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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach Anspruch 1.
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Hintergrund der Erfindung
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Chirurgische
Verfahren zum Entfernen eines schadhaften Gelenks und dessen Ersatz
durch eine Gelenkprothese sind bekannt. Das Entfernen eines Knochengewebeabschnitts
ist oft erforderlich, um die Gelenkprothese aufzunehmen. Herkömmliche
Knochenschneidverfahren haben Sägen
mit hin- und hergehender Bewegung und Führungsinstrumente verwendet,
die das Sägeblatt
ausrichten und führen,
um den gewünschten
Schnitt zu erzeugen. Herkömmliche
Führungsinstrumente
müssen
richtig ausgerichtet und am Knochen selbst befestigt sein, um sicherzustellen,
daß der
Schneidvorgang eine geeignete Gelenkfläche für die Befestigung der Gelenkprothese erzeugt.
Wenn die Schneidführung
korrekt ausgerichtet und am Knochen befestigt ist, sind häufig kleine
Regulierungen an der Ausrichtung und der Position des Führungsinstruments
in bezug auf den Knochen erwünscht.
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Zum
Fräsen
von Gelenkflächen
am Knochen sind Fräsvorrichtungen
entwickelt worden. Bisher verwenden die Fräsvorrichtungen Ausrichtführungsinstrumente,
die am Knochen befestigt sind, um die Fräsvorrichtung über der
Knochenfläche
zu positionieren und zu führen.
Im allgemeinen weisen die Fräsführungsinstrumente
Schablonen auf, die eine Führungsbahn
haben, um den Schaft der Fräsvorrichtung
aufzunehmen. Wenn, wie bereits erwähnt, die Fräsführungsinstrumente ausgerichtet
und angebracht sind, sind oft seitliche Regulierungen erwünscht, und
herkömmliche
Fräsführungsinstrumente
müssen
neu ausgerichtet und neu angebracht werden, um Feinregulierungen
durchzuführen.
GB-A-1 582 622 beschreibt eine Vorrichtung in Form einer Schieblehre
zum Messen der Größe eines
Knochenabschnitts.
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Diese
Vorrichtung weist einen langgestreckten Körper mit einer Anzeigeeinrichtung
auf.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das
Tibiafräsführungssystem
gemäß dieser Anmeldung
enthält
eine Gruppe von Instrumenten zum Erzeugen einer ebenen Fläche am proximalen Ende
der Tibia unter Verwendung einer Fräsvorrichtung. Das System weist
auf: eine extramedulläre Ausrichtführung mit
einer abnehmbaren Referenzführung,
eine regulierbare Fräsbasisanordnung,
eine abnehmbare Frässchablone,
eine Größenbestimmungslehre
und eine Frästiefenlehre.
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Die
extramedulläre
Ausrichtführung
gemäß dieser
Anmeldung hat einen herkömmlichen
Teleskopaufbau, der sowohl in der Länge als auch in der Lage zur
Tibia regulierbar ist. Der obere Abschnitt der Ausrichtführung ist
an der freiliegenden Tibia mit Knochenschrauben oder ähnlichen
Befestigungselementen befestigt, und der untere Abschnitt ist am
Unterschenkel durch eine Platte und einen Verbindungsgurt befestigt.
Die extramedulläre
Ausrichtführung
ist an der Tibia durch eine abnehmbare Referenzführung ausgerichtet, die mit
dem oberen Abschnitt der Führung
ausziehbar verbunden ist. Die Referenzführung hat ein T-förmiges Teil,
das eine Referenzebene und eine Referenzzentrierung relativ zur
Gelenkfläche
der Tibia aufweist. Die Referenzführung ermöglicht dem Chirurgen auch,
die Drehungsausrichtung festzulegen, bevor die Ausrichtführung an
der Verwendungsstelle befestigt ist. Wenn die Ausrichtführung befestigt
ist, wird die Referenzführung
entfernt, und die regulierbare Fräsbasis wird mit der Ausrichtführung verbunden.
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Die
Fräsbasisanordnung
trägt eine Frässchablone über der
Gelenkfläche
des Tibiakopfes. Die Schablone hat eine Referenzfläche, die
die Frästiefe
bestimmt, und eine Führungsbahn,
die den Schaft der Fräsvorrichtung
aufnimmt und den Laufweg der Fräsvorrichtung
bildet.
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Die
regulierbare Fräsbasisanordnung
weist einen Schieber und eine verschiebbare Basis auf. Der Schieber
ist mit der Ausrichtführung
ausziehbar verbunden, damit der Abstand zwischen der Schablone und
der Gelenkfläche
reguliert werden kann. Die Basis ist mit dem Schieber verschiebbar
verbunden, um seitliche Regulierungen der Schablone in bezug auf
die Gelenkfläche
zu ermöglichen,
nachdem die Ausrichtführung
an der Tibia entsprechend befestigt worden ist. In einer Ausführungsform
ist die Basis mit dem Schieber zwecks einseitiger Bewegung parallel zur
Gelenkfläche
verbunden. In einer zweiten Ausführungsform
ist die Basis mit dem Schieber zwecks zweiseitiger Bewegung parallel
zur Gelenkfläche
verschiebbar verbunden.
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Das
System weist eine Frästiefenlehre
und eine Größenbestimmungslehre
auf. Die Tiefenlehre zeigt dem Chirurgen die Frästiefe an, auf die die Schablone
positioniert ist. Die Tiefenlehre weist einen Körper und eine ausziehbare Anzeige
auf, die axial durch den Körper
der Lehre führt.
Der Körper der
Lehre ist auf der Bezugsfläche
der Schablone positioniert, wobei das Kontaktende der Anzeige durch die
Führungsbahn
der Schablone führt,
um mit der Tibia in Eingriff zu treten. Eine Tiefe kann von dem
Abschnitt der Anzeige abgelesen werden, der sich über dem
Körper
der Lehre erstreckt. Die Größenbestimmungslehre
wird verwendet, um die passende Größe der Schablone zu bestimmen.
Eine solche Vorrichtung ist im Anspruch 1 definiert.
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Die
Erfindung ist in dem Anspruch definiert. Nachstehend könnten Verweisungen
zu Beispielen auftreten, die keine Ausführungsformen der Erfindung
sind, auch wenn es anders angegeben ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische
Vorderansicht der extramedullären
Ausrichtführung,
einer Schablone und einer Ausführungsform
der regulierbaren Fräsbasisanordnung.
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2 ist eine Vorderansicht
der extramedullären
Ausrichtführung
und der Referenzführung,
dargestellt mit Bezug auf eine Tibia (mit gestrichelten Linien dargestellt).
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3 ist eine Seitenansicht
der Referenzführung
und der Ausrichtführung,
wobei die Position der Referenzführung
mit Bezug auf einen Tibiakopf dargestellt ist.
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4 ist eine perspektivische
Ansicht der Referenzführung.
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5 ist eine Draufsicht der
Referenzführung
und der Ausrichtführung,
wobei die Position der Referenzführung
mit Bezug auf einen Tibiakopf (mit gestrichelten Linien dargestellt)
dargestellt ist.
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6 ist eine Draufsicht der
erfindungsgemäßen Größenbestimmungslehre
dargestellt mit Bezug auf einen Tibiakopf (mit gestrichelten Linien
dargestellt).
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7 ist eine Seitenansicht
des erfindungsgemäßen Größenbestimmungsinstuments,
dargestellt mit Bezug auf einen Tibiakopf (mit gestrichelten Linien
dargestellt).
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8 ist eine perspektivische
Ansicht der Frästiefenlehre.
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9 ist eine Vorderansicht
der Frästiefenlehre.
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10 ist eine Schnittansicht
der Frästiefenlehre
entlang der Linie 10–10
in 9.
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11 ist eine Explosionsansicht
der Frästiefenlehre.
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12 ist eine Draufsicht einer
Schablone, die auf der regulierbaren Fräsbasisanordnung und der Ausrichtführung angeordnet
ist.
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13 ist eine partielle Vorderansicht
der Schablone, der regulierbaren Fräsbasisanordnung und des oberen
Abschnitts der Ausrichtführung,
die mit der Tibia (mit gestrichelten Linien dargestellt) verbundenen
ist.
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14 ist eine Vorderansicht
der Tiefenlehre, die auf einer Schablone und der regulierbaren Fräsbasisanordnung
positioniert ist.
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15 ist eine Explosionsansicht
der regulierbaren Fräsbasisanordnung.
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16 ist eine perspektivische
Ansicht eines an der regulierbaren Fräsbasisanordnung angebrachten
Ablenkschirmes.
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17 stellt eine zweite Ausführungsform der
regulierbaren Fräsbasisanordnung
dar.
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18 ist eine Draufsicht der
regulierbaren Fräsbasisanordnung
gemäß 17.
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19 ist eine Schnittansicht
der regulierbaren Fräsbasisanordnung
entlang der Linie 19–19
in 18.
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20 ist eine Vorderansicht
der regulierbaren Fräsbasis
gemäß 17, wobei die Basis nach einer
Seite des Schieberkopfes verschoben ist.
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21 ist eine Seitenansicht
der regulierbaren Fräsbasis
gemäß 17, wobei die Basis von dem
Schieberkopf weg verschoben ist.
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22 ist eine Vorderansicht
der regulierbaren Fräsbasis
gemäß 17, wobei die Basis zu der gegenüberliegenden
Seite des Schieberkopfes verschoben ist.
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23 ist eine Seitenansicht
der regulierbaren Fräsbasis
gemäß 17, wobei die Basis so verschoben
ist, daß sie
den Schieberkopf berührt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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1 bis 16 stellen das Tibiafräsführungssystem
dar. Das Tibiafräsführungssystem
hat mehrere getrennte Komponenten einschließlich einer extramedullären Tibiaausrichtführung 10,
einer regulierbaren Fräsbasisanordnung 40,
einer Frässchablone 80,
einer Größenbestimmungslehre 90 und
einer Frästiefenlehre 100.
Alle getrennten Komponenten bestehen aus geeigneten Materialien,
damit die Komponenten wiederverwendbar sind und sterilisiert werden
können.
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Extramedulläre Ausrichtführung
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Wie
in 1 und 2 dargestellt, hat die extramedulläre Tibiaausrichtführung 10 einen
herkömmlichen
Teleskopaufbau und weist ein ausziehbares Oberteil 20 auf,
das in ein zylindrisches Unterteil 12 verschiebbar eingefügt ist.
Das Unterteil 12 hat einen Längsschlitz 13 und
endet in einem spitzen Ende 14. Das Unterteil 12 weist
eine regulierbare Platte 16 und einen Verbindungsgurt 17 zum
Befestigen des Unterteils am Unterschenkel des Patienten auf. Die
Platte 16 ist gebogen, um sich der äußeren Kontur des an den Knöchel angrenzenden
Unterschenkels eines Patienten anzupassen. Die Platte 16 weist
ein senkrechtes Schieberteil 18 auf. Das Schieberteil 18 erstreckt
sich seitwärts
durch das Unterteil 12 und ist mit einer Feststellschraube 27 befestigt, um
die Platte 16 und das Oberteil 12 regulierbar
zu verbinden.
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Das
Oberteil 20 hat einen massiven langgestreckten Körper, der
in einer senkrechten Befestigungsschelle 22 endet. Die
Schelle 22 hat mehrere Bohrungen 23 zur Aufnahme
von Knochenschrauben 16, die das Oberteil 20 an
der proximalen Tibia (dargestellt in 13, 14 und 16) befestigen. Das Oberteil 20 hat
außerdem
eine zentrale Öffnung 21.
Ein Vertikalregulierknopf 24 ist in einer Öffnung 21 angeordnet,
wie in 1 dargestellt.
Der Vertikalregulierknopf 24 hat eine mit Gewinde versehene
längsgerichtete
Durchgangsbohrung (nicht dargestellt). Eine halbkreisförmige längsgerichtete
Bohrung 25 erstreckt sich durch das Oberteil 20 von
seinem oberen Ende bis zur Öffnung 21.
Das Oberteil 20 ist im Unterteil 12 durch eine
Längenregulierungs-Feststellschraube 28 befestigt,
die sich durch eine Nut 13 erstreckt und in eine Bohrung
im Oberteil 20 eingeschraubt ist.
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Wie
in der Technik häufig
verwendet, kann die Länge
und die Lage der Ausrichtführung 10 mit den
Feststellschrauben 27 und 28 reguliert und festgestellt
werden. Die Länge
der Ausrichtführung 10 kann
reguliert werden, indem das Oberteil 20 im Unterteil 12 wahlweise
ein- oder ausgezogen und mit der Feststellschraube 28 festgestellt
wird. Die Lage der Ausrichtführung 10 zur
Tibia 2 kann ebenfalls reguliert werden, indem Schienbeinplatte 16 vom
Unterteil 12 beabstandet und mit der Feststellschraube 27 festgestellt
wird. Die Regulierung der Lage der Ausrichtführung legt die von vorn nach
hinten gerichtete Neigung für
die Fräsführung fest.
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Referenzführung
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Wie
in 2 bis 5 dargestellt, weist die Ausrichtführung 10 außerdem eine
abnehmbare proximale Tibiareferenzführung 30 auf. Die
Referenzführung 30 weist
einen Hals 32 und ein T-förmiges Teil 36 auf.
Im allgemeinen erstreckt sich das T-förmige Teil 36 senkrecht
vom Oberteil des Halses 32. Das T-förmige
Teil 36 ist im wesentlichen eben und weist zwei seitliche
Arme 37, die sich von einem zentralen Schenkel 38 erstrecken,
und eine Zentrierungsspitze 39 auf. Das Unterteil des Halses 32 ist
geeignet, in die Bohrung 25 der Ausrichtführung 10 eingefügt zu werden,
und hat einen halbkreisförmigen Querschnitt mit
einer flachen Seite 33 und ein mit Gewinde versehenes distales
Ende 34. Wie in 2 dargestellt,
ist die Referenzführung 30 in
die Bohrung 25 des Oberteils 20 eingefügt, wobei
ein Gewindeende 34 in den Vertikalregulierknopf 24 eingeschraubt
ist. Durch Drehen des Vertikalregulierknopfes wird folglich die Referenzführung in
der Ausrichtführung
vor- und zurückgeschoben,
um das T-förmige
Teil über
der Gelenkfläche
des Tibiakopfes regulierbar zu beabstanden.
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Regulierbare
Fräsbasis
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Wie
am besten in 15 dargestellt,
weist die regulierbare Fräsbasisanordnung 40 einen
T-förmigen
Schieber 50 und eine verschiebbare Basis 60 auf.
Der Schieber 50 weist einen querliegenden langgestreckten
Kopf 54 und einen langgestreckten Hals 52 auf,
der sich senkrecht vom Kopf 54 erstreckt. Der Hals 52 ist
geeignet, in die Bohrung 25 der Ausrichtführung 10 eingefügt zu werden,
und hat einen halbkreisförmigen
Querschnitt und ein mit Gewinde versehenes distales Ende 53.
Der Schieberkopf 54 hat eine langgestreckte seitliche Öffnung 43 die
sich in einer Richtung von vorn nach hinten relativ zur Tibia erstreckt.
Der Schieberkopf 54 hat einen querliegenden Kanal 57,
der durch einen oberen hinteren Flansch 55 und einen unteren
hinteren Flansch 56 gebildet wird. Eine Schieberplatte 58 erstreckt
sich von der hinteren Seite des Schieberkopfes 54 angrenzend
an den unteren Flansch 57. Ein Paar ausgerichtete Schlitze 59 sind
in der Schieberplatte 58 ausgebildet, wie in 15 dargestellt.
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Die
verschiebbare Basis 60 hat eine geringfügig gebogene hintere Seite,
die sich an die vordere Kontur des Tibiakopfes 3 direkt
unter dem Kniegelenk anpaßt.
Die Basis 60 hat außerdem
eine Fräseröffnung 61,
durch die der Fräser 7 der
Fräsvorrichtung
hindurchgeführt
werden kann. Die vordere Seite der Basis 60 hat eine vorstehende
querliegende Schulter 62. Quer dazu verlaufende Durchgangsbohrungen 63 sind
in der Basis 60 in der Schulter 62 zur Aufnahme
von Knochenschrauben 42 ausgebildet, um die Basis 60 zu
befestigen, wenn sie an der Tibia richtig positioniert ist.
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Die
Basis 60 ist verschiebbar mit dem Schieber 50 verbunden.
Die Basis 60 sitzt auf der Schieberplatte 58,
wobei die Schulter 62 in den Kanal 57 eingefügt ist.
Anschlagstifte 48 sind in Löcher (nicht dargestellt) in
der unteren Seite des Kopfes 54 eingefügt, so daß sie in die Schlitze 59 der
Schieberplatte 58 hineinragen. Die Anschlagstifte 48 begrenzen
die längsgerichtete
Bewegung der Basis 60 entlang des Schieberkopfes 54.
Wie in 13, 14 und 16 dargestellt, wird die Bohrung 63 mit
der Öffnung 43 im Schieberkopf 54 ausgerichtet,
wenn die Basis 60 mit dem Schieber 50 verbunden
wird. Die Breite der Öffnung 43 ist
ausreichend, um Zugang zur Bohrung 63 zu haben, wenn die
Basis 60 zu einem der seitlichen äußersten Enden verschoben ist.
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Wie
in 15 dargestellt, hat
die Basis 60 außerdem
ein Paar Schablonenbefestigungsbohrungen 70 und einen Freigabemechanismus
zum Befestigen der Schablone 80 an der Basis 60.
Der Freigabemechanismus weist zwei drückbare Freigabezylinder 72 auf,
die verschiebbar innerhalb von zwei Endbohrungen 71 angeordnet
sind. Jeder Freigabezylinder 72 hat eine seitliche Durchgangsbohrung 74 senkrecht
zu seiner Achse und eine ringförmige
Vertiefung 73. Die seitlichen Bohrungen 74 des
Freigabezylinders 72 haben im wesentlichen den gleichen Durchmesser
wie die Befestigungsbohrungen 70 und sind im wesentlichen
mit der Befestigungsbohrung 70 ausgerichtet, wenn die Freigabezylinder 72 in
die Endbohrung 71 eingefügt sind. Ein Sperrstift 75 erstreckt
sich durch eine Bohrung 77 in der hinteren Seite der Basis 60 und
in eine ringförmige
Vertiefung 73 hinein, um zu verhindern, daß der Zylinder 72 aus der
Endbohrung 71 entfernt wird. Federn 76 sind in jedem
Ende der Bohrung 71 eingefügt, um ihren Freigabezylinder 72 aus
der Endbohrung 71 herauszudrängen, wodurch sich die Ausrichtung
der seitlichen Bohrungen 74 und der Befestigungsbohrung 70 verschiebt.
Durch Drücken
des Zylinders 72 in die Endbohrung 71 werden die
seitlichen Bohrungen 74 und die Befestigungsbohrungen 70 wieder
axial ausgerichtet.
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Wie
in 1 dargestellt, ist
die Fräsbasisanordnung 40 ausziehbar
mit der Ausrichtführung 10 verbunden.
Der Hals 52 des Schiebers 50 ist in die Bohrung 25 des
Oberteils 20 eingefügt,
wobei das Gewindeende 53 in den Vertikalregulierknopf 24 eingeschraubt
ist. Folglich wird durch Drehen des Vertikalregulierknopfes 24 die
Fräsbasisanordnung 40 im Oberteil 20 vor-
und zurückgeschoben.
Der halbkreisförmige
Querschnitt und die flache Seite des Halses 52 halten die
Fräsbasisanordnung
in der Bohrung 25 richtig ausgerichtet, wenn die Ausrichtführung eingefügt ist.
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Schirm
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Wie
in 16 dargestellt, kann
die regulierbare Fräsbasis 40 einen
abnehmbaren Debris-Schirm 78 aufweisen. Der Schirm 78 hat
einen gebogenen transparenten Körper
mit einem Paar Seitenlöchern 79.
Wenn die Frässchablone 80 an
der Fräsbasisanordnung 40 angebracht
ist, kann der Schirm 78 an der Basis 60 mit den
vorstehenden Enden der Freigabezylinder 72, die sich durch
Seitenlöcher 79 erstrecken,
befestigt werden. Die Spannkraft des Schirmkörpers hält den Schirm an Ort und Stelle fest.
Der Schirm deckt die Vorderseite der Fräsbasisanordnung ab, um die
Streuung des Debris zu begrenzen, der während des Fräsvorgangs
abgesondert wird.
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Frässchablone
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Die
Frässchablone 80 ist
im allgemeinen eben und hat eine obere Referenzfläche 82 und
eine untere Fläche 83.
Die Schablone 80 hat außerdem eine feste Führungsbahn 84 und
eine Fräseröffnung 85 zur
Führung
des Fräsers 7 (16) der Fräsvorrichtung.
Die Führungsbahn 84 ist
so ausgebildet, daß ein
Abschnitt des Weges, den der Fräser 7 schneidet,
andere Abschnitte des Weges überlappt, um
eine zusammenhängende
ebene Fläche
zu schneiden. Fräser
mit verschiedenen Durchmessern können
verschiedene Führungsbahnkonfigurationen erforderlich
machen. Die Referenzfläche 82 steuert die
Tiefe des Schnittes.
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Obwohl
der Fräser
so geführt
werden kann, daß er
einen Bereich schneidet, der innerhalb des Umfangs der Schablone
liegt, oder einen Bereich schneidet, der sich über die Schablone hinaus erstreckt,
sollte der Umfang der Schablone vorzugsweise den äußeren Grenzen
des Weges entsprechen, der von dem Fräser zu schneiden ist, damit,
ein Operateur die genaue Stelle bestimmen kann, an der Gewebe geschnitten
wird. Auch sollten vorzugsweise viele verschiedene Führungen
bereitgestellt werden, um viele verschiedene Knochengrößen und
Formen und viele verschiedene Formschnittbereiche aufzunehmen. Die
dargestellte exemplarische Führung
ermöglicht
einen ungeschnittenen vorderen Bereich, wie er für ein hinteres Kreuzband geeignet
wäre, das die
Tibiaprothese hält.
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Zwei
Befestigungszapfen 86 erstrecken sich von der unteren Fläche 83 zum
Verbinden der Schablone 80 in den Befestigungsbohrungen 70 der
Basis 60. Die Befestigungszapfen 86 erstrecken
sich durch die Befestigungsbohrungen 70 und die seitliche
Bohrung 74 des Freigabezylinders 72. Wenn die
Befestigungszapfen 86 in die Basis 60 eingefügt sind,
drückt die
Spannung der Feder 76 den Freigabezylinder 72 seitlich
gegen die Befestigungszapfen 86, um die Schablone 80 an
der Basis 60 zu befestigen.
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Anwendung
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Die
Verfahrensweise bei Verwendung des erfindungsgemäßen Tibiafräsführungssystems beginnt damit,
daß das
Kniegelenk vorbereitet und der Tibiakopf 3 freigelegt wird.
Die Ausrichtführung 10 wird
zuerst in die Referenzführung 30 eingefügt, wie in 2 dargestellt. Zu Beginn
wird das Unterteil 12 der Ausrichtführung 10 am Unterschenkel
des Patienten befestigt. Die Platte 16 berührt die
Vorderseite des Schienbeins und wird mit dem Gurt 17 befestigt, wobei
das spitze Ende 14 an der Basis des Knöchels positioniert ist. Wenn
das Unterteil 12 der Ausrichtführung 10 befestigt
ist, kann die Länge
des Ausrichtgerätes
mit der Feststellschraube 28 reguliert werden. Das Oberteil 20 wird
so vor- oder zurückgeschoben,
daß die
Schelle 22 direkt unter dem Kniegelenk positioniert ist.
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Die
Referenzführung 30 wird
verwendet, um die Ausrichtführung 10 entlang
des Unterschenkels richtig zu positionieren. Wie in 5 dargestellt, wird die Drehungsausrichtung
durch Positionieren der Ausrichtführung 10 bestimmt,
so daß die
Zentrierspitze 39 im allgemeinen über dem Mittelpunkt des Tibiakopfes 3 liegt
und jeder Arm 37 des T-förmigen Teils 36 sich
im allgemeinen gleichweit entfernt über einem seitlichen äußersten
Ende des Tibiakopfes 3 erstreckt. Das ebene T- förmige Teil 36 stellt
auch eine Referenzebene zum Regulieren der Lage der Ausrichtführung unter
Verwendung der Feststellschraube 27 bereit, so daß die richtige
hintere Neigung hergestellt werden kann.
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Die
Referenzführung 30 kann
unter Verwendung des Vertikalregulierknopfes 24 in Richtung
des Tibiakopfes bzw. von ihm weg beabstandet werden, um eine verbesserte
visuelle Ausrichtung zu ermöglichen.
Bei richtiger Ausrichtung werden die Knochenschrauben 26 durch
die Bohrungen 23 geführt,
um das Oberteil 20 der Ausrichtführung 10 an der Tibia 2 zu
befestigen, wie in 2 dargestellt.
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Wenn
die Ausrichtführung 10 richtig
an der Tibia und dem Unterschenkel befestigt ist, wird die Referenzführung 30 entfernt
und die regulierbare Fräsbasis 40 in
die Ausrichtführung 10 eingefügt. Der Hals 52 wird
in die Bohrung 25 eingefügt, und das Gewindeende 53 in
den Vertikalregulierknopf 24 eingeschraubt, bis die Fräsbasisanordnung 40 in
der entsprechenden Höhe über der
Gelenkfläche 4 ist. Wenn
die Fräsbasisanordnung 40 in
der richtigen Höhe
positioniert ist, kann der Chirurg die Basis 60 in bezug
auf den Schieber 50 manuell seitlich verschieben, um die
Basis 60 mit der Gelenkfläche 4 zu zentrieren.
Wenn die Basis 60 richtig positioniert ist, wird die Basis 60 an
Ort und Stelle mit Knochenschrauben 26 befestigt, die durch
die Öffnung 43 und
die Bohrungen 63 eingefügt
und in die Tibia 2 eingeschraubt werden. Nachdem die Basis 60 an
der Tibia befestigt worden ist, wird die Schablone 80 an
der Basis 60 angebracht. Die Befestigungszapfen 86 werden
in den Befestigungsbohrungen 70 angeordnet, wobei der Freigabezylinder 72 die
Schablone 80 mit der Basis 60 verriegelt. Wie
in 16 dargestellt, ist
die Fräseröffnung 85 der
Schablone 80 zur Fräseröffnung 61 der
Basis 60 hin ausgerichtet, um den Fräser 7 einer Fräsvorrichtung
hindurchführen
zu können.
Als Wahlmöglichkeit
kann jetzt der Schirm 78 an der Basis 60 angebracht
werden.
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Größenbestimmungslehre
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6 und 7 stellen eine L-förmige Größenbestimmungslehre 90 dar,
die zum Wählen
der entsprechenden Schablonengrö ße verwendet
wird, die dem Tibiakopf und der auszuschneidenden Gelenkfläche entspricht.
Die Größenbestimmungslehre 90 weist
einen flachen langgestreckten Stab 92 und einen nach unten
gebogenen Arm 94 auf, der sich senkrecht von einem Ende
des Stabes 92 erstreckt. Wie in 7 dargestellt, erstreckt sich ein Kontaktfinger 95 senkrecht
vom Arm 94 und ist parallel zum Stab 92. Die obere
Fläche
des Stabes 92 ist mit einer Gruppe von Größenangaben 96 beschriftet,
die verschiedenen Schablonengrößen entsprechen.
Außerdem
hat der Stab 92 eine längsgerichtete
Reihe von eng beabstandeten Zentrierlöchern 93, die zwischen den
Größenangaben 96 und
dem Arm 94 positioniert sind. Jedes Zentrierloch 93 ist
mit einer entsprechenden Größenangabe 97 auf
der oberen Fläche
des Stabes 92 markiert.
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Bei
Verwendung wird die Größenbestimmungslehre 90 auf
dem freigelegten Tibiakopf 3 angeordnet, wie in 6 und 7 dargestellt. Der Stab 92 wird
mit der Hand parallel darüber
gehalten, wobei der Kontaktfinger 95 entweder mit der seitlichen
oder in der Mitte befindlichen Seite des Tibiakopfes 3 in Eingriff
ist. Wenn die Größenbestimmungslehre
so positioniert ist, kann der Chirurg eine Ablesung durchführen, um
die entsprechende Schablonengröße zu bestimmen,
indem er wie in 6 auf
das Gerät
schaut. Das Zentrierloch, das direkt über dem freigelegten Tibiakopf
ausgerichtet ist, stellt eine Größenangabe
dar. Eine zweite Ablesung erfolgt anhand der Größenbestimmungsmarke, die über dem
seitlichen äußeren Ende
des Tibiakopfes liegt. Die Größenablesung
mit Hilfe der Zentrierlöcher
sollte annähernd
der Größenablesung
entsprechen, die von der Außenseite
des Tibiakopfes durchgeführt
wird.
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Tiefenlehre
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8 bis 11 und 14 stellen
die Frästiefenlehre 100 dar.
Die Tiefenlehre 100 weist drei Komponenten auf: einen Körper 102,
einen Schieber 112 und einen Sperrstift 111. Im
allgemeinen ist der Körper 102 so
ausgebildet, wie in 8 bis 11 dargestellt. Die Rückseite
des Körpers 102 weist
eine halbkreisförmige
Rückseite 103 auf,
die sich im wesentlichen über die
vollständige
Länge des
Körpers 102 erstreckt.
Die Vorderseite des Körpers 102 weist
eine gekrümmte untere
Seite 104 und eine flache obere Seite 105 auf. Die
untere Seite 104 endet in einer flachen Kante oder Zwischenfläche 106,
die sich quer über
den Durchmesser des Körpers 102 erstreckt.
Der Körper 102 hat
außerdem
eine kreisförmige
Bodenseite 107 und eine halbkreisförmige Oberseite 108.
Ein rechteckiger zentraler Hohlraum 110 erstreckt sich
axial durch den Körper 102 zwischen
der Oberseite 108 und der Bodenseite 107. Eine
Bohrung 109 erstreckt sich von der Rückseite 103 in den
Hohlraum 110. Der Schieber 112 weist einen Skalenstab 114 und
einen Meßfühler 118 auf,
der sich axial von einem Ende des Stabes erstreckt. Der Skalenstab 114 hat
einen rechteckigen Querschnitt, der so dimensioniert ist, daß er dem
Hohlraum 110 entspricht. Die Vorderseite des Skalenstabes 114 ist
mit Angaben 116 beschriftet. Ein Längsschlitz 115 ist
auf der Rückseite
des Skalenstabes 114 ausgebildet. Der Meßfühler 118 hat
ein Kontaktende 119. Der Schieber 112 ist in den
Körper 102 zwecks
Längsverschiebung
im Hohlraum 110 eingefügt.
Der Skalenstab 114 erstreckt sich entlang der Oberseite 105 teilweise über die
Kante 106, und das Kontaktende 119 erstreckt sich
unter die Bodenseite 107. Der Sperrstift 111 ist
in die Bohrung 109 eingefügt und ragt in den Schlitz 115 hinein.
Die Bewegung des Schiebers 112 wird von dem Stift 111 begrenzt,
der das obere und das untere Ende des Schlitzes 115 begrenzt. 14 stellt die Tiefenanzeige 100 dar,
die in Verbindung mit der Ausrichtführung 10, der Fräsbasisanordnung 40 und
der Schablone 80 verwendet wird, um die Menge des Knochenmaterials
anzuzeigen, die während
des Fräsens
entfernt wird. Die Tiefenlehre 100 ist auf der Referenzfläche 82 der
Schablone 80 angeordnet, wobei sich der Meßfühler 118 durch
die Führungsbahn 84 erstreckt. Der
Schieber 112 wird manuell durch den Hohlraum 110 nach
unten geschoben, bis er die Gelenkfläche 4 des Tibiakopfes 3 berührt. Wenn
das Kontaktende 119 mit der Gelenkfläche 4 in Kontakt ist,
erstreckt sich der Skalenstab 114 über die Kante 106,
so daß eine
Ablesung erfolgen kann. Die Tiefenlehre 100 kann an jedem
Punkt entlang der Führungsbahn 84 positioniert
werden, um den niedrigsten Punkt der Gelenkfläche zu ermitteln, wobei die
maximale Schnittiefe bestimmt wird.
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Zweite Ausführungsform
der Fräsbasis
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17 bis 23 stellen eine zweite Ausführungsform
der regulierbaren Fräsbasis 120 dar.
Die Fräsbasis 120 arbeitet
im wesentlichen wie oben beschrieben, ermöglicht aber eine bidirektionale
Bewegung der Basis. Die regulierbare Fräsbasisanordnung 120 weist
einen T-förmigen
Schieber 130 und eine verschiebbare Basis 140 auf,
die durch ein Paar Verbindungsglieder 122 verbunden sind.
Der Schieber 130 weist einen querliegenden langgestreckten Kopf 134 und
einen langgestreckten Hals 132 auf, der sich senkrecht
vom Kopf 134 erstreckt. Der Hals 132 ist geeignet,
in die Bohrung 25 der Ausrichtführung 10 eingefügt zu werden.
Der Hals 132 hat einen halbkreisförmigen Querschnitt mit einer
flachen Seite 131 und ein mit Gewinde versehenes distales
Ende 133. Der Hals 132 des Schiebers 130 ist
in die Bohrung 25 des Oberteils 20 eingefügt, wobei
das Gewindeende 133 in den Vertikalregulierknopf 24 eingeschraubt
ist. Durch Drehen des Vertikalregulierknopfes 24 wird folglich
die Fräsbasisanordnung 120 im Oberteil 20 vor-
und zurückgeschoben.
Der halbkreisförmige
Querschnitt und die flache Seite 131 des Halses 132 halten
die Fräsbasisanordnung
in der Bohrung 25 richtig ausgerichtet, wenn sie in die
Ausrichtführung
eingefügt
ist.
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Im
Kopf 134 sind zwei langgestreckte Öffnungen 135 ausgebildet,
wie in 17, 20 und 22 dargestellt. Die Öffnungen 135 sind
im Kopf 134 in Längsrichtung
ausgerichtet und erstrecken sich durch den Kopf 134. Der
Kopf 134 hat zwei nach oben gerichtete Arme 136,
die in gegenüberliegenden,
einander zugewandten Schienen 138 enden, die zum Kopf 134 parallel
sind. Wie in 17 und 19 dargestellt, haben die
Schienen 138 einen im allgemeinen quadratischen Querschnitt.
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Die
verschiebbare Basis 140 hat eine geringfügig gebogene
hintere Seite, die sich an die vordere Kontur des Tibiakopfes direkt
unter dem Kniegelenk anpaßt.
Die Basis 140 hat außerdem
eine Fräseröffnung 141,
durch die der Fräser
der Fräsvorrichtung hindurchgeführt werden
kann. Zwei Zapfen 142 erstrecken sich senkrecht von der
vorderen Seite der Basis 140. Jeder Zapfen 142 endet
in einer vorstehenden ringförmigen
Kante 143. In der Basis 140 sind vier Querbohrungen 145 ausge bildet
und erstrecken sich von der vorderen Seite zur hinteren Seite entlang
des unteren Randes der Basis. Wie in der ersten Ausführungsform
beschrieben, nehmen die Bohrungen 145 die Knochenschrauben
(nicht dargestellt) auf, um die Basis 140 zu befestigen,
wenn sie zur Tibia richtig positioniert ist.
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Die
Basis 140 ist durch ein Paar Verbindungsglieder 122 verschiebbar
mit dem Schieber 130 verbunden. Jedes Verbindungsglied 122 hat
eine im allgemeinen quadratische, längsgerichtete Durchgangsbohrung 123,
die so dimensioniert ist, daß sie Schienen 138 aufnehmen
kann, und eine zylindrische querliegende Durchgangsbohrung 125,
die so dimensioniert ist, daß sie
Zapfen 142 verschiebbar aufnehmen kann. Die Verbindungsglieder 122 gleiten auf
Schienen 138 mit einer längsgerichteten Bewegung entlang
des Kopfes 134, wie in 20 und 22 dargestellt. Die Zapfen 142 gleiten
in den Bohrungen 125, damit sich die Basis 140 seitlich
zum Schieber 130 hin und von ihm weg bewegen kann, wie
in 21 und 23 dargestellt. Die Verbindung
der Basis 140 mit dem Schieber 130 durch die Verbindungsglieder 122 ermöglicht eine
bidirektionale Bewegung der Basis in bezug auf den Schieber in einer
Ebene parallel zu der Gelenkfläche
des Tibiakopfes. Wie in 20 und 22 dargestellt, sind die
Bohrungen 145 in der Basis 140 mit den Öffnungen 135 im
Schieberkopf 134 ausgerichtet, um die Knochenschrauben aufzunehmen,
die die Basis an der Tibia befestigen. Die Breite der Öffnung 135 ist
ausreichend, um Zugang zur Bohrung 145 zu haben, wenn die
Basis zu einem der seitlichen äußersten
Enden des Schieberkopfes verschoben ist.
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Die
Basis 140 hat außerdem
ein Paar Schablonenbefestigungsbohrungen 150 und einen
herkömmlichen
Freigabemechanismus zum Befestigen der Schablone an der Basis, vorzugsweise
so, wie für die
erste Ausführungsform
beschrieben. Der Freigabemechanismus weist zwei drückbare Freigabezylinder 152 auf,
die innerhalb von zwei Endbohrungen verschiebbar angeordnet sind.
Jeder Freigabezylinder 152 hat eine seitliche Durchgangsbohrung 154 senkrecht
zu seiner Achse. Die seitlichen Bohrungen 154 der Freigabezylinder 152 haben
im wesentlichen die gleichen Durchmesser wie die Befestigungsbohrungen 150 und
sind mit den Befestigungsbohrungen 150 ausgerichtet, wenn
die Frei gabezylinder 152 in die Endbohrungen eingefügt sind.
Eine Feder (nicht dargestellt) ist in jede Endbohrung eingefügt, um ihren
Freigabezylinder 152 aus seiner Endbohrung hinauszudrücken, wobei
sich die Ausrichtung der seitlichen Bohrung 154 und der
Befestigungsbohrung 150 verschiebt, wie in 18 dargestellt. Durch Drücken der
Zylinder 154 in ihre Endbohrungen werden die seitlichen
Bohrungen 154 und die Befestigungsbohrungen 150 neu
ausgerichtet.
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Obwohl
die vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen ein Fräsführungssystem
für die
Tibiagelenkfläche
bei der Anordnung einer totalen Kniegelenkprothese betreffen, versteht es
sich, daß die
beschriebenen Techniken sowohl auf einen unikondylären Knieersatz
als auch auf andere Gelenke und andere Knochenflächen anwendbar sind, wobei
die Instrumenten- und Komponentengeometrie entsprechend verändert werden.
Ebenso versteht es sich, daß die
vorstehende Beschreibung die Erfindung nicht auf die gegebenen Einzelheiten
begrenzt, sondern innerhalb des Schutzbereichs des beigefügten Anspruchs
modifiziert werden kann.