DE102006006988A1

DE102006006988A1 - Chirurgisches Knochenbohrsystem mit zusätzlichem Schutz vor Verletzung von Weichgewebe

Info

Publication number: DE102006006988A1
Application number: DE102006006988A
Authority: DE
Original assignee: Al Ahdab, Hazem
Current assignee: AL AHDAB, HAZEM, DR., 47799 KREFELD, DE
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-08-23

Abstract

Ein Bohrsystem, das aus Bohrern, Winkelstücken, Mikromotoren, und elektrischen Steuereinheiten besteht, zum Bohren und Fräsen von Knochen verwendet wird und beim Schutz vor Verletzung von Weichgewebe durch mechanische Druckausübung auf das Gewebe hilft.

Description

Das Bohren am Knochen wird häufig in der Medizin und Zahnmedizin hauptsächlich zum Befestigen von Schrauben und Implantaten verwendet. Beim Knochenbohren werden nicht selten wichtige anatomische Strukturen durch scharfe rotierende Instrumente (Bohrer) verletzt. Bisher wird kein Sicherheitssystem zur Vermeidung solcher iatrogenen Verletzungen beim Knochenfräsen angeboten.

Hier wird ein innovatives Bohrsystem beschrieben, das zum Schutz vor intraoperativen Verletzungen wichtiger anatomischen weichgewebigen Strukturen dienen soll. Das neue System besteht aus speziellen Bohrern, Winkelstücken, Motoren und die dazu passenden elektrischen Steuereinheiten. Es werden hier nicht alle Komponenten des Systems beschrieben, sondern nur jene Teile, die patentiert werden sollen. Es ist sehr wichtig zu erwähnen, dass das neue System auf der Tatsache basiert, dass die zu schonenden Strukturen meistens in Kanälen verlaufen, die Weichgewebe enthalten, und sich von dem Knochen in ihrer Konstanz und Härte unterscheiden. Dieser Härteunterschied zwischen Hart- und Weichgeweben wird vom hier beschriebenen neuen System zur Vermeidung der Weichgewebeverletzung genutzt. Das System ist den konventionellen Bohrsystemen sehr ähnlich. Der einzige und entscheidende Unterschied ist die Ausstattung der Druckmessung, die aus einer Druckmesssonde und/oder einem Drucksensor und einem Druck ausübenden Instrument (Feder) besteht. Die neuen Sondenbohrer sind übliche metallische Bohrer, die den Gewebswiderstand beim Knochenbohren mit zentrischen bzw. exzentrischen, durch Tunnel verlaufende Sonden messen. Eine Alternative könnte sondenlose, druckempfindliche Bohrer sein, wobei die Bohrer den Gewebswiderstand direkt zu einem sich im Winkelstück befindenden Drucksensor übertragen, der den Gewebswiderstand und dementsprechend die Gewebehärte misst. In einer Modifikation könnte die Sonde auch außerhalb des Bohrers verlaufen. Die Sonde registriert die Härte des Gewebes durch die Messung des Widerstands des Gewebes gegen die Sonde. Je härter das Gewebe ist, desto mehr wird die Sonde in den Bohrer zurückgedrückt. Beim Ansetzen des Bohrers am harten Knochengewebe wird die Sonde nach innen gedrückt. Solange am Knochen gebohrt wird, bleibt der Druck auf die Sonde bestehen, bis sich die Härte des Knochens reduziert. Sodann fängt der Druck auf die Sonde an abzunehmen. Bei Erreichen irgendeines Weichgewebes, reduziert sich der Druck auf die Sonde sehr stark. Diese Druckunterschiede, verursacht durch den Gewebswiderstand, werden von einem an der Innenseite der Sonde angeschlossenen Drucksensor gemessen und weitergeleitet. Der Drucksensor kann ebenfalls innerhalb des Bohrers oder des Winkelstücks integriert werden. Die Sonde kann vor jeder Verwendung kalibriert werden um die beiden Zustände (minimaler und maximaler Druckzustand) vor jeder Behandlung festzulegen. Der Sondenausgangsdruck kann durch eine Feder am Drucksensor erreicht werden. Diese Feder kann sich im/am Bohrer oder im Winkelstück befinden und übt beim Einsatz des Bohrers einen stabilen Druck aus. Der Ausgangsdruck soll so eingestellt sein, dass weder die Bohreffektivität noch die Schutzfunktion beeinträchtigt werden. Für bessere Sauberkeit und Sterilisierbarkeit soll die Sonde abnehmbar sein, so dass die Röhre des Bohrers mit speziellen Bürsten sauber gehalten werden kann. Die Sondenlänge sollte der Bohrerlänge entsprechen. In angesetzter, aktiver Position sollte die Sonde die Ebene der Bohreroberfläche leicht oder nicht überschreiten. In passiver, abgehobener Position sollte sie die Ebene der Bohreroberfläche 1-2 mm nicht überschreiten. Die Dicke der Sonde sollte der Härte des verwendeten Metals entsprechen, so dass sie während des Bohrens nicht abbricht. Das Ende der Sonde, welches das Gewebe berührt, kann spitz, stumpf oder auch stumpf an der Spitze sein, jedoch ein scharfes Bohrgewinde besitzen. Bei spitzen Sondenenden wird die Bohrgeschwindigkeit nicht beeinträchtigt, jedoch nimmt die Schutzfunktion ab. Bei stumpfen Sondenenden könnte die Bohrgeschwindigkeit beeinträchtigt werden, jedoch wäre die Schutzfunktion höher. Bei einer Kombination zwischen beiden Typen von Sondenenden, wird die Bohrgeschwindigkeit möglichst wenig beeinträchtigt mit gleichzeitig ausreichender Schutzfunktion. Die Auswahl sollte je nach Durchmesser der Sonde gestaltet sein. Der Querschnitt der Sonde könnte rund oder eckig gestaltet werden. Die Sonde sollte an der Drucksensorseite einen Haken besitzen, die ein Abfallen der Sonde beim Gebrauch verhindert. Im sondenlosen Design dient der gesamt rotierende Bohrer als Sonde. Der Bohrer leitet den Gewebewiderstand zum Drucksensor. Der Ausgangsdruck könnte z. B. aus einer am Drucksensor angeschlossenen Feder entstehen.

Ausführungsbeispiel:
Hier werden die gezeichneten (a)-(f) als Ausführungsbeispiel beschrieben. A zeigt den Querschnitt eines Sondenbohrers, wobei die Sonde (3) zentral durch den Bohrer verläuft. Die Sonde hat dabei Gewinde an allen Bohrerseiten (1). Im Gegensatz dazu verläuft die Sonde exzentrisch bei dem Design in (b). Hier hat der Teil des Bohrers, wodurch die Sonde verläuft (2), keine Gewinde, um dadurch die Seiten des Bohrers nicht abzuschwächen. (c) und (d) zeigen den zentrischen Sondenbohrer in ruhendem und in aktivem Zustand. Sie zeigen den Drucksensor (4) und die Feder (5). (e) zeigt ein weiteres Design, in welchem der Drucksensor und die Feder in einer kleinen Halterung (6) am Bohrer zusammengehalten werden. Der Vorteil dieses Designs ist, dass es winkelstückunabhängig ist und sich mit konventionellen Winkelstück verwenden lässt, eine Steuerungseinheit wird jedoch auf jeden Fall benötigt. (f) zeigt ein sondenloses Design, wobei der Drucksensor und die Feder sich im Winkelstück befinden.

Claims

Ein Bohrsystem, das aus Bohrern, Winkelstücken, Mikromotoren, und elektrischen Steuereinheiten besteht, zum Bohren und Fräsen von Knochen verwendet wird und beim Schutz vor Verletzung von Weichgewebe durch mechanische Druckausübung auf das Gewebe hilft.
Ein Bohrer nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sonde durch den Bohrer verläuft, Druck auf die angebohrte Oberfläche ausübt, den Druck zu einem Drucksensor weiterleitet um die Härte der Oberfläche zu messen.
Ein Drucksensor nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor sich im Winkelstück befindet und den Druck der Sonde misst.
Ein Drucksensor nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor sich in einer speziellen Halterung am Bohrer befindet.
Ein elektrisches Abstandsmessgerät, das sich am Bohrer befindet und die Bewegung der Sonde während des Bohren misst, um die Härte des angebohrten Gewebes zu bestimmen.
Ein elektrisches Abstandsmessgerät, das sich im Winkelstück befindet und die Bewegung der Sonde während des Bohren misst, um die Härte des angebohrten Gewebes zu bestimmen.
Ein Bohrer nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde außerhalb des Bohrerkörpers verläuft, Druck auf die angebohrte Oberfläche ausübt und die Härte der Oberfläche misst.
Ein Bohrer nach 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde ein stumpfes Ende hat.
Ein Bohrer nach 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde ein spitzes Ende hat.
Ein Bohrer nach 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde ein stumpfes Ende mit scharfem Bohrgewinde hat.
Ein Bohrer nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde, der Drucksensor sowie die Feder sich innerhalb des Bohrerkörpers befinden.
Eine elektrische Steuereinheit, die durch eine Druck- bzw. Abstandmessung mithilfe eines oder mehrerer der von 1-11 beschriebenen Instrumente die Härte des Knochens misst, auswertet und eine entsprechende Ausgabe bei Erreichen von Weichgewebe gibt.