DE19746613C1 - Lehre zur Festlegung und anschließender Realisierung der dorsalen, ventralen und diagonalen Resektionsflächen am Femurknochen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Lehre zur Festlegung und anschließender Realisierung der dorsalen, ventralen und diagonalen Resektionsflächen am Femurknochen (30) zur Implantation eines künstlichen Kniegelenks beschrieben, dessen Femurteil mit einer dorsalen, einer ventralen, zwei diagonalen und einer horizontalen Anlagefläche für die Resektionsflächen von medial nach lateral gesehen im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. DOLLAR A Sie ist nach Art einer Schiebelehre aufgebaut und weist zwei Kontaktfühlerschenkel (2, 3) auf, die gegeneinander verschieblich auf einem Basisschenkel (4) sitzen und jeweils einen Kontaktfühler (5, 6) für die beiden Seitenbandursprünge aufweisen, an denen die Fühler arretierbar sind. DOLLAR A An jedem Kontaktfühlerschenkel ist ein Führungsarm (7, 8) angelenkt, zwischen denen eine Parallelführung (9) sitzt. Mit der horizontalen Resektionsfläche (H) ist ein linienförmiger Kontakt (L) mit der Parallelführung (9) herstellbar. DOLLAR A Zwischen den Kontaktfühlerschenkeln (2, 3) ist ein Parallelschieber (10) mit im wesentlichen U-förmiger Gestalt und parallelen Führungsflächen (11, 12) im Inneren zwischen seinen beiden Schenkeln (13, 14) geführt. DOLLAR A Nach Herstellung des linienförmigen Kontaktes zwischen Parallelführung (9) und horizontaler Resektionsfläche (H) wird der zweite Kontaktfühler auf den zweiten Seitenbandursprung gesetzt und dort arretiert. Die Parallelführung (9) wird daraufhin entfernt und zwischen die Schenkel des Parallelschiebers (10) ist ein Führungsarm (15) setzbar, an ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lehre zur Festlegung und anschließender Realisierung von Resektionsflächen am Femurknochen zur Implantation eines künstlichen Kniegelenks, dessen Femurteil üblicherweise mit einer dorsalen, einer ventralen, zwei diagonalen und einer horizontalen Anlagefläche für die Resektionsflächen am Femurknochen von medial nach lateral gesehen im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Genauer gesagt sollen mit der erfindungsgemäßen Lehre die dorsalen, ventralen und diagonalen Resektionsflächen festgelegt und realisiert werden, wobei davon ausgegangen wird, daß die horizontale Resektionsfläche am Femurknochen bereits realisiert ist.

Selbst die fortschrittlichste, nach neuesten Erkenntnissen konstruierte und hergestellte Kniegelenkendoprothese benötigt für eine einwandfreie Funktion Resektionsflächen am Femurknochen, an denen sich die Anlageflächen der künstlichen Implantatteile anlegen können, welche die natürlichen Verhältnisse im natürlichen Kniegelenk möglichst genau nachbilden. Fehlerhafte Resektionen können zu erheblichen Beeinträchtigungen und in jedem Falle zu einem nicht physiologischen Bewegungsablauf des künstlichen Gelenks führen.

Es sind bereits einige Resektionslehren bekannt, die bei der Implantation eines künstlichen Kniegelenkes zum Einsatz kommen. So sorgt beispielsweise eine Resektionslehre gemäß der DE 44 23 717 C1 dafür, daß die Resektionsflächen am Femur und an der Tibia zur Vorbereitung einer Implantation einer Kniegelenkstotalendoprothese so festgelegt werden, daß der Ventral- und der Dorsalschnitt am Femur parallel vorgenommen wird zu der horizontalen Resektionsfläche an der Tibia bei einer 90° Beugung des Knies.

Gemäß der DE 197 16 300 C1 wird ein System zur Abbildung der natürlichen Torquiertheit zwischen den Kondylen des natürlichen Kniegelenks und dem Gelenkkopf des natürlichen Hüftgelenkes vorgeschlagen. Dieses System ermöglicht eine sehr exakte Nachbildung der natürlichen Torquiertheit, so daß von daher ein physiologischer Bewegungsablauf des künstlichen Kniegelenkes möglich sein sollte.

In dem Artikel "Determining the Rotational Alignment of the Femoral Component in Total Knee Arthroplasty Using the Epicondylar Axis", Berger et all, Clinical Orthopaedics and Related Research, 1993 wird das Problem der Bezugslinien im natürlichen Knie beleuchtet. Ausgangspunkt hierbei ist, daß beim natürlichen Knie die mediale Kondyle größer ist als die laterale Kondyle, so daß am Tibiaplateau ein Winkel im Bereich von 3,5 bis 5,2° ausgebildet ist, von lateral nach medial abfallend. Wird nun, wie bisher, ein horizontaler Schnitt an der Tibia vorgenommen, also unter Nivellierung des genannten Winkels, so bezieht sich bei Anwendung bekannter Resektionslehren die Lage der dorsalen, der ventralen und der diagonalen Resektionsflächen am Femur auf die zuvor angebrachte horizontale Resektionsfläche an der Tibia. Damit aber können die natürlichen Gegebenheiten nicht mehr exakt nachgebildet werden.

Als eine andere, geeigneter erscheinende Bezugslinie für die Resektion des Femurknochens hat sich die (gedachte) Verbindungslinie zwischen den beiden Seitenbandursprüngen am Femur erwiesen. Diese sind vom Operateur relativ leicht zu ertasten. Wenn es also gelingt, ein von einer Ebene, die in der horizontalen Resektionsfläche des Femurknochens liegt, sowie von der Verbindungslinie zwischen den Seitenbandursprüngen festgelegtes Bezugssystem aufzuspannen, so würde sich ein System ergeben, bei dem die Winkelverhältnisse zwar nicht jenen in einem natürlichen Kniegelenk entsprechen, mit dem jedoch unter Berücksichtigung der operativen Herstellbarkeit und der Ausbildung des Femurteils des Kniegelenks als oben beschriebenes technisches Formstück eine annähernd gleiche Wirkung, d. h. einen physiologischen Bewegungsablauf erzielt wird.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lehre der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß trotz Anbringung einer horizontalen Resektionsfläche an der Tibia Resektionsflächen am Femur realisiert werden können, die bei der Implantation eines künstlichen Kniegelenks einen weitgehend physiologischen Bewegungsablauf des künstlichen Kniegelenk ermöglichen.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß

• - die Lehre nach Art einer Schiebelehre über das bereits mit der horizontalen Resektionsfläche versehene Femurende setzbar ist und zwei Kontaktfühlerschenkel aufweist, welche gegeneinander verschieblich auf einem Basisschenkel sitzen und jeweils einen Kontaktfühler aufweisen, welche so ausgebildet sind, um auf ein Zusammenführen der Kontaktfühlerschenkel hin im Bereich der beiden Seitenbandursprünge am Femurknochen festgelegt zu werden,
• - bei der an jedem Kontaktfühlerschenkel ein Führungsarm angelenkt ist, an deren Ende eine Parallelführung lösbar befestigbar ist, die exakt parallel zur Verbindungsgraden zwischen den Kontaktfühlern verläuft und auf der horizontalen Resektionsfläche mit linienförmigem Kontakt aufsetzbar ist,
• - bei der zwischen den Kontaktfühlerschenkeln ein Parallelschieber mit im wesentlichen U-förmiger Gestalt und parallelen Führungsflächen im Inneren zwischen seinen beiden Schenkeln geführt ist, und bei der
• - nach erfolgtem linienförmigen Kontakt der Parallelführung an der horizontalen Resektionsfläche und endgültiger Festlegung der Kontaktfühler an den Seitenbandursprüngen sowie anschließender Entfernung der Parallelführung ein Führungsarm, an dessen Ende eine exakt quaderförmige Sägelehre mit Sägeschlitzen für die dorsalen, ventralen bzw. diagonalen Resektionsflächen angebracht ist, zwischen den parallelen Führungsflächen des Parallelschiebers so weit führbar ist, daß eine Stirnfläche der Sägelehre auf der horizontalen Resektionsfläche aufliegt.

Das genannte Bezugssystem wird wie folgt vom Operateur hergestellt:

Zunächst ertastet er den medialen oder lateralen Seitenbandursprung am Femur und setzt einen der beiden Kontaktfühler darauf ab und legt ihn darauf fest, beispielsweise durch einen Nagel.

Die beiden Führungsarme an den Kontaktfühlerschenkeln werden abgeschwenkt, so daß die besagte Parallelführung zwischen ihren Enden befestigt werden kann. Die Parallelführung wird dann in Richtung der horizontalen Resektionsfläche des Femurs geschwenkt, bis sie mit dieser in einem linienförmigen Kontakt steht. Sodann wird der andere Kontaktfühler so in Richtung auf den anderen, zweiten Seitenbandursprung gedreht, daß er in dessen Bereich festgelegt bzw. arretiert werden kann. Jeweils darauf zu achten ist, daß die Parallelführung stets im linienförmigen Kontakt mit der horizontalen Resektionsfläche des Femurs steht.

Die Parallelführung wird entfernt, wobei jedoch das System abgebildet bleibt in den Lagen der beiden arretierten Kontaktfühlern und des Parallelschiebers zwischen den Kontaktfühlerschenkeln zueinander, der in den nachfolgenden Schritten eine wesentliche Rolle spielt.

Wesentlich am Parallelschieber sind die parallelen Führungsflächen im Inneren zwischen seinen beiden Schenkeln. Diese gestatten es nach Entfernung der Parallelführung, daß ein Führungsarm zwischen ihnen geführt wird. Die Dimensionen des Führungsarms sind mit geringem Spiel dieselben wie jene des Spaltes, der zwischen beiden Führungsflächen des Parallelschiebers begrenzt ist damit er nahezu ohne Spiel im Spalt geführt werden kann. Der Führungsarm trägt an seinem Ende eine exakt quaderförmige Sägelehre mit den Sägeschlitzen für die bezeichneten Resektionsflächen. Die Sägelehre als solche ist beispielsweise bekannt aus der DE 197 16 300 C1.

Wenn der Führungsarm zwischen den Schenkeln des Parallelschiebers nahezu spielfrei geführt wird, wird der Parallelschieber seitlich, d. h. von medial nach lateral so geführt, daß sich der Führungsarm im Bereich der Kniescheibengleitbahn befindet.

Nach der Anlage der Sägelehre auf der horizontalen Resektionsfläche des Femurknochens wird diese in ihrer Lage fixiert, beispielsweise mit Knochennägeln und mit einem Markraumspieß. Im übrigen erfolgt die Realisierung der dorsalen, ventralen und diagonalen Resektionen analog wie in der DE 197 16 300 C1 beschrieben ist.

Während in der letztgenannten Druckschrift in einem technischen System ein nicht ganz zutreffender Bezug auf natürliche Kondylen zur Herstellung der in Rede stehenden Resektionsflächen beschrieben wird, wird vorliegend für die Implantation eines technischen Systems, nämlich des künstlichen Kniegelenks, auf ein anatomisches Koordinatensystem zurückgegriffen, mit der Folge, daß zwar technisch ausgerichtete Flächen, nämlich die für die Anlage an den Anlageflächen des Femurteils des künstlichen Kniegelenks konzipierte Flächen, ausgebildet werden, die letztlich aber zu einer optimalen physiologischen Abrollbewegung des künstlichen Kniegelenks führen. Der zweifache technisch bedingte - und damit unphysiologische - Ansatz, nämlich die Herstellung des horizontalen Resektionsschnittes an der Tibia einerseits und die technisch bedingt ausgebildeten Anlageflächen des Femurteils andererseits wird durch Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre im vorliegenden Fall letzlich kompensiert und umgesetzt zu einem physiologisch optimalen Sitz des Implantates am Femurknochen.

Es spielt grundsätzlich keine Rolle, ob als erster Bezugspunkt der mediale Seitenbandursprung oder der laterale Seitenbandursprung gewählt wird. Das Ergebnis ist in beiden Fällen das gleiche.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Parallelführung aus einer Führungsstange mit einem Griffende gebildet ist, die in Aufnahmen an den Enden der Führungsarme festlegbar ist. Die Aufnahmen an den Führungsarmen können in einfachster Weise Durchbohrungen sein, durch welche hindurch die Führungsstange führbar ist. Diese Ausbildung ist einfach, aber sehr effektiv. Voraussetzung für das Funktionieren der Lehre ist freilich, daß die Führungsstange exakt gerade ausgebildet ist, damit ein linienförmiger Kontakt auf der horizontalen Resektionsfläche des Femurs hergestellt werden kann.

Es wird darüber hinaus bevorzugt, wenn der Parallelschieber auf einem vom Basisschenkel separaten Führungsschenkel verschieblich gelagert ist. Hierbei ist der separate Führungsschenkel parallel zum Basisschenkel der erfindungsgemäßen Lehre geführt. Hierdurch wird eine Bewegung des Parallelschiebers besser abgekoppelt von einer etwaigen Verlagerung der Kontaktfühler auf den Seitenbandursprüngen bei einiger Kraftaufwendung zur Verschiebung des Parallelschiebers in einigen besonderen Situationen. Dadurch wird vermieden, daß die zuvor erfolgte Festlegung der Bezugslinie beeinträchtigt wird.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand einer Ausführungsform gemäß der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Lehre bei der Anwendung an einem Femurknochen mit bereits vorgenommener Horizontalresektion,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Femurknochen von lateral mit angesetzter Lehre,

Fig. 3 eine Ansicht von frontal auf den Femurknochen mit angesetzter Lehre, und

Fig. 4 eine Ansicht von frontal auf die Lehre mit herangeführter Sägelehre.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Teile.

Die erfindungsgemäße Lehre ist nach Art einer Schiebelehre aufgebaut. Von einem Basisschenkel 4 ragen zwei Kontaktfühlerschenkel 2 und 3 in exakt rechtem Winkel ab. Die Kontaktfühlerschenkel 2 und 3 sind zueinander verschieblich auf den Basisschenkel 4 geführt. Jeweils am Ende der Kontaktfühlerschenkel 2 und 3 sind zwei Kontaktfühler 5 und 6 vorgesehen, die auf den beiden Seitenbandursprüngen am Femurknochen 30 absetzbar und dort arretierbar sind, beispielsweise indem sie mit Knochennägeln fixiert werden.

An jedem Kontaktfühlerschenkel 2 und 3 ist ein Führungsarm 7 bzw. 8 angelenkt und von diesem abschwenkbar. An den Enden der Führungsarme 7 und 8 sind Aufnahmen 21, beispielsweise einfache Durchbohrungen für eine Parallelführung 9, vorgesehen, die vorliegend als Führungsstange mit einem Griffende 20 für den Operateur ausgebildet ist.

Parallel zum Basisschenkel 4 angeordnet ist ein Führungsschenkel 22, auf welchem verschieblich gelagert ein Parallelschieber 10 sitzt. Der Parallelschieber 10 weist zwei von seiner Basis parallel zu den Kontaktfühlerschenkeln 2 und 3 abragende Schenkel 13 und 14 auf, die zwischen sich einen Spalt begrenzen durch ihre innenliegenden parallelen Führungsflächen 11 und 12.

Die Handhabung der Lehre läuft folgendermaßen bis zum Einführen eines Führungsarmes 15 in den Spalt des Parallelschiebers 10 (Fig. 4) ab:

Der Operateur ertastet am Femurknochen 30, der bereits mit einer horizontalen Resektionsfläche H versehen ist, einen der beiden Seitenbandursprünge. Er setzt einen Kontaktfühler 5 oder 6 an den Seitenbandursprung an und fixiert diesen daran. Sodann wird die Parallelführung 9, die in die Aufnahmen 21 der Führungsarme 7 und 8 eingeschoben ist, von der Lehre abgeschwenkt und ein linienförmiger Kontakt L (Fig. 2) zwischen der Parallelführung 9 und der horizontalen Resektionsfläche H am Femurknochen 30 hergestellt. Derjenige Kontaktfühlerschenkel, dessen Kontaktfühler nicht bereits auf dem ersten Seitenbandursprung festgelegt ist, wird in Richtung auf den Femur zubewegt. Dabei wird darauf geachtet, daß der linienförmige Kontakt L zwischen Parallelführung 9 und horizontaler Resektionsfläche H beibehalten bleibt. Der Operateur ertastet den anderen Seitenbandursprung und führt den betreffenden Kontaktfühlerschenkel so in Richtung auf den zweiten Seitenbandursprung, daß der andere Kontaktfühler auf diesem zu liegen kommt. Darauf wird der zweite Kontaktfühler am zweiten Seitenbandursprung arretiert, beispielsweise wiederum durch einen Knochennagel.

Die Parallelführung 9 wird aus den Aufnahmen 21 an den Enden der Führungsarme 7 und 8 gezogen und entfernt. Diesen Zustand zeigt Fig. 3.

Ab diesem Status übernimmt der Parallelschieber 10 eine wichtige Rolle, wie anhand Fig. 4 erläutert wird:

In den Spalt zwischen den beiden Führungsflächen 11 und 12 wird ein Führungsarm 15 geschoben. Die Dimensionen sind so gewählt, daß der Führungsarm 15 nahezu spielfrei zwischen den Flächen 11 und 12 geführt werden kann. Zunächst wird der Parallelschieber 10 in Richtung lateral-medial so verschoben, daß er sich im Bereich der natürlichen Kniescheibegleitbahn befindet.

Am Ende des Führungsarms 15 ist eine exakt quaderförmige Sägelehre 16 im exakt rechten Winkel zum Führungsarm 15 befestigt. Die Sägeehre 16 ist mit Sägeschlitzen 17, 18 und 19 für die Realisierung der dorsalen und ventralen Resektionsfläche sowie der diagonalen Resektionsflächen versehen. Sie und ihre Handhabung ist im übrigen bekannt aus der DE 197 16 300 C1. Sie kann mit Knochennägeln auf der horizontalen Resektionsfläche H des Femurknochens 30 arretiert werden. Darüber hinaus kann eine Zentrierung durch ein Hindurchführen eines Markraumspießes (nicht dargestellt) durch die Öffnung 23 erfolgen.

Claims (3)

1. Lehre zur Festlegung und anschließender Realisierung der dorsalen, ventralen und diagonalen Resektionsflächen am Femurknochen (30) zur Implantation eines künstlichen Kniegelenks, dessen Femurteil mit einer dorsalen, einer ventralen, zwei diagonalen und einer horizontalen Anlagefläche für die Resektionsflächen von medial nach lateral gesehen im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist,

• 1. die nach Art einer Schiebelehre über das bereits mit der horizontalen Resektionsfläche (H) versehene Femurende setzbar ist und zwei Kontaktfühlerschenkel (2, 3) aufweist, welche gegeneinander verschieblich auf einem Basisschenkel (4) sitzen und jeweils einen Kontaktfühler (5, 6) aufweisen, welche so ausgebildet sind, um auf ein Zusammenführen der Kontaktfühlerschenkel (2, 3) hin im Bereich der beiden Seitenbandursprünge am Femurknochen (30) festgelegt zu werden,
• 2. bei der an jedem Kontaktfühlerschenkel (2, 3) ein Führungsarm (7, 8) angelenkt ist, an deren Enden eine Parallelführung (9) lösbar befestigbar ist, die exakt parallel zur Verbindungsgeraden zwischen den Kontaktfühlern (5, 6) verläuft und auf der horizontalen Resektionsfläche (H) mit linienförmigen Kontakt (L) aufsetzbar ist,
• 3. bei der zwischen den Kontaktfühlerschenkeln (2, 3) ein Parallelschieber (10) mit im wesentlichen U-förmiger Gestalt und parallelen Führungsflächen (11, 12) im Inneren zwischen seinen beiden Schenkeln (13, 14) geführt ist,
• 4. bei der nach erfolgtem linienförmigen Kontakt (L) der Parallelführung (9) an der horizontalen Resektionsfläche (H) und endgültiger Festlegung der Kontaktfühler (5, 6) sowie anschließender Entfernung der Parallelführung (9) ein Führungsarm (15), an dessen Ende eine exakt quaderförmige Sägelehre (16) mit Sägeschlitzen (17, 18, 19) für die dorsalen, ventralen bzw. diagonalen Resektionsflächen angebracht ist, zwischen den parallelen Führungsflächen (11, 12) des Parallelschiebers (10) so weit führbar ist, daß eine Stirnfläche der Sägelehre (16) auf der horizontalen Resektionsfläche (H) aufliegt.

2. Lehre nach Anspruch 1, bei der die Parallelführung (9) aus einer Führungsstange mit Griffende (20) gebildet ist, die in Aufnahmen (21) an den Enden der Führungsarme (7, 8) festlegbar ist.

3. Lehre nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Parallelschieber (10) auf einem vom Basisschenkel (4) separaten Führungsschenkel (22) verschieblich gelagert ist.