgenden Eingriff mit der Nase ausgebildet sein, damit man das Einrasten am Knopf sicher fühlt und die Relativposition des Knopfs angegeben wird.

Eine Intramedullärstange 14 ist vorgesehen und weist ein proximales Ende 130 und ein distales Ende 132 auf. Das proximale Ende verfügt über eine Ringvertiefung zum Aufnehmen eines Greifgeräts zur Entnahme der Ausrichtführung 10 aus dem Intramedullärkanal des Femurs. Eine Querdurchgangsbohrung 134 ist durch die Stange 14 hergestellt. Wie gezeigt ist, ist die Stange 14 in der Öffnung 24 und der ausgerichteten Öffnung der Nocke 15 durch einen Stift 136 schwenkbar befestigt. Wie weiterhin gezeigt ist, ist ein Abschnitt des proximalen Endes 130 der Stange 14 abgeflacht und bildet Nockenflächen 138.

Im Gebrauch variiert der Chirurg den Winkel zwischen der Intramedullärstange 14 und Plattform 12 so, daß die Plattform 12 lotrecht zur mechanischen Femurachse ist, indem er den Knopf 16 relativ zum Gehäuse 18 dreht. Durch Drehung des Knopfs 18 dreht die Kupplung 19 in der Nocke 15. Die Nocke 15 ist relativ zum Gehäuse 18 drehfixiert, und die Kupplung 19 ist relativ zum Gehäuse 18 längsfixiert. Dreht also der Knopf 16 die Kupplung 19, bewirkt der Gewindeeingriff zwischen Kupplung 19 und Nocke 15, daß sich die Nocke im Gehäuse 18 in Längsrichtung verschiebt. Die Längsbewegung der Nocke 15 bewirkt, daß eine Nockenfläche 140 der Nocke 15 gegen eine Nockenfläche 138 an der Stange 14 drückt, was die Stange 14 veranlaßt, um den Stift 136 zu drehen, wodurch die Stange 14 relativ zur Plattform 12 abgewinkelt wird. Am Knopf 16 können Markierungen vorgesehen sein, um dem Chirurgen den Relativwinkel zwischen Stange und Plattform anzuzeigen.

Die in 8 und 9 isoliert gezeigte AP-Ausrichtführung 30 weist einen Körper 31 mit mehreren sich von ihm erstreckenden Fingern 39 auf. Das innerste Fingerpaar ist zur Aufnahme in den Räumen geeignet, die durch die Schenkel 13 der Ausrichtführung 10 gebildet sind (siehe 2 und 6). Darstellungsgemäß erstreckt sich ein umgekehrt T-förmiger Kanal 38 in Medial-Lateral-Richtung benachbart zu einer vorderen Kante der AP-Ausrichtführung. Ein umgekehrt T-förmiger Block ist im Kanal 36 gleitend aufgenommen und weist einen Arm 32 auf, der geeignet ist, sich in Richtung des proximalen Femurendes zu erstrecken (2). Ein sich posterior erstreckender Vorsprung 34 geht vom Arm 32 aus. Ein Ansatz 40 erstreckt sich quer vom distalen Ende jedes der äußersten Finger 39 und weist eine ovale Öffnung 42 auf. Ähnlich erstreckt sich ein Ansatz 40 von der medialen und lateralen Kante benachbart zur vorderen Kante des Körpers 31 und weist darstellungsgemäß eine ovale Öffnung 42 auf. Jeder Ansatz 40 weist einen Kanal 46 zum Aufnehmen der Femurbasen darin auf. Eine Stellschraube 44mit einem vergrößerten Kopf ist in einer Gewindebohrung im Block 38 untergebracht. Die Schraube 44 kann in den Eingriff mit der Bodenwand des T-Kanals 36 gedreht werden, um den Block zeitweilig so zu fixieren, daß er sich im Kanal nicht bewegt. Eine Öffnung 47 ist benachbart zur medialen und lateralen Kante der Ausrichtführung 30 zwischen dem Körper 31 und dem Finger 39 gebildet. Die äußersten Seitenwände 48 der Öffnungen 47 sind nach innen geneigt und nach hinten abgewinkelt, um eine rampenartige Struktur zum Eingriff durch den Verriegelungsmechanismus 52 der Femurbasis 50 zu bilden.

Die Femurbasis 50 der Erfindung ist in 2 bis 5 und 10 bis 13 dargestellt, wobei eine alternative Ausführungsform in 14 gezeigt ist. In der Praxis sind zwei Femurbasen 50 erforderlich; allerdings braucht hier nur eine beschrieben zu werden, da die beiden Basen im Gebrauch einfach spiegelbildlich zueinander sind. Die Femurbasis 50 weist einen Körper 56 auf, der eine im wesentlichen flache vordere distale Oberfläche 58 und eine im wesentlichen flache hintere distale Oberfläche 60 bildet. Der Körper 56 ist leicht gekrümmt, so daß die Oberflächen 58 und 60 nicht in derselben Ebene liegen. Der Verriegelungsmechanismus 52 befindet sich zwischen den Oberflächen 58 und 60 und verfügt über eine den Körper quer durchlaufende Bohrung, einen die Bohrung durchlaufenden Nockenstab 53 und einen Griff 51, der mit einem Ende des Stabs 53 verbunden ist, das sich lateral vom Körper erstreckt. Das mediale Ende des Nockenstabs 53 weist eine kleine Nocke 55 auf, die sich quer zum Nockenstab erstreckt. Ein Abschnitt des Nockenstabs 53 ist entfernt, um eine Aussparung 57 benachbart zur Nocke 55 zu bilden. Ein ovaler Vorsprung 62 erstreckt sich in distaler Richtung von der hinteren distalen Oberfläche 60, und ein halbkreisförmiger Vorsprung 63 erstreckt sich in distaler Richtung von der vorderen distalen Oberfläche 58 gemäß der zeichnerischen Darstellung. Wie zuvor erwähnt und in den Zeichnungen gezeigt wurde, weist die Femurbasis 50 mehrere Öffnungen 54 auf. Drei Öffnung 54 sind vorn positioniert, und drei sind hinten am Körper 56 positioniert. Wie 11 und 12 am besten zeigen, sind die vorderen Öffnungen 54 so abgewinkelt, daß eine durchgehende Schraube proximal und posterior im Knochen ausgerichtet ist. Die hinteren Öffnungen 54 sind so abgewinkelt, daß eine durchgehende Schraube proximal und anterior im Knochen ausgerichtet ist. Sind daher Schrauben durch mindestens eine vordere Öffnung und mindestens eine hintere Öffnung am Körper 56 eingesetzt, laufen die Schrauben aufeinander zu, um so die Femurbasis 50 sicher am Knochen zu arretieren. Vorzugsweise sollte der Durchmesser des Schafts der die Körperöffnung durchlaufenden Schraube dem Durchmesser der Öffnungen 54 möglichst nahekommen, um die hergestellte gegenseitige mechanische Verriegelung zu unterstützen.

In 13 ist der Betrieb des Verriegelungsmechanismus 52 veranschaulicht. Wie erwähnt wurde, weist der Mechanismus 52 eine Aussparung 57 und eine Nocke 55 auf, die im Nockenstab 53 gebildet sind, der relativ zum Körper 56 drehbar ist. Das Verbinden der Basis 50 mit dem Verriegelungsmechanismus 52 und das Lösen davon wird auf gleiche Weise ungeachtet davon erreicht, ob die Basis mit der AP-Ausrichtführung 30 oder Fräsführung 80 verbunden ist, weshalb die Beschreibung nur im Zusammenhang mit der AP-Führung 30 erfolgt. Zum Verbinden einer Basis 50 mit der AP-Führung 30 werden die Vorsprünge 62, 53 ausgerichtet und in die ovalen Öffnungen 42 eines Paars Ansätze 40 eingesetzt. Damit die Basis 50 auf den Ansätzen 40 voll aufsitzen kann, wird der Nockenstab 53 in eine von der AP-Führung 30 wegführende Richtung geschoben. Zum Verriegeln der Basis an der Führung wird der Nockenstab 53 mit dem Griff 51 gedreht, bis die Aussparung 57 zur AP-Führung 30 weist. Der Stab 53 wird zur AP-Führung 30 geschoben, bis die Nocke 55 zur Öffnung 47 der AP-Führung allgemein ausgerichtet ist. Danach wird der Stab 53 so gedreht, daß die Nocke 55 in die Öffnung 47 eintritt und die geneigte Wand 48 berührt. Durch weitere Drehung preßt sich die Nocke 55 an die geneigte Wand 48, um so die Basis 50 an der AP-Führung 30 zu verspannen. Zum Lösen der Basis 50 von der Führung wird der Nockenstab 53 so gedreht, daß sich die Nocke 55 von der geneigten Wand 48 wegbewegt.

Eine alternative Ausführungsform des Verriegelungsmechanismus ist in 14 gezeigt. In der alternativen Ausführungsform weist der Verriegelungsmechanismus 52' eine Schraube 64 auf, die durch die Basis einschraubbar aufgenommen ist und an einem Ende eine glatte konische Spitze 65 sowie am anderen Ende einen Knopf 66 aufweist. Die Führung 30' verfügt über eine Öffnung 47', die eine geneigte Wand 48' aufweist. Zum Verriegeln der Führung 30' an der Basis 50' wird im Gebrauch die Schraube 64 gedreht, bis ihre konische Spitze 65 die geneigte Wand 48' berührt, um die Führung 30' zwischen der Spitze 65 und der Basis 50' zu verspannen.

Je nach Art des am Femur anzupassenden Femurimplantats muß der Chirurg eine Kerbe im distalen Ende des resezierten Knochens herstellen. Normalerweise ist dies erforderlich, um Implantate anzupassen, die man als kondyläres Knie mit Positionserzwingung und posteriores stabilisiertes Knie bezeichnet. In diesen Fällen funktionieren allgemein das hintere und/oder vordere Kreuzband des Knies nicht ordnungsgemäß oder wurden nach Festlegung des Chirurgen entfernt. Somit muß das Implantat die Bänderfunktionen ersetzen. Dazu weist das femorale Implantat gewöhnlich eine gewisse Art von Vorsprung auf, der sich vom Tibialplateau nach oben und in den Femur erstreckt. Zur Aufnahme eines solchen Implantats muß eine Kerbe im distalen Femur gebildet werden.

Eine Kerbenfräsführung 180 gemäß 23 bis 28 ist mit dem Instrumentensatz der Erfindung vorgesehen und weist Seiten 182, 184 auf, die so geformt sind, daß sie den Oberseiten der Basen 50 entsprechen, und Öffnungen 186 zum Aufnehmen der Vorsprünge 62, 63 der Basen haben. Ein Stab 188 erstreckt sich zwischen den vordersten Enden der Seiten 182, 184, und ein Stab 190 erstreckt sich zwischen den hintersten Enden der Seiten 182, 184, um die Seiten darstellungsgemäß in einer Abstandsbeziehung zu halten. Ein Führungskörper 192 wird durch Stäbe 188, 190 getragen und ist auf den Stäben zwischen den Seiten 182, 184 verschiebbar. Der Führungskörper 192 weist ein Paar Ansätze 194 auf, die sich zueinander entgegengesetzt erstrecken. Die Ansätze 194 sind zum Eingriff mit den konischen Spitzen 65 der Schrauben 64 vorgesehen, die durch die Femurbasis 50 gemäß 14 und 24 getragen werden. Ferner weist der Körper 192 einen sich posterior erstreckenden Schlitz 196 mit geschlossenem Ende auf. Der Schlitz 196 ist so konfiguriert, daß er den spulenförmigen Nasenabschnitt des Fräsgeräts aufnimmt. Eine Folge von Schlitzen 198 ist benachbart zur hinteren Kante des Körpers 192 und benachbart zum Stab 190 gemäß 26 ausgebildet. Die Schlitze 198 sind so konfiguriert, daß sie ein Schwingsägeblatt (nicht gezeigt) zur Resektion der hinteren Kondylen 9 aufnehmen (siehe 25). Im Gebrauch planiert der Chirurg die Kerbenfräsführung 180 auf den Basen 50 und verschiebt den Führungskörper 192 medial und lateral auf den Stäben 188, 190, bis eine gleiche Menge des Femurs auf jeder Seite des Führungskörpers 192 sichtbar ist (28). Dadurch kann der Chirurg die Kerbe an der gewünschten Stelle relativ zu anatomischen Anhaltspunkten plazieren. Danach werden die Schrauben 64 gedreht, bis die konische Spitze 65 jeder Schraube einen Ansatz 194 berührt. Anschließend werden die Schrauben an den Ansätzen festgezogen. Jede Schraube 64 übt eine Seitenkraft auf einen Ansatz 194 in Richtung der anderen Schraube 64 aus. Ist jede Schraube 64 festgezogen, so ist damit der Führungskörper 192 gegen eine Medial-Lateral-Bewegung an den Stäben 188, 190 befestigt. Nach Befestigen des Führungskörpers fräst der Operateur eine Kerbe in das distale Femurende mit dem Fräsgerät ähnlich wie zuvor beschrieben. Der spulenförmige Nasenabschnitt des Fräsgeräts ist im Schlitz 196 aufgenommen, um den Fräser in Anterior-Posterior-Richtung zu führen. Bei rotierendem Fräser wird ein Schlitz (nicht gezeigt) im distalen Ende des resezierten Femurs erzeugt.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung reseziert der Chirurg bei noch befestigter Kerbenfräsführung 180 abschließend die hinteren Kondylen 3 mit einer bekannten Schwingsäge und einem Blatt (nicht gezeigt). Das Blatt ist in einem Paar lateral ausgerichteter Schlitze 198 aufgenommen. Darstellungsgemäß sind mehrere Paare lateral ausgerichtete Schlitze 198 vorgesehen, damit der Chirurg wählen kann, wieviel von den hinteren Kondylen abgetragen werden sollte.

Sind die hinteren Kondylen entfernt, ist das Fräsen des distalen Femurs nunmehr abgeschlossen, und die Femurbasen 50 können abgenommen werden, indem man die schrägen Knochenschrauben 70 entfernt. Normalerweise benutzt der Chirurg an dieser Stelle ein provisorisches Implantat, um die Anpassung des gefrästen Knochens an das Implantat zu kontrollieren, und das Kniegelenk wird auf ordnungsgemäße anatomische Einstellung nach Bestimmung durch den Chirurgen bewertet. Der Chirurg kann festlegen, daß zum Erreichen eines optimalen Ergebnisses zusätzlicher Knochen vom Femur abgefräst werden sollte. Ein solches Nachfräsen erfordert, daß die Fräsinstrumente relativ zu den vorhandenen gefrästen Oberflächen ausgerichtet werden.

Muß der Chirurg nachfräsen, wird die Nachfräsausrichtführung 200 von 29 bis 31 auf die im folgenden beschriebene Weise implementiert, um die Femurbasen 50 in Ausrichtung zum Femur relativ zu den bereits gefrästen Oberflächen 6 und 8 erneut zu befestigen. Wie 29 und 30 am besten zeigen, weist die Nachfräsausrichtführung 200 eine Basis 202 mit einer geneigten vorderen Wand 204 auf, die eine stumpfe Ecke 206 an ihrer Verbindung mit der Basis 202 bildet. Darstellungsgemäß entspricht die Ecke 206 eng dem durch die vordere Schrägfläche 6 und die distale Oberfläche 8 gebildeten Winkel, die durch die o. g. ersten Fräsprozeduren hergestellt wurden. Dies sorgt für eine genaue Ausrichtung zwischen dem Femur und der Ausrichtführung 200. Ein Vorsprung 208 erstreckt sich darstellungsgemäß von der geneigten vorderen Wand 204. Ein Gehäuse 210 erstreckt sich einteilig von der Basis 202 und weist einen rechtwinkligen Schlitz 212 sowie mehrere Durchgangsbohrungen 214 auf, was 29 am besten zeigt. Die Durchgangsbohrungen 214 durchlaufen die Basis 202 und sind vorgesehen, um Befestigungsvorrichtungen aufzunehmen, z. B. Schrauben oder Stifte (nicht gezeigt). Der Abstand zwischen einer Wand 213 des Schlitzes 212 und der knochenberührenden Oberfläche 203 der Basis 202 ist ein vorbestimmter Abstand "h" (siehe 20) und legt die Menge von zusätzlichem Knochenmaterial fest, das beim Nachfräsverfahren abzutragen ist. Deutlich ist, daß z. B. durch Senkung des Abstands h, indem die Basis 202 dünner gemacht wird, die zu entfernende Knochenmenge steigt. Umgekehrt wird durch Erhöhen der Dicke der Basis 202 und damit des Abstands h die abzutragende Knochenmaterialmenge verringert. Die Ausrichtführung 200 wird auf dem Femur so zentriert, daß eine gleiche Menge des Femurs auf der medialen und lateralen Seite der Führung sichtbar ist. Die Führung 200 kann durch zwei oder mehr in den Durchgangsbohrungen 214 aufgenommenen Stifte oder Schrauben (nicht gezeigt) an Ort und Stelle befestigt werden.

Nach beschreibungsgemäßem Ausrichten und Befestigen der Nachfräsführung am Femur werden die zuvor verwendeten und näher beschriebenen Femurbasen 50 wieder mit der AP-Ausrichtführung 30 verbunden, die zuvor in der Beschreibung auch näher erläutert wurde. Die AP-Ausrichtführung 30 wird auf die Nachfräsführung 200 aufgeschoben, wobei die Finger 39 im rechtwinkligen Schlitz 212 der Nachfräsführung aufgenommen werden. Sitzt die AP-Ausrichtführung voll auf der Nachfräsführung auf (was in 31 gezeigt ist), setzt der Chirurg mehrere schräge Knochenschrauben 70 ein, um die Femurbasen 50 am Femur wie zuvor zu befestigen. Sind die Basen befestigt, werden die Verriegelungsmechanismen 52 gelöst, um die AP-Ausrichtführung und Nachfräsführung freizugeben, die anschließend abgenommen werden, wodurch nur die Femurbasen 50 mit dem gefrästen Femur gemäß 32 verbunden bleiben. Ab jetzt wird das Nachfräsen des Femurs auf genau die gleiche Weise wie zuvor realisiert, wobei die Femurfräsführung 80 und die Kerbenfräsführung 180 gemäß der vorstehenden Beschreibung zum Einsatz kommen. Da die Bezugspunkte für diese Fräsführungen die Basen 50 sind, die anhand der gefrästen Oberflächen durch die Nachfräsführung 200 wieder angebracht wurden, wird die beim Nachfräsen abgetragene Knochenmenge durch die Nachfräsführung bestimmt, was zuvor erwähnt wurde.

Als Alternative zum Fräsen des Knochens mit Hilfe der verschiedenen zuvor beschriebenen Fräsführungen bietet der Instrumentensatz der Erfindung dem Chirurgen die Möglichkeit, eine Schneidführung mit den Femurbasen zu verbinden, um den Knochen mit einem normalen Schneidegerät zu resezieren, z. B. einer motorisch betriebenen chirurgischen Schwingsäge (nicht gezeigt). Die Fünffach-Schneidführung 220 des Instrumentensatzes der Erfindung ist in 33 bis 37 gezeigt und weist einen Körper 222 mit einer dargestellten geringen Abkantung darin auf. Ein Paar Ansätze 224 erstreckt sich von der medialen und lateralen Kante des Körpers 222 und weist Öffnungen darin zum Aufnehmen der Vorsprünge 62, 63 von den Femurbasen 50 auf. Eine Aussparung ist in der medialen und lateralen Seite des Körpers 222 zum Unterbringen der konischen Spitze 65 des alternativen Verriegelungsmechanismus 52' für die Basis 50 hergestellt. Ein Schlitz 226 ist im Körper 222 geneigt ausgebildet, um ein Sägeblatt auf dem durch eine Strichlinie 227 bezeichneten Weg zur Resektion der distalen Oberfläche des Femurs zu führen. Ein Schlitz 228 ist im Körper 222 geneigt ausgebildet, um ein Sägeblatt auf dem durch eine Strichlinie 229 bezeichneten Weg zur Resektion des vorderen Kondylus zu führen. Ein Schlitz 230 ist im Körper 222 geneigt ausgebildet, um ein Sägeblatt auf dem durch eine Strichlinie 231 bezeichneten Weg zum Herstellen einer hinteren abgeschrägten Oberfläche zu führen. Ein Schlitz 232 ist im Körper 222 geneigt ausgebildet, um ein Sägeblatt auf dem mit einer Strichlinie 233 bezeichneten Weg zur Bildung einer vorderen abgeschrägten Oberfläche zu führen. Schließlich ist ein Paar ausgerichtete Schlitze 234 im Körper 222 zum Führen eines Sägeblatts auf dem durch eine Strichlinie 235 bezeichneten Weg zur Resektion der hinteren Kondylen ausgebildet. Im Gebrauch legt der Chirurg die Femurbasen 50 wie zuvor anhand der Fräsführungen der Erfindung fest. Statt aber die Femurfräsführung 80 mit den Basen zu verbinden, befestigt der Chirurg die Fünffach-Schneidführung 220 an den Basen. Ist die Schneidführung mit den Basen verbunden, setzt der Chirurg ein Blatt durch jeden Schlitz ein, um alle notwendigen Schnitte zur Planierung einer Knieprothese vorzunehmen, ohne jemals die Fünffach-Schneidführung zu bewegen, zu verschieben oder anderweitig neu zu orientieren. Indem alle notwendigen Schnitte ohne Wechsel von Führungen vorgenommen werden, läßt sich die relative Genauigkeit zwischen den hergestellten Schnitten genauer steuern, was zu einem besser passenden Implantat führt.

Hat der Operateur den Femur mit der Fünffach-Schneidführung reseziert, wird normalerweise ein provisorisches Implantat verwendet, um die Anpassung des Gesamtimplantats zu bestimmen. Bestimmt der Chirurg, daß zusätzlicher Knochen abgetragen werden sollte, um die Anpassung des Implantats zu optimieren, werden die Nachfräsführung 200 und die AP-Ausrichtführung 30 verwendet, um die Femurbasen 50 wie zuvor beschrieben erneut festzulegen. Danach wird die Schneidführung 220 wieder an den Basen befestigt, und der Femur wird nachgeschnitten.

Verständlich ist, daß die Erfindung nicht auf die zuvor genannten genauen Einzelheiten beschränkt ist, sondern innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche abgewandelt sein kann.


Anspruch[de]
Ein Basenpaar (50) zum Verbinden mit einem freiliegenden Ende eines Kochens (2) benachbart zu einer zu bearbeitenden Oberfläche, wobei die Basen zur Positionierung mit einer der Basen an einer medialen Seite des Knochens und mit der anderen der Basen an der lateralen Seite des Knochens konfiguriert sind, wobei die Basen relativ zueinander beabstandet sind, wobei die Basen zur Positionierung benachbart zu der medialen und lateralen Seite der zu bearbeitenden Oberfläche konfiguriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Basen jeweils eine Einrichtung (62, 63) für die Verbindung orthopädischer Instrumente aufweist, wobei die Basen ferner Anordnungseinrichtungen (58, 60) zum Ausrichten der Instrumente mit den Basen und relativ zu der zu bearbeitenden Knochenoberfläche aufweist und jede der Basen mindestens zwei Öffnungen (54) zum Aufnehmen von Befestigungsvorrichtungen aufweist. Basenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Öffnungen zum Aufnehmen von Befestigungsvorrichtungen unter einem konvergierenden Winkel zueinander angeordnet sind zum vorübergehenden Befestigen der Basis an dem Knochen. Basenpaar nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basen eine Verriegelungseinrichtung (52) aufweisen, die mit den orthopädischen Instrumenten zum Verriegeln der Instrumente mit den Basen in Eingriff bringbar sind. Basenpaar nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnungseinrichtung an jeder Basis ein paar im wesentlichen flacher benachbarter Oberflächen aufweist, die in nicht-parallelen Ebenen liegen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com