DE19640474A1 - Vorrichtung zum Auffinden von Verriegelungsbohrungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffinden von Verriegelungsbohrungen bei Implantaten, insbesondere zum Auffinden von Querbohrungen bei intramedullären Verriegelungsnägeln.

In der Chirurgie werden Implantate häufig mit quer zur erwarteten Druck- oder Zugbelastung eingeschobenen Verriegelungsstiften befestigt. Insbesondere bei der Behandlung des Bruchs eines Röhrenknochens wird zur Stabilisierung des Knochens ein hohler oder kompakter Metallnagel als Implantat längs in den Markraum des Knochens intramedullär eingetrieben und mit quer dazu verlaufenden stiftförmigen Elementen verriegelt. Durch diese Verriegelung wird die Fraktur in der korrekten Position fixiert und die richtige Länge des Knochens sichergestellt.

Ein erhebliches Problem bei dieser Technik ist jedoch, daß die im Knochennagel vorhandenen Querbohrungen zur Aufnahme der Verriegelungsstifte bei in den Knochen eingebrachtem Nagel von außen nicht sichtbar sind. Um dieses Problem zu lösen, sind in der Vergangenheit verschiedene Methoden entwickelt worden. Unter anderem wird eine externe Bohrlehre verwendet, die am oberen Ende des im Knochen steckenden Nagels angebracht wird. Das untere Ende der Bohrlehre ist dann soweit vom oberen Ende des Nagels entfernt, wie das Verriegelungsloch im Nagel selbst. Diese Methode ist aber in der Handhabung umständlich. Da der Nagel von der inneren Form des Markraumes in eine Torsion und eine Verbiegung getrieben wird, gelingt es mit einer Bohrlehre darüber hinaus meist nicht, die genaue Lokalisierung und Ausrichtung der Querbohrung aufzufinden, so daß eine unnötige Traumatisierung des Patienten die Folge ist.

Die derzeit am häufigsten eingesetzte Methode ist das Auffinden des Loches mittels Röntgenstrahlung und einem Bildwandler. Man manipuliert diesen so lange, bis das Loch des Nagels auf dem Bildschirm eine runde Form hat und führt dann ein scharfes Instrument (Pfriem) von außen an die Knochenwand (Kortikalis) mit der Spitze exakt ins Lochzentrum. Dann schaltet man den Bildwandler aus, perforiert die Kortikalis mit dem Pfriem und bohrt dann mit einem Bohrer durch den Nagel- bis zur gegenüberliegenden Knochenwandung, um dann die Verriegelungsschraube einzudrehen.

Auch diese Methode ist unbefriedigend, da sie mit einer hohen Strahlenbelastung durch Röntgenstrahlen für den Patienten und das Operationsteam verbunden ist. Insbesondere für das Operationsteam ist diese Methode problematisch, da sich derartige Operationen oft mehrmals täglich wiederholen, mit der Folge, daß sich die Strahlenbelastungen akkumulieren.

Aus der DE 43 44 470 A1 ist eine Methode bekannt, bei der in den hohlen Innenraum des Knochennagels eine Lichtquelle hoher Strahlungsintensität eingeführt wird. In der Höhe der Verriegelungslöcher des Knochennagels durchscheint das Licht die Knochenschicht derart, daß sich an der Hautoberfläche eine deutlich sichtbare Markierung abzeichnet, die den Ort der Querbohrung im Knochennagel anzeigt. Diese Methode hat jedoch den Nachteil, daß die sichtbare Markierung nur unscharf ungefähr die Position der Bohrung anzeigt. Das genaue Auffinden der Bohrung ist dabei der Erfahrung des Operateurs überlassen.

Die in der Patentschrift DE 33 32 642 C2 beschriebene Vorrichtung beruht auf der Messung magnetischer Felder. Offengelegt wird eine Vorrichtung, mit der das Magnetfeld eines außen liegenden Magneten mit einer im Implantat angebrachten Meßeinrichtung gemessen wird und so die Position der Querbohrung bestimmt. In den hohlen Implantatnagel wird ein Meßkopf mit einer Magnetfeldmeßeinrichtung eingeführt, die vorzugsweise aus 2 Hallelementen besteht. Diese sind über eine im Implantatnagel verlaufende Leitung mit einer Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit verbunden. Es wird das Magnetfeld eines von außen aufgesetzten Elektro- oder Permanentmagneten, der vorzugsweise Ringform aufweist, gemessen. Durch die Anordnung der Hallelemente im rechten Winkel zur Achse der Querbohrung kann die Lage des äußeren Magneten im Verhältnis zur Querbohrung und durch Verschiebung die Position der Querbohrung von außen bestimmt werden. Es wird dann eine erste Inzision durchgeführt, der eine zweite Messung auf dem Knochen mit Hilfe eines zweiten, in die Bohrlehre eingebrachten Stabmagneten folgt, um den genauen Ort der Bohrung festzulegen.

Diese Methode weist mehrere Nachteile auf. So ist ein nicht unerheblicher apparativer Aufwand mit der Methode verbunden, da neben dem äußerst präzise zu bauenden Meßkopf mit den genau zu positionierenden zwei Hallelementen eine Verarbeitungseinheit und ein Anzeigegerät gebraucht werden, die von gleichmäßiger, störungsfreier Energiezufuhr abhängig sind. Weiter ist die Präzision der offenbarten Methode davon abhängig, daß der Meßkopf paßgenau in den Implantatnagel passen muß. Wenn der Meßkopf allerdings eingeführt oder wieder herausgebracht wird könnte es bei den zu erwartenden starken Torsionen und Biegungen durchaus sein, daß eine Bewegung des präzise eingepaßten Meßkopfes nicht mehr möglich ist. Weiter ergibt sich das Problem, daß die meisten Implantate aus magnetisierbarem Stahl bestehen, was bei Magnetisierung durch den äußeren Magneten zu -einer Verzerrung der durch die Hallelemente gemessenen Magnetfelder führt. Weiter werden die meisten Implantate hohl ausgeführt, damit es möglich ist, einen bei Reposition der Fraktur hilfreichen sogenannten Führungsspieß aufzunehmen. Bei der beschriebenen vollständigen Ausfüllung des Implantat-Hohlraums durch den Meßkopf ist dies aber nicht möglich. Als letzter Nachteil der Methode ist zu nennen, daß mit dieser Methode bei der ersten, vor der Inzision durchgeführten Messung nur Torsionen präzise meßbar sind, während bei der offenbarten Verwendung von auf der Haut verschobenen Ringmagneten die relative Biegung der Querbohrung nicht erkennbar ist, nur die relative Position im Verhältnis zur Hautoberfläche. Bei kompakten Implantaten kann diese Methode ohnehin nicht eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auffinden von Verriegelungsbohrungen bei Implantaten zu schaffen, mit der die Querbohrung einfach und exakt auffindbar ist, ohne den Patienten und das Operationsteam einer Strahlenbelastung auszusetzen und die ohne aufwendige Meßapparatur, in bestimmten Ausführungsformen sogar ohne Strom oder lediglich Batteriestrom auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Auffinden von Verriegelungsbohrungen bei Implantaten, insbesondere zum Auffinden von Querbohrungen bei intramedullären Verriegelungsnägeln, und zur koaxialen Ausrichtung einer Bohrvorrichtung zu diesen Querbohrungen gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine in die Querbohrung des Implantats eingebrachte, ein axialsymmetrisches Magnetfeld erzeugende erste Magneteinrichtung und eine zweite Magneteinrichtung außerhalb des Implantats vorgesehen sind, wobei der Magnet der zweiten, außerhalb des Implantats befindlichen Magneteinrichtung beweglich in seiner Ausrichtung auf das durch die erste Magneteinrichtung erzeugte Magnetfeld angeordnet ist.

In der folgenden Erläuterung der Erfindung wird hauptsächlich auf die Nagelung von Röhrenknochen mit Knochennägeln abgestellt. Es versteht sich für den Fachmann aber von selbst, daß die erfindungsgemäße Methode auf alle ähnlich gelagerten Probleme bei der Fixierung von Implantaten anwendbar ist.

In der Querbohrung des Implantats ist eine Magnetvorrichtung angeordnet, die ein axialsymmetrisches Magnetfeld erzeugt. Außerhalb des Implantats ist eine weitere Magnetvorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise an einer Halterung beweglich angeordnet ist. Der Magnet der zweiten Magneteinrichtung kann sich dadurch frei im Magnetfeld der nicht beweglichen ersten Magneteinrichtung ausrichten. Aus der Position des Magneten der zweiten Magneteinrichtung kann deshalb die Position der ersten Magneteinrichtung und damit die Position der Verriegelungsbohrung ermittelt werden.

Die beiden Magneteinrichtungen können beispielsweise jeweils entweder einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten enthalten. Um Störungen zu vermeiden, bestehen alle übrigen Bauteile der Vorrichtung außer dem Implantat vorzugsweise aus nicht magnetisierbarem Material.

Zur Einbringung der Verriegelungsstifte muß der Knochen in der Flucht der Verriegelungsbohrung aufgebohrt werden. Dafür ist eine Bohrvorrichtung notwendig, mit der die Kortikalis auf beiden Seiten der Verriegelungsbohrung durchbohrt werden kann. Eine bevorzugte Weiterentwicklung-der Erfindung sieht deshalb vor, daß die Halterung der zweiten, außerhalb des Implantats befindlichen Magneteinrichtung auch die Bohrvorrichtung aufnehmen kann. Zunächst wird in der Halterung die Magnetvorrichtung angeordnet. Die Position der Halterung wird dann solange geändert, bis die genaue Lage der Verriegelungsbohrung ermittelt ist. Aus der Halterung wird sodann die zweite Magnetvorrichtung entfernt und statt dessen die Bohrvorrichtung eingesetzt, die sich dann in der richtigen Position befindet, um die Kortikalis vor dem Verriegelungsloch zu durchbohren.

Vorzugsweise wird dafür eine Hülse, die als Führungshülse dient, in der Halterung vorgesehen. In diese Hülse kann alternativ entweder die zweite Magneteinrichtung oder die Bohrvorrichtung eingesetzt werden.

Nach der ersten Inzision wird die Führungshülse durch das entstandene Loch auf der äußeren Kortikalis aufgesetzt. Nach genauer Bestimmung der Lage der Verriegelungsbohrung durch Positionierung der zweiten Magneteinrichtung wird diese nach Fixierung der Führungshülse und der Halterung aus der Führungshülse entfernt und die Bohrvorrichtung in die Führungshülse eingebracht. Die Bohrvorrichtung wird vorzugsweise so ausgestaltet, daß sie an einem zu tiefen Eindringen gehindert werden kann, beispielsweise durch einen nur kurzen Bohrer und mit im übrigen auf der äußeren Kortikalis aufliegenden rechtwinklig zur Bohrrichtung ausgebildeten Kanten. Möglich ist auch ein an der Hülse verstellbar angebrachter Abstandshalter mit Skalierung.

Vorzugsweise wird der Magnet der zweiten Magneteinrichtung über eine Stange kardanisch oder an einem Kugelgelenk aufgehängt. Er ist dann in seiner relativen Lage im Raum frei beweglich und kann sich entsprechend des Magnetfeldes der ersten Magneteinrichtung ausrichten. Damit die Schwerkraft keinen Einfluß auf die Lage des Magneten der Magneteinrichtung und damit auf die Bestimmung der Lage der Verriegelungsbohrung haben kann, wird die Stange, an der der Magnet befestigt ist, vorzugsweise ausbalanciert (austariert) aufgehängt.

Um die Bestimmung der Lage der Verriegelungsbohrung weiter zu vereinfachen, ist gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung die der ersten Magneteinrichtung abgewandte Seite der zweiten Magneteinrichtung als Anzeigevorrichtung ausgestaltet. Der Magnet der zweiten Magneteinrichtung verändert seine relative Lage im Raum, wenn er auf die erste Magneteinrichtung zu bewegt wird, nur dann, wenn er nicht entlang der Achse der ersten Magneteinrichtung bewegt wird. Die Anzeigevorrichtung kann deshalb anzeigen, wenn der Magnet der zweiten Magneteinrichtung seine Lage verändert. Diese Anzeige ist in an sich bekannter Weise auszuführen und kann beispielsweise optischer, akustischer, elektrischer oder elektronischer Art sein.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann aber auch die Anzeigevorrichtung auf der der ersten Magneteinrichtung zugewandten Seite angebracht sein. Diese Anzeige kann akustisch, elektrisch, optischer oder elektronischer Art sein und zeigt die mittige Ausrichtung des Magneten in der Hülse der zweiten Magneteinrichtung an.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Halterung der zweiten Magneteinrichtung mit einem Zielgerät verbunden ist. Unter einem Zielgerät ist ein Aufsatz zu verstehen, der am frei liegenden Ende des Implantats, bei einer Vorrichtung zur Auffindung von Querbohrungen am distalen Ende also an dem dem distalen Ende des Knochennagels gegenüberliegenden Ende, am Knochennagel befestigt werden kann. Die Zielvorrichtung hat einen sich im wesentlichen parallel zum Knochennagel erstreckenden Arm, an dem die Halterung der zweiten Magneteinrichtung geführt ist.

Die am Ziel gerät befestigte Halterung der zweiten Magneteinrichtung wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel derart an der Zielvorrichtung befestigt, daß sie am Arm der Zielvorrichtung sowohl in Längsrichtung des Implantats als auch in einer dazu orthogonalen Kreisebene verstellbar ist. Dazu wird eine andere Ausführungsform der zweiten Magneteinrichtung auf einer geschlossenen oder fast geschlossenen kreisförmigen Ringschiene, die in Längsrichtung des Zielgeräts beweglich angebracht ist, beweglich befestigt. Im Innenkreis der Ringschiene wird eine zweite Schiene angebracht, die reibungsarm auf der Innenseite der äußeren Schiene beweglich ist und über 180° des Innenkreises der Ringschiene bedeckt. An den gegenüberliegenden Seiten der inneren Schiene (180°) werden gegensätzlich gepolte Magneten angebracht, die sich im Feld der ersten Magneteinrichtung orientieren. Dazu werden an den Enden der inneren Schiene Tariergewichte angebracht, die die innere Schiene austarieren, oder die Dicke und Form der Schiene in den Abschnitten dementsprechend gewählt, so daß die Stellung der Magneten der inneren Schiene nicht von der Schwerkraft beeinflußt wird. So ist es möglich, eine erste grobe Vororientierung bezüglich der Lage der Querbohrung vorzunehmen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Zielgeräts sieht eine Skalierung sowohl am Arm der Längsschiene als auch an der kreisförmigen Ringschiene und der Anbringung der Halterung vor. Durch Kenntnis der daran ablesbaren Koordinaten ist eine später notwendige Entfernung der Verriegelungsbolzen bei der Herausnahme des Implantats erheblich erleichtert.

Eine anderes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die im Implantat befindliche erste Magneteinrichtung einen gegenüber dem Durchmesser der Querbohrung im Implantat verkleinerten oder höchstens gleich großen Durchmesser aufweist. Die erste Magnetvorrichtung kann dann leicht aus der Querbohrung entfernt werden. Wenn die Kortikalis auf der der zweiten Magneteinrichtung zugewandten Seite durchbohrt ist. Insbesondere bieten sich die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen für die Einbringung der ersten Magneteinrichtung in die Verriegelungsbohrung an.

Die erste Magneteinrichtung kann beispielsweise in eine die Verriegelungsbohrung umgebende Fassung mit einen Gewinde eingebracht sein, wobei die Fassung vorzugsweise aus elastischem, resorbierbaren aber ausreichend verformungsbeständigen Material besteht. Nach Durchbohren der Kortikalis auf der der zweiten Magnetvorrichtung zugewandten Seite kann die erste Magnetvorrichtung leicht aus der Verriegelungsbohrung durch die erste in der äußeren Kortikalis befindliche Bohrung herausgeschraubt werden vorzugsweise in eine ein gleiches Gewinde aufweisende, gegebenenfalls arretierte und in die Führungshülse passende Hülse, die durch die Bohrung der Kortikalis hindurch auf das Implantat aufgesetzt wird. Die gegenüberliegende Seite der Kortikalis kann dann durchbohrt und der Verriegelungsstift eingesetzt werden.

Die erste Magnetvorrichtung kann aber auch in eine die Verriegelungsbohrung umgebende glatte Fassung eingebracht sein, wobei die Fassung vorzugsweise aus elastischem, resorbierbaren aber ausreichend verformungsbeständigen Material besteht. Nach Durchbohren der Kortikalis auf der der zweiten Magnetvorrichtung zugewandten Seite kann die erste Magnetvorrichtung leicht mittels eines Zugmagneten aus der Verriegelungsbohrung herausgezogen werden vorzugsweise in eine gegebenenfalls arretierte und in die Führungshülse passende Hülse, die durch die Bohrung der Kortikalis hindurch auf das Implantat aufgesetzt wird. Die gegenüberliegende Seite der Kortikalis kann dann ebenfalls durchbohrt und der Verriegelungsstift eingesetzt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kern der ersten Magneteinrichtung durchbohrt und erlaubt so eine Entfernung mittels eines durch die Bohrung eingeführten und dann arretierten Drahtes. Möglich wäre auch eine Ausführung der ersten Magneteinrichtung mit einer Öse an der der zweiten Magneteinrichtung zugewandten Seite, durch die man mittels eines Hakens die erste Magneteinrichtung durch die Führungshülse an der zweiten Magnetvorrichtung, die auch die Bohrvorrichtung aufnehmen kann, entnehmen kann. Vorzugsweise wird auch hier eine weitere durch die Bohrung der Kortikalis hindurch auf das Implantat aufgesetzte und in die Führungshülse passende weitere Hülse verwendet.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht die Entnahme oder die Entfernung aus der Querbohrung der ersten Magnetvorrichtung durch den oder in den hohlen Innenraum des Implantats, in dem die erste Magnetvorrichtung verschiebbar oder verziehbar angeordnet ist.

Es kann aber auch eine erste Magnetvorrichtung bestehend aus zwei miteinander gekoppelten Elektromagneten gewählt werden, bei der ein hohler weicher Eisenkern ringförmig um jede der beiden Öffnungen der Querbohrung angebracht wird, um den die Spulen gewickelt werden. Die Verriegelungsbohrung selbst bleibt dadurch ebenso frei wie der innere Hohlraum des Implantats. Die Notwendigkeit, die Magneteinrichtung zum Einführen der Verriegelungsstifte zu entnehmen, entfällt.

In der Praxis wird jedes Implantat mit mehreren Verriegelungsstiften befestigt. Zum Auffinden von mehreren Verriegelungslöchern können selbstverständlich auch mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen gleichzeitig eingesetzt werden. Ob die ersten Magneteinrichtungen dabei gleich oder entgegengesetzt gepolt werden sollten, hängt maßgeblich vom Einzelfall ab. Beide Varianten sind denkbar. Vorzugsweise werden für die ersten Magneteinrichtungen Elektromagneten eingesetzt, die einzeln betrieben werden können. Dadurch ist eine kreuzweise Beeinflussung der zweiten Magneteinrichtungen durch die jeweils weiteren ersten Magneteinrichtungen zu vermeiden.

Es ist jedoch durchaus möglich bei ausreichendem Abstand der Querbohrungen auch Permanentmagneten für die erste Magneteinrichtung zu verwenden. Hierbei muß allerdings bei gegenpoligen ersten Magneteinrichtungen die zweite Magneteinrichtung für die Grobausrichtung dahingehend variiert werden, daß statt einem Magneten zwei starr in einem fixierten Winkel miteinander verbundene Magnete entgegengesetzter Polung verwendet werden. Bei senkrechter Stellung der Winkelhalbierenden zwischen den Magneten läßt sich die Lage beider Bohrungen bestimmen.

Wenn die Querbohrungslöcher nur in geringem Abstand voneinander liegen, ist davon auszugehen, daß diese bei der relativen Stabilität der Implantate nicht oder nicht nennenswert gegeneinander verdreht sind. Daher kann man nach Auffinden einer durch eine erste Magnetvorrichtung markierten Querbohrung mittels einer mechanischen Ziellehre ohne Schwierigkeiten die anderen Löcher lokalisieren.

Hinsichtlich weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der bei gefügten Abbildungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen mit einem Knochennagel und Verriegelungsschrauben fixierten Röhrenknochen im Querschnitt.

Fig. 2 zeigt schematisch die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung am distalen Ende eines in einen Röhrenknochen eingebrachten Knochennagels.

Fig. 3 zeigt den Ausschnitt eines Knochennagels mit zwei Verriegelungsbohrungen und darin angeordneten ersten Magneteinrichtungen.

Fig. 4 zeigt einen genagelten Röhrenknochen mit Zielgerät zum Auffinden der distalen Verriegelungslöcher und anschließendem Durchbohren der Kortikalis.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen genagelten Oberschenkel mit Ziel gerät mit kreisförmiger Ringschiene und einer Innenschiene.

Fig. 6a zeigt die zweite Magneteinrichtung mit einer als Anzeigevorrichtung gestalteten der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite.

Fig. 6b zeigt eine weitere Ausführungsform der zweiten Magnetausrichtung mit einer als Anzeigevorrichtung gestalteten der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite.

Fig. 6c zeigt eine weitere Ausführungsform der zweiten Magnetausrichtung mit einer als Anzeigevorrichtung gestalteten der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite.

Fig. 7 zeigt die zweiten Magneteinrichtung mit einer Ablesevorrichtung zwischen Magnet und Kugelgelenk.

Fig. 8 zeigt die zweite Magneteinrichtung mit einer Anzeigevorrichtung an der der ersten Magneteinrichtung zugewandten Seite.

Fig. 9 zeigt die zweite Magneteinrichtung in einer Ausführung mit zwei über einen starren Winkel gekoppelten Magneten.

In Fig. 1 ist ein Röhrenknochen 3 zu sehen, der mit einem Knochennagel 4 fixiert wurde. Der Knochennagel 4 wird in den Markraum des Knochens getrieben. Zur endgültigen Fixierung und Festlegung der Länge des Knochens sind am distalen Ende ein bis mehrere Verriegelungsstifte oder -schrauben vorgesehen. Im dargestellten Fall sind zwei Schrauben 5 für diesen Zweck vorgesehen. Es wird deutlich, daß die genaue Lage der Verriegelungslöcher 6 nach dem Eintreiben des Knochennagels 4 schwierig zu bestimmen ist. Die Schraublöcher 6 für die Verriegelungsschrauben 5 müssen von außen gebohrt werden, damit die Schrauben eingedreht werden können. Damit der Knochennagel 4 den Knochen 3 exakt fixiert und der Knochen nicht mehr als unbedingt notwendig geschwächt wird, ist eine exakte Bestimmung der Löcher unbedingt notwendig.

In Fig. 2 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. In das abgebildete distale Ende eines Röhrenknochens 3 ist ein Knochennagel 4 eingeschoben. Das weitere Vorgehen ist lediglich anhand eines Verriegelungsloches 6 geschildert. Es versteht sich aber von selbst, daß im Normalfall mehrere Löcher vorhanden sind, die jeweils auf die gleiche Art und Weise aufgefunden werden.

Im Verriegelungsloch 6 befindet sich eine Magneteinrichtung 1. Diese erzeugt ein axialsymmetrisches Magnetfeld, das ebenfalls dargestellt ist. Der Magnet der zweiten Magneteinrichtung 2 - hier in verschiedenen Positionen dargestellt - ist außerhalb des Implantats 4 beweglich in seiner Ausrichtung auf das durch die erste Magneteinrichtung 1 erzeugte Magnetfeld angeordnet. Durch Bewegung des Magneten der zweiten Magneteinrichtung 2 im Magnetfeld der ersten Magneteinrichtung 1 wird diejenige Position der zweiten Magneteinrichtung 2 ermittelt, bei der er sich genau in der Achse der ersten Magneteinrichtung 1 befindet. Dann ist er genau in der Flucht der Verriegelungsbohrung 6 im Knochennagel 4 ausgerichtet.

Fig. 3 zeigt den Ausschnitt eines distalen Endes eines Knochennagels 4 mit zwei unterschiedlichen Möglichkeiten der Befestigung der Magneteinrichtung 1 im Knochennagel 4. In der Praxis werden in der Regel alle Verriegelungsbohrungen 6 innerhalb eines Knochennagels auf gleiche Art mit einer Magnetvorrichtung 1 ausgerüstet sein. Hier sollen jedoch zwei Varianten in einer Abbildung erläutert werden. In der im Bild linken Bohrung ist eine die Verriegelungsbohrung 6 umgebende glatte Fassung 7 dargestellt, wobei die Fassung 7 vorzugsweise aus elastischem, resorbierbaren aber ausreichend verformungsbeständigen Material besteht. Nach dem Auffinden der richtigen Position und Aufbohren der Kortikalis kann die Magneteinrichtung auf einfache Art mit einem Zugmagneten, der die Magneteinrichtung anzieht, vorzugsweise in eine gegebenenfalls arretierte und in die Führungshülse passende Hülse 33, die durch die Bohrung der Kortikalis hindurch auf das Implantat aufgesetzt wird, entfernt werden.

Die rechts in der Abbildung dargestellte Variante zeigt eine die Verriegelungsbohrung 6 umgebende Fassung 8 mit einem Gewinde, wobei die Fassung 8 vorzugsweise aus elastischem, resorbierbaren aber ausreichend verformungsbeständigen Material besteht. Diese Magneteinrichtung kann nach Durchbohren der Kortikalis aus dem Knochennagel 4 herausgeschraubt werden, vorzugsweise in eine ein gleiches Gewinde aufweisende, gegebenenfalls arretierte und in die Führungshülse passende Hülse 34, die durch die Bohrung der Kortikalis hindurch auf das Implantat aufgesetzt wird. Anstelle der Magneteinrichtung kann dann eine Verriegelungsschraube eingeschraubt werden.

Gemäß Fig. 4 kann erfindungsgemäß auch eine Zielvorrichtung 9 dazu dienen, das Auffinden der Verriegelungsbohrungen 6 zu vereinfachen. Die Zielvorrichtung 9 wird an einem Ende des Knochennagels 4 befestigt. Sie verfügt über einen Arm 10, der im wesentlichen parallel zum Knochennagel 4 verläuft. An diesem mit einer Skala versehenen Arm 10 ist eine orthogonal zum Knochen ausgerichtete und mit einer Skalierung versehene kreisförmige Ringschiene 14 auf einem Schlitten 16 beweglich angeordnet. Die Halterung 11 ist sowohl in Längsrichtung des Implantats als auch über die Ringschiene 14 in einer Kreisebene und über die Anbringung 12 beweglich. Die zweite Magneteinrichtung 2 wird in ihrer Halterung 11 solange am Arm 10 bzw. der kreisförmigen Ringschiene 14 sowie an der winkelskalierten Anbringung 12 bewegt, bis die Ausrichtung ihres Magneten mit der der aufzufindenden Verriegelungsbohrung übereinstimmt. Um diese Position leicht aufzufinden wird eine Anzeigevorrichtung an der dem Knochennagel 4 abgewandten Seite der zweiten Magneteinrichtung 2 verwendet. Die Halterung 11 wird dann in dieser Position zunächst fixiert und die Koordinaten abgelesen. An der durch die erste Ausrichtung angezeigten Stelle wird eine Inzision bis auf den Knochen vorgenommen. Die an der Halterung 11 befestigte Führungshülse 13 wird dann in der Richtung der ersten Lokalisierung durch die Inzisionsöffnung auf den Knochen abgesenkt. Die zweite Magneteinrichtung 2, wird in die Hülse 13 eingesetzt, und mit ihr wird die genaue Lage der Bohrung 6 bestimmt. Die Hülse 13 und Halterung 11 werden fixiert und die Koordinaten erneut abgelesen. Die zweite Magneteinrichtung 2 kann entnommen und statt dessen eine nicht dargestellte Bohrvorrichtung in die Halterung eingesetzt werden. Dann wird mit der in die Hülse 13 eingesetzten Bohrvorrichtung die Kortikalis durchbohrt, wobei ein an der Hülle angebrachter Abstandshalter 15 ein zu tiefes Eindringen des Bohrers verhindert. Danach wird die erste Magneteinrichtung 1 aus dem Knochennagel 4 entnommen. Dies kann durch einen Zugmagneten in einer eigenen Hülse geschehen, der ebenfalls in die Hülse 13 eingesetzt werden kann. Dann wird die zweite Seite der Kortikalis durchbohrt. Anschließend wird ein Verriegelungsstift eingesetzt, und der Knochen ist fixiert.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Oberschenkelknochen mit einer erfindungsgemäßen Zielvorrichtung. Auf einem mit einer Skalierung versehenen Arm 10 ist ein beweglicher Schlitten 16 angebracht, auf dem eine orthogonal zum Knochen ausgerichtete und mit einer Skalierung versehene kreisförmige Ringschiene 14 befestigt ist. Auf dieser Ringschiene 14 ist eine Halterung 11 über eine winkelskalierte Anbringung 12, bestehend aus einem Schlitten und einem Kugelgelenk, voll beweglich aber fest arretierbar angebracht. In der Halterung 11 ist eine Hülse 13 befestigt, in die eine zweite Magneteinrichtung 2 eingesetzt werden kann. Im Innenkreis der Ringschiene 14 ist eine Innenschiene 17 reibungsarm und beweglich angebracht, die über 180° des Innenkreises bedeckt. An gegenüberliegenden Seiten der Innenschiene 17 werden gegensätzlich gepolte Magnete 18, 19 angebracht, die sich auf dem durch die Ringschiene 14 beschriebenen Kreis genau 180° gegenüberliegen. An den Enden der Innenschiene 17 werden Tariergewichte 37 angebracht, die die Innenschiene 17 austarieren, so daß die Stellung der Magneten 18, 19 der Innenschiene 17 nicht von der Schwerkraft beeinflußt wird. In der Mitte der Abbildung ist im Querschnitt der den Knochen umgebende Muskel 40, die Kortikalis 41 des Knochens und ein Hohlimplantat 4, in dessen Verriegelungsbohrung 6 eine erste Magneteinrichtung 1 eingebracht ist, gezeigt. Die Zeichen + und - zeigen die Polung der verwendeten Magnete an. Die Magnete 18, 19 richten sich über die reibungsarm bewegliche Innenschiene 17 im Magnetfeld der ersten Magneteinrichtung aus. Somit ist eine erste grobe Lokalisierung der Verriegelungsbohrung 6 möglich. Die Halterung 11 wird auf die Mitte der Innenschiene 17 gebracht und mit Hilfe der zweiten Magneteinrichtung 2 die Position weiter bestimmt.

Fig. 6a zeigt die zweite Magneteinrichtung mit einer als Anzeigevorrichtung gestalteten der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite. In einer Innenhülse 20 befindet sich eine an der Hülsenwandung befestigte Achse 21, in deren Mitte ein Kugelgelenk oder eine kardanische Aufhängung 22 angebracht ist. Über das Kugelgelenk 22 ist eine Stange 23 mit der Achse 21 verbunden. An der der ersten Magneteinrichtung zugewandten Seite ist ein Magnet 24 an der Stange 23 befestigt. Diese Seite der Innenhülse 20 ist mit einer Membran 25 verschlossen. An der der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite der Stange 23 sind ein Tariergewicht 29 und ein optisch gut sichtbarer Aufsatz 26, der im Beispiel ringförmig ausgebildet ist, angebracht. Diese Seite der Hülse ist mit einer Glasplatte 27 verschlossen, auf der ein Fadenkreuz aufgebracht ist. Unterhalb der Glasplatte kann eine ringförmige Lichtquelle 28 in der Innenhülse angebracht sein; die Beleuchtung der Zieleinrichtung kann aber vorteilhafterweise auch über eine in der Medizin bekannte erleuchtete Linse vorm Auge des Operateurs erfolgen. Die beiden Seiten der Stange 23 mit den daran befestigten Einrichtungen sind gegeneinander über das Tariergewicht 29 austariert.

Fig. 6b zeigt die zweite Magneteinrichtung in einer gegenüber Fig. 6a in Details veränderten Ausführungsform. So ist hier die Verbindung zwischen Achse 21 und Stange 23 zeichnerisch als kardanische Aufhängung 22 ausgeführt. Weiter ist auf der Abschlußplatte 44, die wie 27 im oberen Beispiel ausgeführt sein kann, ein Punktkontakt 35 angebracht. Das obere Ende der Stange auf der der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite ist hier als Kontakt 38 ausgeführt. Bei Kontaktschluß zwischen 35 und 38 wird ein Signal über die Leitung 39 an die Anzeige 39 übertragen.

Fig. 6c zeigt die zweite Magneteinrichtung in einer gegenüber Fig. 6a in Details veränderten Ausführungsform. Hier ist die Innenhülse 20 über die Glasplatte mit Fadenkreuz 27 hinaus verlängert und enthält als Abschluß der Magneteinrichtung auf der der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite eine optische Linse 43.

Fig. 7 zeigt die zweite Magneteinrichtung mit einer Ablesevorrichtung zwischen Magnet und Kugelgelenk. In einer Innenhülse 20 befindet sich eine in der Hülsenwandung befestigte Achse 21, in deren Mitte ein Kugelgelenk bzw. eine kardanische Aufhängung 22 angebracht ist. Über das Kugelgelenk 22 ist eine Stange 23 mit der Achse 21 verbunden. An der der ersten Magneteinrichtung zugewandten Seite ist ein Magnet 24 an der Stange 23 befestigt. Diese Seite der Innenhülse 20 ist mit einer Membran 25 verschlossen. Zwischen dem Magneten 24 und dem Kugelgelenk 22 ist an der Stange 23 ein optisch gut sichtbarer Aufsatz 26, der im Beispiel ringförmig ausgebildet ist, angebracht. Die der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite der Innenhülse 20 ist mit einer Glasplatte 27 verschlossen, auf der ein Faden kreuz aufgebracht ist. Auf dieser Seite des Kugelgelenks ist ein Tariergewicht 29 angebracht. Unterhalb der Glasplatte kann eine ringförmige Lichtquelle 28 in der Innenhülse angebracht sein; die Beleuchtung der Zieleinrichtung kann aber vorteilhafterweise auch über eine in der Medizin bekannte erleuchtete Linse vorm Auge des Operateurs erfolgen. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist eine stärkere Auslenkbarkeit der zweiten Magneteinrichtung.

Fig. 8 zeigt die zweite Magneteinrichtung mit einer Anzeigevorrichtung an der der ersten Magneteinrichtung zugewandten Seite. In einer Innenhülse 20 befindet sich eine an der Hülsenwandung befestigte Achse 21, in deren Mitte ein Kugelgelenk 22 angebracht ist. Über das Kugelgelenk 22 ist eine Stange 23 mit der Achse 21 verbunden. An der der ersten Magneteinrichtung zugewandten Seite ist ein Magnet 24 an der Stange 23 befestigt. Diese Seite der Innenhülse 20 ist mit einer Membran 25 verschlossen. Auf der Membran ist ein punktförmiger Kontakt 35 angebracht. Am Magneten 24 ist eine Kontaktspitze 36 ausgeformt. Bei Berührung der Kontakte 35 und 36 wird ein Signal akustischer, optischer, elektrischer oder elektronischer Art ausgelöst, das über die Leitung 39 zur Anzeige 39a gelangt. Die beiden Seiten der Stange 23 mit den daran befestigten Einrichtungen sind gegeneinander über ein Tariergewicht 29 austariert. Die Innenhülse 20 wird auf der der ersten Magneteinrichtung abgewandten Seite mit einer Abschlußplatte 44, das wie die Platte 27 ausgeführt sein kann, verschlossen.

Fig. 9 zeigt eine zweite Magneteinrichtung wie in Fig. 6, 7 und 8 beschrieben in einer Ausführung mit zwei über einen starren Winkel gekoppelten Magneten. Dieses Ausführungsbeispiel kann zur Anwendung kommen, wenn bei ausreichendem Abstand der Querbohrungen Permanentmagneten für die erste Magneteinrichtung verwendet werden. An Stelle des beschriebenen einen Magneten wird ein starrer Winkel 30 an der Stange 23 befestigt, an dessen Enden zwei entgegengesetzt gepolte Magnete 31, 32 angebracht sind. Diese richten sich im Magnetfeld der entgegengesetzt gepolten ersten Magneteinrichtungen 1, 1′ aus. Die Zeichen + und - zeigen die Polung der Magneten, die durchbrochenen Linien die magnetischen Feldlinien.

Claims (20)

1. Vorrichtung zum Auffinden von Verriegelungsbohrungen bei Implantaten von Geweben durch Magnetfeldmessungen, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Verriegelungsloch (6) des Implantates (4) oder in einem Hohlraum des Implantates (4) fluchtend mit den Verriegelungslöchern (6) eine erste Magneteinrichtung (1) mit axialsymmetrischem Magnetfeld befindet und daß eine zweite in ihrer Ausrichtung bewegliche Magneteinrichtung (2) außerhalb des Implantates (4) und des umgebenden Gewebes (40) befindlich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinrichtungen (1, 2) aus Permanent- und/oder Elektromagneten bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bauteile der Vorrichtung mit Ausnahme der Magneteinrichtungen (1, 2) aus nicht magnetisierbarem Material bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Magneteinrichtung (2) mit einer Halterung (11) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (11) gleichzeitig zur Aufnahme einer Bohrvorrichtung geeignet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (11) mit einer Führungshülse (13) für die zweite Magneteinrichtung (2) bzw. Bohrvorrichtung versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (13) mit einem Abstandshalter (15) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (24) der zweiten Magneteinrichtung (2) kardanisch oder an einem Kugelgelenk (22) befestigt und in an sich bekannter Weise ausbalanciert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der ersten Magneteinrichtung (1) gegenüberliegende Seite der zweiten Magneteinrichtung (2) mit einer Meßeinrichtung gekoppelt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der ersten Magneteinrichtung (1) zugewandte Seite der zweiten Magneteinrichtung (2) mit einer Meßeinrichtung gekoppelt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (11) mit einem Zielgerät (9) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (11) der zweiten Magneteinrichtung (2) mit dem Zielgerät (9) über einen Arm (10) in Längsrichtung, über eine Ringschiene (14) auf einer Kreisebene und über eine Anbringung (12) im Winkel verstellbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschiene (14) im Innenkreis mit einer zweiten mehr als 180° der Ringschiene umfassenden Innenschiene (17) beweglich verbunden und die Innenschiene (17) mit einander gegenüberliegenden, gegensätzlich gepolten Magneten (18, 19) versehen und außerdem in an sich bekannter Weise ausbalanciert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbringung (12) der Halterung (11), der Arm (10) des Zielgeräts (9) und/oder die Ringschiene (14) mit einer Skalierung versehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Magneteinrichtung (1) in der Verriegelungsöffnung (6) des Implantates (4) entfernbar befestigt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Magneteinrichtung (1) in den Hohlraum des Implantats entfernbar befestigt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Magneteinrichtung (1) aus zwei ringförmigen um die Verriegelungsöffnung (6) des Implantates (4) angebrachten miteinander gekoppelten Elektromagneten besteht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Verriegelungsöffnungen (6) im Implantat gleichzeitig oder getrennt betreibbare Elektromagnete als erste Magneteinrichtungen (1) vorhanden sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei geringem Abstand zweier oder mehrerer Verriegelungsbohrungen (6) im Implantat (4) nur eine erste Magneteinrichtung (1) verwendet wird.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausreichend großem Abstand zweier oder mehrerer Verriegelungsbohrungen (6) im Implantat (4) mehrere erste Magneteinrichtungen (1) verwendet werden und die zweite Magneteinrichtung (2) so ausgeführt ist, daß an der Stange (23) an der den ersten Magneteinrichtungen zugewandten Seite der zweiten Magneteinrichtung (2) ein starrer Winkel (30) befestigt wird, an dessen Enden zwei entgegengesetzt gepolte Magnete (31, 32) angebracht sind.