DE102005027882B3

DE102005027882B3 - Verbindungsvorrichtung zum verstellbaren Verbinden einer chirurgischen Kopfhalterung

Info

Publication number: DE102005027882B3
Application number: DE102005027882A
Authority: DE
Inventors: Hans Dietle; Hermann Ziaja
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: WO2006131211A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum verstellbaren Verbinden einer chirurgischen Kopfhalterung mit einem Anbauteil (18) an einem Operationstisch, mit DOLLAR A - einer ersten Klemmeinrichtung zur lösbaren Klemmung eines Elements, vorzugsweise einer Stange, des Anbeuteils (18), und DOLLAR A - einer zweiten Klemmeinrichtung zur lösbaren Klemmung eines Elements, vorzugsweise einer Stange, der Kopfhalterung. DOLLAR A Die Verbindungsvorrichtung besitzt DOLLAR A - eine Klemmeinheit (45), die der ersten und der zweiten Klemmeinrichtung zugeordnet ist und diese mit einer Klemmkraft beaufschlagt, um die Klemmung zu erzielen, und DOLLAR A - eine betätigbare Hydraulikeinrichtung, die der ersten und der zweiten Klemmeinrichtung zugeordnet ist und - bei Betätigung - diese mit einer der Klemmkraft entgegengesetzten Kraft beaufschlagt, um die Klemmung zu lösen ((Fig. 2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum verstellbaren Verbinden einer chirurgischen Kopfhalterung mit einem Anbauteil an einem Operationstisch, mit einer ersten Klemmeinrichtung zur lösbaren Klemmung eines Elements, vorzugsweise einer Stange, des Anbauteils, und einer zweiten Klemmeinrichtung zur lösbaren Klemmung eines Elements, vorzugsweise einer Stange, der Kopfhalterung, wobei die Klemmeinrichtungen jeweils zwei Klemmbacken aufweisen, die eine Bohrung zur Aufnahme des zu klemmenden Elements umschließen und an einem Ende durch einen Spalt voneinander getrennt sind.

Verbindungsvorrichtungen der vorgenannten Art sind bekannt, beispielsweise aus der DE 198 45 625 C1 . Sie werden üblicherweise dazu verwendet, eine chirurgische Kopfhalterung an einem Anbauteil, das seinerseits am Operationstisch befestigt ist, zu fixieren. Die Kopfhalterung selbst wird eingesetzt, um den Kopf eines Patienten während eines neurochirurgischen Eingriffs in einer definierten Position relativ zum Operationstisch zu halten. Eine weitere Kopfhalterungen ist bspw. aus DE 1 227 189 A bekannt.

Die chirurgische Kopfhalterung ist im Allgemeinen um zwei Achsen drehbar an einem Trägerteil befestigt, das seinerseits um eine Achse drehbar an der Verbindungsvorrichtung befestigt ist. Das am Operationstisch angebrachte Anbauteil ist ebenfalls um eine Achse drehbar an der Verbindungsvorrichtung gehalten.

In der genannten DE 198 45 625 C1 wird die Klemmung des Anbauteils und des Trägerteils innerhalb der Verbindungsvorrichtung mechanisch über einen manuell betätigbaren Hebel durch Klemmung erreicht.

Der Zuverlässigkeit dieser Klemmung kommt sehr große Bedeutung zu, da ein unbeabsichtigtes Lösen der Klemmung fatale Folgen haben kann, die im schlimmsten Fall zum Tod des Patienten führen können. Darüber hinaus muss die Bedienung der Verbindungsvorrichtung einfach sein, um den Operateur zu entlasten.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die eingangs genannte Verbindungsvorrichtung so weiterzubilden, dass einerseits eine sehr hohe Klemmkraft und damit eine sichere Verbindung möglich wird und andererseits die Handhabung für den Operateur einfach ausfällt. Ferner soll der konstruktive Aufwand minimiert und die Sicherheit der Klemmung erhöht werden.

Diese Aufgabe wird von der genannten Verbindungsvorrichtung dadurch gelöst, dass eine Klemmeinheit vorgesehen ist, die jeweils einer Klemmbacke (51) einer Klemmeinrichtung zugeordnete ist, um die jeweilige Klemmbacke mit einer Klemmkraft zu beaufschlagen, und dass eine betätigbare Hydraulikeinrichtung vorgesehen ist, die der ersten und der zweiten Klemmeinrichtung zugeordnet ist und – bei Betätigung – diese mit einer der Klemmkraft entgegengesetzten Kraft beaufschlagt, um den Spalt zu vergrößern und mithin die Klemmung zu lösen.

D.h. mit anderen Worten, dass die Klemmung der von der Verbindungsvorrichtung gehaltenen Teile nicht mehr über die Betätigung eines Hebels aufgebracht wird, sondern mittels einer in der Verbindungsvorrichtung vorgesehenen Klemmeinheit, deren Klemmkraft fest vorgegeben ist. Zum Lösen der Klemmung ist eine Hydraulikeinrichtung vorgesehen, die vom Operateur, beispielsweise über einen Fußhebel, betätigt wird und eine der Klemmkraft entgegengesetzte Kraft erzeugt.

Dadurch, dass die Klemmkraft nicht mehr manuell aufgebracht werden muss, sind sehr viel höhere Klemmkräfte realisierbar, so dass die Klemmung selbst deutlich sicherer wird. Mit Hilfe der Hydraulikeinrichtung lässt sich die Klemmung sehr einfach und ohne große Kraftanstrengung des Operateurs leicht lösen, so dass eine Neupositionierung der Kopfhalterung einfach und schnell durchführbar ist. Insbesondere ist der Operateur nicht dazu gezwungen, die Klemmkraft über einen Hebel an der Verbindungsvorrichtung manuell aufzubringen, wofür er üblicherweise beide Hände benutzen musste. Statt dessen ermöglicht die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung, dass der Operateur – wenn überhaupt – nur eine Hand benötigt, um die Hydraulikeinrichtung zu betätigen.

Die vorgenannten Vorteile stellen eine deutliche Verbesserung gegenüber den bisherigen Verbindungsvorrichtungen dar, einerseits im Hinblick auf die Handhabung selbst und andererseits im Hinblick auf die Sicherheit der erreichten Klemmung.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Hydraulikeinrichtung zwei Spannzylinder auf, wobei jeweils ein Spannzylinder einer Klemmeinrichtung zugeordnet ist.

D.h. mit anderen Worten, dass zwei unabhängige Elemente vorgesehen sind, die zur Lösung der Klemmkraft bzw. zum Aufbringen der Klemmkraft vorgesehen sind. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass die Sicherheit der Klemmung erhöht wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist jeweils einer Klemmbacke einer Klemmeinrichtung ein Spannzylinder zugeordnet.

Besonders bevorzugt ist die Klemmeinheit als ringförmiges Element aus einem elastischen Polyurethan-Elastomer ausgebildet.

Diese Maßnahmen haben sich in der Praxis als besonders vorteilhaft herausgestellt. Insbesondere sind elastische Polyurethan-Elastomere als Klemmeinheit besonders günstig und zuverlässig hinsichtlich der gewünschten Klemmkraft. Selbstverständlich sind andere Federelemente zur Aufbringung der erforderlichen Klemmkraft ebenfalls denkbar.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind ein Aufnahmeteil und ein Hydraulikteil vorgesehen, wobei das Aufnahmeteil die Klemmeinrichtung und das Hydraulikteil lösbar aufnimmt.

Diese Maßnahme hat sich in technischer Hinsicht als besonders vorteilhaft herausgestellt. Insbesondere ist die Fertigung der Verbindungsvorrichtung damit vereinfacht.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Hydraulikteil zwischen den jeweils zwei Klemmbacken angeordnet, wobei die Spannzylinder an beiden Seiten des Hydraulikteils aufgenommen sind und sich jeweils an einer Klemmbacke abstützen.

Diese Maßnahme ermöglicht eine zentrale Zuführung des Hydraulikdrucks zu dem Hydraulikteil und damit beiden Spannzylindern, was die Herstellungskosten reduziert.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Hydraulikeinrichtung an eine Druckeinrichtung anschließbar, die per Fußbedienung betätigbar ist und den Hydraulikdruck erzeugt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Bedienung der Verbindungsvorrichtung, insbesondere das Lösen bzw. Erreichen der Klemmung, sehr einfach wird. Insbesondere hat der Operateur beide Hände frei, um einerseits den Kopf des Patienten abzustützen und andererseits die Verbindungsvorrichtung zu halten. Die Einstellung der Kopfhalterung wird damit vereinfacht.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Berücksichtigung der begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines chirurgischen Kopfhalterungs-Systems mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung; und
2 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung.
In 1 ist ein chirurgisches Kopfhalterungs-System schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Ein solches Kopfhalterungs-System 10 wird bei neurochirurgischen Operationen am Kopf eingesetzt, um den Kopf des Patienten in einer definierten festen Position zu halten.
Das Kopfhalterungs-System 10 besteht im Wesentlichen aus der Kopfklemme 12, einem Trägerelement 14, einer Verbindungsvorrichtung 16 und einem Anbauteil 18.
Die Kopfklemme 12 hat einen allgemein bekannten Aufbau und ist beispielsweise als "Mayfield"-Kopfklemme bekannt. Für die Erfindung selbst spielt der Aufbau der Kopfklemme keine Rolle, so dass nicht weiter darauf eingegangen werden soll. Auf jeden Fall ist die Kopfklemme 12 dasjenige Bauteil, das in direkten Kontakt mit dem zu haltenden Kopf des Patienten kommt.
Die Kopfklemme 12 ist an dem Trägerelement 14 um eine Achse 15 drehbar befestigt, wobei die Befestigung über Klemmung erfolgt.
Das im vorliegenden Ausführungsbeispiel U-förmige Trägerelement 14 ist in der Verbindungsvorrichtung 16 aufgenommen und dort um eine Achse 17 ebenfalls über Klemmung drehbar gehalten. Aus 1 ergibt sich, dass die beiden Achsen 15, 17 parallel zueinander liegen.
Am gegenüberliegenden Ende der Verbindungsvorrichtung 16 ist das Anbauteil 18 ebenfalls drehbar um eine Achse 19 gehalten, wobei hierfür ebenfalls eine Klemmung verwendet wird. Das Anbauteil 18 wird – wie dies im Übrigen bekannt ist – am Operationstisch, auf dem der Patient liegt, befestigt. Hierfür sind zwei Anbauelemente 21 vorgesehen. Üblicherweise handelt es sich bei diesen Anbauelementen 21 um Stangen, die in entsprechende Öffnungen im Operationstisch eingeschoben werden können.
Zu dem Kopfhalterungs-System 10 gehört noch ein Fußschalter 30, mit dem über eine Druckleitung 32 der Verbindungsvorrichtung 16 Hydraulikdruck zugeführt werden kann, um die vorgenannte Klemmung sowohl des Anbauteils 18 als auch des Trägerelements 14 zu erreichen bzw. die Klemmung zu lösen.
Mit Bezug auf 2 soll nachfolgend der Aufbau der Verbindungsvorrichtung 16 näher erläutert werden.
Die Verbindungsvorrichtung 16 umfasst im Wesentlichen vier Hauptelemente, nämlich ein Aufnahmeteil 41, ein Hydraulikteil 43 und zwei im Wesentlichen baugleiche Klemmeinheiten 45.
Das Aufnahmeteil 41 hat eine längliche Form und besitzt – im Querschnitt – eine U-Form, wobei sich die beiden Schenkel 47 senkrecht von der Basis 49 des Aufnahmeteils erstrecken. Zwischen den beiden Schenkeln 47 ist die Hydraulikeinheit 43 aufgenommen und erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Basis 49 des Aufnahmeteils 41. Zwischen der Hydraulikeinheit 43 und jeweils einem Schenkel 47 liegt jeweils ein Abschnitt der Klemmeinheiten 45, nämlich ein Klemmbacken-Paar 51. Die beiden Klemmbacken jedes Klemmbacken-Paars 51 sind jeweils über einen Spalt 53 getrennt.
Neben dem Klemmbacken-Paar 51 weist jede Klemmeinheit 45 eine Bohrung 55 auf, deren Durchmesser d durch Verändern des Spalts 53 eines Klemmbacken-Paars 51 veränderbar ist.
Die Bohrungen 55 sind dazu ausgelegt, das Anbauteil 18 bzw. das Trägerelement 14 aufzunehmen, wie in 1 angedeutet. Das jeweilige Element in der Bohrung 55 kann durch Verringern des Durchmessers d, d.h. durch Verringern des Spalts 53, festgeklemmt werden. Eine Verringerung des Spalts 53 wiederum lässt sich dadurch erreichen, dass das Klemmbacken-Paar 51 zusammengedrückt wird.
Um diese Klemmung zu erreichen, ist jedem Klemmbacken-Paar 51 ein Klemmelement 60 zugeordnet. Bei dem Klemmelement 60 handelt es sich bevorzugt um ein ringförmiges Element aus einem Polyurethan-Elastomer-Material, so dass elastische Eigenschaften erzielt werden. Das Klemmelement 60 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel an der jeweils äußeren Klemmbacke eines Klemmbacken-Paars 51 mittels einer Schraube 63 befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite stützt sich das Klemmelement 60 an einer Schraube 65 ab, die in eine entsprechend vorgesehene Bohrung des Schenkels 47 eingeschraubt wird. Über diese Schraube 65 kann die auf die Klemmbacke wirkende Kraft eingestellt werden. Je weiter die Schraube 65 in die Bohrung eingeschraubt ist, desto größer ist die auf die Klemmbacke wirkende Kraft bzw. umso kleiner wird der Spalt 53.
Innerhalb der Hydraulikeinheit 43 sind an den beiden Längsenden Bohrungen 67 vorgesehen, in die jeweils ein Spannzylinder 70 eingeschraubt ist. Beide Bohrungen 67 sind über einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal 69 miteinander verbunden. Der Kanal 69 wiederum ist über eine Bohrung 73 mit einem Fitting 75, das im Aufnahmeteil 41 vorgesehen ist, verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, ein unter Druck stehendes Fluid über das Fitting 75 und die Bohrung 73 zu den beiden Bohrungen 67 zu führen.
Die beiden Spannzylinder 70 weisen jeweils einen Kolben 77 auf, der in Längsrichtung durch entsprechende Beaufschlagung des Spannzylinders 70 mit Druck in Längsrichtung verlagerbar ist. Die beiden Kolben 77 der Spannzylinder 70 liegen jeweils innerhalb einer Bohrung einer Klemmbacke des Klemmbacken-Paars 51 und sind jeweils in Richtung der anderen Klemmbacken bewegbar. Sie dienen dazu, den Spalt 53, der durch die Schraube 65 und das Klemmelement 60 vorgegeben wird, zu vergrößern, um damit den Durchmesser der jeweiligen Bohrung 55 zu vergrößern.
Die Funktionsweise dieser Verbindungsvorrichtung ist nun wie folgt:
Wie sich aus 1 ergibt, ist die Verbindungsvorrichtung 16 über eine Druckleitung 32 mit einem Fußschalter 30 verbunden. Die Druckleitung 32 ist am Fitting 75 des Aufnahmeteils 41 angeschlossen, so dass über eine Betätigung des Fußschalters 30 die Spannzylinder 70 über die Bohrungen 73 und 67 mit Hydraulikdruck, beaufschlagt werden können.
In diesem Fall, d.h. bei einer Druckbeaufschlagung der Spannzylinder 70, werden die Kolben 77 in Längsrichtung jeweils nach außen verlagert und drücken damit die jeweiligen Klemmbacken gegen die Klemmelemente 60. Da diese aus einem elastischen Material bestehen, kann der entsprechende Klemmbacken verlagert werden, so dass der Spalt 53 größer wird. Damit kann eine in der Bohrung 55 aufgenommene Stange gedreht bzw. in Längsrichtung aus der Bohrung 55 herausgezogen werden.
Sobald der Hydraulikdruck verringert wird, sorgen die beiden Klemmelemente 60 dafür, dass die jeweiligen Klemmbacken in Längsrichtung nach innen gedrückt werden, so dass der Spalt 53 wieder verringert wird. Das führt dazu, dass das sich in der Bohrung 55 befindliche ringförmige Element (Stange) mit einer Klemmkraft beaufschlagt wird und sich weder in Längsrichtung verschieben noch drehen lässt. Wie bereits erwähnt, hängt die Klemmkraft von dem Klemmelement 60 und der Schraube 65 ab. Mit Hilfe der Schraube 65 kann folglich die Klemmkraft im drucklosen Zustand der Spannzylinder eingestellt und vorgegeben werden.
Im Gegensatz zu den früheren Lösungen ist es für den Operateur folglich nicht mehr notwendig, mittels eines manuell zu betätigenden Handhebels die Klemmkraft aufzubringen. Vielmehr reicht bei der erfindungsgemäßen Lösung das Betätigen eines Fußschalters 30, um die Klemmung zu lösen und eine Verstellung der in den Bohrungen 55 aufgenommenen Elemente durchführen zu können.
Aus Sicherheitsgründen ist es bevorzugt, wenn im drucklosen Zustand der Spannzylinder die Klemmung der Elemente in den Bohrungen 55 über die Klemmelemente 60 erfolgt. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die Klemmung über die Spannzylinder 70 zu erreichen. Hierzu müsste das Klemmelement 60 durch einen Spannzylinder 70 ersetzt werden. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist diese Ausführungsform jedoch nicht in den Zeichnungen dargestellt.

Claims

Verbindungsvorrichtung zum verstellbaren Verbinden einer chirurgischen Kopfhalterung mit einem Anbauteil (18) an einem Operationstisch, mit – einer ersten Klemmeinrichtung (45) zur lösbaren Klemmung eines Elements, vorzugsweise einer Stange, des Anbauteils (18), und – einer zweiten Klemmeinrichtung (45) zur lösbaren Klemmung eines Elements, vorzugsweise einer Stange, der Kopfhalterung, wobei die Klemmeinrichtungen jeweils zwei Klemmbacken (51) aufweisen, die eine Bohrung (55) zur Aufnahme des zu klemmenden Elements umschließen und an einem Ende durch einen Spalt (53) voneinander getrennt sind, gekennzeichnet durch – jeweils einer Klemmbacke (51) einer Klemmeinrichtung zugeordnete Klemmeinheit (60), um die jeweilige Klemmbacke mit einer Klemmkraft zu beaufschlagen, und – eine betätigbare Hydraulikeinrichtung (43), die der ersten und der zweiten Klemmeinrichtung (45) zugeordnet ist und – bei Betätigung – diese mit einer der Klemmkraft entgegengesetzten Kraft beaufschlagt, um den Spalt (53) zu vergrößern und damit die Klemmung zu lösen.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikeinrichtung zwei Spannzylinder aufweist, wobei jeweils ein Spannzylinder (70) einer Klemmeinrichtung zugeordnet ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer Klemmbacke einer Klemmeinrichtung ein Spannzylinder zugeordnet ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Aufnahmeteil und ein Hydraulikteil, wobei in das Aufnahmeteil die Klemmeinrichtung und das Hydraulikteil lösbar aufgenommen sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikteil zwischen den jeweils zwei Klemmbacken angeordnet ist, wobei die Spannzylinder an beiden Seiten des Hydraulikteils aufgenommen sind und sich jeweils an einer Klemmbacke abstützen.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (60) ein ringförmiges Element aus einem elastischen Polyurethan-Elastomer ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikeinrichtung an eine Druckeinrichtung anschließbar ist, die per Fußbedienung betätigbar ist und den Hydraulikdruck erzeugt.