AT515856A1 - Chirurgische Knochenbohrvorrichtung, Winkelstück für eine solche chirurgische Knochenbohrvorrichtung und Verfahren zur Kühlung einer solchen chirurgischen Knochenbohrvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1), beinhaltend einen mit einem Antrieb (2) verbundenen Bohrer (3), einen Behälter (4) für ein Kühlmittel (5), zumindest eine Pumpe (6) zur Förderung des Kühlmittels (5), eine erste Leitung (7) zur Zufuhr des Kühlmittels (5) vom Behälter (4) ins Innere des Bohrers (3) und eine zweite Leitung (8) zur Zufuhr des Kühlmittels (5) vom Behälter (4) an die Außenseite des Bohrers (3), sowie ein Winkelstück (19), eine Bohrschablone (20) und ein Kühlverfahren für eine solche Knochenbohrvorrichtung (1). Zur Verbesserung der Kühlwirkung ist eine Messeinrichtung (9) zur Erfassung der Bohrtiefe (d) des Bohrers (3) vorgesehen, welche Messeinrichtung (9) mit einer Regelungseinrichtung (10) zur Regelung der Förderung des Kühlmittels (5) verbunden ist, sodass die Menge des Kühlmittels in Abhängigkeit der Bohrtiefe (d) des Bohrers (3) regelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine chirurgische Knochenbohrvorrichtung,beinhaltend einen mit einem Antrieb verbundenen Bohrer, einenBehälter für ein Kühlmittel, zumindest eine Pumpe zur Förderungdes Kühlmittels, eine erste Leitung zur Zufuhr des Kühlmittelsvom Behälter ins Innere des Bohrers und eine zweite Leitung zurZufuhr des Kühlmittels vom Behälter an die Außenseite des Boh¬rers .

Die Erfindung betrifft weiters ein Winkelstück für eine oben ge¬nannte chirurgische Knochenbohrvorrichtung, beinhaltend einenmit einem Antrieb verbindbaren Bohrer und eine erste Leitung zurZufuhr eines Kühlmittels ins Innere des Bohrers, und eine zweiteLeitung zur Zufuhr eines Kühlmittels an die Außenseite des Boh¬rers .

Weiters betrifft die Erfindung eine Bohrschablone für eine obengenannte chirurgische Knochenbohrvorrichtung, mit Öffnungen für die Führung eines Bohrers.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfah¬ren zur Kühlung einer obigen chirurgischen Knochenbohrvorrich¬tung, beinhaltend einen mit einem Antrieb verbundenen Bohrer,wobei ein Kühlmittel mit zumindest einer Pumpe aus einem Behäl¬ter über eine erste Leitung ins Innere des Bohrers und über einezweite Leitung an die Außenseite des Bohrers gefördert wird.

Die vorliegende Erfindung ist hauptsächlich auf die Dentalchi¬rurgie gerichtet, obgleich auch eine Anwendung in der Orthopädieund Gehirnchirurgie möglich ist. Um eine Überhitzung des Kno¬chengewebes zu verhindern wird bei chirurgischen Bohrverfahrenin Knochen üblicherweise eine Kühlung mit Hilfe einer Kühlflüs¬sigkeit vorgenommen. Dabei unterscheidet man üblicherweise zwi¬schen einer internen Kühlmethode, bei welcher der Bohrer mitHilfe einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird, und einer externenKühlmethode, wobei an der Außenseite des Bohrers eine Kühlflüs¬sigkeit zum Abführen der Wärme zugeführt wird. Derzeitige Syste¬me ermöglichen meist nur die Auswahl einer dieser Kühlmethodenund einer während des Bohrvorgangs konstant eingestellten Mengean Kühlflüssigkeit.

Die WO 2008/055611 Al beschreibt einen Dentalbohrer, dessen Küh¬lung automatisch gesteuert wird, sobald ein Kontakt mit der Be¬handlungsstelle festgestellt wird. Hierbei ist jedoch nur einEin- und Ausschalten der Kühlung möglich.

Die EP 774 238 Bl beschreibt eine Bohrschablone für das Setzenvon Zahnimplantaten, welche mit Kühlkanälen zum Führen einerKühlflüssigkeit ausgestattet ist. Eine Regelung der Kühlung wirdin diesem Dokument nicht beschrieben.

Die EP 1 639 959 Bl beschreibt eine zahnärztliche Behandlungs¬vorrichtung mit variabler Kühlung, wobei die Menge des zugeführ¬ten Kühlmittels von der Abtragsleistung des Werkzeugs abhängigist. Dabei geht es jedoch um die Abtragung von Zahnsubstanz, undnicht um Knochenpräparationen, bei welchen eine Überhitzung desKnochengewebes wesentlich kritischer ist.

Untersuchungen bei dentalchirurgischen Bohrsystemen haben ge¬zeigt, dass bereits Temperaturen über 47°C zu Knochennekrosenund schließlich zu mechanischen Schädigungen des bearbeitetenKnochens führen können. Nachdem bekannte Knochenbohrsysteme nur2% ihrer Energie in kinetische Energie umwandeln, wohingegen 98%in Wärme umgewandelt werden, ist eine Kühlung zur Vermeidungkritischer Temperaturen im Knochen unumgänglich. Bei tiefen Kno¬chenpräparationen wurde beobachtet, dass die Knochentemperaturauch nach Beendigung des Bohrverfahrens ansteigt und somit zuKnochennekrosen führen kann (siehe Strbac G.D., Giannis K., Un¬ger E., Mittlböck M., Vasak C., Watzek G. und Zechner W.: Dril¬ling- and Withdrawing-Related Thermal Changes during Implant Si¬te Osteotomies. Clin. Impl. Dent, and Related Res. 201310.1111/cid.12091).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in derSchaffung einer chirurgischen Knochenbohrvorrichtung, eines Win¬kelstücks und einer Bohrschablone für eine solche chirurgischeKnochenbohrvorrichtung und eines Verfahrens zur Kühlung einersolchen chirurgischen Knochenbohrvorrichtung, durch welche eineÜberhitzung des zu präparierenden Knochens wirkungsvoll verhin¬dert werden kann und somit eine Knochennekrose und die dadurchresultierenden mechanischen Probleme verhindert werden können.

Nachteile bekannter Knochenbohrvorrichtungen und -verfahren sol¬len verhindert oder zumindest reduziert werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird einerseits durch eine oben ge¬nannte chirurgische Knochenbohrvorrichtung gelöst, wobei eineMesseinrichtung zur Erfassung der Bohrtiefe des Bohrers vorgese¬hen ist, welche Messeinrichtung mit einer Regelungseinrichtungzur Regelung der Förderung des Kühlmittels verbunden ist, sodassdie Menge des Kühlmittels in Abhängigkeit der Bohrtiefe des Boh¬rers regelbar ist. Die gegenständliche Knochenbohrvorrichtungzeichnet sich also dadurch aus, dass die Kühlwirkung in Abhän¬gigkeit der Bohrtiefe geregelt wird, indem die Menge des Kühl¬mittels von der Bohrtiefe abhängig geregelt wird. Nachdem dieKnochenbohrvorrichtung eine interne Kühlung über eine erste Lei¬tung zur Zufuhr des Kühlmittels vom Kühlmittelbehälter ins Inne¬re des Bohrers und eine externe Kühlung über eine zweite Leitungzur Zufuhr des Kühlmittels vom Behälter an die Außenseite desBohrers umfasst, kann die Menge beider Kühlmethoden entsprechendgeregelt werden und je nach Regelvorschrift zwischen einer in¬ternen Kühlung, externen Kühlung und einer kombinierten internenund externen Kühlung mit verschiedenen Kühlmittelmengen umge¬schaltet werden. Dadurch, dass neben der Menge des Kühlmittelsauch die Art der Kühlung (intern bzw. extern) gewählt, bzw. inihrer Intensität eingestellt werden kann, wird eine Überhitzungdes Knochengewebes wirkungsvoll verhindert. Die Bohrtiefe kannmit verschiedenen Methoden erfasst werden, beispielsweise durchoptische, magnetische, mechanische oder auch akustische Messein¬richtungen, welche an der Bohrvorrichtung angeordnet sind. Jenach Anwendung kann somit in Abhängigkeit der Bohrtiefe, dieideale Kühlung ausgewählt werden, beispielsweise in geringenBohrtiefen, hauptsächlich auf die externe Kühlmethode umzuschal¬ten, wohingegen bei größeren Bohrtiefen die interne Kühlmethodein den Vordergrund rückt. Im Falle einer optimalen Regelung derMenge des Kühlmittels kann auch der Kühlmittelverbrauch geringgehalten und durch die Kombination der Kühlung eine optimaleKühlung des Knochens ermöglicht werden.

Idealerweise ist die Regelungseinrichtung zur Förderung desKühlmittels nach Beendigung des Bohrvorgangs, insbesondere übereine vorgegebene Zeit und/oder in einer vorgegebenen Menge nach

Beendigung des Bohrvorgangs, ausgebildet. Wie bereits oben er¬wähnt haben Untersuchungen gezeigt, dass die Temperatur im Kno¬chen auch nach Beendigung des Bohrvorgangs ansteigt. Durch dieVornahme einer Kühlung auch nach Beendigung des Bohrvorgangskann somit dieser Temperaturanstieg verhindert werden und somiteine Zerstörung des Knochengewebes vermieden werden. Die Zeitund/oder Menge des Kühlmittels, welche auch nach Beendigung desBohrvorgangs für die Kühlung aufgewendet wird kann nach Erfah¬rungswerten eingestellt werden, oder durch konkrete Temperatur¬messungen ermittelt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die erste Leitungund die zweite Leitung über ein Abzweigelement und eine gemein¬same Leitung mit dem Behälter für das Kühlmittel verbunden, wo¬bei die zumindest eine Pumpe in der gemeinsamen Leitung angeord¬net ist. Diese Variante hat den Vorteil, dass lediglich einePumpe für die Förderung des Kühlmittels für beide Kühlmethoden(intern und extern) erforderlich ist. Nachteilig dabei ist je¬doch, dass ohne weitere bauliche Maßnahmen kein Einfluss auf dasVerhältnis zwischen interner und externer Kühlung genommen wer¬den kann. Für bestimmte unkritische Anwendungen kann dies jedochreichen.

Dabei kann in der ersten Leitung und in der zweiten Leitung je¬weils ein Steuerventil angeordnet sein, welche Steuerventile mitder Regelungseinrichtung verbunden sind. Durch die entsprechendeAnsteuerung der Steuerventile über die Regelungseinrichtung kannsomit zwischen interner und externer Kühlung umgeschaltet werdenund durch Variation der Verschlusszeiten der Ventile oder Verän¬derung der Öffnungscharakteristik der Ventile auch die Menge desKühlmittels sowohl in der ersten, als auch zweiten Kühlmittel¬leitung entsprechend der Bohrtiefe des Bohrers geregelt werden.

Alternativ zu der oben beschriebenen Ausführungsform kann auchjeweils die erste Leitung und die zweite Leitung mit dem Behäl¬ter für das Kühlmittel verbunden sein, wobei in jeder Leitungeine Pumpe angeordnet ist. Diese Variante ermöglicht eine indi¬viduelle Einstellung der Kühlmittelmenge in der ersten Leitungfür die interne Kühlung, als auch der zweiten Leitung für dieexterne Kühlung, benötigt dafür jedoch zwei Pumpen zur Förderung des Kühlmittels.

Wenn die Regelungseinrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Ein¬gabe von Parametern verbunden ist, kann eine weitere Anpassungder Kühlung an bestimmte Parameter des Bohrvorgangs erfolgen.

Die Eingabeeinheit kann verschiedenartig, beispielsweise alsBarcode-Leser oder Tastatur ausgebildet sein. Beispielsweisekann über die entsprechend ausgestaltete Eingabeeinheit der Typdes verwendeten Bohrers, der Durchmesser des verwendeten Bohrersbzw. Angaben über den zu präparierenden Knochen gemacht werdenund somit das Kühlverfahren noch besser an die jeweiligen Gege¬benheiten angepasst werden.

Vorteilhafterweise ist die Regelungseinrichtung mit einer Daten¬bank verbunden. In einer derartigen Datenbank können entspre¬chend der Parameter beim Bohrverfahren Kennwerte zur Regelungder Kühlung abgespeichert sein, auf die die Regelungseinrichtungzugreifen kann. Die Datenbank ist als Wissensdatenbank anzusehenund enthält eine tabellarische Anordnung von Erfahrungswertenwie eine optimale Kühlung des Bohrverfahrens unter bestimmtenVoraussetzungen und unter Verwendung bestimmter Bohrer erreich¬bar ist.

Die erste Leitung zur Zufuhr des Kühlmittels vom Behälter insInnere des Bohrers und die zweite Leitung zur Zufuhr des Kühl¬mittels vom Behälter an die Außenseite des Bohrers können in ei¬nem Winkelstück enthalten sein, wie es zur zahnärztlichen Be¬handlung eingesetzt wird. Somit kann ein in der Dentalmedizinverwendetes Winkelstück bei herkömmlichen Zahnbehandlungseinhei¬ten mit der erfindungsgemäßen Regelung der Kühlung verwendetwerden.

Die zweite Leitung zur Zufuhr des Kühlmittels vom Behälter andie Außenseite des Bohrers kann auch in einer Bohrschablone ent¬halten sein, mit welcher der Knochenbohrvorgang unterstütztwird. Bei der Verwendung einer Bohrschablone wie sie in der Den¬talchirurgie üblich ist, aber auch in der Orthopädie angewendetwerden kann, befindet sich die zweite Leitung zur Zufuhr desKühlmittels vom Kühlmittelbehälter an die Außenseite des Bohrersin dieser Bohrschablone, während die interne Kühlung im Bohrer, bzw. der Bohrvorrichtung, angeordnet ist.

Wenn eine mit der Regelungseinrichtung verbundene Temperaturmes¬seinrichtung zur Messung der Temperatur an der Bohrstelle vorge¬sehen ist, kann eine optimale Regelung der Kühlung in Abhängig¬keit der tatsächlichen Temperatur an der Bohrstelle vorgenommenwerden. Die Temperaturmessung kann mit entsprechenden miniaturi¬sierten Sensoren im Inneren des Bohrers, oder an einer entspre¬chenden geeigneten Stelle, beispielsweise auch in einerBohrschablone, eingeordnet sein.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Behälter fürdas Kühlmittel eine Einrichtung zur Erfassung der im Behältervorhandenen Menge an Kühlmittel angeordnet. Durch eine derartigeMaßnahme kann dem behandelnden Arzt rechtzeitig angezeigt wer¬den, bevor der Kühlmittelbehälter leer wird, sodass der Bohrvor¬gang ohne Gefahr einer Überhitzung des Knochens vorher gestopptwerden kann.

Ebenso kann eine Einrichtung zur Messung der durch die Leitungenströmenden Menge des Kühlmittels vorgesehen sein. Durch derarti¬ge Messeinrichtungen kann auch eine Fehlfunktion, beispielsweisedurch Verstopfen einer Leitung, erkannt und dem Chirurgen oderZahnarzt angezeigt werden. Über eine Anzeigevorrichtung, welche mit der Messeinrichtung zurErfassung der Bohrtiefe des Bohrers verbunden ist, kann dem be¬handelnden Arzt die Bohrtiefe optisch oder akustisch angezeigtwerden, woraus er bestimmte Schlüsse ziehen kann, bzw. den Bohr¬vorgang nach Erreichen der gewünschten Bohrtiefe einstellenkann.

Die erste Leitung zur Zufuhr des Kühlmittels vom Behälter insInnere des Bohrers kann zur Bildung eines geschlossenen Kreis¬laufs wieder zum Behälter zurückgeführt sein. Auf diese Weisewird der Verbrauch an Kühlmittel reduziert und das Präparations-gebiet von weniger Kühlmittel durchflossen. Andererseits mussbei einem geschlossenen System für die geeignete Abfuhr der imKühlmittel transportierten Wärme, mit Hilfe entsprechender Wär¬metauscher, gesorgt werden.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Winkel¬stück für eine chirurgische Knochenbohrvorrichtung, wobei eineMesseinrichtung zur Erfassung der Bohrtiefe des Bohrers vorgese¬hen ist, welche Messeinrichtung mit einer Regelungseinrichtungzur Regelung der Förderung des Kühlmittels verbindbar ist, so-dass die Menge des durch die erste Leitung und die zweite Lei¬tung zugeführten Kühlmittels in Abhängigkeit der Bohrtiefe desBohrers regelbar ist. Zu den dadurch erzielbaren Vorteilen wirdauf die obige Beschreibung der chirurgischen Knochenbohrvorrich¬tung verwiesen. Die Messeinrichtung zur Erfassung der Bohrtiefedes Bohrers ist in entsprechend miniaturisierter Bauweise imWinkelstück enthalten und liefert die Daten über Kabel oder ka¬bellos zur Regelungseinrichtung, welche mit den Pumpen zur För¬derung des Kühlmittels verbunden ist. Die Messung der Bohrtiefekann optisch, beispielsweise durch Lasertriangulierung, mecha¬nisch, akustisch mittels Ultraschall, oder über die Oszillationdes Bohrers und Analyse des Resonanzverhaltens vorgenommen wer¬den. Unter der Voraussetzung der Einhaltung entsprechenderSchnittstellen kann ein derartiges Winkelstück bei herkömmlichendentalchirurgischen Einrichtungen angewandt werden.

Vorteilhafterweise ist eine Temperaturmesseinrichtung zur Mes¬sung der Temperatur an der Bohrstelle vorgesehen, welche mit derRegelungseinrichtung verbindbar ist. Wie bereits oben erwähnt,kann durch Erfassung der tatsächlichen Temperatur an der Bohr¬stelle noch besser in den Regelungsvorgang eingegriffen werden.Die Temperaturmessung kann mit entsprechend miniaturisiertenTemperatursensoren einfach erfolgen.

Weiters wird die Aufgabe auch durch eine Bohrschablone für einechirurgische Knochenbohrvorrichtung gelöst, wobei mit jeder Öff¬nung eine Leitung zur Zufuhr eines Kühlmittels in den Bereichder Bohrstelle verbunden ist, wobei die Förderung des Kühlmit¬tels in den Leitungen in Abhängigkeit der Bohrtiefe des Bohrersregelbar ist. Durch eine derartig ausgebildete Bohrschablonekann eine optimale Einstellung und Auswahl der geeigneten Kühl¬methode (intern und/oder extern) und der entsprechenden Menge anKühlmittel erfolgen.

Schließlich wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eineVerfahren zur Kühlung einer chirurgischen Knochenbohrvorrichtunggelöst, wobei die Förderung des Kühlmittels in Abhängigkeit derBohrtiefe des Bohrers geregelt wird. Zu den dadurch erzielbarenVorteilen wird auf die obige Beschreibung bei der chirurgischenKnochenbohrvorrichtung verwiesen.

Optional können Parameter, beispielsweise der verwendete Bohrer,über eine Eingabeeinheit eingegeben und bei der Regelung desKühlmittels berücksichtigt werden. Die Eingabeeinheit kann bei¬spielsweise durch eine Tastatur oder einen Touchscreen, aberauch einen Barcode-Leser oder einen anderen Sensor gebildetsein, durch welchen die entsprechenden Parameter, beispielsweiseder Typ des verwendeten Bohrers oder dergleichen eingegeben odereingescannt werden können.

Idealerweise wird auch nach Beendigung des Bohrvorgangs Kühlmit¬tel, insbesondere über eine vorgegebene Zeit und/oder eine vor¬gegebene Menge an Kühlmittel, gefördert. Auf diese Weise wirdein Ansteigen der Knochentemperatur auch nach Beendigung desBohrvorgangs wirkungsvoll verhindert.

Wenn die Temperatur an der Bohrstelle gemessen und bei der Rege¬lung der Kühlung berücksichtigt wird, kann eine noch optimalereKühlung erzielt werden.

Die im Behälter für das Kühlmittel vorhandenen Menge an Kühlmit¬tel kann gemessen und vorzugsweise optisch oder akustisch ange¬zeigt werden.

Ebenso kann die Menge des durch die Leitungen geförderten Kühl¬mittels gemessen werden und wertvolle Information für den Arztliefern.

Wenn bei Unterschreitung einer vorgegebenen Menge des durch dieLeitungen geförderten Kühlmittels ein Alarm ausgegeben wird,kann eine höhere Sicherheit vor Überhitzung der Bohrstelle er¬reicht werden.

Als Kühlmittel wird vorzugsweise gekühlte physiologische Koch-

Salzlösung verwendet. Auch andere Arten von Kühlflüssigkeiten,welche keine negativen Auswirkungen auf den Körper haben, könnenzur Anwendung gelangen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläu¬tert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer chirurgi¬schen Knochenbohrvorrichtung mit kombinierter Kühlung undRegelung der Kühlung in Abhängigkeit der gemessenen Bohr¬tiefe des Bohrers;

Fig. 2 eine schematische Ansicht auf eine chirurgische Knochen¬bohrvorrichtung mit kombinierter interner und externerKühlung mit einer Pumpe und Y-Stück;

Fig. 3 eine schematische Ansicht auf eine chirurgische Knochen¬bohrvorrichtung mit kombinierter interner und externerKühlung mit zwei getrennten Pumpen bzw. Steuerventilen;

Fig. 4 eine chirurgische Knochenbohrvorrichtung mit interner Kühlung im Bohrkopf bzw. Winkelstück und externer Kühlungin einer Bohrschablone;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer chirurgischen Knochen¬bohrvorrichtung mit interner Kühlung im Bohrkopf bzw.Winkelstück und externer Kühlung in einer Bohrschablone;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Temperaturver¬läufe an der Bohrstelle während und nach dem Bohrvorgangbei herkömmlichem Kühlverfahren; und

Fig. 7 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Temperaturver¬läufe an der Bohrstelle während und nach dem Bohrvorgangmit dem erfindungsgemäßen Kühlverfahren.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einerchirurgischen Knochenbohrvorrichtung 1 mit kombinierter Kühlungund Regelung der Kühlung in Abhängigkeit der gemessenen Bohrtie¬fe Ad des Bohrers 3 dargestellt. Die chirurgische Knochenbohr-

Vorrichtung 1 umfasst einen Antrieb 2 für den Bohrer 3 und einenBehälter 4 für das Kühlmittel 5, beispielsweise die physiologi¬sche Kochsalzlösung. Über eine erste Leitung 7 wird Kühlmittel 5aus dem Behälter 4 in das Innere des Bohrers 3 für die interneKühlung geleitet. Über eine zweite Leitung 8 wird Kühlmittel 5vom Behälter 4 an die Außenseite des Bohrers 3 für die externeKühlung geführt. Im dargestellten Beispiel sind zwei Pumpen 6, 6' für die Förderung des Kühlmittels 5 in der ersten Leitung 7und der zweiten Leitung 8 angeordnet. Erfindungsgemäß ist eineMesseinrichtung 9 zur Erfassung der Bohrtiefe Ad des Bohrers 3angeordnet, welche verschiedenartig ausgebildet sein kann, bei¬spielsweise durch optische, akustische oder mechanische Messung.Die Messeinrichtung 9 liefert ein Signal an die Regelungsein¬richtung 10, welche mit den Pumpen 6, 6' verbunden ist, sodassdie Menge des Kühlmittels 5 in Abhängigkeit der Bohrtiefe Ad desBohrers 3 regelbar ist. Dabei kann die Menge des Kühlmittels 5in der ersten Leitung 7 und der zweiten Leitung 8 prinzipiellvon 0-100% geregelt werden, wodurch zwischen reiner internerKühlung, reiner externer Kühlung und kombinierter interner undexterner Kühlung mit variablen Kühlmittelmengen gewählt werdenkann. Die Regelungseinrichtung 10 kann mit einer Eingabeeinheit15 verbunden sein, über welche bestimmte Parameter eingegebenbzw. ausgewählt werden können. Die Eingabeeinheit 15 kann bei¬spielsweise durch einen Barcode-Leser 16 oder eine Tastatur 17gebildet sein. Die Eingabeeinheit 15 kann sowohl intern, alsauch extern angeordnet sein, wobei bei der externen Anordnungeine drahtlose Verbindung über einen Sender 26 und einen Empfän¬ger 27, der mit der Regelungseinrichtung 10 verbunden ist, oderauch eine leitungsgebundene Verbindung vorgesehen sein kann.Weiters kann die Regelungseinrichtung 10 mit einer Datenbank 18verbunden sein, über welche wichtige Daten zur Durchführung desRegelverfahrens gewonnen werden können. Die Datenbank 18 kannauch entfernt angeordnet sein und über ein entsprechendes Netz¬werk, beispielsweise das Internet, zugänglich gemacht werden. Jenach Vorgaben für die Regelungseinrichtung 10 kann insbesondereauch eine Förderung des Kühlmittels 5 nach Beendigung des Bohr¬vorgangs beispielsweise über eine vorgegebene Zeit At und/oderin einer vorgegebenen Menge Am des Kühlmittels 5 ausgebildetsein. Dadurch kann eine lokale Überhitzung des Knochengewebesauch nach Beendigung des Bohrvorgangs verhindert werden.

An der chirurgischen Knochenbohrvorrichtung 1 kann eine Tempera¬turmesseinrichtung 21 zur Messung der Temperatur an der Bohr¬stelle vorgesehen sein. Diese Temperaturmesseinrichtung 21 istmit der Regelungseinrichtung 10 verbunden, welche verschiedenar¬tig ausgebildet sein kann. Im Behälter 4 für das Kühlmittel 5kann eine Einrichtung 22 zur Erfassung der im Behälter 4 vorhan¬denen Menge an Kühlmittel 5 angeordnet sein, sodass dem Anwenderrechtzeitig mitgeteilt werden kann, wie viel Kühlmittel 5 nochim Behälter 4 vorhanden ist. Über eine Einrichtung 25, welcheverschiedenartig ausgebildet sein kann, ist es möglich die durchdie Leitungen 7, 8 strömende Menge des Kühlmittels 5 zu messen.Diese Einrichtung 25 zur Messung der durch die Leitungen 7, 8strömenden Menge des Kühlmittels 5 ist wiederum mit der Rege¬lungseinrichtung 10 verbunden. Über eine Anzeigevorrichtung 23,die intern mit der Regelungseinheit 10 verbunden sein kann, oderextern angeordnet sein kann, können dem Benutzer der chirurgi¬schen Knochenbohrvorrichtung 1 verschiedene Ereignisse akustischoder optisch wiedergegeben werden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer chirurgischen Kno¬chenbohrvorrichtung 1 mit kombinierter interner und externerKühlung mit einer Pumpe 6 und einem Abzweigelement 11. Hier istdie erste Leitung 7 zur Zufuhr des Kühlmittels 5 vom Behälter 4ins Innere des Bohrers 3 und die zweite Leitung 8 zur Zufuhr desKühlmittels 5 vom Behälter 4 an die Außenseite des Bohrers 3über das Abzweigelement 11 in eine gemeinsame Leitung 12 zusam¬mengeführt, in welcher eine gemeinsame Pumpe 6 zur Förderung desKühlmittels 5 angeordnet ist. Diese Variante hat den Vorteil,dass nur eine Pumpe 6 benötigt wird, eine unabhängige Regelungder Menge des Kühlmittels 5 für die interne Kühlung und die ex¬terne Kühlung, bzw. die erste Leitung 7 oder die zweite Leitung8 ist jedoch nicht möglich.

Aus Fig. 3 geht eine schematische Ansicht einer chirurgischenKnochenbohrvorrichtung 1 mit kombinierter interner und externerKühlung mit zwei getrennten Pumpen 6, 6' bzw. Steuerventilen 13,14 hervor. Bei dieser Ausführungsvariante werden zwei Pumpen 6,6' bzw. zwei Steuerventile 13, 14 benötigt, dafür ist jedoch ei¬ne unabhängige Regelung der Menge des Kühlmittels 5 für die in- terne und externe Kühlung durchführbar.

In Fig. 4 ist eine chirurgische Knochenbohrvorrichtung 1 mit in¬terner Kühlung im Bohrkopf bzw. Winkelstück 19 und externer Küh¬lung in einer Bohrschablone 20 dargestellt. Das skizzierte Win¬kelstück 19 enthält sowohl eine erste Leitung 7 für die interneKühlung im Inneren des Bohrers 3, als auch eine zweite Leitung 8für die externe Kühlung an der Außenseite des Bohrers 3. DieBohrschablone 20 enthält die zweite Leitung 8 zur Zufuhr desKühlmittels 5 vom Behälter 4 an die Öffnungen 24 in derBohrschablone 20. Über die Öffnung 24 gelangt das Kühlmittel 5an die Außenseite des Bohrers 3.

Figur 5 zeigt eine Variante der chirurgischen Knochenbohrvor¬richtung 1 gemäß Figur 4, wobei die externe Kühlung durch je¬weils zwei Leitungen 8 zu den Öffnungen 24 für die Aufnahme desBohrers 3 angeordnet ist, wodurch ein quasi geschlossenes Systemgebildet wird und das Kühlmedium quasi in einem Kreislauf ge¬führt werden kann (natürlich geht ein Teil des Kühlmittels 5über die Außenseite des Bohrers 3 verloren).

Schließlich zeigt Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichungder Temperaturverläufe an der Bohrstelle während und nach demBohrvorgang in verschiedenen Bohrtiefen. Das dargestellte Dia¬gramm zeigt den Temperaturverlauf während (t d tE) und nach(t > tE) einem Bohrvorgang in einem Kieferknochen mit herkömmli¬cher Kühlung. Beim konventionellen Bohrverfahren ist erkennbar,dass nach Beendigung des Bohrvorgangs zum Zeitpunkt tE die Tempe¬ratur im Knochen weiter ansteigt und im Falle des Überschreitenskritischer Bereiche zu Knochennekrosen führen kann. Durch daserfindungsgemäße Kühlverfahren in Abhängigkeit der Bohrtiefe Addes Bohrers 3 der Knochenbohrvorrichtung 1 wird ein derartigerTemperaturanstieg nach Beendigung des Bohrvorgangs zum ZeitpunkttE wirkungsvoll verhindert, da die Kühlung über eine entsprechen¬de Zeit At auch nach Beendigung des Bohrverfahrens fortgeführtwird. Anstelle einer fix vorgegebenen Zeitspanne At kann aucheine bestimmte Menge Am an Kühlmittel 5 nach Beendigung desBohrvorgangs verbraucht werden, bevor die Kühlung endgültig be¬endet wird. Die verschiedenen Kurven in den Figuren 6 und 7 wur¬den in verschiedenen Bohrtiefen aufgenommen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine optimale Kühlung chi¬rurgischer Knochenbohrvorrichtungen und hilft bei der Vermeidungvon Knochennekrosen aufgrund der Überschreitung kritischer Tem¬peraturen innerhalb des Knochengewebes.

Claims (25)

1. Patentansprüche: 1. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1), beinhaltend einenmit einem Antrieb (2) verbundenen Bohrer (3), einen Behälter (4)für ein Kühlmittel (5), zumindest eine Pumpe (6) zur Förderungdes Kühlmittels (5), eine erste Leitung (7) zur Zufuhr des Kühl¬mittels (5) vom Behälter (4) ins Innere des Bohrers (3) und einezweite Leitung (8) zur Zufuhr des Kühlmittels (5) vom Behälter (4) an die Außenseite des Bohrers (3), dadurch gekennzeichnet,dass eine Messeinrichtung (9) zur Erfassung der Bohrtiefe (Ad)des Bohrers (3) vorgesehen ist, welche Messeinrichtung (9) miteiner Regelungseinrichtung (10) zur Regelung der Förderung desKühlmittels (5) verbunden ist, sodass die Menge des Kühlmittels (5) in Abhängigkeit der Bohrtiefe (Ad) des Bohrers (3) regelbarist.
2. 2. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (10) zurFörderung des Kühlmittels (5) nach Beendigung des Bohrvorgangs,insbesondere über eine vorgegebene Zeit (At) und/oder in einervorgegebenen Menge (Am) nach Beendigung des Bohrvorgangs, ausge¬bildet ist.
3. 3. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (7) und diezweite Leitung (8) über ein Abzweigelement (11) und eine gemein¬same Leitung (12) mit dem Behälter (4) für das Kühlmittel (5)verbunden sind, wobei die zumindest eine Pumpe (6) in der ge¬meinsamen Leitung (12) angeordnet ist.
4. 4. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Lei¬tung (7) und in der zweiten Leitung (8) jeweils ein Steuerventil(13, 14) angeordnet ist, welche Steuerventile (13, 14) mit derRegelungseinrichtung (10) verbunden sind.
5. 5. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung(7) und die zweite Leitung (8) mit dem Behälter (4) für dasKühlmittel (5) verbunden ist, wobei in jeder Leitung (7, 8) eine Pumpe (6, 6') angeordnet ist.
6. 6. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsein¬richtung (10) mit einer Eingabeeinheit (15) zur Eingabe von Pa¬rametern, beispielsweise einem Barcode-Leser (16) oder einerTastatur (17), verbunden ist.
7. 7. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsein¬richtung (10) mit einer Datenbank (18) verbunden ist.
8. 8. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (7) zur Zufuhr des Kühlmittels (5) vom Behälter (4) ins Inneredes Bohrers (3) und die zweite Leitung (8) zur Zufuhr des Kühl¬mittels (5) vom Behälter (4) an die Außenseite des Bohrers (3)in einem Winkelstück (19) enthalten sind.
9. 9. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitung (8) zur Zufuhr des Kühlmittels (5) vom Behälter (4) an die Au¬ßenseite des Bohrers (3) in einer Bohrschablone (20) enthalten ist.
10. 10. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Rege¬lungseinrichtung (10) verbundene Temperaturmesseinrichtung (21)zur Messung der Temperatur (T) an der Bohrstelle vorgesehen ist.
11. 11. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (4)für das Kühlmittel (5) eine Einrichtung (22) zur Erfassung derim Behälter (4) vorhandenen Menge an Kühlmittel (5) angeordnetist
12. 12. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung(25) zur Messung der durch die Leitungen (7, 8) strömenden Mengedes Kühlmittels (5) vorgesehen ist.
13. 13. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigevor¬richtung (23) vorgesehen ist, welche mit der Messeinrichtung (9)zur Erfassung der Bohrtiefe (Ad) des Bohrers (3) verbunden ist.
14. 14. Chirurgische Knochenbohrvorrichtung (1) nach einem der An¬sprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung(7) zur Zufuhr des Kühlmittels (5) vom Behälter (4) ins Inneredes Bohrers (3) zur Bildung eines geschlossenen Kreislaufs wie¬der zum Behälter (4) zurückgeführt ist.
15. 15. Winkelstück (19) für eine chirurgische Knochenbohrvorrich¬tung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, beinhaltend einenmit einem Antrieb (2) verbindbaren Bohrer (3) und eine ersteLeitung (7) zur Zufuhr eines Kühlmittels (5) ins Innere des Boh¬rers (3), und eine zweiten Leitung (8) zur Zufuhr eines Kühlmit¬tels (5) an die Außenseite des Bohrers (3), dadurch gekennzeich¬net, dass eine Messeinrichtung (9) zur Erfassung der Bohrtiefe(Ad) des Bohrers (3) vorgesehen ist, welche Messeinrichtung (9)mit einer Regelungseinrichtung (10) zur Regelung der Förderungdes Kühlmittels (5) verbindbar ist, sodass die Menge des durchdie erste Leitung (7) und die zweite Leitung (8) zugeführtenKühlmittels (5) in Abhängigkeit der Bohrtiefe (Ad) des Bohrers(3) regelbar ist.
16. 16. Winkelstück (19) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass eine Temperaturmesseinrichtung (21) zur Messung der Tempe¬ratur (T) an der Bohrstelle vorgesehen ist, welche mit der Rege¬lungseinrichtung (10) verbindbar ist.
17. 17. Bohrschablone (20) für eine chirurgische Knochenbohrvorrich¬tung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit Öffnungen (24)für die Führung eines Bohrers (3), dadurch gekennzeichnet, dassmit jeder Öffnung (24) eine Leitung (8) zur Zufuhr eines Kühl¬mittels (5) in den Bereich der Bohrstelle verbunden ist, wobeidie Förderung des Kühlmittels (5) in den Leitungen (8) in Abhän¬gigkeit der Bohrtiefe (Ad) des Bohrers (3) regelbar ist.
18. 18. Verfahren zur Kühlung einer chirurgischen Knochenbohrvor- richtung (1), beinhaltend einen mit einem Antrieb (2) verbunde¬nen Bohrer (3), wobei ein Kühlmittel (5) mit zumindest einerPumpe (6) aus einem Behälter (4) über eine erste Leitung (7) insInnere des Bohrers (3) und über eine zweite Leitung (8) an dieAußenseite des Bohrers (3) gefördert wird, dadurch gekennzeich¬net, dass die Förderung des Kühlmittels (5) in Abhängigkeit derBohrtiefe (Ad) des Bohrers (3) geregelt wird.
19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Pa¬rameter, beispielsweise der verwendete Bohrer (3) , über eineEingabeeinheit (15) eingegeben werden und bei der Regelung desKühlmittels berücksichtigt werden.
20. 20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet,dass auch nach Beendigung des Bohrvorgangs Kühlmittel (5), ins¬besondere über eine vorgegebene Zeit (At) und/oder eine vorgege¬bene Menge (Am) an Kühlmittel (5), gefördert wird.
21. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Temperatur (T) an der Bohrstelle gemessenund bei der Regelung der Kühlung berücksichtigt wird.
22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die im Behälter (4) für das Kühlmittel (5) vorhandene Menge an Kühlmittel (5) gemessen und vorzugsweise op¬tisch oder akustisch angezeigt wird.
23. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Menge des durch die Leitungen (7, 8) ge¬förderten Kühlmittels (5) gemessen wird.
24. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreitung einer vorgegebenen Menge des durch die Leitungen(7, 8) geförderten Kühlmittels (5) ein Alarm ausgegeben wird.
25. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass als Kühlmittel (5) vorzugsweise gekühlte phy¬siologische Kochsalzlösung verwendet wird.