DE202007012866U1

DE202007012866U1 - Insertionsmoment Dokumentations-System

Info

Publication number: DE202007012866U1
Application number: DE202007012866U
Authority: DE
Original assignee: RECK ENGINEERING INGENIEURBUER; Reck Engineering Ingenieurbuero fur Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: RECK ENGINEERING INGENIEURBUER; Reck Engineering Ingenieurbuero fur Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2017-09-15

Abstract

Vorrichtung zur Visualisierung und Dokumentation von Insertionsmomenten bei Schrauben und Schraubimplantaten, mit einem als Torsionsstab ausgebildeten Handgriff und einem Meß- und Anzeigemodul, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (1) aus einem teilweise hohlen, zylindrisch geformten Rohr mit einer genarbten oder angerauten Oberfläche besteht, an dessem einen Ende ein Antriebskopf (2) angebracht ist.

Description

Stand der Technik:
In der Medizinheilkunde werden in bekannter Weise Schrauben zum Befestigen und/oder Fixieren von Schienen, Stützen, Füllstoffen, Haltern und Knochen an Knochen und Hartgewebeteile verwendet. In der Dentalmedizin werden Implantate im Kiefer oder dentale Stiftsysteme in Zahnwurzeln verwendete. In den meisten Fällen werden dazu Handschraubwerkzeuge, sowie in vereinzelten Fällen auch motorisch angetriebene Schraubwerkzeuge verwendet.
Die verwendeten Befestigungsschrauben weisen wie im allgemeinen Maschinenbau einen gewindeförmigen Teil und in der Regel auch ein Gegenlager in Form eines Schraubenkopfes auf. Je nach Ausführung und Länge können auch gewindefreie Schafteile in dem Element vorhanden sein.
Bei der Befestigung von zwei oder mehreren Teilen mit einander wird nun in einem Mutternteil – i.A. dem Knochen – ein Gewinde geformt (geprägt) oder von dem Gewindeteil selbst geschnittenes Gewinde erzeugt, was als Krafteinleitung in dem Knochen anzusehen ist. Kommt der kopfförmige Schraubenteil an dem zu verklemmenden Bauteil zur Auflage, so wird im selben Moment der Beginn einer Klemmkraft erzeugt. Je stärker die Schraube angezogen wird, um so größer wird die Klemmkraft und damit die Kraft im Mutterngewinde (Knochen). Die Kraft wirkt bedingt durch die Gewindeform in drei Richtungen, wobei der axiale Kraftvektor den größten Betrag annimmt. Das Gleiche gilt auch für vorgeschnittene Gewinde, bei denen vor der Schraubinsertion ein Gewinde mit einem Gewindeschneider im Knochen eingebracht wird, in das die Schraube dann eingedreht wird.
Bei Schrauben und insbes. bei Implantaten, die keinen oder nur einen schwach ausgeprägten Kopf bzw. Bund aufweisen ist kein richtiges Gegenlager vorhanden. Wird das Implantat nicht exakt lage- bzw. tiefenorientiert positioniert, entstehen ungewollte und zum Teil gewebeschädigende Kraftzustände im betreffenden Knochen.
Bekannt ist dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem Insertionsmoment und dem daraus resultierenden Axial- und Radialdruck im Knochen besteht. Bei zu hohen Spannungen (Kraft bezogen auf die Einwirkfläche) kann es zu einer Minderdurchblutung des Knochens kommen und damit zu Nekrosen beim knöchernen Implantatlagers sowie die bindegewebige Einscheidung des Implantats erhöht sich. (UED et al 1991).
Je nach verwendetem Implantat kann eine Vorhersage über den charakteristischen Verlauf des Insertionsmomentes getroffen werden. Jedoch ist die Höhe des finalen Insertionsmomentes als Grenzwert für die Knochenbelastung von vielen Faktoren abhängig:

– Verwendetes Implantat
– Gewindeform symmetrisch/asymmetrisch
– Flankenwinkel
– Steigung, Steigungswinkel
– Lochdurchmesser, Bohrungsdurchmesser, Konizität etc.)
– Flankeneingriffsfäche der Gewindeflanke in das Knochenmaterial
– Knochensubstanz (Festigkeit, E-Modul)
– Eindreh Geschwindigkeit und Art

Für den Mediziner ist es nun sehr schwer neben der rein mechanischpraktischen Durchführung der Insertion sein Gefühl auf einen zulässigen Grenzwert beim Insertionsmoment zu verlegen. Daher sind Hilfsmittel bekannt, die über Drehmomentbegrenzer (Knickschlüssel) oder mechanische Anzeigen (Federelement) die Arbeit des Operateurs erleichtern.
Um eine qualitative ad hock Aussage machen zu können ob ein Implantat richtig verbaut wurde spricht man in der Dentalmedizin von einer sogenannten Primärstabilität. Damit ist die Torsinns-Belastbarkeit gemeint, die ein eingebrachtes Implantat direkt nach dem eigentlichen Implantieren ausweist. In der Literatur wird hier eine Primärstabilität von z.B. 35-45 Ncm gefordert. (Nobel Biocare – Nobel Perfect 2004.02 – Firmenschrift)
Der Schwachpunkt dabei ist jedoch ist die Visualisierung der tatsächlichen Insertionsmomente sowie der geforderten Primär Stabilität und die gleichzeitige rückverfolgbare Dokumentation der Drehmomente während und am Ende der Insertion bei gleichzeitiger Grenzwertüberwachung.
Dieses Problem wird mit dem System wie folgt gelöst:
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass es sich um ein System handelt, das idealer weise einem Handgriff nachgebildet ist, der mit einem geeigneten Antriebskopf abgestimmt auf das zu verwendende Antriebskonzept kombiniert werden kann und einem Mess- und Auswertemodul entspricht, das die gemessenen Insertionsmomente erfasst, anzeigt, vergleicht und dokumentiert.
Der Handgriff besteht aus einem mechanisch elastisch deformierbaren Bereich, der mittels einem geeigneten Dehnungsmessstreifen (DMS) ausgestattet und über eine Verbindung (Wireless oder Kabel) mit einem Mess- und Anzeigesystem verbunden ist. Die Messkette kann entsprechend den Anforderungen and die geforderte Genauigkeit kalibriert werden und zeigt bei Betätigen des Handgriffs den aktuellen Drehmomentwert an, der an dem Antriebskopf bzw. der Schraube anliegt.
Mittels dem Mess- und Anzeigesystem kann, sofern die Kennlinie (Verlauf Insertionsmomenten vs. Einschraubtiefe) des verwendeten Implantates oder der Schraube bekannt ist, kann eine Überwachung der Grenzwertfunktion sowie die Erkennung der Implantatfunktionswerte (z.B. lineare Insertionsmomente, Auflage Implantathals oder Bund, Schraubenkopfauflage etc.) erfolgen und eine akustische und Visuelle Erkennung statt finden. Die Insertionsmomente können über die gesamte Insertionsdauer aufgezeichnet, angezeigt und mit den Patientendaten dokumentiert und in einem Patientenfile archiviert werden. So kann der Arzt zu einem späteren Zeitpunkt jederzeit Rechenschaft über den Insertionsmomentenverlauf sowie über die maximale Drehmomentbelastung während und beim Beenden (Primär Stabilität) der Insertion geben.
Zur Erläuterung der Erfindung ist eine Zeichnung beigefügt.
Die Zeichnungen dienen der Erläuterung der Schutzansprüche; es werden daher dieselben Bezugszeichen verwendet, wie in den Schutzansprüchen. Es zeigt:
1 einen ersten, erfindungsgemäßen Handgriff, mit einer drahtlosen Signalstrecke,
2 eine Variante zu dem Handgriff in 1 mit einer Kabelstrecke und
3 ein das Meß-, Anzeige- und Dokumentationsmodul.

Claims

Vorrichtung zur Visualisierung und Dokumentation von Insertionsmomenten bei Schrauben und Schraubimplantaten, mit einem als Torsionsstab ausgebildeten Handgriff und einem Meß- und Anzeigemodul, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (1) aus einem teilweise hohlen, zylindrisch geformten Rohr mit einer genarbten oder angerauten Oberfläche besteht, an dessem einen Ende ein Antriebskopf (2) angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Rohrs ein Multiadapter (5) für verschiedene Antriebsköpfe angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich im Innern des Rohrs in Form eines Biegebalkens (4) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff einen Hohlbereich aufweist, der zur Durchleitung eines Speise-/Signalkabels oder zur Unterbringung eines drahtlosen Signalgebers vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem als Biegebalken (4) ausgebildeten Teil des Handgriffs ein oder mehrere Dehnungsmeßstreifen (DMS) (6) aufgebracht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem oder den Dehnungsmeßstreifens ausgesendeten Signale mittels einer Kabelstrecke (8) an das Meß-, Anzeige- und Dokumentationsmodul geleitet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem oder den Dehnungsmeßstreifens mittels einer drahtlosen Signalstrecke (3) an das Meß-, Anzeige- und Dokumentationsmodul geleitet werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Handgriffs mittels einer Verschlußeinheit (7) vollständig verkapselt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff unzerlegbar und im Ganzen sterilisierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Meß- und Anzeigemodul geeignet ist, eine hohe Meßdatenrate aufzunehmen und anzuzeigen, die mit den Grenzwerten synchron verglichen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Meß- und Anzeigemodul so ausgelegt ist, dass die Anzeige der Ist-Werte (10) und der Grenzwerte (11) in quasi Echtzeit erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Meß- und Anzeigemodul derart ausgebildet ist, dass die Meßwerte graphisch in quasi Echtzeit angezeigt werden (12).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Meß- und Anzeigemodul derart ausgelegt ist, dass der charakteristische Insertionsbereich (13) als Grenzwert angezeigt, überwacht und dokumentiert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Meß- und Anzeigemodul derart ausgelegt ist, dass zur Dokumentation die Meßwerte, die Grenzwerte und die Primärstabilität mit den Patientendaten archiviert werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Meß- und Anzeigemodul in einem konventionellen Personalcomputer integriert ist.