Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vergurtungssystem
zur Spondylodese der Lendenwirbelsäule nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine Pedikelschraube und einen Gegen
halter zur Verwendung bei einem solchen.
Ein derartiges vom Markt her bekanntes Vergurtungssystem
wird zur Spondylodese der Lendenwirbelsäule, d. h. zur star
ren Verbindung zweier benachbarter Wirbelkörper z. B. bei
beschädigter Bandscheibe, eingesetzt. Es umfaßt zwei Pedi
kelschrauben, wobei die eine Pedikelschraube im Pedikel des
einen Wirbelkörpers und die andere Pedikelschraube im Pedi
kel des benachbarten Wirbelkörpers verankert werden kann,
sowie eine an den beiden Pedikelschrauben befestigbare Ver
bindungsstange. Vor dem Einsetzen der Verbindungsstange
kann an den Pedikelschrauben ein Repositionsinstrument be
festigt werden. Durch entsprechende Einstellung des Reposi
tionsinstruments kann sowohl die Relativposition der Wir
belkörper in ventrodorsaler Richtung als auch der Lordose
winkel eingestellt werden.
Nachteilig bei diesem Vergurtungssystem ist jedoch, daß für
seinen Einsatz die paravertebrale Muskulatur über eine
Strecke von 15 bis 20 cm von der Wirbelsäule freipräpariert
werden muß, und zwar über die Gelenkfortsätze lateral hin
aus. Dabei wird die neurale und die vaskuläre Versorgung in
diesem Bereich weitgehend unterbrochen. Die relativ große
Wunde bleibt über einen Zeitraum von ca. eineinhalb bis
zweieinhalb Stunden offen, was zu einem entsprechenden Infektionsrisiko
führt. Zuzüglich muß bei einer solch großen
Wunde mit einem Blutverlust von ca. 300 bis 500 ml gerech
net werden, was für den Kreislauf des Patienten belastend
ist.
Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Ver
gurtungssystem der eingangs genannten Art so weiterzubil
den, daß die Repositionierung zweier benachbarter Wirbel
körper und deren Vergurtung auf für den Patienten schonende
und weitgehend risikolose Art und Weise durchgeführt werden
kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Vergurtungssystem mit den im
Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Das erfindungsgemäße Vergurtungssystem ermöglicht es, das
Repositionsinstrument relativ weit weg von den Wirbelkör
pern einzusetzen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß an den
Verankerungselementen jeweils ein Verlängerungselement lös
bar befestigt werden kann. Das Repositionsinstrument wird
wiederum an diesen Verlängerungselementen angebracht. So
wird es möglich, die Verankerungselemente, in den meisten
Fällen wohl Pedikelschrauben, zunächst durch einen mikro
chirurgischen Eingriff in den Pedikeln zu verankern. Dabei
werden die paravertebralen Muskeln einfach durchstoßen. An
schließend werden, ebenfalls mikrochirurgisch, die Verlän
gerungselemente an den Verankerungselementen befestigt und
durch die kleinen Öffnungen in der Haut nach außen geführt.
Das Repositionsinstrument kann jetzt über der Haut des Pa
tienten angesetzt werden, so daß eine große Wunde mit den
eingangs genannten Nachteilen nicht mehr erforderlich ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran
sprüchen angegeben.
Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 2 ist das Verlängerungselement
an dem Verankerungselement axial fluchtend be
festigbar. Dies erleichtert die Handhabung des Verlänge
rungselements und die Ausrichtung der Wirbelkörper.
Die Handhabung des erfindungsgemäßen Vergurtungssystems ist
dann besonders einfach, wenn gemäß der in Anspruch 3 ange
gebenen Weiterbildung das Verlängerungselement mit dem Ver
ankerungselement und dem Repositionsinstrument verschraub
bar ist.
Das Aufschrauben und das Entfernen des Verlängerungsele
ments wird durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 er
leichtert, wonach das Verlängerungselement einen Angriffs
abschnitt für ein Werkzeug aufweist.
Wie bereits eingangs ausgeführt wurde, soll die Relativpo
sition der beiden Wirbelkörper nach erfolgter Repositionie
rung durch eine an den Verankerungselementen mit Hilfe der
Verbindungseinrichtungen befestigbaren Verbindungsstange
dauerhaft festgelegt werden. Damit auch das Einsetzen die
ser Verbindungseinrichtungen innerhalb des mikrochirurgi
schen Eingriffes möglich ist, wird in Anspruch 5 vorge
schlagen, daß die jeweilige Verbindungseinrichtung ein mit
dem Verankerungselement lösbar verbindbares Befestigungs
teil mit einem zumindest bereichsweise kugelpfannenförmigen
Lagerabschnitt, ein zweigeteiltes Lagerelement für die Ver
bindungsstange mit einem mindestens bereichsweise kugelig
gekrümmten, zu dem kugelpfannenförmigen Lagerabschnitt kom
plementären Lagerabschnitt und ein Klemmelement umfaßt,
welches die Verbindungsstange, das Befestigungsteil und das
Lagerelement in Einbaulage beaufschlagt und hierdurch fest
legt.
Durch diese Weiterbildung der Erfindung wird eine kugel
kopfartige Verbindungseinrichtung geschaffen, deren Einzelteile
nacheinander durch die vorhandene kleine Hautöffnung
auf dem Verankerungselement aufgebaut und schließlich auf
grund des Klemmelements dauerhaft verriegelt werden kann.
Damit die Verbindung der beiden Wirbelkörper möglichst
starr ist, wird gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen, daß der ku
gelig gekrümmte Abschnitt und der komplementäre kugelpfan
nenförmige Abschnitt Oberflächen mit einem hohem Reibungs
wert aufweist, derart, daß sie sich unter Pressung nicht
gegeneinander verschieben können.
Eine alternative Verbindungseinrichtung ist in Anspruch 7
vorgeschlagen: Bei diesem weist die Verbindungseinrichtung
ein mit dem Verankerungselement in axialer Richtung ver
bindbares Befestigungsteil auf, das einen seitlichen Lager
abschnitt besitzt, in dem ein Endabschnitt der Verbindungs
stange fest aufgenommen werden kann. Diese Verbindungsein
richtung ist leicht realisierbar und auch unter beengten
Verhältnissen im Operationsgebiet sicher einsetzbar.
In den Ansprüchen 8 bis 15 sind vorteilhafte Weiterbildun
gen des in Anspruch 7 angegebenen Vergurtungssystems bean
sprucht.
In Anspruch 16 ist eine Pedikelschraube zur Verwendung als
Verankerungselement bei einem Vergurtungssystem nach einem
der Ansprüche 1 bis 15 angegeben. An ihr kann das Verlänge
rungselement leicht befestigt werden, da sie eine entspre
chende Befestigungseinrichtung aufweist.
Gemäß Anspruch 17 ist die Befestigungseinrichtung an der
Pedikelschraube so ausgebildet, daß das Verlängerungsele
ment in Einbaulage axial fluchten kann, was die Handhabung
erleichtert.
Es ist grundsätzlich wichtig, daß das Verlängerungselement
vom Verankerungselement gelöst werden kann, ohne daß dessen
Verankerung mit dem Knochen gelöst wird. Ist das Verlänge
rungselement auf dem Verankerungselement durch eine Drehbe
wegung befestigbar, ist der gemäß Anspruch 18 vorgesehene
Gegenhalter hilfreich, der bei aufgesetztem Verlängerungs
element mit dem Verankerungselement drehfest und lösbar
verbunden werden kann.
Eine einfache drehfeste und doch lösbare Verbindung des Ge
genhalters mit dem Verankerungselement ist im Anspruch 19
angegeben. Danach weist der Gegenhalter Ausnehmungen oder
Vorsprünge auf, die in hierzu komplementäre Ausnehmungen
des Verankerungselement eingreifen können.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail erläutert. In dieser
zeigen:
Fig. 1: eine Explosionsdarstellung im Längsschnitt einzel
ner Elemente eines Vergurtungssystems, eines
Repositionsinstruments und eines Gegenhalters;
Fig. 2: eine perspektivische Explosionsdarstellung der Pe
dikelschraube, des Verlängerungselements und des
Gegenhalters von Fig. 1;
Fig. 3: eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei
spiels einer Verbindungseinrichtung mit einer
Verbindungsstange;
Fig. 4: eine Vorderansicht der Verbindungseinrichtung von
Fig. 3;
Fig. 5: einen Schnitt durch die Verbindungseinrichtung von
Fig. 3 längs der Linie V-V;
Fig. 6: einen Schnitt durch die Verbindungseinrichtung von
Fig. 3 längs der Linie VI-VI;
Fig. 7: einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungs
beispiel einer Verbindungseinrichtung zu einem
ersten Zeitpunkt des Zusammenbaus;
Fig. 8: einen Längsschnitt durch die Verbindungseinrich
tung von Fig. 7 zu einem zweiten Zeitpunkt
während des Zusammenbaus; und
Fig. 9: eine grobschematische Darstellung des Operations
gebiets von außen gesehen.
Ein Vergurtungssystem trägt in Fig. 1 insgesamt das Be
zugszeichen 10. Es umfaßt zwei als Pedikelschrauben ausge
bildete Verankerungselemente 12, von denen eine in der
Zeichnung dargestellt ist, eine Verbindungsstange 92 und
für jede Pedikelschraube 12 ein Verlängerungselement 14 und
eine Verbindungseinrichtung 18. Ferner sind in Fig. 1 ein
Gegenhalter 16 und teilweise ein Repositionsinstrument 20
dargestellt.
Die Pedikelschraube 12 hat einen zylindrischen Kopf 13 und
einen konischen Schraubabschnitt 15, der auf seiner äußeren
Mantelfläche ein Gewinde 22 trägt (vergleiche auch Fig.
2). Der Schraubabschnitt 15 hat in etwa die geometrische
Ausbildung einer Holzschraube. In die in den Fig. 1 und
2 rechte Stirnfläche 24 des Kopfs 13 der Pedikelschraube 12
ist eine mittige axiale Gewindebohrung 26 eingebracht. Am
radial äußeren Rand der Stirnfläche 24 des Kopfs 13 sind
über den Umfang verteilt vier Ausnehmungen 30 vorhanden,
auf deren Bedeutung weiter unten im Zusammenhang mit dem
Gegenhalter 16 eingegangen wird.
Das Verlängerungselement 14 weist an seinem der Pedikel
schraube 12 zugewandten Ende einen Gewindezapfen 32 sowie
einen an diesen angeformten länglichen zylindrischen Stan
genabschnitt 34 auf. Der Gewindezapfen 32 ist so ausgebil
det, daß er in die Gewindebohrung 26 im Kopf 13 der Pedi
kelschraube 12 eingeschraubt werden kann. Der Stangenab
schnitt 34 hat einen etwas größeren Durchmesser als der Ge
windezapfen 32, so daß zwischen diesen beiden ein Absatz 38
gebildet ist. Der Durchmesser des Stangenabschnittes 34 ist
etwas kleiner als der Durchmesser des Kopfs 13 der Pedikel
schraube 12 und entspricht in etwa dem Abstand der radial
inneren Ränder gegenüberliegender Ausnehmungen 30 in der
Stirnfläche 24 des Kopfs 13 der Pedikelschraube 12.
Das von der Pedikelschraube 12 abgelegene Ende des Stangen
abschnitts 34 ist als Mehrkantabschnitt 40 für einen
Schraubenschlüssel ausgebildet. In die Stirnfläche 42 des
Mehrkantabschnitts 40 ist eine axiale Gewindebohrung 44
eingebracht, welche, wie weiter unten noch im Detail erläu
tert ist, eine Befestigungseinrichtung für das Repositi
onsinstrument 20 bildet.
Der Gegenhalter 16 besteht aus einem Rohr 48, dessen Innen
durchmesser so gewählt ist, daß es unter leichtem Spiel
über den Stangenabschnitt 34 des Verlängerungselements 14
geschoben werden kann. An seinem in den Fig. 1 und 2 in
Richtung zur Pedikelschraube 12 zeigenden Rand 50 sind über
den Umfang verteilt vier Vorsprünge 52 angeformt, die so
plaziert und bemessen sind, daß sie in die Ausnehmungen 30
in der Stirnfläche 24 des Kopfs 13 der Pedikelschraube 12
eingreifen können. Die Länge des Rohres 48 ist etwas kürzer
als die des Stangenabschnitts 34. Wenn das Verlängerungs
element 14 auf die Pedikelschraube 12 aufgeschraubt und der
Gegenhalter 16 über das Verlängerungselement 14 bis zur Pe
dikelschraube 12 geschoben ist, ist somit der Mehrkantab
schnitt 40 nicht von dem Rohr 48 bedeckt.
Nun wird auf die Fig. 3 bis 6 Bezug genommen, in denen
ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verbindungseinrichtung
18 dargestellt ist. Diese dient dazu, die Verbindungsstange
92 an der Pedikelschraube 12 starr zu befestigen. Dies wird
im Detail weiter unten noch erläutert werden. Die Verbin
dungseinrichtung 18 umfaßt ein Befestigungsteil 54, ein
Klemmelement 72 und ein Lagerelement 86 für die Verbin
dungsstange 92.
Das Befestigungsteil 54 weist einen Gewindezapfen 60 und
einen Lagerabschnitt 58 auf. Der Gewindezapfen 60 ist
gleich ausgebildet wie der Gewindezapfen 32 des Verlänge
rungselements 14, er ist also ebenfalls in die Gewindeboh
rung 26 im Kopf 13 der Pedikelschraube 12 einschraubbar.
Während der Gewindezapfen 60 im wesentlichen zylindrische
Form hat, hat der Lagerabschnitt 58 in der in Fig. 5 dar
gestellten Schnittansicht die Außenkontur eines Rechtecks,
welches, wie aus den Fig. 3 und 6 ersichtlich ist, nur
eine geringe Dicke aufweist. Zwischen Gewindezapfen 60 und
Lagerabschnitt 58 ist somit ein Absatz 64 vorhanden.
Der Lagerabschnitt 58 umfaßt einen zum Gewindezapfen 60
transversalen Basisabschnitt 65 und zwei sich von den Enden
des Basisabschnitts parallel zur Achse des Gewindezapfens
60 in entgegengesetzter Richtung zum Gewindezapfen 60 er
streckende längliche Seitenabschnitte 66. Der Basisab
schnitt 65 und die Seitenabschnitte 66 begrenzen somit eine
U-förmige Ausnehmung 68 (Fig. 5). Die Wand der Ausnehmung
68 ist senkrecht zur Schnittebene von Fig. 5 gekrümmt, und
zwar derart, daß die Ausnehmung 68 in ihrem unteren Bereich
eine insgesamt halbkugelpfannenförmige und im seitlichen
Breich zylindrische Kontur hat. Die Außenwände der Seiten
abschnitte 66 sind ebenfalls senkrecht zur Schnittebene von
Fig. 5 gekrümmt, und zwar derart, daß sie auf einem ge
meinsamen Zylindermantel liegen. In ihrem oberen Bereich
tragen die Außenwände der Seitenabschnitte 66 jeweils Ge
winde 70, deren Windungen aufeinander abgestimmt sind, so
daß ein Außengewinde auf noch darzustellende Art und Weise
in sie eingreifen kann.
Beim Klemmelement 72 handelt es sich im wesentlichen um ei
ne kreiszylindrische Scheibe, deren Außendurchmesser größer
ist als der Außendurchmesser der Seitenwände 66. In die in
Einbaulage dem Befestigungsteil 54 zugewandte Stirnseite 74
des Klemmelements ist eine Ringnut 76 eingebracht, deren
Außendurchmesser dem Durchmesser des Zylindermantels ent
spricht, auf dem die Seitenabschnitte 66 des Befestigungs
teils 54 liegen, und deren Innendurchmesser dem Durchmesser
der Ausnehmung 68 zwischen dem Basisabschnitt 65 und den
Seitenabschnitten 66 des Lagerabschnitts 58 des Befesti
gungsteils 54 entspricht. In der radial äußeren Wand der
Ringnut 76 ist ein Gewinde 78 vorhanden, welches mit den
Gewinden 70 auf den Außenwänden der Seitenabschnitte 66 des
Befestigungsteils 54 zusammenarbeiten kann.
Der innerhalb der Ringnut 76 liegende Bereich der Stirnsei
te 74 des Klemmelements 72 steht axial etwas über den au
ßerhalb der Ringnut 76 liegenden Bereich über. Er weist ei
nen radial äußeren konischen Abschnitt 79 auf, welcher in
eine zentrische kugelige Ausnehmung 80 mündet. Der Krüm
mungsradius der Ausnehmung 80 entspricht dem Krümmungsradi
us der Ausnehmung 68 im Befestigungsteil 54.
In die in Einbaulage vom Befestigungsteil 54 abgelegene
Stirnseite des Klemmelements 72 ist eine zentrische Sechs
kantausnehmung 81 eingebracht.
Das Lagerelement 86 besteht aus zwei Hälften 82 und 84.
Diese haben jeweils halbkugelförmige Außenkontur und weisen
in den einander zugewandten Stirnflächen Ausnehmungen 88
bzw. 90 mit zylindrisch gekrümmter Mantelfläche auf. Der
Durchmesser des in Einbaulage insgesamt eine kugelförmige
Außenkontur aufweisenden Lagerelements 86 ist so gewählt,
daß dieses zu der kugelpfannenförmigen Ausnehmung 68 im La
gerabschnitt 58 des Befestigungsteils 54 und zu der kugeli
gen Ausnehmung 80 im Klemmelement 72 komplementär ist.
An die Stirnflächen der oberen Hälfte 82 des Lagerelements
86 sind zwei Zapfen 93 angeformt, die in Einbaulage in Aus
nehmungen 95 in den Stirnflächen der unteren Hälfte 84 un
ter relativ engem und reibungsbehaftetem Gleitspiel ein
greifen.
Der Durchmesser der Ausnehmungen 88 und 90 des Lagerele
ments 86 entspricht dem Durchmesser der Verbindungsstange
92. Die Tiefe der Ausnehmungen 88 und 90 in den beiden
Hälften 82 und 84 des Lagerelements 86 ist dabei kleiner
als ihr Radius, so daß zwischen den beiden Hälften 82 und
84 ein geringer Spalt verbleibt, wenn die Verbindungsstange
92 in die beiden halbzylindrischen Ausnehmungen 88 und 90
eingelegt ist. Hierdurch ist es möglich, die beiden Hälften
82 und 84 formschlüssig unter hoher Pressung auf die Ver
bindungsstange 92 aufzudrücken.
Die äußeren Mantelflächen der beiden Hälften 82 und 84 des
Lagerelements 86 und die mit diesen in Einbaulage zusammen
arbeitenden Mantelflächen der Ausnehmungen 68 und 80 im Be
festigungsteil 54 und im Klemmelement 72 sind relativ rauh,
so daß sie in Einbaulage unter hoher Reibung zusammenarbei
ten. Gleiches gilt für die Oberfläche der Verbindungsstange
92 und die halbzylindrischen Ausnehmungen 88 und 90 im Lagerelement
86.
In der oberen Hälfte 82 des Lagerelements 86 ist ferner ei
ne zentrische Gewindebohrung 91 vorhanden.
Das oben beschriebene Vergurtungssystem 10 und das Reposi
tionsinstrument 18 sowie der Gegenhalter 16 können folgen
dermaßen eingesetzt werden:
Zunächst wird in einem mikrochirurgischen Eingriff eine
Hautinzision von ca. 4 cm vorgenommen und der Processus spi
nosus der beiden betroffenen Wirbelkörper dargestellt. Die
paravertrebrale Muskulatur wird durchstoßen und der Bogen,
der mediale Anteil der Facette und das Ligamentum flavum
werden dargestellt. In einem hier nicht näher erläuterten
Verfahren werden anschließend die genauen Positionen der
einzubringenden Pedikelschrauben 12 festgelegt und markiert
sowie ein Zugang zu den Pedikeln der Wirbelkörper geschaf
fen. Ferner wird eine Bohrung durch den Pedikel durchge
führt und ein Gewinde in diese Bohrung eingeschnitten. Dann
wird das Verlängerungselement 14 mit seinem Gewindezapfen
32 in die Gewindebohrung 26 im Kopf 13 der Pedikelschraube
12 eingeschraubt, bis der Absatz 38 an dessen Stirnfläche
24 des Kopfs 13 anliegt. Nun kann die Pedikelschraube 12
bequem am Verlängerungselement 14 gehalten und durch die
kleine Hautöffnung und die paravertebrale Muskulatur hin
durch in den Pedikel eingedreht werden. Die Länge des Ver
längerungselements 14 ist so bemessen, daß dieses nach Ein
drehen der Pedikelschraube 12 noch etwas über die Haut des
Patienten nach außen vorsteht. Dieser Vorgang wird an allen
notwendigen Pedikelstellen wiederholt, für zwei benachbarte
Wirbelkörper normalerweise also an vier Stellen.
Nun wird über die Gewindebohrungen 44 in den Stangenab
schnitten 34 der Verlängerungselemente 14 das Repositionsinstrument
20 befestigt, mit dem sowohl die Relativstel
lung der betroffenen Wirbelkörper in ventrodorsaler Rich
tung als auch der Lordosewinkel eingestellt werden kann.
Nach erfolgter Reposition wird das Repositionsinstrument 20
von den Verlängerungselementen 14 entfernt. Bereits hierbei
ist der Mehrkantabschnitt 40 am Verlängerungselement 14
hilfreich, da er beim Abschrauben des Repositionsinstru
ments 20 ein Festhalten des Verlängerungselements 14 z. B.
mit einem Schraubenschlüssel ermöglicht. Nun werden die
Verlängerungselemente 14 von den Pedikelschrauben 12 ge
löst, indem zunächst das Rohr 48 des Gegenhalters 16 mit
den Vorsprüngen 52 voraus über das jeweilige Verlängerungs
element 14 geschoben wird, bis seine Vorsprünge 52 in die
Ausnehmungen 30 in der Stirnfläche 24 des Kopfs 13 der ent
sprechenden Pedikelschraube 12 eingreifen. Der Operateur
hält nun den Gegenhalter 16 fest, setzt mit einem Schrau
benschlüssel an dem aus dem Rohr 48 des Gegenhalters 16
hervorstehenden Mehrkantabschnitt 40 des Verlängerungsele
ments 14 an und schraubt das Verlängerungselement 14 los.
Durch den Gegenhalter 16 ist dabei sichergestellt, daß sich
beim Abschrauben des Verlängerungselements 14 die Pedikel
schraube 12 nicht aus dem Pedikel löst.
Nun verbindet der Operateur die Pedikel von Pedikelpaaren
benachbarter Wirbelkörper mit Hilfe der Verbindungsstange
92 und der Verbindungseinrichtungen 18.
Zunächst schraubt der Operateur das Befestigungsteil 54 mit
dem Gewindezapfen 60 in die Gewindebohrung 26 im Kopf 13
der Pedikelschraube 12 des ersten Pedikels eines Pedikel
paares ein, bis der Absatz 64 zwischen dem Gewindezapfen 60
und dem Lagerabschnitt 58 des Befestigungsteils 54 an der
Stirnfläche 24 des Kopfs 13 der Pedikelschraube 12 in Anla
ge kommt. Sollte die Ausrichtung des Lagerabschnitts 58
nicht den Erfordernissen entsprechen, kann der Operateur
das Befestigungsteil 54 nochmals lösen und ein anderes Be
festigungsteil einschrauben, dessen Gewindezapfen 60 gegen
über dem Gewindezapfen 60 des vorhergehenden Befestigungs
teils 54 etwas winkelversetzt ist. Dies wiederholt der Ope
rateur an der anderen Pedikelschraube 12 am zweiten Pedikel
eines Pedikelpaares.
Nun gibt es zwei Möglichkeiten für das weitere Vorgehen:
Bei der ersten Variante ist an dem einen Ende der Verbin
dungsstange 92 bereits ein Lagerelement 86 fest angebracht
und auf das andere Ende ein Lagerelement 86 aufgeschoben.
Dies geschieht dadurch, daß die Verbindungsstange 92 zwi
schen der unteren Hälfte 84 und der oberen Hälfte 82 des
Lagerelements verklemmt wird, was aufgrund des Reibschlus
ses der Zapfen 93 der obere Hälfte 82 in den Ausnehmungen
95 in der unteren Hälfte 84 möglich ist.
Jetzt setzt der Operateur das angeformte Lagerelement 86 in
die Ausnehmung 68 im Befestigungsteil 54 am ersten Pedikel
eines Pedikelpaares, führt das Klemmelement 72 an einer in
der Sechskantausnehmung 81 eingreifenden Stange (nicht dar
gestellt) ein und schraubt es auf die Seitenabschnitte 66
des Befestigungsteils 54 auf, ohne es ganz festzuziehen.
Dabei kommt die kugelige Ausnehmung 80 in Anlage an die
Oberfläche des Lagerelements 86, derart, daß das Lagerele
ment 86 in der Ausnehmung 68 zwar gesichert, aber noch be
weglich ist.
Das nur auf die Verbindungsstange 92 aufgeschobene Lager
element 86 wird nun axial auf die Verbindungsstange 92 so
bewegt und die Verbindungsstange 92 ggf. so gebogen, bis
das Lagerelement 86 in die Ausnehmung 68 im Befestigungs
element 54 am entsprechenden zweiten Pedikel eines Pedikelpaares
eingesetzt werden kann. Aufgrund der in einem weiten
Winkelbereich kardanischen Lagerung der Verbindungsstange
92 über das zwischen dem Befestigungsteil 54 und dem Klem
melement 72 am ersten Pedikel gehaltene Lagerelement 86
kann der Operateur dabei die Orientierung der Verbindungs
stange 92 den Erfordernissen des Operationsgebiets anpas
sen. Dieser Winkelbereich wird auch dadurch gewährleistet,
daß der radial außerhalb der Ringnut 76 liegende Bereich
der Stirnfläche 74 des Klemmelements 72 gegenüber dem radi
al innenliegenden Bereich 79 etwas zurückspringt.
Jetzt wird das entsprechende Klemmelement 72 wie beim er
sten Pedikel eingeführt und auf die Seitenabschnitte 66 des
Befestigungsteils 54 aufgeschraubt. In der gewünschten End
lage der Verbindungsstange 92 werden beide Klemmelemente 72
festgezogen.
Da die Tiefe der Ausnehmungen 88 und 90 in den beiden Hälf
ten 82 und 84 des Lagerelements 86 etwas kleiner ist als
der Radius der Verbindungsstange 92, ist auch bei maximal
angezogenem Klemmelement 72 zwischen den beiden Hälften 84
und 82 des Lagerelements 86 noch ein geringer Spalt vorhan
den. Hierdurch wird gewährleistet, daß zwischen der Verbin
dungsstange 92 und der Oberfläche der Ausnehmungen 88 und
90 im Lagerelement 86 eine zuverlässige Pressung vorliegt,
durch die, zusammen mit der aufgrund der hohen Rauhigkeit
der aneinanderliegenden Oberflächen vorliegenden Reibung,
die Verbindungsstange 92 letztlich gegenüber der jeweiligen
Pedikelschraube 12 starr gehalten ist.
Die Verbindungseinrichtung 18 ermöglicht es also, daß der
Operateur die dorsale Zugurtung über einen kleinen chirur
gischen Zugang vornimmt, welcher im wesentlichen in Längs
richtung der Pedikelschraube 12 liegt. Ein lateraler Zugang
und somit eine Vergrößerung der Wunde ist nicht erforderlich.
Bei der zweiten Variante sind die unteren Hälften 84 der
Lagerelemente 86 mit einem kleinen Haftmitteltropfen (nicht
dargestellt) in die Ausnehmungen 68 in den Lagerabschnitten
58 der Befestigungsteile 54 eingeklebt. Die Befestigungs
teile 54 werden also gemeinsam mit den Hälften 84 in die
Pedikelschrauben 12 der Pedikel eines Pedikelpaares einge
schraubt. Dann wird die Verbindungsstange 92 eingesetzt und
die oberen Hälften 82 der Lagerelemente 86 an einem an der
Gewindebohrung 91 ansetzenden Einführwerkzeug (nicht darge
stellt) aufgesetzt. Beim Ausrichten der Verbindungsstange
92 bricht die Verklebung der unteren Hälften 84 mit der
Ausnehmung 68 auf, so daß diese Ausrichtung wie oben im Zu
sammenhang mit der ersten Variante beschrieben möglich ist.
Dann werden wie bei der ersten Variante die Klemmelemente
72 aufgesetzt und festgeschraubt.
Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 ein wei
teres Ausführungsbeispiel eines Vergurtungssystems 10 mit
einer Verbindungseinrichtung 18 beschrieben. In den Fig.
7 bis 9 tragen Teile, die zu solchen in den Fig. 1 bis 7
funktionsäquivalent sind, die selben Bezugszeichen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel trägt die Pedikelschraube 12
einen zylindrischen Kopf 13, in dessen Stirnfläche 24 eine
mittige axiale Stufenbohrung vorhanden ist, welche einen
kleineren Durchmesser aufweisenden Gewindeabschnitt 26 und
einen größeren Durchmesser aufweisenden Führungsabschnitt
27 aufweist. Gewindeabschnitt 26 und Führungsabschnitt 27
weisen an ihrem oberen Rand jeweils eine Einführschräge 98
auf. Die äußere Mantelfläche des Kopfes 13 der Pedikel
schraube 12 ist als Außensechskant ausgeführt. Die Stirn
fläche 24 ist mit einer strahlenförmig von der Mittelachse
der Pedikelschraube 12 ausgehenden Riffelung (nicht sichtbar)
versehen. In einem nicht dargestellten weiteren Aus
führungsbeispiel ist der Außenmantel des Kopfes 13 der Pe
dikelschraube 12 ebenfalls mit einer Riffelung versehen.
Die Verbindungseinrichtung 18 umfaßt ein in der Draufsicht
längliches Befestigungsteil 54 mit halbkreisförmig gerunde
ten Enden, welches einen Befestigungsabschnitt 100 und ei
nen mit diesem einstückigen Lagerabschnitt 86 aufweist.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der Lagerabschnitt gegenüber dem Befestigungsabschnitt
um eine Achse verschwenkbar, welche in Einbaulage im
wesentlichen senkrecht auf der Längsachse der Pedikelschrau
be steht. In einer gewünschten Winkelposition ist
der Lagerabschnitt dann gegenüber dem Befestigungsab
schnitt festlegbar. Der Befestigungsabschnitt 100 wird
von einer Durchgangsbohrung 107 durchdrungen, welche in
Einbaulage koaxial zur Längsachse der Pedikelschraube 12
liegt. Koaxial zur Durchgangsbohrung 107 weist der Befesti
gungsabschnitt 100 einen in den Fig. 7 und 8 oberen
Gewindeansatz 106 und einen in den Fig. 7 und 8 unteren
Führungsvorsprung 104 auf. Der Außendurchmesser und die
Höhe des Führungsvorsprungs 104 des Befestigungsabschnitts
100 des Befestigungsteils 54 entsprechen dem Außendurch
messer und der Höhe des Führungsabschnitts 28 im Kopf 13
der Pedikelschraube 12.
Der Durchmesser der Durchgangsbohrung 107 entspricht dem
Durchmesser des Gewindeabschnitts 26 der Stufenbohrung im
Kopf 13 der Pedikelschraube 12. Die in Einbaulage der
Stirnfläche 24 des Kopfes 13 der Pedikelschraube 12 gegen
überliegende Fläche des Befestigungsabschnitts 100 des Be
festigungsteils 54 weist ein zu der dort vorhandenen Riffe
lung komplementäre, in der Zeichnung jedoch nicht sichtbare
Riffelung auf.
Der Lagerabschnitt 86 ist seitlich vom Befestigungsab
schnitt 100 angeordnet. Er weist eine Gewindebohrung 114
auf, deren Längsachse parallel zur Durchgangsbohrung 107
verläuft. In den Fig. 7 und 8 von oben ist in den Lager
abschnitt 86 mittig durch die Gewindebohrung 114 eine im
Querschnitt U-förmige Ausnehmung 90 eingebracht, die der
Aufnahme der Verbindungsstange 92 dient und deren Weite da
her dem Durchmesser der Verbindungsstange 92 entspricht.
Die Mittelebene der Ausnehmung 90 steht senkrecht auf der
durch die Längsachse der Durchgangsbohrung 107 im Befesti
gungsabschnitt 100 und die Längsachse der Gewindebohrung
114 im Lagerabschnitt 86 aufgespannten Ebene. Die U-förmige
Ausnehmung 90 wird durch zwei Seitenwände 110 und einen zy
lindrisch gekrümmten Bodenabschnitt 112 begrenzt. Die U-
förmige Ausnehmung 90 ist tiefer als die Gewindebohrung
114, derart, daß die Gewindebohrung 114 sich vom oberen
Rand der U-förmigen Ausnehmung 90 bis nicht ganz auf jene
Höhe erstreckt, in der die Seitenwände 110 in den Bodenab
schnitt 112 übergehen.
An seinem in den Fig. 7 und 8 oberen Rand trägt der La
gerabschnitt 86 einen zur Gewindebohrung 114 koaxialen Ge
windeansatz 115, welcher das gleiche Gewinde wie der Gewin
deansatz 106 des Befestigungsabschnitts 100 trägt. In den
Fig. 7 und 8 nach unten gesehen steht der Lagerabschnitt
86 über den Führungsvorsprung 104 des Befestigungsab
schnitts 100 so über, daß er in Einbaulage in etwa auf Höhe
des unteren Randes des Kopfs 13 der Pedikelschraube 12 en
det. In seinem in den Fig. 7 und 8 unteren Bereich weist
der Lagerabschnitt 86 eine in Einbaulage mit einer Fläche
des Außensechskants auf der äußeren Mantelfläche des Kopfes
13 der Pedikelschraube zusammenarbeitende seitliche Anlage
fläche 108 auf.
In den Fig. 7 und 8 ist auch eine Führungsstange 116
dargestellt, die an ihrem in Fig. 7 unteren Ende ein zum
Gewindeabschnitt 26 der Stufenbohrung im Kopf 13 der Pedi
kelschraube 12 komplementäres Gewinde trägt und in Fig. 7
in diesen Gewindeabschnitt 26 eingeschraubt ist. Eine in
den Fig. 7 und 8 außerdem gezeigte Führungshülse 118 hat
einen Innendurchmesser, welcher dem Außendurchmesser des
Gewindeansatzes 106 des Befestigungsabschnitts 100 und des
Gewindeansatzes 115 des Lagerabschnitts 86 entspricht. In
der Innenwand der Führungshülse 118 ist an deren unterem
Ende ein Gewinde 140 vorhanden, welches komplementär zum
Gewinde an den Gewindeansätzen 106 bzw. 115 ist.
In Fig. 8 sind schließlich noch eine Verbindungsschraube
122 und eine Klemmschraube 128 erkennbar. Die Verbindungs
schraube 122 hat einen Kopf 124 mit kreisförmiger Außenkon
tur und einem Außendurchmesser, welcher unter Gleitspiel
dem Innendurchmesser der Führungshülse 118 entspricht. Im
Kopf 124 der Verbindungsschraube 122 ist eine Innensechs
kantausnehmung 126 vorhanden. Der Schraubabschnitt 127 der
Verbindungsschraube 122 trägt ein zum Gewindeabschnitt 26
der Stufenbohrung im Kopf 13 der Pedikelschraube 12 komple
mentäres Gewinde und hat eine Länge, welche geringfügig
kleiner ist als die Längserstreckung des Befestigungsab
schnitts 100 vom oberen Rand des Gewindeansatzes 106 bis
zum unteren Rand des Führungsvorsprungs 104 plus der Tiefe
des Gewindeabschnitts 26 im Kopf 13 der Pedikelschraube 12.
Die Klemmschraube 128 verfügt über einen Kopf 130 mit einer
Innensechskantausnehmung 132, der mit demjenigen der Ver
bindungsschraube 122 übereinstimmt. Der Schraubabschnitt
134 der Klemmschraube 128 trägt ein zu der Gewindebohrung
114 im Lagerabschnitt 86 komplementäres Gewinde.
Das Vergurtungssystem 10 kann folgendermaßen eingesetzt
werden:
Die Vorbereitung des Operationsgebiets erfolgt wie bereits
oben dargelegt. Die grundsätzlichen Verhältnisse im Opera
tionsgebiet sind in Fig. 9 grobschematisch dargestellt.
Zwei zu verbindende Wirbelkörper tragen dort die Bezugszei
chen 136 und 138. Die Wirbelkörper 136 und 138 werden je
weils an zwei Stellen miteinander durch jeweils ein Vergur
tungssystem 10 verbunden. Die Positionen im unteren Wirbel
körper 136 werden nachfolgend mit "links unten" und "rechts
unten" bezeichnet, die im oberen Wirbelkörper 138 mit
"links oben" und "rechts oben".
Zunächst werden mit Hilfe eines üblichen und bekannten Na
vigationssystems (nicht dargestellt) die exakten Positionen
und Ausrichtungen der beiden Pedikelschrauben 12 an den Po
sitionen links unten und links oben bestimmt. Die von die
sem Navigationssystem ermittelten Daten werden nun an ein
externes in der Zeichnung nicht dargestelltes Modell über
tragen.
Bei diesem handelt es sich um eine Vorrichtung, in der die
Relativpositionen zweier Pedikelschrauben mit zugehörigen
Verbindungseinrichtungen zueinander simuliert werden kön
nen, indem eine (ggf. simulierte) Pedikelschraube in ent
sprechenden Führungen durch Mikrometerschrauben entlang der
drei Raumachsen translatorisch und winkelmäßig verstellt
und so in eine dem tatsächlichen Operationsgebiet entspre
chende Relativposition gegenüber der anderen Pedikelschrau
be gebracht werden kann. Eine Verbindungsstange wird nun
mittels einer entsprechenden Vorrichtung so gebogen, daß
sie in die Verbindungseinrichtungen der im Modell befindli
chen Pedikelschrauben und damit auch in diejenigen der im
Patienten gesetzten Pedikelschrauben paßt.
Auf diese Weise wird also zunächst eine Verbindungsstange
92 entsprechend den tatsächlich auf der linken Seite des
Operationsgebietes vorhandenen Gegebenheiten zurechtgebo
gen.
In den Gewindeabschnitt 26 der Stufenbohrung im Kopf 13 der
linken oberen Pedikelschraube 12 wird nun eine Führungs
stange 116 eingeschraubt. Auf diese wird dann ein Befesti
gungsteil 54 einer Verbindungseinrichtung 18 mit Hilfe der
im Befestigungsabschnitt 100 vorhandenen Durchgangsbohrung
107 aufgefädelt und bis zum Kopf 13 der Pedikelschraube 12
abgesenkt. Dabei greift der Führungsvorsprung 104 des Befe
stigungsabschnitts 100 des Befestigungsteils 54 in den Füh
rungsabschnitt 27 der Stufenbohrung im Kopf 13 der Pedikel
schraube 12 ein, was durch die am oberen Rand der Stufen
bohrung im Kopf 13 der Pedikelschraube 12 vorhandene Ein
führschräge 98 erleichtert wird.
Die seitliche Anlagefläche 108 am Lagerabschnitt 86 kommt
dabei in Anlage an eine Fläche des Außensechskants am Kopf
13 der Pedikelschraube 12, wodurch deren Relativ-
Winkelposition festliegt. Eine zusätzliche Sicherung bieten
die am Kopf 13 der Pedikelschraube 12 und am Befestigungs
abschnitt 100 des Befestigungsteils 54 vorhandenen komple
mentären Riffelungen. Nun wird über die Führungsstange 116
eine Führungshülse 118 aufgeschoben und mit ihrem Gewinde
920 mit dem Gewindeansatz 106 des Befestigungsabschnitts
100 des Befestigungsteils 54 verschraubt. Eine solche Si
tuation ist in Fig. 7 dargestellt.
Die Führungsstange 116 wird nun gelöst und herausgezogen,
wobei mit der Führungshülse 118 gegengehalten wird. Eine
Verbindungsschraube 122 wird in der Führungshülse 118 in
Richtung auf das Befestigungsteil 54 abgesenkt. Dadurch,
daß der Durchmesser des Kopfs 124 der Verbindungsschraube
122 im Gleitspiel mit dem Innendurchmesser der Führungshül
se 118 zusammenarbeitet, wird die Verbindungsschraube 122
während des Absenkens exakt geführt, so daß sichergestellt
ist, daß sie durch die Durchgangsbohrung 107 im Befesti
gungsabschnitt 100 des Befestigungsteils 54 hindurch in den
Gewindeabschnitt 26 im Kopf 13 der Pedikelschraube 12 ein
greifen kann. Die Verbindungsschraube 122 wird mit einem
Sechskantschlüssel, welcher in die Sechskantausnehmung 126
in ihrem Kopf 124 eingreift, lose verschraubt.
Ein Ende der vorgebogenen Verbindungsstange 92 wird nun au
ßerhalb des Körpers des Patienten in die U-förmigen Quer
schnitt aufweisende Ausnehmung 90 eines zweiten Befesti
gungsteils 54 so eingeführt, wie es der im Modell simulier
ten Situation entspricht. In der U-förmigen Ausnehmung 90
wird die Verbindungsstange 116 durch Festschrauben einer
Klemmschraube 128 festgelegt. Die so geschaffene Einheit
aus Verbindungseinrichtung 18 (Befestigungsteil 54 und
Klemmschraube 128) und Verbindungsstange 92 wird jetzt auf
eine zuvor in die Pedikelschraube 12 links unten einge
schraubte Führungsstange 116 mit Hilfe der Durchgangsboh
rung 107 im Befestigungsabschnitt 100 des Befestigungsteils
32 aufgefädelt.
Wie bereits bei der Position links oben wird auch hier
durch die Führungsstange 116 und die mit dieser im Gleit
spiel zusammenarbeitende Durchgangsbohrung 107 im Befesti
gungsabschnitt 100 des Befestigungsteils 54 ein sicheres
und einfaches Einführen der Verbindungseinrichtung 18 ge
währleistet.
Das Einführen des Führungsvorsprungs 104 des Befestigungs
abschnitts 100 des Befestigungsteils 54 in den Führungsab
schnitt 27 der Stufenbohrung im Kopf 13 der Pedikelschraube
12 wird auch hier durch die Einführschräge 98 am oberen
Rand des Führungsabschnitts 28 des Kopfes 13 der Pedikel
schraube 12 erleichtert. Da die Verbindungsstange 92 ja be
reits in der notwendigen Weise abgelängt und zurechtgebogen
ist, kommt ihr anderes Ende in der U-förmigen Ausnehmung 90
des linken oberen Befestigungsteils 54 zum Liegen.
Nun wird beim linken unteren Befestigungsteil 54 eine Füh
rungshülse 118 auf den Gewindeansatz 106 des Befestigungs
abschnitts 100 des Befestigungsteils 54 aufgeschraubt, die
Führungsstange 116 entfernt und, wie oben im Zusammenhang
mit dem linken oberen Befestigungsteil 54 beschrieben, die
Verbindungsschraube 122 eingeführt und lose verschraubt.
Am linken oberen Befestigungsteil 54 wird die Führungshülse
118 vom Gewindeansatz 106 des Befestigungsabschnitts 100
des Befestigungsteils 54 entfernt und auf den Gewindeansatz
115 des Lagerabschnitts 86 aufgeschraubt. Nun wird eine
Klemmschraube 128 in die Führungshülse 118 eingeführt, wo
bei aufgrund des mit der Führungshülse 118 im Gleitspiel
zusammenarbeitenden Kopfes 130 der Klemmschraube 128 eine
relativ exakte Führung während des Absenkens der Klemm
schraube 128 in die Gewindebohrung 114 im Lagerabschnitt 86
gewährleistet ist (s. o.). Darüber hinaus erleichtern die
Einführschrägen 30 an den oberen Rändern der Gewindebohrung
114 im Lagerabschnitt 86 das Einführen der Klemmschraube
128.
Über einen Sechskantschlüssel, der in die Sechskantausneh
mung 132 im Kopf 130 der Klemmschraube 128 eingreift, wird
die Klemmschraube 128 soweit gedreht, bis sie am entspre
chenden Ende der Verbindungsstange 92 lose anliegt. Diese
Situation ist in Fig. 8 dargestellt.
Beide Befestigungsteile 32, also jenes an der linken unte
ren als auch jenes an der linken oberen Position, sind zum
gegenwärtigen Zeitpunkt noch mit einer Führungshülse 118
verbunden, die durch die Hautinzisionen nach außen über die
Haut des Patienten übersteht. Mit diesen Führungshülsen 118
kann nun der Operateur, falls erforderlich, noch eine Fein
justierung der Relativposition der beiden zu verbindenden
Wirbelkörper 136 und 138 vornehmen. Sobald die endgültige
Position erreicht ist, wird einerseits die Verbindungs
schraube 122 am linken unteren Befestigungsteil 54 und an
dererseits die Klemmschraube 128 am linken oberen Befesti
gungsteil 54 festgezogen. Anschließend werden die Innen
sechskantschlüssel und die entsprechenden Führungshülsen
118 entfernt. Die beiden Wirbelkörper 136 und 138 sind nun
auf ihrer linken Seite starr miteinander verbunden.
Der gleiche Vorgang wiederholt sich nun auf der rechten
Seite, wo zunächst jedoch von den dortigen Pedikelschrauben
12 noch das Repositionsinstrument abgenommen werden muß.
Schließlich sind die beiden Wirbelkörper 136 und 138 insge
samt über vier Pedikelschrauben 12, vier Verbindungsein
richtungen 116 und zwei Verbindungsstangen 92 miteinander
starr verbunden. Dies ist schematisch in Fig. 9 darge
stellt.