<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur definierten Führung von Extremitäten zur funktionellen Bewegungsdiagnostik von Extremitätengelenken, insbesondere von Kniegelenken, mittels Magnetresonanztomographie (MRT).
Verschiedene bildgebende Verfahren sind in der medizinischen Diagnostik nicht mehr wegzudenken. Meist handelt es sich dabei um statische Aufnahmen. Während der Aufnahme ist es zweckmässig die zu untersuchenden Körperteile in ihrer Lage zu fixieren. Bei Röntgenuntersuchungen sind beispielsweise Führungsschienen bzw. -apparate zur Anfertigung von Röntgenaufnahmen von Gelenken in definierten Positionen bekannt. Zur funktionellen Diagnostik von Gelenken ist es zweckmässig, Aufnahmen des betreffenden Gelenks in verschiedenen Positionen durchzuführen. Mit der Anzahl der Aufnahmen steigt allerdings auch die Strahlenbelastung, welcher der Patient unterworfen ist. Bei Röntgenaufnahmen sind Weichteilstrukturen, wie Knorpel, Menisci, Bänder und dgl. nicht darstellbar und somit für eine Diagnose unzugänglich.
Mit der Magnetresonanztomographie (MRT). einem jüngeren bildgebenden Verfahren, ist auch die Darstellung dieser Weichteilstrukturen möglich. Dabei wird die Bildinformation aus den Momenten der Atomkerne unterschiedlicher Gewebe in einem Magnetfeld gewonnen. Diese modernen Verfahren sind für die Untersuchung von Gelenken in der Orthopädie und Unfallchirurgie besonders vorteilhaft, da aufgrund der Darstellbarkeit von Weichteilstrukturen auch diese für bisher unmögliche Diagnosen im Rahmen der bildgebenden Diagnostik herangezogen werden können. Moderne elektronische Geräte ermöglichen immer schnellere Verarbeitung der anfallenden Datenmenge. Dadurch können mit dieser Methode funktionelle Bewegungsaufnahmen von Gelenken in Echtzeit durchgeführt werden. Insbesondere werden bestimmte Diagnosestellungen überhaupt erst möglich.
Zur Beurteilung von Krankheitsverläufen ist es notwendig, Vergleichsuntersuchungen in gewissen zeitlichen Abständen durchzuführen. Für eine höchstqualitative Diagnostik ist besonders bei Bewegungsaufnahmen von Extremitätengelenken die exakte Reproduzierbarkeit des Bewegungsablaufes notwendig. Nur auf diese Weise können neue Untersuchungsmethoden zum Ziel führen. Darüberhinaus ist eine vergleichenden Betrachtung von Fehl- und Normalfunktion nur unter gleichen, standardisierten Untersuchungsbedingungen möglich und verwertbar.
Bislang sind keine Vorrichtungen bekannt, welche eine Reproduzierbarkeit von Bewegungsabläufen von Extremitätengelenken bei MRT-Untersuchungen erlauben.
<Desc/Clms Page number 2>
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung der oben angegebenen Art, welche eine exakte Reproduzierbarkeit des Bewegungsablaufes von Extremitätengelenken für MRT-Untersuchungen erlaubt. Darüberhinaus soll die Vorrichtung robust, leicht handhabbar und für alle Patienten anwendbar sein.
Gelöst wird diese Aufgabe durch zwei an sich bekannte, die gelenksnahen Extremitäten oder Extremitätenbereiche umfassende Führungsschienen, welche Führungsschienen im Bereich des zu untersuchenden Extremitätengelenks in der Weise gelenkig miteinander verbunden sind, sodass eine Winkelbewegung der Führungsschienen relativ zueinander in einer Ebene zulässig ist, und durch eine Halteeinrichtung zur Fixierung einer Führungsschiene, wobei alle Elemente der Vorrichtung aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyvinylchlorid hergestellt sind.
Die Führungsschienen umfassen die Extremitäten oder Extremitätenbereiche um das zu untersuchende Gelenk. Im Falle des Kniegelenks werden Unter- und Oberschenkel durch die Führungsschienen umfasst. Die Führungsschienen sind im Bereich des Extremitätengelenks miteinander verbunden, sodass eine Winkelbewegung der einen Führungsschiene relativ zur anderen Führungsschiene in einer Ebene zulässig ist. Natürlich können die beiden Führungsschienen auch einstückig ausgeführt sein, wobei im Bereich des Gelenks durch Materialverjüngung od. dgl. eine Winkelbewegung des einen Führungsschienenteils relativ zum anderen Führungsschienenteil in einer Ebene ermöglicht wird.
Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung wird der Bewegungsumfang des zu untersuchenden Extremitätengelenks auf eine Winkelbewegung in einer Ebene eingeschränkt und werden unwillkürliche oder willkürliche unerwünschte Bewegungen verhindert. Es kann daher nur mehr die für die jeweilige Untersuchung erforderliche oder zweckmässige Bewegung des zu untersuchenden Extremitätengelenks in der optimalen Position durchgeführt werden. Als Voraussetzung für MRT-Aufnahmen sind alle Bestandteile der Vorrichtung aus Kunststoff hergestellt. Kunststoff ist darüberhinaus leicht verarbeitbar. Theoretisch wäre die Verwendung anderer nicht magnetisierbarer Werkstoffe, wie z. B. Holz oder Keramik denkbar, obgleich wegen der schlechteren Verarbeitbarkeit praktisch nicht anwendbar.
Es dürfen sich keine Metallteile während der MRT-Untersuchung im Magnetfeld befinden, da sonst aufgrund von Artefakten und Interferenzen keine verwertbare Bilder erzeugt werden könnten. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht funktionelle Bewegungsdiagnosen von Extremitätengelenken, insbesondere von Kniegelenken, unter standardisierten und
<Desc/Clms Page number 3>
reproduzierbaren Untersuchungsbedingungen und erfüllt somit die in der medizinischen Diagnostik notwendigen Anforderungen.
Gemäss einem weiteren Erfindungsmerkmal wird die Halteeinrichtung durch zwei im wesentlichen parallele Fixierungsplatten gebildet, und ist mindestens eine Fixierungsplatte gegenüber der anderen fixierbar verschiebbar, sodass die Führungsschiene zwischen den Fixierungsplatten einspannbar ist. Eine Führungsschiene wird zwischen den Fixierungsplatten eingespannt und in ihrer gewünschten Position fixiert. Die zweite Führungsschiene, im Falle der Untersuchung des Kniegelenks vorteilhafterweise jene des Unterschenkels, ist nicht fixiert und kann somit nur in dem durch das Gelenk der Führungsschienen definierten Ebene bewegt werden. Diese Konstruktionsvariante stellt eine kostengünstige und robuste Realisierung der Halteeinrichtung dar. Die Verschiebbarkeit einer Fixierungsplatte relativ zur anderen
EMI3.1
Wenn in der Halteeinrichtung ein Kunststoffkörper, vorzugsweise mit Schaumstoffauflage, angeordnet oder integriert ist, kann die Positionierung des zu untersuchenden Gelenks unterstützt werden. Im Falle der Untersuchung des Kniegelenks würde der Kunststoffkörper vorteilhafterweise unter dem Kniegelenk angeordnet werden.
Wenn zumindest eine Fixierungsplatte Mittel zur exakt definierten Fixierung einer Führungsschiene aufweist, kann die Reproduzierbarkeit der Untersuchung weiter verbessert werden.
Vorteilhafterweise sind diese Mittel zur exakt definierten Fixierung einer Führungsschiene durch zumindest einen, allenfalls in der zu fixierenden Führungsschiene integrierten Bolzen od. dgl. aus Kunststoff gebildet, und der oder jeder Bolzen in entsprechende Löchern in der oder jeder Fixierungsplatte einsteckbar. Diese Realisierung stellt eine einfache und somit kostengünstige Möglichkeit zur Festlegung der Untersuchungsbedingungen dar.
Unterstützt wird die Durchführung der Untersuchung unter vergleichbaren Bedingungen dadurch, dass an der gelenkigen Verbindung der Führungsschienen Einrichtungen zur Messung des Winkels zwischen den Führungsschienen angeordnet sind. Diese können beispielsweise in
<Desc/Clms Page number 4>
Form einer Winkelskala ausgeführt sein und zur Einstellung oder Ablesung bestimmter Winkel dienen.
Die Fixierung der Extremitäten oder Extremitätenbereiche wird dadurch erleichtert, dass die Führungsschienen durch jeweils zwei im wesentlichen parallele, starre Schienenelemente gebildet sind, und dass die Schienenelemente durch flexible Laschen od. dgl. miteinander verbunden sind und durch Schnallen od. dgl. vorzugsweise mittels Klettverschluss fixierbar sind. Diese Art der Verbindung stellt eine kostengünstige und für das medizinisch-technische Personal leicht handhabbare Realisierung dar. Darüberhinaus können auf diese Art die Führungsschienen an den jeweiligen Extremitätenumfang verschiedener Patienten angepasst werden.
Darin zeigen Figur 1 eine perspektivische Darstellung zweier gelenkig verbundener
Führungsschienen für ein Bein in offenem Zustand am Oberschenkelteil, sowie in geschlossenem Zustand am Unterschenkelteil, Figur 2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemässen Halteeinrichtung, und'Figur 3 die schematische Anordnung der gesamten erfindungsgemässen Vorrichtung bei der Bewegungsaufnahme des Kniegelenks mittels MRT.
Figur 1 zeigt Führungsschienen 1, 2 zur Umfassung des Beins bei der Untersuchung des Kniegelenks. Die Führungsschienen 1, 2 für Ober- und Unterschenkel bestehen aus breiten, länglichen Schienenelementen 1', 1", 2', 2". Die Führungsschiene 1 für den Oberschenkel ist mit der Führungsschiene 2 für den Unterschenkel über ein Scharniergelenk 3 miteinander verbunden. Das Scharniergelenk 3 wird durch Verbindungen 4'bzw. 4"zwischen den Schienenelementen l'und 2'bzw. 1"und 2"gebildet. Diese Verbindungen liegen ausserhalb des zu untersuchenden Extremitätengelenks, im gegebenen Fall des Kniegelenks. Die Führungsschiene 1 für den Oberschenkel ist in geöffnetem Zustand dargestellt. Zwischen den Schienenelementen 1', 1" befinden sich breite, weiche Laschen 5, welche z.
B. aus
<Desc/Clms Page number 5>
Schaumgummi hergestellt sind. Am Ende jeder Lasche 5 ist vorteilhafterweise ein Klettverschluss 6 angebracht, der ein einfaches und rasches Umschliessen des Oberschenkels und darüberhinaus eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser der Extremität zulässt. Die Führungsschiene 2 für den Unterschenkel ist in geschlossenem Zustand dargestellt und ist genauso aufgebaut wie die Führungsschiene 1 für den Oberschenkel. Zusätzlich zu den Laschen 5 sind Schnallen 7 mit Klettverschlüssen 8 zwischen den Schienenelementen 1', 1" sowie 2', 2" zur Fixierung der Extremität bzw. des Extremitätenbereichs in den Führungsschienen 1, 2 angeordnet.
Natürlich ist eine einstückige Ausführung der Führungsschienen 1, 2 möglich, wodurch die gelenkige Verbindung im Bereich des zu untersuchenden Extremitätengelenks z. B. durch eine Materialverjüngung od. dgl. gebildet werden könnte. Nach der endgültigen Fixierung der Extremitäten, kann das zu untersuchende Kniegelenk nur mehr eine Winkelbewegung in Richtung der Pfeile A also eine Beugung und Streckung ausführen. Alle Bauteile und Verbindungselemente sind aus Kunststoff hergestellt.
In Figur 2 ist die erfindungsgemässe Halteeinrichtung dargestellt. Diese besteht aus einer Bodenplatte 9, welche an ihren vier Ecken Befestigungsschrauben 10 od. dgl. aufweist, mit welchen eine Befestigung oder Lagefixierung auf dem Untersuchungstisch der MRTUntersuchungseinheit gewährleistet wird. Auf der Bodenplatte 9 ist eine Schiene 11, bestehend aus zwei gegeneinander gerichteten U-Profilen 12,13 angeordnet, welche mittels Befestigungsschrauben 14 miteinander verbunden sind. An der Schiene 11 sind im wesentlichen im rechten Winkel dazu zwei Pfeiler 15,16 angeordnet. Jeder Pfeiler 15,16 trägt an den zueinandergekehrten Seiten eine Fixierungsplatte 17,18, welche im wesentlichen parallel zueinander orientiert sind.
Der Pfeiler 15 ist über Befestigungsschrauben 19 fest mit der Schiene 11 verbunden, während der Pfeiler 16 verschiebbar angeordnet ist und dadurch der Abstand zwischen den Fixierungsplatten 17,18 einstellbar ist. Die Verschiebbarkeit des Pfeilers 16 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Aussparung 20 im Oberteil 12 der Schiene 11 gewährleistet, durch die eine Langschraube 21 mit einer innerhalb der Schiene 11 angeordneten Gegenplatte 22 angeordnet ist. Mit einer Flügelmutter 23 erfolgt die Fixierung des Pfeilers 16 in der gewünschten Lage. Diese Lage wird durch die Dicke der Führungsschiene bestimmt, welche zwischen den Fixierungsplatten 17,18 fixiert wird. Auf den Fixierungsplatten kann ein rutschhemmendes Material, z. B. Gummi aufgebracht sein (nicht dargestellt).
Es können auf einer oder beiden Fixierungsplatten 17,18 Löcher 24 angeordnet sein, in die z. B. ein Bolzen 25 eingesteckt wird, der als Mittel zur exakt
<Desc/Clms Page number 6>
definierten Fixierung der Führungsschiene dient. Der Bolzen 25 kann auch in der zu fixierenden Führungsschiene 1 integriert sein. Die dargestellte Konstruktion zeichnet sich durch besondere Stabilität und Robustheit aus. Um einen Einsatz in der MRT-Diagnostik zu ermöglichen, sind alle Bestandteile ausschliesslich aus Kunststoff gefertigt.
Fig. 3 zeigt die schematische Anordnung der gesamten erfindungsgemässen Vorrichtung bei der Bewegungsaufnahme des Kniegelenks mittels MRT. Am Untersuchungstisch 26 der MRT-Untersuchungseinheit 27 ist die Bodenplatte 9 der erfindungsgemässen Halteeinrichtung befestigt bzw. In ihrer Lage fixiert. Der Patient P trägt auf seinem Bein bereits die Führungsschienen 1,2, wobei die Führungsschiene 1 um den Oberschenkel zwischen den Fixierungsplatten 17,18 in seiner Lage fixiert wird. Für die Bewegungsaufnahmen des Kniegelenks wird der Patient bzw. das Bein in die durch die Magnetspule gebildete Röhre 28 geschoben. Die gesamte Vorrichtung ist so angeordnet, dass die für die Untersuchung notwendigen Bewegungen der Extremität im beschränkten Raum innerhalb der das Magnetfeld hervorrufenden Spulen des Magnetresonanztomographen möglich ist.
Die dargestellten Skizzen zeigen nur eine einfache und somit kostengünstige Ausführungsvariante der Erfindung Es sind natürlich andere Ausführungen möglich.
Vorteilhafterweise sind sämtliche Verbindungselemente durch handelsübliche Schrauben und Muttern aus Kunststoff gebildet. Es sind allerdings auch Sonderkonstruktionen möglich, falls diese gegenüber herkömmliche Bauteile Vorteile aufweisen.