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Die
Erfindung betrifft eine Distraktionsvorrichtung für das Kniegelenk
mit mindestens einem tibiaseitigen Abstützelement, mit zwei femurseitigen Abstützelementen,
die in Längsrichtung
der Femurkondylen im wesentlichen parallel zueinander verlaufende
Stützflächen aufweisen,
und mit einer Verschiebeeinrichtung zur Veränderung des Abstandes der femurseitigen
Abstützelemente
von dem oder den tibiaseitigen Abstützelementen, wobei die Abstützelemente über Arme
mit der Verschiebeeinrichtung verbunden sind, die zwischen den Abstützelementen
und der Verschiebeeinrichtung derart geformt sind, daß sie bei
in das Kniegelenk eingesetzter Distraktionsvorrichtung seitlich
an der in unveränderter
Position verbleibenden Kniescheibe vorbeigeführt sind.
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Eine
Distraktionsvorrichtung ist beispielsweise aus der
US 4,501,266 bekannt. Sie dient dazu,
bei der Implantation einer Kniegelenkprothese die Spannung der Bänder auf
beiden Seiten des Kniegelenkes zu überprüfen und gegebenenfalls zu korrigieren. Dazu
werden die femurseitigen Abstützelemente
und die tibiaseitigen Abstützelemente
bei eröffnetem Kniegelenk
in den Spalt zwischen dem proximalen Tibiakopf und dem distalen
Femur eingeschoben, vorzugsweise nach Resektion des proximalen Endes des
proximalen Tibiakopfes, und anschließend so gespreizt, daß der Spalt
aufgeweitet wird, und zwar gegen die Kraft der Femur und Tibia zusammenspannenden
Bänder.
Die dabei aufgetretenen Kräfte
können
gemessen werden und zeigen den Zustand des Bandapparates an. Bei
der Implantation wird vorzugsweise so vorgegangen, daß die Spaltbreite
auf beiden Seiten des Kniegelenkes gleich groß sein soll und auch die Bandspannungen,
und dies läßt sich durch
Auswahl entsprechender Implantatkomponenten beeinflussen und auch
durch operative Eingriffe am Bandapparat.
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Bei
der bekannten Distraktionsvorrichtung wird diese von der Vorderseite
des Knies in den Spalt eingeschoben, und an der Vorderseite des
Knies werden zwei Hydraulikzylinder als Verschiebeeinrichtung angeordnet.
Die Verbindung zwischen den Abstützelementen
und der Verschiebeeinrichtung erfolgt so, daß die Kniescheibe (Patella)
bei diesem Zugang stört
und mit dem Verlauf der Verbindungsarme zwischen Verschiebeeinrichtung
einerseits und Abstützelementen
andererseits kollidieren würde.
Es ist daher notwendig und auch allgemein üblich, zum Einführen und
zur Betätigung
der Distraktionsvorrichtung die an Bändern gehaltene Patella seitlich
wegzuklappen, um den Zugang zu dem Kniegelenkspalt von der Vorderseite
her freizugeben. Allerdings führt dieses
Wegklappen zu einer einseitigen Belastung des Knies und damit zu
Fehlmessungen bei der Bestimmung der Spannungen, die der Bandapparat beidseitig
auf das Kniegelenk ausübt.
Es ist daher davon auszugehen, daß mit der bekannten Distraktionsvorrichtung
die tatsächlichen
Verhältnisse
im Knie nicht einwandfrei bestimmt werden können.
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In
der
EP 1 245 193 A1 ist
ein Distraktionsgerät
beschrieben mit parallel zu den Femurkondylen verlaufenden Abstützelementen
für die
Femurkondylen und für
die Tibia, diese Abstützelemente
sind mit parallel zueinander verlaufenden Stützflächen versehen. Sowohl das femurseitige
Abstützelement
als auch das tibiaseitige Abstützelement
sind einteilige Bauteile, die über
einen Arm mit der Verschiebeeinrichtung verbunden sind, das heißt es gibt
für die femurseitigen
Abstützelemente
und die tibiaseitigen Abstützelemente
jeweils nur einen Arm zur Verbindungseinrichtung, der seitlich angeordnet
ist und parallel zur Längsrichtung
der Stützflächen verläuft, also
parallel zu den Femurkondylen. Dadurch können sich einseitige Belastungen
ergeben, außerdem ist
es mit dieser Anordnung nicht möglich,
den Spalt zwischen Femurkondylen und Tibia auf der linken und auf
der rechten Seite des Kniegelenks unterschiedlich aufzuweiten.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Distraktionsvorrichtung
zu schaffen, bei der einerseits eine Fehlmessung durch Umklappen
der Patella vermieden wird, während
andererseits die Aufweitung des Spaltes zwischen Femur und Tibia medial
und lateral präzise
und mit dem jeweils gewünschten
Betrag erfolgen kann.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Distraktionsvorrichtung der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass jedes der femurseitigen Abstützelemente und das oder die
tibiaseitigen Abstützelemente
jeweils über
einen Arm mit der Verschiebeeinrichtung verbunden sind und dass die
Arme der femurseitigen Abstützelemente
an diesen femurseitigen Abstützelementen
schräg
zur Längsrichtung
der Femurkondylen angreifen.
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Am
distalen Femur befinden sich dabei parallel zueinander und in sagittaler
Richtung verlaufend die beiden Femurkondylen, und die Distraktionsvorrichtung
weist zwei Stützflächen auf,
von denen jede an eine der Femurkondylen anlegbar ist. Diese Stützflächen können länglich ausgebildet
sein, ihre Längsrichtung
verläuft
parallel zur Längsrichtung
der Femurkondylen, also in sagit taler Richtung. Es wird nun vorgesehen,
daß die
Arme schräg
zu dieser Richtung an den Stützflächen angreifen,
und dadurch können sie
bei eingesetzter Distraktionsvorrichtung seitlich an der Patella
vorbeigeführt
werden, ohne diese zu behindern.
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Bei
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, daß die
Arme an beiden Stützflächen schräg nach außen gerichtet
angreifen und dadurch zu beiden Seiten der Patella je ein Arm an dieser
vorbeigeführt
ist. Man erhält
somit eine symmetrische Anordnung der Distraktionsvorrichtung.
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Bei
einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, daß ein
Arm schräg nach
innen und ein Arm schräg
nach außen
gerichtet sind, so daß beide
Arme an einer Seite der Patella vorbeigeführt sind. Dies hat den Vorteil,
daß nur
an einer Stelle des Kniegelenks eine Verbindung der Stützflächen mit der
Verschiebeeinrichtung notwendig ist, dadurch wird das umgebende
Weichteilgewebe des Kniegelenks geschont, da nicht zwei Austrittsstellen
benötigt
werden.
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Günstig ist
es, wenn die beiden Arme parallel zueinander verlaufen, insbesondere,
wenn die Arme dicht nebeneinander verlaufen. Dicht nebeneinander kann
dabei bedeuten, daß sie
in einer Ebene nebeneinander liegen, oder auch unmittelbar übereinander. Dadurch
wird der Querschnitt der Austrittsöffnung, die für diese
Arme notwendig ist, reduziert, insbesondere bei Verwendung von Armen
mit kleiner Querschnittsfläche
ist es daher möglich,
mit sehr geringer Traumatisierung des umgebenden Weichteilgewebes
zu arbeiten.
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Es
ist günstig,
wenn der schräg
nach innen gerichtete Arm über
einen quer zur Längsrichtung
der Femurkondylen angeordneten Querarm mit der zugeordneten Stützfläche verbunden
ist, der am vorderen Ende der Stützfläche angreift
und hinter der Patella in Richtung auf die andere Stützfläche verläuft. Damit überbrückt der
Querarm praktisch den Zwischenraum zwischen den beiden Stützflächen und verläuft dabei
quer zur Längsrichtung
der Femurkondylen unmittelbar vor diesen und hinter der Patella, ohne
diese zu beeinträchtigen.
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Bei
einer Ausgestaltung mit in gleicher Richtung schräg verlaufenden
Armen können
diese eine ungleiche Länge
aufweisen. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
wird dabei die Querschnittsfläche
der Arme so gewählt,
daß sie
bei ungleicher Länge
bei gleichen Kräften
gleiche Verformungen erfahren. Dies läßt sich durch geeignete Wahl
der Querschnittsfläche
der Arme über
die Län ge
erreichen, der längere
Arm muß eine
höhere
Biegefestigkeit aufweisen als der kürzere Arm, um auf diese Weise die
längeren
Hebelarme auszugleichen.
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Vorzugsweise
liegt der Winkel zwischen der Längsrichtung
der Arme gegenüber
der Längsrichtung
der Femurkondylen zwischen 10° und
90°, insbesondere
bei etwa 45°.
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Auch
an dem tibiaseitigen Abstützelement kann
ein Arm angreifen, der gegenüber
der Längsrichtung
der Femurkondylen schräg
angeordnet ist.
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Dabei
ist es günstig,
wenn der Arm des tibiaseitigen Abstützelementes unmittelbar neben
einem oder beiden Armen verläuft,
die an den femurseitigen Abstützelementen
angreifen. Auch dadurch wird der Querschnitt der Austrittsfläche reduziert.
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Vorzugsweise
ist an jedem an einem femurseitigen Abstützelement angreifenden Arm
eine eigene Verschiebeeinrichtung angeordnet, so daß die Spaltbreite
an beiden Seiten des Knies, also medial und lateral, unabhängig voneinander
verändert werden
kann.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Verschiebeeinrichtung durch ein pneumatisch
oder hydraulisch betätigbares
Kolbenzylinderaggregat gebildet wird.
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Der
Verschiebeeinrichtung kann weiterhin eine Kraftmesseinrichtung zugeordnet
sein, insbesondere ist dies ein Drucksensor, der den Druck des das
Kolbenzylinderaggregat betätigenden
Mediums bestimmt. Durch diese Kraftmess einrichtung lassen sich die
Bandspannungen bei einer bestimmten Distraktion messen, und diese
sind ein Maß für den jeweiligen
Zustand des Bandapparates.
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Die
beschriebene Distraktionsvorrichtung ermöglicht eine Distraktion des
Kniegelenks unter Aufweitung des Spaltes zwischen dem proximalen
Tibiakopf und dem distalen Femur, ohne daß dazu die Patella aus ihrer
natürlichen
Lage entfernt werden muß, insbesondere
ist also auch kein Ausklappen der Patella mehr notwendig.
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Grundsätzlich wäre dieser
Erfolg auch durch andere Ausgestaltungen zu erzielen, bei denen
die Aufweitung des Kniegelenkspaltes nicht durch Kolbenzylinderaggregate
oder ähnliche
Verschiebeeinrichtungen erfolgt, sondern durch andere Mittel. So ist
in diesem Zusammenhang beispielsweise die Möglichkeit eines Kniegelenkdistraktors
zu erwähnen,
der zwei aufeinandergleitende Keile im Gelenkspalt vorsieht, die
durch gegenseitige Verschiebung ihre Gesamthöhe verändern und damit den Gelenkspalt
mehr oder weniger aufspreizen.
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Eine
andere Möglichkeit
wäre die
Verwendung eines Exzenterspreizers, also einer drehbaren Einrichtung,
die am freien Ende einen exzentrischen Hubbereich aufweist. Verwendet
man zwei derartige Exzenter und verdreht sie gegeneinander, so kann der
exzentrische Hubbereich bei Einführung
in den Gelenkspalt diesen aufweiten.
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Denkbar
ist auch der Einsatz eines Körpers, der
durch eine Formänderung
eine Aufweitung ermöglicht,
beispielsweise ist dabei zu denken an ein quellendes Medium, welches
durch Kontakt mit bestimmten Substanzen, beispielsweise Flüssigkeiten, aufquillt,
oder an kissenförmige
oder balgförmige Körper, die
durch Füllung
mit einem flüssigen
oder pneumatischen Medium zu einer Aufweitung des Gelenkspaltes
führen
können.
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Eine
weitere Möglichkeit
liegt in der Verwendung von Federelementen, die in den Gelenkspalt eingeschoben
werden und durch ihre Federkraft eine Aufweitung des Gelenkspaltes
erzielen, bei diesen kann durch eine Abstandsmessung die jeweilige Druckkraft
bestimmt werden, die vom Bandapparat ausgeübt wird.
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Es
handelt sich bei den zuletzt beschriebenen Konstruktionen um Alternativen
zur Verwendung eines Distraktionsgerätes mit seitlich an der Patella vorbeigeführten Armen,
die ebenfalls eingesetzt werden können, um den Kniegelenkspalt
kontrollierbar aufzuweiten und dabei den Zustand des Bandapparates
zu überprüfen.
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Die
nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
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1:
eine perspektivische Ansicht eines Kniegelenkes mit einer eingesetzten
Distraktionsvorrichtung mit an einer Seite der Patella vorbeigeführten Armen;
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2:
eine perspektivische Darstellung der Distraktionsvorrichtung der 1 vor
dem Einsetzen;
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3:
eine Draufsicht auf die in den Gelenkspalt eingesetzte Distraktionsvorrichtung
der 1 in der Ebene des Gelenkspaltes;
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4:
eine schematische Darstellung der femurseitigen Abstützelemente
mit unterschiedlich verformbaren Abschnitten zur Anpassung der unterschiedlichen
Verformbarkeit bei unterschiedlich langen Abstützelementen und
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5:
eine perspektivische Ansicht eines Kniegelenkes mit einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
einer Distraktionsvorrichtung mit beidseitig an der Patella vorbeigeführten Armen.
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Die
in den 1 bis 4 dargestellte Distraktionsvorrichtung 1 umfaßt ein unteres,
plattenförmiges
tibiales Abstützelement 2,
welches auf die mittels eines Sägeschnittes
resizierte Oberseite 3 des proximalen Tibiakopfes 4 flächig aufgelegt
wird. Weiterhin umfaßt
die Distraktionsvorrichtung 1 zwei femurale Abstützelemente 5, 6,
die an die beiden Femurkondylen 7, 8 des distalen
Femurs 9 anlegbar sind. Die beiden femuralen Abstützelemente 5, 6 weisen
zwei längliche,
im Abstand voneinander und parallel zueinander verlaufende plattenförmige Stützflächen 10, 11 auf,
die zur Anlage an den Femurkondylen 7, 8 bestimmt
sind und dementsprechend mit ihrer Längsrichtung parallel zur Längsrichtung
der Femurkondylen, also parallel zur Sagittalrichtung, am dista len
Femur 9 anliegen, der Abstand der beiden Stützflächen 10, 11 entspricht
dem durchschnittlichen Abstand der beiden Femurkondylen 7, 8.
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Die
rechte Stützfläche 10 ist
an ihrem vorderen, d. h. anterioren Ende mit einem schmalen Haltearm 12 verbunden,
der zur Längsrichtung
der Stützfläche 10 einen
Winkel zwischen 10° und
90° einschließt, vorzugsweise
in der Größenordnung
von 45°.
Der Haltearm 12 liegt im wesentlichen in der Ebene der
Stützfläche 10 und
verbindet diese mit einem Kolbenzylinderaggregat 13, welches
parallel zur Längsrichtung
der Tibia außerhalb
des Kniegelenkes angeordnet ist.
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In
gleicher Weise ist die linke Stützfläche 11 mit
einem Haltearm 14 verbunden, der unmittelbar neben dem
Haltearm 12 parallel zu diesem verläuft. Diese Verbindung ist aber
keine direkte Verbindung, sondern der Haltearm 14 weist
an seinem der Stützfläche 11 zugewandten
Ende einen Querarm 16 auf, der quer zur Längsrichtung
der Stützflächen 10 verläuft und
im wesentlichen senkrecht in das vordere Ende der Stützfläche 11 einläuft. Der
Haltearm 14 ist also gegenüber der Längsrichtung der Stützfläche 11 ebenfalls
um etwa 10° bis
90°, insbesondere
45° abgewinkelt,
jedoch gegenüber
dieser Stützfläche 11 durch
den Querarm 16 seitlich versetzt. Der Querarm 16 überbrückt praktisch
den Zwischenraum zwischen den beiden Stützflächen 10, 11 und
verläuft
bei in das Kniegelenk eingesetzter Distraktionsvorrichtung 1 vor
den Femurkondylen 7, 8 und hinter der Patella 17 (3),
die dadurch vom Haltearm 14 nicht beeinträchtigt wird,
sondern sich in ihrer natürlichen
Lage befindet.
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Der
Haltearm 14 ist ebenso wie der Haltearm 12 mit
einem Kolbenzylinder aggregat 15 verbunden, das im wesentlichen
parallel zu dem Kolbenzylinderaggregat 13 angeordnet ist.
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Beide
Kolbenzylinderaggregate 13 und 15 sind über einen
Halter 19 miteinander fest verbunden, und dieser Halter 19 steht
seinerseits über
einen Haltearm 20 mit dem tibialen Abstützelement 2 in starrer
Verbindung. Der Haltearm 20 verläuft unterhalb der beiden nebeneinander
liegenden Haltearme 12 und 14 und im wesentlichen
parallel zu diesen dicht an diesen zum tibialen Abstützelement 2,
so daß die
drei Haltearme 12, 14 und 20 im wesentlichen
im selben Bereich des Knies in den Zwischenraum zwischen Tibia und
Femur einmünden.
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Die
Kolbenzylinderaggregate 13 und 15 stehen über Verbindungsleitungen 21, 22 mit
einer Druckmittelquelle 23 in Verbindung, beispielsweise einer
Vorrichtung zur Einfüllung
einer Kochsalzlösung,
in beide Verbindungsleitungen 21, 22 sind Druckmessgeräte 24 bzw. 25 eingesetzt,
so daß der Druck
des von der Druckmittelquelle 23 den Kolbenzylinderaggregaten 13, 15 zugeführten Druckmittels gemessen
werden kann.
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Die
Kolbenzylinderaggregate 13, 15 können durch
Zufuhr des Druckmediums ausgefahren werden, wobei die Kolbenzylinderaggregate
beim Befüllen
mit dem Druckmedium zunächst
entlüftet
werden und erst bei vollständiger
Füllung
mit dem Druckmedium nach Verschließen einer Belüftungsöffnung die Distraktion
beginnt. Bei Verlängerung
des Kolbenzylinderaggregates werden die entsprechenden femurseitigen
Abstützelemente 5, 6 von
dem tibialen Abstützelement 2 entfernt,
so daß das
Kniegelenk aufgeweitet wird, d. h. der Spalt zwischen distalem Femur 9 und
der Oberseite 3 des proximalen Tibiakopfes 4 wird
aufgeweitet.
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Dabei
ist wesentlich, daß die
Haltearme 12, 14 so angeordnet sind, daß sie an
einer Seite seitlich der Patella 17 an dieser vorbeigeführt sind
und diese nicht behindern, es ist daher möglich, die Patella in ihrer
natürlichen
Position zu belassen, wenn diese Distraktion erfolgt.
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Zum
Einsetzen und zur Herausnahme der Distraktionsvorrichtung ist es
möglich,
die Patella in an sich bekannter Weise zur Seite zu klappen, dies behindert
aber die Messung nicht, da während
der Messung die Patella wieder in die natürliche Ausgangslage zurückgeklappt
wird.
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Die
Querschnittsform der femurseitigen Abstützelemente 5, 6 ist
so gewählt,
daß trotz
der unterschiedlichen Länge
dieser beiden Abstützelemente bei
gleichen Kräften
auf die Stützflächen 10, 11 gleiche
Verformungen der Haltearme 12, 14 auftreten. Durch
die schräge
Anordnung ist der Haltearm 14 mit dem Querarm 16 deutlich
länger
als der Haltearm 12, trotzdem wirken sich die durch den
Bandapparat auf die femurseitigen Abstützelemente 5, 6 ausgeübten Kräfte nicht
unterschiedlich auf diese aus.
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Während bei
dem Ausführungsbeispiel
der 1 bis 4 die beiden Stützflächen 10, 11 über Haltearme 12, 14 mit
den Kolbenzylinderaggregaten 13, 15 verbunden
sind, welche an einer Seite der Patella vorbeigeführt sind,
sind die Haltearme 12, 14 der beiden Stützflächen 10, 11 beim
Ausführungsbeispiel der 5 nicht
zur selben Seite abgewinkelt, sondern zu entgegengesetzten Seiten,
beide Haltearme sind nach außen
abgewinkelt, außerdem
fehlt der Querarm 16. Im übrigen ist ein ähnlicher
Aufbau gewählt
wie beim Ausführungsbeispiel
der 1 bis 4, einander entsprechende Teile
tragen daher dieselben Bezugszeichen.
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Durch
diese Anordnung umgeben die Haltearme 12, 14 die
Patella 17 zu beiden Seiten und nehmen sie zwischen sich
auf, ohne sie dabei zu verschieben. Die Patella kann während der
Messung in ihrer natürlichen
Position verbleiben.
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Das
tibiale Abstützelement 2 kann
einstückig ausgebildet
sein, es ist aber auch möglich,
an der Oberseite 3 der Tibia zwei getrennte tibiale Abstützelemente
anzuordnen, die dann ähnlich
ausgebildet sein können
wie die Stützflächen 10, 11.
Diese beiden tibialen Abstützelemente 2 sind
dann jeweils mit einem eigenen Haltearm mit einem Kolbenzylinderaggregat
verbunden, und die Kolbenzylinderaggregate stehen durch einen Halter 19 in
fester Verbindung zueinander, so daß die tibialen Abstützelemente 2 in
jedem Fall eine starre Einheit bilden, gegenüber der die femurseitigen Abstützelemente 5, 6 durch die
Kolbenzylinderaggregate 13, 15 verschiebbar sind.