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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Fixierung und Freigabe
eines in einem hohlzylindrischen Kanal eines Gehäusekörpers eines für die rekonstruktive
Chirurgie bestimmten Zielgeräts zu
seiner Positionierung an einem Knochen des menschlichen Körpers, insbesondere
bei einer Rekonstruktion eines Kreuzbandabrisses an der Tibiakondyle,
verschiebbaren Zielrohrs zur Führung
eines Knochen- oder Knochenkernbohrers.
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Zum
Entnehmen von Knochenteilen und zum Bohren in Knochen des menschlichen
Körpers werden
Knochenbohrer und Knochenkernlochbohrer eingesetzt. Hierbei werden
Knochendübel
gewonnen. Die erzeugten Bohrungen dienen beispielweise der Aufnahme
von Knochen-Bandmaterial bzw. Führungsdrähten, den
sogenannten Kirschnerdrähten. Um
eine einwandfreie Verpflanzung von natürlich im menschlichen Körper gewonnenen
Bändern,
wie z. B. Körpersehnen
als Kreuzbandersatz und um deren einwandfreie Funktion als Kreuzband
zu gewährleisten,
kommt es auf die genaue Positionierung der entsprechenden Werkzeuge
während
der Herstellung der Bohrungen an. Die Positionierung und Führung der
nach dem Stand der Technik eingesetzten sogenannten Trepanbohrer
oder der sogenannten Hohlschleifen erfolgt durch ein Zielrohr mit
einer axialen Rasterverstellung. Durch die Rasterverstellung ist eine
stufenlose Positionierung des Zielrohres und auch eine Drehung des
Zielrohres um seine Achse nicht möglich. Die Bedienung bekannter
Zielgeräte mit
Rasterverstellung ist oft sehr umständlich und ohne Hilfe eines
zweiten Chirurgen schlecht oder gar nicht durchführbar.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine für den Chirurgen
einfach und ohne fremde Hilfe zu bedienende Vorrichtung zu schaffen, die
eine stufenlose Einstellung des Zielrohrs und damit eine einwandfreie
Positionierung desselben am Knochen ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen sind
in den Unteransprüchen
angegeben und nachfolgend ebenfalls näher erläutert.
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Entsprechend
der Erfindung ist bei der eingangs angegebenen Vorrichtung am dorsalen
Ende des Gehäusekörpers ein
mit dem hohlzylindrischen Kanal koaxialer und sich nach außen öffnender
Innenkonus vorgesehen, dem ein Außenkonus an einer auf das Zielrohr
aufschiebbaren und in axialer Richtung geschlitzten Konushülse, die
aus dem dorsalen Ende des Gehäusekörpers axial
nach außen vorsteht,
komplementär
zugeordnet ist. Dabei ist das dorsale Ende des Gehäusekörpers mit
einem Außengewinde
versehen, auf welches eine Überwurfmutter mit
ihrem entsprechenden Innengewinde aufschraubbar ist, durch welche
das Zielrohr hindurchgeführt
ist, die im Bereich ihrer Ringwandung elastisch federnd ausgebildet
und die mit der inneren Wandfläche
der Ringwandung zur Anlage an die Konushülse bestimmt ist.
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Wird
bei fertig montierter Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
am Zielgerät
die Überwurfmutter
im Uhrzeigersinn gedreht (bei Rechtsgewinde), wirkt das über die
Mutter von Hand eingeleitete Moment über die Ringwandung auf die
Stirnfläche
der vorstehenden geschlitzten Konushülse ein und verschiebt diese
in axialer Richtung bis der Außenkonus
der Konushülse
den Innenkonus des dorsalen Endes des Gehäusekörpers berührt. Die Überwurfmutter wird solange
gedreht bis sich das Zielrohr gerade noch axial im hohlzylindrischen
Kanal des Ge häusekörpers verschieben
und drehen läßt, um entsprechend
den individuellen Gegebenheiten am Patienten positioniert werden
zu können.
Gegenüber der üblichen
Rastverstellung sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Drehbewegungen
des Zielrohrs im Gehäusekörper möglich. Wird
die Überwurfmutter
nach der Positionierung weiter im Uhrzeigersinn gedreht, gleitet
der Außenkonus
der Konushülse
auf den Innenkonus des Gehäusekörpers, wobei
sich der Innendurchmesser der Konushülse infolge der Schlitzung
der Konushülse
verkleinert und sich die Konushülse
mit ihrer Innenfläche
schließlich umfänglich klemmend
an die Außenfläche des
Zielrohrs anlegt und dieses gegen weitere Bewegungen relativ zum
Gehäusekörper fixiert.
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Der
Ausbildung der Überwurfmutter
kommt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besondere Bedeutung zu. Die Mutter hat die Eigenschaft einer Feder
und diejenigen üblichen
Eigenschaften einer Mutter in Form eines Kraftspeicherelements mit
entsprechender Federkonstante. Je nach Wahl der Wanddicke ihrer
Ringwandung und des E-Moduls des Mutterwerkstoffs ist die Federkraft
der Mutter dimensionierbar und dadurch eine entsprechend "weiche" Krafteinleitung
auf die geschlitzte Konushülse erzielbar,
so daß der
Vorgang des Spannens durch das Drehen der Überwurfmutter mit einer ausgeprägten Hysterese
erfolgen kann und die Vorrichtung dadurch ohne Verwendung weiterer
Hilfsmittel und Werkzeuge von Hand spannbar dimensioniert werden
kann.
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Entsprechend
Anspruch 2 ist die Überwurfmutter
vorteilhaft aus einem thermoplastischen Kunststoff einteilig geformt,
vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen, wie im Anspruch 3 angegeben
ist. Aber auch metallische Werkstoffe sind verwendbar, wenn die
elastisch federnde Ringwandung entsprechend dünn ausgebildet ist.
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Zur
Minimierung der Reibungsverluste an der axialen Kontaktstelle zwischen
der inneren Wandfläche
der Ringwandung der Überwurfmutter und
der ihr zugekehrten Stirnfläche
der Konushülse endet
diese Stirnfläche
im Längsschnitt
der Konushülse
betrachtet abgerundet, wie aus Anspruch 4 hervorgeht. Bei dieser
Ausbildung der Konushülse liegt
zwischen ihrer Stirnfläche
und der inneren Wandfläche
der Ringwandung der Überwurfmutter nur
eine kreisförmige
Linienberührung
vor. Beim Öffnen
der erfindungsgemäß ausgebildeten Überwurfmutter
durch Drehen im Gegenuhrzeigersinn wird das Zielrohr ohne Haftpunkt
sofort wieder frei, d. h. ist axial und für Drehbewegungen ohne Überwindung etwaiger
Haftreibungseffekte frei beweglich und erneut positionierbar. Nach
erfolgter Positionierung am Patienten wird durch das fixierte Zielrohr
hindurch ein entsprechendes drehend angetriebenes Hohlwerkzeug eingeführt, um
eine Bohrung in den Knochen einzubringen und einen Knochendübel zu erzeugen.
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Zur
Vermeidung einer unerwünschten Selbsthemmung
zwischen Innenkonus und Außenkonus
ist der Konuswinkel gegenüber
der Mittelachse größer als
7° zu wählen. Der
bevorzugte Winkelbereich beträgt
zwischen etwa 10° und
etwa 20°,
wie im Anspruch 5 angegeben ist.
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Für eine feinfühlige Verstellbarkeit
der Überwurfmutter
an dem Gehäusekörper ist
es von Vorteil, wenn gemäß Anspruch
6 das Außengewinde
am Gehäusekörper und
das Innengewinde in der Überwurfmutter
als metrisches Feingewinde ausgebildet ist.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnungen näher
beschrieben. Darin zeigt:
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1 einen
Längsschnitt
durch das Zielgerät
mit einsatzbereit montierter erfindungsgemäßer Vorrichtung,
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2 eine
Stirnansicht des Zielgeräts
gemäß 1 mit
Blickrichtung auf das ventrale Ende des Geräts und
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3 das
Zielgerät
gemäß 1 positioniert
und festgelegt an einer Tibiakondyle noch ohne Bohrer vor Beginn
des Bohrens bei einer Rekonstruktion des Kreuzbandes.
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Das
insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Zielgerät umfaßt einen
langgestreckten Gehäusekörper 2 mit
einem über
seine Länge
durchgehenden beidseitig offenen hohlzylindrischen Kanal 3,
in welchem ein Zielrohr 4 mit geringem radialen Spiel verschieb-
und drehbar geführt
ist, sofern es durch die noch zu beschreibende erfindungsgemäße Vorrichtung
nicht gegenüber
dem Gehäusekörper 2 festgelegt
ist. In der Nähe
seines dorsalen Endes ist der Gehäusekörper 2 mit einem Vorsprung 5 versehen,
der eine quer zur Mittelachse 6 des Gehäusekörpers 2 gerichtete
Bohrung 7 aufweist. Diese ist zur Befestigung eines in 2 dargestellten
und der Handhabung des Zielgeräts 1 dienenden
Knebelgriffs 8 vorgesehen.
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Am
ventralen Ende des Gehäusekörpers 2 befindet
sich ein als Kreisringabschnitt geformter Führungsschenkel 9,
der verschiebbar in einem entsprechend geformten Führungskanal 10 des
Fußteils 11 eines
Hakens 12 aufgenommen ist. Der Führungsschenkel 9 besitzt
einen entsprechend durch Kreisbogenabschnitte begrenzten Schlitz 13,
durch welchen eine Feststellschraube 14 geführt ist,
die eine Fixierung der zwischen dem Führungsschenkel 9 und
dem Fußteil 11 eingestellten
Position ermöglicht. Die
Ausrichtung aller Kreisbogenabschnitte des Führungsschenkels 9,
des Führungskanals 10 und
des Schlitzes 13 bezüglich
der Mittelachse 6 des Gehäusekörpers 2 und damit
auch des Zielrohrs 4 ist derart, daß sich die Hakenspitze 15 bei
allen Relativstellungen zwischen Führungsschenkel 9 und
Fußteil 11 des
Hakens 12 stets auf der Mittelachse 6 befindet. Mit
anderen Worten ausgedrückt,
die Hakenspitze 15 bildet den Kreismittelpunkt aller vorbezeichneten Kreisbogenabschnitte.
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Das
Zielrohr 4 ist an seinem ventralen Ende mit Spitzen 16 unterschiedlicher
axialer Länge
zur Festlegung des Zielgeräts 1 am
Knochen und an seinem dorsalen Ende mit einem Abschnitt 17 vergrößerten Durchmessers
zur Betätigung
des Zielrohrs 4 und zur Erleichterung der Bohrereinführung in
das Zielrohr 4 versehen.
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Das
bis hierher beschriebene Zielgerät
entspricht dem derzeitigen Stand der Technik. Nachfolgend wird nunmehr
die erfindungsgemäße Vorrichtung
beschrieben.
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Am
dorsalen Ende des Gehäusekörpers 2 ist ein
mit dem hohlzylindrischen Kanal 3 koaxialer und sich nach
außen öffnender
Innenkonus 18 vorgesehen. Dem Innenkonus 18 ist
ein Außenkonus 19 an einer
auf das Zielrohr 4 aufschiebbaren Konushülse 20 komplementär zugeordnet.
Die Konushülse 20 ist in
axialer Richtung mit einem durch die Hülsenwand durchgehenden Schlitz 21 versehen,
wie in 1 in gestrichelten Linien angegeben ist. Die Konushülse 20 steht
aus dem dorsalen Ende des Gehäusekörpers 2 nach
außen
vor und endet mit einer im Längsschnitt
gemäß 1 betrachtet
abgerundeten, beispielsweise mit in einem umfänglich gleichbleibenden Radius
abgerundeten, Stirnfläche 22.
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Das
dorsale Ende des Gehäusekörpers 2 ist mit
einem Außengewinde 23 versehen,
auf welches eine Überwurfmutter 24 mit
ihrem entsprechenden Innengewinde 25 aufschraubbar bzw.
aufgeschraubt ist. Durch die Zentralöffnung 26 in der Ringwandung 27 der Überwurfmutter 24 ist
das Zielrohr 4 hindurchgeführt. Im Bereich ihrer Ringwandung 27 ist
die Überwurfmutter 24 federnd
ausgebildet, wobei im wesentlichen die gewählte Wanddicke und der für die Überwurfmutter 24 verwendete
darauf abgestimmte Werkstoff, im vorliegenden Ausführungsbeispiel PTFE,
die Federeigenschaften vorher festlegbar definieren. Die gleitenden
Flächen
von Innenkonus 18 und Konushülse 20 können zur
Verbesserung der Gleiteigenschaften oberflächenbehandelt sein.
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Die
innere Wandfläche 28 der
Ringwandung 27 ist zur Anlage an die Stirnfläche 22 der
Konushülse 20 bestimmt.
Wird die Überwurfmutter 24,
die an ihrem Außenumfang
als griffige Sechskantmutter ausgebildet und wegen ihrer Größe leicht
und ohne Werkzeuge von Hand gedreht werden kann, im Uhrzeigersinn
gedreht, so verschiebt die Ringwandung 27 mit ihrer inneren
Wandfläche 28 die
Konushülse 20 auf
dem Zielrohr 4 und auch gegenüber dem Innenkonus 18.
Dabei legt sich die Konushülse 20 an den
Außenumfang
des Zielrohrs 4 an. Der Schlitz 21 in der Konushülse 20 erlaubt
die dafür
erforderliche Verringerung des Innendurchmessers der Konushülse 20.
Dieser Vorgang führt
zu einer zuverlässigen Fixierung
des zuvor positionierten Zielrohrs 4. Wird die Überwurfmutter 24 dagegen
im Gegenuhrzeigersinn gedreht, führt
die Federspannung der Konushülse 20 diese
in ihre Ruhestellung zurück,
wobei der Schlitz 21 sich öffnet und somit die Klemmung
auf der Oberfläche
des Zielrohrs 4 aufgehoben wird.
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Da
für das
Innengewinde 25 und das Außengewinde 23 bevorzugt
ein metrisches Feingewinde verwendet wird, erfolgen die Vor gänge des
Spannens und des Lösens
weich und ruckfrei, wozu auch die Federkraft der Überwurfmutter 24 beiträgt.
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Alle
zuvor beschriebenen Elemente des Zielgeräts 1 sind aus metallischen
Werkstoffen hergestellt, lediglich die Überwurfmutter ist vorteilhaft
aus einem thermoplastischen Kunststoff geformt, vorzugsweise aus
PTFE.
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Die übereinstimmenden
Konuswinkel am Innenkonus 18 und Außenkonus 19 bilden
mit der Mittelachse 6 Winkel zwischen etwa 10° und etwa
20°, in
gezeichneten Ausführungsbeispiel
etwa 15°.
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In 3 ist
ein Anbringungsbeispiel des Zielgeräts 1 an der Tibiakondyle 29 dargestellt.
Ist das Gerät
in der gezeigten Stellung richtig positioniert, wird die Überwurfmutter 24 zur
Fixierung der positionierten Relativstellung angezogen, wobei die
Spitzen 16 des Zielrohrs 4 an die Tibiakondyle 29 angreifen. Durch
die dem Knochen gleichzeitig an der gegenüberliegenden Seite anliegende
Hakenspitze 15 ist das Zielgerät 1 fest an der Tibiakondyle 29 verankert, so
daß der
Bohrvorgang zielgenau durchgeführt
werden kann. Die Tibiakondyle 29 und die zugehörige Femurkondyle 30 sind
in 3 nur schematisch eingezeichnet.
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Vorgeschlagen
wird ein verbessertes Zielgerät
für die
rekonstruktive Chirurgie. Die Verbesserung bezieht sich auf eine
Vorrichtung, welche nach Erreichen der gewünschten Positionierung des
Zielrohrs am Knochen, beispielsweise der Tibiakondyle bei der Rekonstruktion
eines Kreuzbandabrisses, eine vom Chirurgen ohne großen Kraftaufwand
und damit ohne Gefährdung
der Positionierung durchzuführende
Fixierung des Zielrohrs gegenüber
dem Gehäusekörper des
Zielgeräts
ermöglicht.
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- 1
- Zielgerät
- 2
- Gehäusekörper
- 3
- hohlzylindrischer
Kanal
- 4
- Zielrohr
- 5
- Vorsprung
- 6
- Mittelachse
- 7
- Bohrung
- 8
- Knebelgriff
- 9
- Führungsschenkel
- 10
- Führungskanal
- 11
- Fußteil
- 12
- Haken
- 13
- Schlitz
- 14
- Feststellschraube
- 15
- Hakenspitze
- 16
- Spitzen
- 17
- Abschnitt
- 18
- Innenkonus
- 19
- Außenkonus
- 20
- Konushülse
- 21
- Schlitz
- 22
- Stirnfläche
- 23
- Außengewinde
- 24
- Überwurfmutter
- 25
- Innengewinde
- 26
- Zentralöffnung
- 27
- Ringwandung
- 28
- innere
Wandfläche
- 29
- Tibiakondyle
- 30
- Femurkondyle