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Die Erfindung betrifft eine Insertionsvorrichtung zum Fügen und Implantieren prothetischer Implantate.
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Dem derzeitigen Stand der Technik entsprechend erfolgt das Setzen des Endoprothesenstiels nur mittels verlängerndem, passiven Schlag-Setzinstrument das an der Stieloberseite ansetzt und Hammer. Das Einbringen des Stiels unterliegt somit ausschließlich der Erfahrung und dem Geschick des Operateurs und der Konstitution des Patienten.
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In der Druckschrift
DE102014109683B4 wird eine Vorrichtung zur Detektion einer Lockerung und/oder Abnutzung einer Endoprothese unter Verwendung von zur Messung von Schwingungen geeigneten Sensoren, welche am oder im Implantat angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Prothesenschaft der Endoprothese regelmäßig oder unregelmäßig an definierten Positionen über den Umfang verteilt die Sensoren angeordnet sind, welche oberflächennah in Aussparungen auf einer Endoprothesenoberfläche eingelassen sind offenbart.
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Ferner wird in der Druckschrift
DE102014012440A1 eine Erfindung offenbar, welche ein Instrument zum Setzen von Gelenkpfannen, welches aus einem stangenförmigen Setzinstrument an dessen einem Ende eine Aufschlagplatte und am anderen proximalen Ende ein Setzkopf angeordnet sind besteht, betrifft. Der Setzkopf ist teilweise in eine Gelenkpfanne einführbar und dort verklemmbar. Der Setzkopf besteht aus dem Pfannenspannhalteteil mit kippbaren Kontaktelementen, der auf die Gehäusestange aufgesetzt ist, wobei das Spannspreizelement mit Kegelspitze zentral verschiebbar angeordnet ist.
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In der Druckschrift
DE102006049378A1 ist eine Erfindung offenbar, welche ein Implantat betrifft, insbesondere ein elektrisch passives Implantat, wobei das Implantat mindestens eine RFID-Einheit aufweist, die zur Abfrage eines Sensorwerts mit einem Sensor gekoppelt ist.
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Ferner ist in der Druckschrift
DE 10 2006 043 783 A1 eine Erfindung offenbart, welche ein Verfahren zur Bestimmung des Verankerungszustandes implantierter Endoprothesen betrifft. Aufgabe der Erfindung ist es, Möglichkeiten zur Bestimmung des Verankerungszustandes implantierter Endoprothesen vorzuschlagen, die eine reduzierte Patientenbelastung hervorrufen, genauere, reproduzier- und vergleichbare Bestimmungsergebnisse liefern können. Bei dem erfindungsgemäßen System ist ebenfalls ein zur Messung von Schwingungen geeigneter Sensor an, bevorzugt aber in der Endoprothese angeordnet. Seine Messsignale können telemetrisch mittels einer Transpondereinheit drahtlos übertragen werden. Die erforderliche elektrische Energie kann ebenfalls mit der Transpondereinheit induktiv zur Messung von Schwingungssignalen mit dem Sensor, für die Übertragung von Messsignalen sowie ggf. auch für eine Aufbereitung und/oder Speicherung der Messsignale zur Verfügung gestellt werden. Außerdem ist an der Endoprothese ein Magnet oder ein ferromagnetisches Element vorhanden. Mit einer außerhalb des jeweiligen Körpers mit der implantierten Endoprothese angeordneten Anregungsspule wird ein magnetisches Wechselfeld generiert. Mit diesem magnetischen Wechselfeld werden mit Hilfe des Magneten oder ferromagnetischen Elements Schwingungen der gesamten Endoprothese angelegt. Die Schwingungen können mit dem Sensor detektiert werden.
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In der Druckschrift
DE102010003279A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren offenbart, welche dazu dienen In-situ-Messung der Verankerungsfestigkeit von Endoprothesen durchzuführen. Aufgabe der Erfindung ist es, den Zustand der Verankerung von Endoprothesen mit Hilfe von Sensoren In-situ zu erfassen und die Information ex-vivo zu übertragen. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung ein nicht-invasives Messverfahren zu entwickeln, mit welchem die knöcherne Verankerung von Endoprothesen zuverlässig und strahlungsfrei ermittelt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Lockerungssensor innerhalb der Endoprothese in-situ angeordnet ist und eine Membran, die an der Implantat-Knochen Grenzschicht angeordnet ist, zum Schwingen anregt. Eine Messeinrichtung greift ex-vivo das Schwingungsverhalten ab. Für das erfindungsgemäße Verfahren regt ein Lockerungssensor innerhalb der Endoprothese eine Membran, die an der Implantat-Knochen Grenzschicht angeordnet ist, zum Schwingen an. Eine Messeinrichtung greift ex-vivo das Schwingungsverhalten ab, wobei die gemessene Schwingungsdämpfung der Indikator für die Verankerungsfestigkeit der Endoprothese ist.
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Nachteilig im Stand der Technik ist, dass bei adipöser oder auch muskelkräftiger Veranlagung des Patienten, sowie ggf. reduzierter Knochenqualität (Osteoporose) die Anforderungen an den Operateur stark ansteigen und die korrekte Positionierung des Stiels mit den derzeitig vorhandenen Instrumenten kann dadurch erheblich erschweren. Eine Fehllage des Stiels im Knochenlager kann zu postoperativen Komplikationen wie Muskelschwäche, Ausrenken der Hüft, oder Anschlagen von Prothesenteilen gegeneinander, dem s.g. Impingement mit weiteren Komplikationen führen. Ein nicht korrekt in der Achse des Oberschenkels implantierter Stiel, auswärts- oder innenwärtsgebogen, oder nach vorne oder hinten fehlrotiert, kann im Verlauf zu Funktionseinbußen und vermehrten Verschleiß mit der Folge einer aseptischen Lockerung der Endoprothese führen, gefolgt in der Komplikationshäufigkeit durch infizierte Prothesen. Ein Revisionseingriff unabhängig ob aseptisch oder septisch, stellt immer ein erhöhtes Risiko für den Patienten dar. Bei den notwendigen Folgeeingriffen kommt es unausweichlich zu einem Verlust von Knochensubstanz, was die Anzahl der Wechseleingriffe endlich gestaltet. Bei infizierten Prothesen kann dies bis zum Verlust der Extremität oder gar dem Tod des Patienten führen.
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Ferner ist am Stand der Technik nachteilig, dass die Sanierung infizierter Endoprothesen mit typisch ausgeprägten periprothetischen Lockerungssäumen gegenüber der Endoprothesen-erstimplantation mit einem Kostenfaktor von z.Z. ca. acht, Tendenz steigend, anzusetzen ist. Volkswirtschaftliche und ökonomische Gesichtspunkte spielen dabei eine nicht unerhebliche Rolle. Häufig können Patienten nach einer Wechseloperation nicht mehr in ihren Beruf zurückkehren, gerade bei körperlich anstrengender Tätigkeit, da die Revisionsimplantate zum Teil einem erhöhten Verschleiß unterliegen und der Patient nach repetitiven Muskeltrauma keine vollständige Rekonvaleszenz erfährt. Umschulungen oder Erwerbsunfähigkeit können die Folge sein. Bei nicht mehr erwerbstätigen Patient kann dies die Entlassung in die gewohnte Häuslichkeit verhindern, in der Folge ist der Patient auf einen Pflegedienst oder gar auf eine Pflegeheimversorgung angewiesen.
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Aus Sicht des Operateurs muten die derzeitigen Setzinstrumente in ihrer Bedienung und Haptik archaisch an und benötigen viel Erfahrung in ihrem Einsatz. Beim Fügen von Pfanneninlay und Keramikkugelkopf erfolgt dies nur mittels Einschlaginstrumente, die vom Hersteller geforderten Kräfte zum Fügen werden nicht gemessen bzw. verifiziert.
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Im Stand der Technik ist für die instrumentierte Insertion von Endoprothesen mit der speziell darauf ausgerichteten erfindungsgemäßen konstruktiven Auslegung und Funktionsweise unserer Kenntnis nach bisher nicht auf dem Markt und auch anderweitig nicht bekannt. Bisher sind lediglich Lösungsvorschläge zum Positionieren der Pfanne im Acetabulum bekannt.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Vorrichtung zur instrumentierten Insertion von Endoprothesen bereit zu stellen, welche eine stufenlos einstellbare Schlagenergie, sowie eine Realisierung eines quasiorthograden Aufschlagwinkels, als auch eine Messung der Insertionstiefe in situ ohne Röntgenkontrolle und weiterhin eine gute Handhabbarkeit während der Insertion, eine Verbesserung der Qualitätssicherung, eine Dokumentation der Insertion durch Datenaufzeichnung während der OP und eine automatisierte Protokollierung in sts-files ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe eine kopplungsfähige Insertionsvorrichtung bereitzustellen, mittels welche eine sichere und genaue Implantation des Hüftstiels ermöglicht wird, sowie die Kopfkomponente des Implantates entsprechend den Herstellerangaben sicher auf dem Konus des Implantatstiels zu fügen, ohne dabei das Gerät wechseln zu müssen.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Insertionsvorrichtung zum Implantieren und/oder fügen prothetischer Implantate weist ein zylindrisches Gehäuse auf, wobei in dem Gehäuse zumindest ein Energiespeicher zur Speicherung von mechanischer und/oder elektrodynamischer Energie, zumindest ein Schlagbolzen zur Übertragung der gespeicherten mechanischen Energie vom Energiespeicher zu einer Kopplungsstelle, und zumindest eine Arretierungsvorrichtung (aufweisend eine Auslösevorrichtung) angeordnet sind. Die Arretierungsvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass die den Schlagbolzen in einer Fixierposition hält. Der Schlagbolzen ist derart in dem zylindrischen Gehäuse angeordnet, dass ein erstes Ende des Schlagbolzens an einer Öffnung in der Stirnseite des Gehäuses aus dem Gehäuse hervorsteht und/oder herausgeführt werden kann. Ferner ist der Schlagbolzen an seinem zweiten Ende mit dem Energiespeicher und/oder der Arretierungsvorrichtung derart gekoppelt, dass bei Betätigung der Auslösevorrichtung eine Übertragung einer Kraft und/oder Energie vom Energiespeicher auf den Schlagbolzen erfolgt. Der Schlagbolzen weist die Kopplungsstelle auf, welche zur Aufnahme eines arretierbaren Kugelkopfes und/oder zur Aufnahme eines Wechseladapters ausgebildet ist. Die Kopplungsstelle ist an dem ersten Ende des Schlagbolzens angeordnet. Ferner weist die Insertionsvorrichtung eine Sensoreinheit auf, wobei die Sensoreinheit zumindest einen Abstandssensor aufweist.
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Gemäß verschiedene Ausführungsformen ist der Energiespeicher eine Spiralfedereinheit und/oder eine Linearmotoreinheit.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Insertionsvorrichtung eine Eingabeeinheit zur Einstellung einer Kraft am Energiespeicher auf, welche über den Schlagbolzen übertragen werden soll.
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Ferner weist die Insertionsvorrichtung gemäß verschiedener Ausführungsformen eine Zustandsanzeige auf, welche einen Zustand der Arretierungsvorrichtung anzeigt, wobei ein Zustand ein Fixierposition des Schlagbolzens und/oder eine gelöste Position des Schlagbolzens und/oder eine eingestellte Kraft in der Fixierposition anzeigt.
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Ferner weist die Insertionsvorrichtung gemäß verschiedener Ausführungsformen eine Prozessoreinheit zur Auswertung der aufgenommenen Parameter der Sensoreinheit und/oder zur Ansteuerung der Energiespeichereinheit und/oder zur Ansteuerung der Insertionsvorrichtung auf.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Insertionsvorrichtung Komponenten zur Führung des Schlagbolzens auf, wobei diese Komponenten bevorzugt eine elastomer gepufferte Koppelscheibe und/oder einen Koppelring, ein vorderes Anschlagselement, eine Elastomerringdichtung, ein Widerlager und/oder ein axiales Gleitlager umfassen. Weitere Komponenten zur sicheren Führung der Schlagbolzens sind denkbar.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist das Gehäuse der Insertionsvorrichtung ummantelt mit einem Griff, beispielsweise mit Elastomergriffmulden. Andere Ausführungsform eines Griffs sind denkbar.
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Eine Ausführungsform einer Arretiervorrichtung ist die Verwendung einer Verschlussklaue mit einem Kniehebelsperrhaken. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten sind jedoch denkbar.
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Gemäß verschiedener Ausgestaltungvarianten ist der Abstandssensor der Sensoreinheit ein Laserdistanzsensor und/oder ein Ultraschalldistanzsensor.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen kann die Kopplungsstelle einen Bajonettverschluss zur Kopplung des Schlagbolzens mit dem Wechseladapter und/oder zur Aufnahme des Kugelkopfes aufweisen.
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Bei einer Ausgestaltung der Insertionsvorrichtung mit einer Spiralfeder als Energiespeicher kann die Insertionsvorrichtung eine Vorrichtung aufweisen, mittels welcher manuell ein Federweg und/oder die Kraft der Spiralfeder des Energiespeichers eingestellt wird. Diese Vorrichtung kann beispielsweise einen drehbaren Außenring aufweisen, welcher derart ausgestaltet ist, dass bei Betätigung dieser den Federweg verändern kann.
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Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur instrumentierten Insertion von Endoprothesen in Kombination mit der Wechselmöglichkeit über die Kopplungsstelle ist die exakte und zeitsparende Positionierung, welche es ermöglicht die optimale Ausrichtung des Markraumdepots auf die prothetischen Anforderungen vorzunehmen. Daher verbindet die Erfindung den einfachen Operationszugang unter weitgehender Vermeidung von Weichteilschädigungen und hat somit eine Verkleinerung der Wundfläche zur Folge, was eine schnellere Rekonvaleszenz des Patienten durch geringeres Muskeltrauma und weniger Blutverlust bedeutet. Durch die erhebliche Verkürzung der Schnitt-Nahtzeit wird zudem das perioperative Risiko für den Patienten stark gesenkt, somit reduziert sich die Infektionsgefahr und die Narkose kann deutlich schonender und kürzer erfolgen, was zu einer verkürzten Erholungsphase führt und auch Patienten mit zentral-neurologischen oder kognitiven Einschränkungen (z.B. Mb. Parkinson oder demenzielles Syndrom) der operativen Versorgung zugänglich machen. Weiter kann durch die Erfindung eine präzisere Positionierung des Hüftstiels erreicht werden, was weniger Verschleiß und damit eine längere Standzeit der Prothese zur Folge hat und zu einer Steigerung der Patientensicherheit führt. Durch die erfindungsgemäße Insertionsvorrichtung in Zusammenhang mit der Möglichkeit eines Wechseladapter an die Insertionsvorrichtung anzuschließen ist es für verschiedene operative Zugangswege zum Hüftgelenk beispielsweise von hinten, von seitlich, von vorneseitlich oder von vorne geeignet ist. Somit ist der Operateur frei in seiner Zugangs- und Implantatauswahl. Bei adipösen oder Muskelkräftigen Patienten kann mittels Wechseladapter eine quasiorthograde Krafteinleitung erzielt werden. Hierdurch kann eine Reduzierung der Komplikationsrate erreicht werden. Mittels der Abstandsensoren erfolgt intraoperativ in Echtzeit eine Messung der relativen Bewegung des Stiels im Verhältnis zum Oberschenkelschaft, dadurch wird eine korrekte Platzierung des Stiels erreicht. Die erlangte Reproduzierbarkeit und Dokumentation des Impulsstoßes über die Sensoreinheit in Verbindung mit einer Prozessoreinheit kann im Rückschluss über die Einsinktiefe pro Impuls eine Aussage über die vorhandene Knochenqualität und ein Anpassen des Impulses zur Vermeidung einer Fraktur erfolgen.
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Die Erfindung ist der Art gestaltet, dass es für verschiedene operative Zugangswege zum Hüftgelenk beispielsweise von hinten, von seitlich, von vorneseitlich oder von vorne geeignet ist, somit ist der Operateur frei in seiner Zugangs- und Implantatauswahl. Bei adipösen oder muskelkräftigen Patienten kann mittels des Wechseladapters eine quasiorthograde Krafteinleitung erzielt werden. Hierdurch kann eine Reduzierung der Komplikationsrate erreicht werden.
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Bisher wurde die eingebrachte Schlagenergie weder gemessen noch dokumentiert.
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Dasselbe gilt für die Kraftmessung und Datenübertragung/Dokumentation. Die exakte Messung und Dokumentation des Impulsstoßes kann im Rückschluss über die Einsinktiefe pro Impuls eine Aussage über die vorhandene Knochenqualität und ein Anpassen des Impulses zur Vermeidung einer Fraktur erfolgen. Im Falle von dringlichen oder notfallmäßigen Operationen kann mit der Erfindung Herstellerübergreifend gearbeitet werden, was eine Steigerung der Patientensicherheit zur Folge hat.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist ein Wechseladapter zur Ankopplung an eine Insertionsvorrichtung zum Fügen und Implantieren prothetischer Implantate, folgende Komponenten auf: eine Kopplungsstelle, zur Verbindung des Wechseladapters mit der Insertionsvorrichtung, wobei die Kopplungsstelle an einem Rahmen angeordnet ist. Ferner weist der Wechseladapter einen Wechselaufnehmer auf, welcher länglich ausgebildet ist und zwei Seiten aufweist. Auf einer ersten Seite ist der Wechseladapter derart ausgebildet, dass dieser ein Einschlaginstrument für einen Prothesenstiel ist und auf der gegenüberliegenden zweiten Seite eine Kugelkopfarretierungseinheit aufweist. Ferner weist der Wechseladapter eine Achse auf, welche drehbar im Rahmen gelagert ist, wobei die Achse quer zum Wechselaufnehmer gelagert ist und der Wechselaufnehmer mit der Achse derart verbunden ist, dass bei einer Drehung der Achse eine Drehung des Wechselaufnehmer nachfolgt.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist der Wechseladapter eine Sensoreinheit und/oder eine Steuereinheit auf. Bevorzugt weist die Sensoreinheit zumindest einen Kraftsensor auf. Mittels der Sensoreinheit in Verbindung mit einer Steuereinheit und/oder Auswerteeinheit kann eine kontinuierliche Überprüfung und Dokumentation und Anpassungsmöglichkeit einer Kraftaufbringung und Positionierung eines Implantats in den Knochen erfolgen. Bevorzugt ist der Kraftsensor an dem Rahmen angeordnet. Ferner bevorzugt handelt es sich bei dem Kraftsensor um eine temperaturkompensierende Halbleiterdehnmessbrücke.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Kopplungsstelle des erfindungsgemäßen Adapters einen Teil eines Bajonettverschlusses auf. Der andere Teil des Bajonettverschlusses befindet sich demnach an der Insertionsvorrichtung.
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Ferner weist der Rahmen des erfindungsgemäßen Wechseladapters eine Öffnung auf, welche sich auf der gegenüberliegenden Seite der Kopplungsstelle befindet. Durch die Öffnung kann der Wechselaufnehmer aus dem Rahmen herausgeführt werden, entweder mit dem Einschlaginstrument für einen Prothesenstiel auf der ersten Seite des Wechselaufnehmers oder mit der Kugelkopfarretierungseinheit auf der zweiten Seiten des Wechselaufnehmers.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist der Rahmen zumindest zwei Führungsschienen auf, welche parallel zu einer Längsachse L des Wechselaufnehmers ausgerichtet sind, wobei in den Führungsschienen die drehbare Achse gelagert ist. Bevorzugt weisen die Führungsschienen jeweils einen Gleitstein auf, wobei die Gleitsteine derart ausgestaltet sind eine Drehbewegung der Achse im Rahmen und damit eine Drehbewegung des Wechselaufnehmers im Rahmen zu ermöglichen und wobei die Gleitsteine derart ausgebildet sind eine Gleitbewegung der Achse vertikal, also parallel zur Längsachse des Wechselaufnehmers im Rahmen zu ermöglichen. Diese Drehbewegung realisiert den Wechsel der Seiten des Wechselaufnehmers.
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Bevorzugt ist der Rahmen aus einer Titanlegierung gefertigt, wobei die Titanlegierung TiAL6V4 ist.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist der Rahmen einen Griff auf, welcher aus Elastomeren und/oder biokompatiblen Silikonen hergestellt ist. Ausführungsformen inkludieren insbesondere Fertigungen aus Silikon- oder Polyetherurethanelastomeren mit einer Shore-Härte im Bereich zwischen 80 und 90 A und eine Gestalt, welche ergonomische Eingriffmulden aufweist. Bevorzugt weist der erfindungsgemäße Wechseladapter eine Oberflächenbeschichtung mit mikrobizider Wirkung auf, wobei diese Oberflächenbeschichtung beispielsweise Kupfer und/oder Silberpräparate aufweist. Andere Oberflächenbeschichtungen sind jedoch denkbar.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Sensoreinheit eine Positionskontrolleinheit auf. Bevorzugt weist die Positionskontrolleinheit zumindest eine Kamera auf, welche beispielsweise eine CCD-Stereokamera ist.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist die Kopplungsstelle, welche die Verbindung zwischen einer Vorrichtung zur instrumentalisierten Insertion von Endoprothesen und dem Wechseladapter realisiert ein Bajonettverschluss oder ein Stecksystem für die Aufnahme eines arretierbaren Wechselkopfes. Andere Kopplungsmöglichkeiten sind denkbar.
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Ferner weißt der Wechselaufnehmer gemäß verschiedener Ausführungsformen, als Komponente des Wechseladapters, eine Form die der Funktion nach in zwei Bereiche einteilbar ist, auf, wobei der Wechselaufnehmer die Form eines Schaftes aufweist, welcher zu seinen distalen Enden derart ausgebildet ist, das eine erste Seite des Wechselaufnehmers eine Form aufweist die ein Einschlaginstrument für einen Prothesenstiel ist und eine zweite Seite die ähnlich einer halbkugelförmigen Schale ein Negativ für einen Kugelkopfaufsatz einer Endoprothese und ein Fügeinstrument für Endoprothesen ist.
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Der Rahmen weißt eine Öffnung auf, die das Austreten der bevorzugten Seite des Wechselaufnehmers aus der Rahmenstruktur heraus erwirkt. Ferner weist der Rahmen die Form eines Ringes auf und rahmt die Komponenten des Wechseladapters und gestattet durch seine offene Struktur das manuelle Wenden und Austreten des Wechselaufnehmers.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist die Kopplungsstelle bevorzugt auf der gegenüberliegenden Seite der Öffnung angeordnet.
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Ferner ist der Rahmen bevorzugt aus Titanlegierungen gefertigt, denkbar sind andere Werkstoffe, die den mechanischen Anforderungen und den Ansprüchen der Biokompatibilität genügen, bevorzugt wird eine TiAI6V4 Legierung.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weißt der Rahmen einen Griff auf, welcher aus Elastomeren und/oder biokompatiblen Silikonen hergestellt wird, Ausführungsformen inkludieren insbesondere Fertigungen aus Silikon- oder Polyetherurethanelastomernen mit einer Shore-Härte im Bereich zwischen 80 und 90 A, wobei andere Materialien und/oder Verbundmaterialien denkbar sind. Ferner weist der Griff bevorzugt ergonomisch gestaltete Mulden auf, wobei andere gestaltliche Ausführungsformen denkbar sind.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist eine Oberflächenbeschichtung mit mikrobizider Wirkung vorgesehen, wobei diese Oberflächenbeschichtungen bevorzugt Kupfer- und/oder Silberpräparate sind.
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Ferner befindet sich auf dem Rahmen eine Positionskontrolleinheit, wobei diese bevorzugt eine Kamera, insbesondere eine CCD-Stereokamera ist. Die erhobenen Informationen und Daten werden an eine Auswerteeinheit weitergegeben die Kopplung bzw. Datenübertragung zwischen der Positionskontrolleinheit und der Auswerteeinheit findet bevorzugt kabellos statt.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist der Kraftsensor zumindest eine temperaturkompensierende Halbleiterdehnmessbrücke. Eine Verwendung anderer Messsysteme ist jedoch denkbar. Die gemessenen Signale werden bevorzugt kabellos an eine Auswerteeinheit übertragen.
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Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Wechseladapter zur Kopplung an Insertionsvorrichtungen ist die Möglichkeit der korrekten Setzung des Endoprothesenstiels unter der Berücksichtigung der gegebenen anatomischen Verhältnisse und verhindert typische Komplikationen bei der Implantation von Hüftendoprothesen wie z.B. Frakturen der bettbildenden Knochen oder Komplikationen durch Dislokation der Prothesenteile, auf Grund fehlgesetzter oder fehlgefügter Komponenten. Mittels des Wechseladapters lassen sich nach Implantation des Hüftstiles, auch die keramische Kopfkomponente entsprechend der Herstellerangabe auf den Konus des Prothesenstieles sicher fügen. Durch die Erfindung wird zusätzlich eine kürzere Operationszeit erreicht. Durch die erhebliche Verkürzung der Schnitt-Nahtzeit wird zudem das perioperative Risiko für den Patienten stark gesenkt, somit reduziert sich Infektionsgefahr. Die Narkose kann deutlich schonender und kürzer erfolgen, was zu einer verkürzten Erholungsphase führt und auch Patienten mit zentral-neurologischen oder kognitiven Einschränkungen (z.B. Mb. Parkinson oder demenzielles Syndrom) der operativen Versorgung zugänglich machen.
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Die Erfindung ist der Art gestaltet, dass es für verschiedene operative Zugangswege zum Hüftgelenk beispielsweise von hinten, von seitlich, von vorneseitlich oder von vorne geeignet ist, somit ist der Operateur frei in seiner Zugangs- und Implantatauswahl. Bei adipösen oder muskelkräftigen Patienten kann mittels des Wechseladapters eine quasiorthograde Krafteinleitung erzielt werden. Hierdurch kann eine Reduzierung der Komplikationsrate erreicht werden. Mittels der Abstandsensoren und zwei CCD-Kameras erfolgt intraoperativ in Echtzeit stereotaktisch eine Messung der relativen Bewegung des Stiels im Verhältnis zum Oberschenkelschaft. Dadurch wird eine korrekte Platzierung des Stiels gewährleistet.
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Bisher wurde die eingebrachte Schlagenergie weder gemessen noch dokumentiert.
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Dasselbe gilt für die Kraftmessung und Datenübertragung/Dokumentation. Die exakte Messung und Dokumentation des Impulsstoßes kann im Rückschluss über die Einsinktiefe pro Impuls eine Aussage über die vorhandene Knochenqualität und ein Anpassen des Impulses zur Vermeidung einer Fraktur erfolgen. Im Falle von dringlichen oder notfallmäßigen Operationen kann mit der Erfindung Hersteller übergreifen gearbeitet werden, was eine Steigerung der Patientensicherheit zur Folge hat.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein System bestehend aus einem Wechseladapter zur Ankopplung an eine Insertionsvorrichtung zum Fügen und Implantieren prothetischer Implantate, und bestehend aus einer Insertionsvorrichtung zum Fügen und Implantieren prothetischer Implantate gemäß Anspruch 1.
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Ausführung der Erfindung
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Die Erfindung wird anhand eines/mehrerer Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu zeigen
- 1 Längsschnitt eines Wechseladapters,
- 2 Aufsicht eines Wechseladapters,
- 3 Längsschnitt einer Insertionsvorrichtung einer ersten Ausführungsvariante,
- 4 Längsschnitt einer Insertionsvorrichtung einer ersten Ausführungsvariante.
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In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die erfindungsgemäße Anordnung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“ usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Zeichnungen verwendet. Die Richtungsterminologie dient der Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.
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Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
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Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ zum Beschreiben verwendet sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (beispielsweise ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. in einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung.
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In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wechseladapter im Längsschnitt. Der erfindungsgemäße Wechseladapter 10 ist derart ausgestaltet, dass dieser an eine Insertionsvorrichtung 0 zum Fügen und Implantieren prothetischer Implantate angekoppelt zu werden. Hierfür weist der erfindungsgemäße Wechseladapter 10 eine Kopplungsstelle 11 zur Verbindung des Wechseladapters 10 mit einer Insertionsvorrichtung 0 auf, wobei die Kopplungsstelle 11 an einem Rahmen 12 des Wechseladapters 10 angeordnet ist. Ferner weist der Wechseladapter 10 einen Wechselaufnehmer 14 auf, welcher auf einer ersten Seite derart ausgebildet ist, dass dieser ein Einschlaginstrument für einen Prothesenstiel 141 ist und auf der gegenüberliegenden zweiten Seite eine Kugelkopfarretierungseinheit 142 aufweist. Ferner ist eine Achse 15 drehbar im Rahmen 12 gelagert, welche quer zum Wechselaufnehmer 14 gelagert ist und der Wechselaufnehmer 14 mit der Achse 15 derart verbunden ist, dass bei einer Drehung der Achse 15 eine Drehung des Wechselaufnehmer 14 nachfolgt.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist der Wechseladapter 10 eine Sensoreinheit 16 und/oder eine Steuereinheit (hier nicht dargestellt) und/oder eine Auswerteeinheit (hier nicht dargestellt) auf. Die Sensoreinheit und/oder die Steuereinheit und/oder die Auswerteeinheit dienen einer kontinuierliche Überprüfung und Dokumentation und Anpassungsmöglichkeit einer Kraftaufbringung und Positionierung eines Implantats in den Knochen. Hierfür weist die Sensoreinheit 16 zumindest einen Kraftsensor 161 aufweist, wobei der Kraftsensor 161 und/oder die Sensoreinheit 16 bevorzugt auf dem Rahmen 12 angeordnet ist/sind.
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Für den Anschluss an eine Insertionsvorrichtung 0 weist der Wechseladapter 10 eine Kopplungsstelle 11. Die Kopplungsstelle weist eine Steck- oder Drehverbindung bevorzugt mit einem Verriegelungsmechanismus auf. Beispielsweise kann die Kopplungsstelle in Form eines Bajonettverschlusses ausgestaltet sein, so dass ein Teil des Bajonettverschluss an der Kopplungsstelle des Wechseladapters angeordnet ist und das Gegenstück dazu an der Insertionsvorrichtung angeordnet ist.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist der Rahmen 12 eine Öffnung 121 auf, welche sich auf der gegenüberliegenden Seite der Kopplungsstelle 11 befindet. Diese dient dem Herausführen des Wechselaufnehmers 14, entweder mit dem Einschlaginstrument für einen Prothesenstiel 141 oder mit der Kugelkopfarretierungseinheit 142 aus dem Rahmen 12.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen sind Rahmen 12 zumindest zwei Führungsschienen 122 angeordnet, welche parallel zu einer Längsachse L des Wechselaufnehmers 14 ausgerichtet sind, wobei in den Führungsschienen 122 die drehbare Achse 15 gelagert ist. Ferner sind in den Führungsschienen 122 jeweils einen Gleitstein 123 angeordnet, wobei die Gleitsteine 123 derart ausgestaltet sind eine Drehbewegung der Achse 15 im Rahmen 12 und damit eine Drehbewegung des Wechselaufnehmers 14 im Rahmen 12 zu ermöglichen. Ferner sind die Gleitsteine 123 derart ausgebildet eine Gleitbewegung der Achse 15 vertikal im Rahmen 12 zu ermöglichen.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßer Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Wechseladapter für Schlagsetzinstrumente dargestellt. Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist der Wechseladapter für Schlagsetzinstrumente folgende Komponenten auf:
- eine Kopplungsstelle 11 zur Verbindung des Wechseladapters mit einer Vorrichtung zur instrumentierten Insertion von Endoprothesen, einen Rahmen 12, wobei zumindest zwei Führungsschienen 122 mit jeweils einem Gleitsteine 123 im Rahmen 12 angeordnet sind, zumindest eine Öffnung 121 im Rahmen 12, zumindest ein Kraftsensor 161 einer Sensoreinheit 16, wobei dieser auf dem Rahmen 12 angeordnet ist, ein Wechselaufnehmer 14 mit einem Einschlaginstrument für einen Prothesenstiel 141 und einem wechselbaren Kugelkopfaufschläger 142, wobei der Wechselaufnehmer 4 mit einer Achse 15 verbunden ist, wobei die Achse 15 über den zumindest einen Gleitstein 123 horizontal liegend, vertikal in der Führungsschiene verschoben werden kann, und eine Positionskontrolleinheit 162 einer Sensoreinheit 16.
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Wie in 1 dargestellt weist der Wechselaufnehmer 14 die Form eines Schaftes auf. Ferner befindet sich auf einer Seite des Wechselaufnehmers 14 das Einschlaginstrument für eine Endoprothese 141 und auf der gegenüberliegenden Seite ein wechselbarer Kugelkopfaufschläger 142.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen und wie in 1 dargestellt, ist an einer Seite des Rahmens 12 eine Öffnung 121 positioniert, derart dass sie sich vorzugsweise auf der gegenüberliegenden Seite der Kupplungsstelle 11 befindet, wobei die Öffnung 121 das Austreten des Wechselaufnehmers 14, welcher das Einschlaginstrument 141 für einen Prothesenstiel und den wechselbaren Kugelkopfaufschläger 142 aufweist, realisiert.
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Der Rahmen 12 wird vorzugsweise aus einer Titanlegierung, insbesondere TiAL6V4 gefertigt, wobei andere Werkstoffe denkbar sind.
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Wie in der 1 dargestellt, gemäß verschiedener Ausführungsformen, befinden sich im Rahmen 12 zwei Führungsschienen 122, welche vertikal angeordnet ist. Innerhalb dieser Führungsschienen 122 wird jeweils ein Gleitstein 123 reibungsarm gefasst, welcher eine vertikale Gleitbewegung realisiert, wobei der Gleitstein die Achse 15 aufnimmt und eine Rotation des Wechselaufnehmers 14 um die Achse 15 realisiert.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen und wie in 1 dargestellt, befindet sich auf dem Rahmen 12 ein Griff 19. Der Griff 19 wird vorzugsweise aus Elastomeren und/oder biokompatiblen Silikonen hergestellt, insbesondere aus Silikon-oder Polyetherurethanelastomeren mit einer Shore-Härte im Bereich zwischen 80 und 90 A.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen und wie in 1 dargestellt, weist der Griff 19 ergonomische Eingriffsmulden auf.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen befindet sich auf den Oberflächen eine mikrobizid wirkende Beschichtung.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen sind mikrobizid wirkende Oberflächenbeschichtungen vorzugsweise Kupfer und/oder Silberpräparate.
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Wie in 1 und 2 dargestellt befindet sich auf dem Rahmen 12, bevorzugt neben der Öffnung 121, eine Positionskontrolleinheit 162. Die Positionskontrolleinheit 162 ist gemäß verschiedener Ausführungsformen eine Kamera, insbesondere eine CCD-Stereokamera.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen und wie in 1 dargestellt, befinden sich auf dem Rahmen 12 zumindest ein Kraftsensor 161. Der Kraftsensor 161 ist bevorzugt eine Temperatur kompensierende Halbleiterdehnmessbrücke.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Aufsicht einer bevorzugten Ausführungsform des Wechseladapter 10 für Schlagsetzinstrumente/Insertionsvorrichtungen 0 offenbart.
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2 zeigt die Aufsicht des Wechseladapters 10 und damit die dem Patienten zugewandte Seite der Erfindung.
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Wie in 2 dargestellt, befindet sich im Zentrum der Abbildung die Aufsicht des Einschlaginstrument für einen Prothesenstiel 141.
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Wie in 2 dargestellt und gemäß verschiedener Ausführungsformen, ist die Öffnung 123 derart auf dem Rahmen 12 angeordnet, dass ein herausführen des Wechselaufnehmers 14 durch die Öffnung 121 realisiert wird.
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Wie in 2 dargestellt befindet sich auf der dem Patienten zugeneigten Seite, eine Positionskontrolleinheit 162, welche gemäß verschiedener Ausführungsformen eine Kamera, insbesondere eine CCD-Stereokamera ist.
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In 3 ist ein erfindungsgemäßer Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur instrumentierten Insertion von Endoprothesen dargestellt.
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Die erfindungsgemäße Insertionsvorrichtung zum Fügen und Implantieren prothetischer Implantate, weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf. In dem Gehäuse 1 sind zumindest ein Energiespeicher 2 zur Speicherung von mechanischer und/oder elektrodynamischer Energie, zumindest ein Schlagbolzen 3 zur Übertragung der gespeicherten mechanischen Energie vom Energiespeicher 2 zu einer Kopplungsstelle 5, und zumindest eine Arretierungsvorrichtung 4 aufweisend eine Auslösevorrichtung 41 angeordnet. Die Arretierungsvorrichtung 4 ist derart ausgestaltet und mit Schlagbolzen verbunden, dass bei Anwendung der Arretierrungsvorrichtung 41 der Schlagbolzen in einer Fixierposition gehalten wird. Der Schlagbolzen 3 ist derart in dem zylindrischen Gehäuse 1 angeordnet ist, dass ein erstes Ende 31 des Schlagbolzens 3 an einer Öffnung in der Stirnseite des Gehäuses 1 aus dem Gehäuse 1 hervorsteht und/oder herausgeführt werden kann. An seinem zweiten Ende 32 ist der Schlagbolzen 3 mit dem Energiespeicher 2 und/oder der Arretierungsvorrichtung 4 derart gekoppelt ist, dass bei Betätigung der Auslösevorrichtung 41 die Arretierungsvorrichtung 4 die Fixierposition des Schlagbolzens auflöst und dadurch eine Übertragung einer Kraft und/oder Energie vom Energiespeicher auf den Schlagbolzen 3 erfolgt. Ferner weist der Schlagbolzen 3 zumindest die Kopplungsstelle 5 auf, welches zur Aufnahme eines arretierbaren Kugelkopfs und/oder zur Aufnahme eines Wechseladapters 10 ausgebildet ist, wobei die Kopplungsstelle 5 an dem ersten Ende 31 des Schlagbolzens 3 angeordnet ist. Ferner weist die Insertionsvorrichtung 0 eine Sensoreinheit 6 auf, wobei die Sensoreinheit zumindest einen Abstandssensor 61 aufweist.
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Wie in 3 gezeigt kann der Energiespeicher 2 eine Spiralfedereinheit 21 sein.
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Wie in 4 gezeigt, kann der Energiespeicher 2 eine Linearmotoreinheit 22 sein.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die Insertionsvorrichtung eine Eingabeeinheit zur Einstellung einer Kraft am Energiespeicher 2, welche über den Schlagbolzen übertragen werden soll. Eine Eingabeeinheit kann beispielsweise einen drehbaren Außenring aufweisen, mittels welchen manuell ein Federweg und/oder die Kraft der Spiralfeder 21 des Energiespeichers 2 eingestellt wird. Die Eingabeeinheit kann aber auch über ein User-Interface erfolgen, so dass Einstellungen auch digital vorgenommen werden können. Auch ist es denkbar, dass durch hinterlegte Werte für den Patienten und/oder die verwendete Implantate in der Prozessoreinheit, Einstellungen automatisch vorgenommen werden.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Insertionsvorrichtung 0 eine Zustandsanzeige 8 auf, welche einen Zustand der Arretierungsvorrichtung 4 anzeigt, wobei ein Zustand ein Fixierposition und/oder eine gelöste Position und/oder eine eingestellte Kraft in der Fixierposition anzeigt.
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Ferner weist die Insertionsvorrichtung bevorzugt eine Prozessoreinheit zur Auswertung und Dokumentation der aufgenommenen Parameter der Sensoreinheit 6 und/oder zur Ansteuerung der Energiespeichereinheit 2 und/oder zur Ansteuerung der Insertionsvorrichtung 1 auf.
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Die Insertionsvorrichtung weist gemäß verschiedener Ausführungsformen Komponenten zur Führung des Schlagbolzens 3. Diese Komponenten zur umfassen bevorzugt zumindest eine elastomer gepufferte Koppelscheibe 31 und/oder einen Koppelring 31, ein vorderes Anschlagselement 32, eine Elastomerringdichtung 33, ein Widerlager 34 und/oder ein axiales Gleitlager 35.
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Bevorzugt ist das Gehäuse 1 der Insertionsvorrichtung 0 wie in den 3 und 4 dargestellt ummantelt mit Elastomergriffmulden 11.
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Die Arretiervorrichtung 4 kann beispielsweise eine Verschlussklaue mit Kniehebelsperrhaken umfassen. Andere Varianten zur Arretierung des Energiespeichers 2 sind denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 0
- Insertionsvorrichtung
- 1
- Gehäuse
- 2
- Energiespeicher
- 21
- Spiralfedereinheit
- 22
- Linearmotoreinheit
- 3
- Schlagbolzen
- 31
- erstes Ende
- 32
- zweites Ende
- 33
- Koppelscheibe / Koppelring
- 34
- vorderes Anschlagselement
- 35
- Elastomerringdichtung
- 36
- Widerlager
- 37
- axiales Gleitlager
- 4
- Arretierungsvorrichtung
- 41
- Auslösevorrichtung
- 5
- Kopplungsstelle
- 6
- Sensoreinheit
- 61
- Abstandssensor
- 7
- Zustandsanzeige
- 8
- Öffnung
- 10
- Wechseladapter
- 11
- Kopplungsstelle
- 12
- Rahmen
- 121
- Führungsschiene
- 122
- Gleitstein
- 123
- Öffnung
- 14
- Wechselaufnehmer
- 141
- Einschlaginstrument für einen Prothesenstiel
- 142
- wechselbarer Kugelkopfaufschläger/ Kugelkopfarretierungseinheit
- 15
- Achse
- 16
- Sensoreinheit
- 161
- Kraftsensor
- 162
- Positionskontrolleinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014109683 B4 [0003]
- DE 102014012440 A1 [0004]
- DE 102006049378 A1 [0005]
- DE 102006043783 A1 [0006]
- DE 102010003279 A1 [0007]
