DE202007014672U1

DE202007014672U1 - Schiene zum Lagern von Körperteilen bei Untersuchungen oder Operationen

Info

Publication number: DE202007014672U1
Application number: DE202007014672U
Authority: DE
Original assignee: Citak Musa Dr med
Current assignee: Brainlab AG
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2017-10-20

Abstract

Lagerungsschiene (1) zum Lagern von Körperteilen bei Untersuchungen oder Operationen, wobei die Lagerungsschiene (1) zwei Lagerteile (2, 3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerteile (2, 3) fest miteinander verbunden oder verbindbar sind und im miteinander verbundenen Zustand einen Winkel (α) von 50° bis 120° einschließen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagerungsschiene zum Lagern von Körperteilen bei Untersuchungen oder Operationen, sowie auf ein computergestütztes Navigationssystem für Operationen unter Verwendung einer solchen Lagerungsschiene.
Gelenkige Extremitäten des menschlichen oder tierischen Körpers müssen vor einer (Röntgen-)Untersuchung oder einem chirurgischen Eingriff häufig zunächst in eine Stellung gebracht werden, in der sie für die Untersuchung oder den Eingriff besonders vorteilhaft positioniert sind. In dieser Stellung sollten die Extremitäten dann möglichst sicher gehalten werden.
Wichtig ist dies beispielsweise bei einer Skaphoidfraktur, bei der es sich um die häufigste Fraktur eines Handwurzelknochens handelt, in diesem Fall des so genannten Kahnbeins (Lateinisch: scaphoid). Während der gebrochene Handwurzelknochen früher meistens durch einen Gips ruhiggestellt wurde, wird zur Behandlung der Skaphoidfraktur heutzutage zunehmend eine Schraubenosteosynthese eingesetzt. Dazu wird eine Schraube, beispielsweise eine so genannte "Herbertschraube", im gebrochenen Knochen versenkt, um dort eine Kompression und letztendlich ein Zusammenwachsen des gebrochenen Knochens in der gewünschten Stellung zu bewirken bzw. zu begünstigen. Dazu ist es selbstverständlich erforderlich, die Schraube möglichst präzise an dem gewünschten Ort platzieren zu können.
In vielen Krankenhäusern wird vor dem Einbringen der Schraube lediglich ein OP-Tuch zu einer Rolle gebunden und unter die zu operierende Hand gelegt, um einen Auflagepunkt für die Hand zu bieten. Nachteilig daran ist jedoch, dass die Hand auf diese Weise nicht sicher fixiert ist, und dass ein zusätzlicher Arzt die Hand ständig während der Operation und der vorangehenden Röntgenaufnahmen festhalten muss, um ein Verlagern der Hand zu verhindern.
Klemmen zum stabileren Lagern einer Hand vor dem Einbringen einer Schraube in den Handwurzelknochen gehen beispielsweise aus der US 6,589,242 B1 , der US 6,695,841 B2 oder der WO 2005/027759 A1 hervor. Bei diesen herkömmlichen Lagerungsklemmen han delt es sich um vergleichsweise einfach ausgebildete Hilfsmittel. Die zu operierende Hand wird flach zwischen zwei Platten eingebracht und durch Verringern des Abstands zwischen den beiden Platten fixiert. In der unteren Platte sind eine Vielzahl von nebeneinander liegenden, kleinen Bohrungen mit unterschiedlichen Winkeln vorgesehen. Durch eine Röntgenaufnahme wird die Lage der Fraktur bestimmt und anschließend diejenige Bohrung ermittelt, die am besten bezüglich der Fraktur ausgerichtet ist. Durch diese Bohrung wird ein Führungsdraht in den Handwurzelknochen eingebracht, der anschließend das Einbringen der eigentlichen Schraube in den Knochen erleichtern soll.
Nachteilig daran ist jedoch unter Anderem, dass die zu operierende Hand sehr fest eingespannt werden muss, um eine Verlagerung der Hand sicher vermeiden zu können. Nachteilig ist auch, dass die Hand in der Lagerungsklemme kaum noch zugänglich ist. Darüber hinaus begrenzt die Anzahl der Bohrungen in der unteren Lagerplatte die Zahl der Zugangsmöglichkeiten zum Handwurzelknochen. Es kann vorkommen, dass keine der Bohrungen ideal ausgerichtet ist. In diesem Fall muss die Fixierung der Hand gelöst, die Hand neu positioniert und wieder neu untersucht werden. Sowohl für den Patienten, als auch für den Operateur ist dies mühsam und zeitaufwändig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit konstruktiv möglichst einfachen Mitteln eine Lagerungsschiene zur Verfügung zu stellen, die möglichst einfach und vielseitig handhabbar ist und eine präzise, stabile Lagerung von Körperteilen bei Untersuchungen oder Operationen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lagerungsschiene mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Kombination einer solchen Lagerungsschiene mit einem OP-Navigationssystem gemäß Anspruch 34. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lagerteile der Lagerungsschiene bereits vor dem Durchführen der Untersuchung oder Operation fest miteinander verbunden oder fest miteinander verbindbar sind. Während bei den herkömmlichen Lagerungsklemmen immer eine Lagerplatte beweglich war und ihre Endposition durch die Abmessungen und die Lage des eingeklemmten Körperteils bestimmt wurde, legen bei der vorliegenden Erfindung umgekehrt die miteinander verbundenen Lagerteile die Stellung des zu untersuchenden Kör perteils fest. Weil die Lagerteile fest und stabil miteinander verbunden sind, ist auch die Positionierung des zu behandelnden Körperteils fest und stabil.
Darüber hinaus schließen die Lagerteile bei der vorliegenden Erfindung miteinander einen Winkel von 50° bis 120° ein. Es hat sich herausgestellt, dass dieser Winkelbereich, vorzugsweise ein Winkel von etwa 90°, ideal ist für eine Vielzahl von Untersuchungen oder Operationen. Bei der Behandlung einer Skaphoidfraktur kann beispielsweise die Handfläche in dem durch die Lagerteile vorgegebenen Winkel relativ zum Unterarm abgewinkelt werden, was im Unterschied zu den herkömmlichen Lagerungsklemmen deutlich verbesserte Zugangsmöglichkeiten für den Operateur zum Handgelenk ermöglicht. Aber auch bei Untersuchungen oder Operationen am Fuß oder Fußgelenk kann ein Winkel von etwa 90° ideal sein zur Stabilisierung des Fußgelenks.
Besonders einfach herstellbar und dennoch besonders vielseitig einsetzbar wird die Lagerungsschiene, wenn mindestens eines der Lagerteile plattenförmig ist. Vorzugsweise sind zwei miteinander verbundene Lagerteile plattenförmig. Auf diese Weise kann eine große Zahl unterschiedlich geformter Körperteile mit gleichbleibender Präzision gelagert werden. Alternativ wäre es denkbar, dass zumindest eines der Lagerteile an die Anatomie eines besonders häufig zu lagernden Körperteils angepasst ist.
Vorzugsweise sind die Lagerungsteile über mindestens ein Zwischenstück miteinander verbunden oder verbindbar. Auf diese Weise wird die Lagerungsschiene noch flexibler einsetzbar, da sich ihre Form durch den Austausch eines Zwischenstücks ändern lässt.
Besonders günstig ist es, wenn die Verbindung zwischen den Lagerteilen und/oder zwischen dem Zwischenstück und mindestens einem der benachbarten Lagerteile lösbar ist. In diesem Fall kann allein durch das Auswechseln des Zwischenstücks die Form und Anordnung der Lagerungsschiene verändert werden. Zudem lässt sich die Schiene nach dem Lösen der Verbindung unter Umständen besser reinigen und sterilisieren.
Zur lösbaren Befestigung eines Lagerteils am Zwischenstück können beispielsweise Schrauben vorgesehen sein. Denkbar ist es, dass die Schrauben aus demselben Material wie das Lagerteil und/oder das Zwischenstück ausgebildet sind.
Noch stabiler wird die Lagerungsschiene, wenn die Lagerteile über zwei baugleiche Zwischenstücke miteinander verbindbar sind. Durch die Baugleichheit der Zwischenstücke sinkt zudem der Herstellungsaufwand für die Schiene.
Zweckmäßig ist es, wenn jedes Zwischenstück zwei gegenüberliegende Fußabschnitte aufweist, die jeweils zur Anlage an einem benachbarten Lagerteil dienen, und deren Stellung zueinander den Winkel zwischen den beiden Lagerteilen festlegt. Dies ermöglicht sowohl eine stabile Befestigung der Lagerteile und somit eine stabile Lagerung eines Körperteils, als auch einen flexiblen Einsatz der Lagerungsschiene, insbesondere durch einen Austausch des oder der Zwischenstücke.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante dient das Zwischenstück nicht nur zur Verbindung der Lagerteile, sondern auch zu einer stabileren Abstützung der Lagerungsschiene. Zu diesem Zweck verfügt das Zwischenstück über eine Auflagekante oder über eine Auflagefläche zur Auflage auf einem Untergrund.
Noch besser ist es dabei, wenn die Auflagekante oder Auflagefläche mit der Endkante zumindest eines der Lagerteile, vorzugsweise aber mit den Endkanten beider Lagerteile fluchtet. In diesem Fall liegen sowohl die Auflagekante, als auch die Endkante(n) des oder der Lagerteile auf dem Untergrund auf, so dass eine ungewollte Verlagerung der Lagerungsschiene sehr sicher vermieden wird.
In einer zweckmäßigen Variante ist das Zwischenstück bogenförmig ausgebildet, um zwei Lagerteile miteinander verbinden zu können.
Weitere Vorteile können erzielt werden, wenn zwischen dem mindestens einen Zwischenstück und den Lagerteilen ein offener Durchgang gebildet ist. Dieser Durchgang könnte zum Anbringen von Befestigungsmitteln genutzt werden, mit denen die Lagerungsschiene noch sicherer am Untergrund befestigt wird. Gleichfalls können Bänder oder Binden durch den Durchgang hindurchgezogen und um das zu operierende Körperteil gewickelt werden, um dieses sehr schnell und sehr sicher an der Lagerungsschiene zu fixieren. Zudem hat solch ein Durchgang den Vorteil, dass im Bereich des zu untersuchenden/zu operierenden Gebietes weniger Material der Lagerungsschiene vorhanden ist, so dass störende Einflüsse dieses Materials (sogenannte Artefakte) bei einer (Röntgen-)Aufnahme des Gebietes deutlich verringert werden und die Aufnahme folglich präziser wird.
Das Einbringen von Bändern oder Binden in den Durchgang kann noch weiter vereinfacht werden, indem zwischen zwei benachbarten Enden der Lagerteile ein zu dem Durchgang offener Spalt gebildet ist. Dieser Spalt trägt dazu bei, die Artefakte bei der (Röntgen-) Aufnahme noch stärker zu unterdrücken, weil noch weniger Material der Lagerungsschiene am zu behandelnden Körperteil vorhanden ist.
Am Einfachsten wird das Einbringen von Bändern oder Binden, und am Besten wird die Artefaktbildung unterdrückt, wenn der Spalt nicht nur von außen zum Durchgang, sondern auch zu beiden Seiten hin offen ist, d. h. insgesamt zu vier Seiten. In diesem Fall haben die beiden benachbarten Lagerteile keinen direkten Kontakt miteinander, sondern sie sind nur über das Zwischenstück miteinander verbunden. Durch den offenen Spalt kann nun eine (oder mehrere) Binde(n) in den Durchgang eingelegt werden, die anschließend zur Befestigung des zu lagernden Körperteils dienen.
Vorzugsweise sind die Lagerteile und/oder das mindestens eine Zwischenstück transparent für Röntgenstrahlung. So wird gewährleistet, dass die Lagerungsschiene die Röntgen-Untersuchung des gelagerten Körperteils nicht behindert oder verfälscht.
Günstig es ist auch, wenn die Lagerteile und/oder das mindestens eine Zwischenstück aus einem mit Gas sterilisierbaren Material bestehen, weil die Gassterilisation besonders einfach und kostengünstig und vor allem bei erheblich niedrigeren Temperaturen als eine Dampfsterilisation durchführbar ist, so dass das Material der Lagerungsschiene weniger belastet wird.
Als geeignete Materialien für die Lagerteile und/oder das mindestens eine Zwischenstück stehen beispielsweise Karbon-Werkstoffe, Acrylglas (Plexiglas), Holz oder Kunststoff zur Verfügung, beispielsweise Polysulfon (PSU) oder Polyetheretherketon (PEEK).
Wenn mindestens eines der Lagerteile mit einer Polsterung als Auflage für ein zu lagerndes Körperteil versehen ist, lässt sich der Komfort für den Patienten steigern.
Noch stabiler wird die Lagerung des Körperteils, wenn mindestens eines der Lagerteile mit Mitteln zum Befestigen eines Körperteils versehen ist, beispielsweise mit Klammern oder Klettbändern. Die Lagerungsschiene könnte auch eine Anbindung an ein Seilzugsystem aufweisen, um das zu lagernde Körperteil mittels sogenannter „Mädchenfänger" zu fixieren.
Häufig wird jedoch das Fixieren des Körperteils mit Binden oder Bändern bevorzugt werden. In diesem Fall lässt sich das Fixieren des Körperteils erleichtern, indem mindestens eines der Lagerteile ein oder mehrere Aussparungen oder Halteteile aufweist, die ein seitliches Verrutschen der Binden oder Bänder verhindern können.
Ist ein Durchgang vorhanden, so sind diese Aussparungen oder Halteteile bevorzugt benachbart zum Durchgang angeordnet.
In einer etwas weniger einfachen, dafür aber noch flexibler einsetzbaren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lagerungsschiene ist der Winkel zwischen Lagerteilen einstellbar und justierbar. Auf diese Weise kann die Lagerungsschiene schnell an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden.
Erhebliche Vorteile lassen sich erzielen, wenn die Lagerungsschiene ein Referenzobjekt aufweist. Dieses Referenzobjekt kann in einer (gegebenenfalls variablen) festen Position relativ zur Lagerungsschiene angeordnet werden. Das Referenzobjekt könnte z. B. für Röntgenstrahlung undurchlässig sein. Bei der Röntgenuntersuchung, insbesondere bei einem dreidimensionalen Scan des gelagerten Körperteil, erleichtert das Referenzobjekt so das Erkennen der Lage und der Orientierung des Körperteils erheblich. Denkbar wäre es auch, dass ein OP-Navigationssystem ein Signal aussendet, beispielsweise ein Infrarotsignal, das von dem Referenzobjekt reflektiert wird, so dass das OP-Navigationssystem aus dem reflektierten Signal die Lage des Referenzobjekts erkennen kann. Eine weitere Variante besteht darin, dass das Referenzobjekt selbsttätig von definierten Orten aus Signale aussenden kann, beispielsweise Infrarotsignale.
Besonders günstig ist es, wenn das Referenzobjekt mindestens drei auf dem Röntgenbild klar unterscheidbare Referenzpunkte (sogenannte Referenzsterne) umfasst, die darüber hinaus so angeordnet sein könnten, dass sie eine Ebene aufspannen. Eine vorzugsrich tung lässt sich darüber hinaus dadurch definieren, dass die drei Referenzpunkte auf den Ecken eines nicht-gleichseitigen Dreiecks liegen.
Vorzugsweise sind die Referenzpunkte des Referenzobjekts von den Lagerteilen beabstandet, um eventuelle Störungen des Röntgenbildes durch die Lagerteile noch weiter zu verringern. Günstig ist es, wenn die Referenzpunkte zudem so weit von den Lagerteilen beabstandet sind, dass sie das zu lagernde Körperteil nicht behindern. Besonders gering werden die Störungen, wenn das Referenzobjekt exzentrisch an der Lagerungsschiene angeordnet ist.
Denkbar wäre es auch, dass das Referenzobjekt in seiner Lage einstellbar ist, um diese Lage für eine dreidimensionale Aufnahme des zu untersuchenden Körperteils zu optimieren.
Die Präzision der (Röntgen-)Aufnahme wird am besten, wenn das Referenzobjekt maximal 25 cm von den Lagerteilen beabstandet ist. Insbesondere sollte es nicht weiter als 20 cm von dem zu untersuchenden Körperteil beabstandet sein.
Bereits für konventionelle, handgeführte Operationen bietet die erfindungsgemäße Lagerungsschiene erhebliche Vorteile hinsichtlich einer sicheren, stabilen Lagerung von Körperteilen. Besonders vorteilhaft ist die Lagerungsschiene jedoch in Verbindung mit einem computergestützten Navigationssystem für navigierte Operationen von Körperteilen, bei denen zunächst eine dreidimensionale Röntgenaufnahme des zu behandelnden Körperteils erstellt wird, anhand dessen die anschließende Operation optimiert und durchgeführt wird. Statt durch Röntgenstrahlung könnte die 3D-Aufnahme und -Überwachung des Zielgebietes auch über Fluoroskopie erfolgen. Die Fluoroskopie (oder Durchleuchtung) bezeichnet in der Röntgendiagnostik die ggf. kontinuierliche Betrachtung von Vorgängen im menschlichen oder tierischen Körper mittels Röntgenstrahlung, meist in zweidimensionaler Darstellung. Die erhaltenen Daten können ebenfalls zur OP-Navigation verwendet werden. Auch in diesem Fall wäre es günstig, wenn die Lagerungsschiene (bis auf das Referenzobjekt) für die verwendete Röntgenstrahlung weitgehend transparent ist. Die Anbindung der Lagerungsschiene an das OP-Navigationssystem erfolgt beispielsweise dadurch, dass an der Lagerungsschiene ein für das Navigationssystem geeignetes Referenzobjekt vorhanden ist, beispielsweise mit passiven (reflektierenden) oder aktiven (z. B. batteriebetriebenen, selbst Signale aussendenden) Referenzpunkten oder -markern.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer (gegebenenfalls mit einem Navigationssystem verbindbaren) erfindungsgemäßen Lagerungsschiene anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lagerungsschiene,
2 eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Lagerungsschiene bei einer Handgelenksoperation,
3 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Lagerungsschiene und
4 eine Seitenansicht der Lagerungsschiene bei einer Operation an einem Fuß.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Lagerungsschiene 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Lagerungsschiene 1 verfügt über zwei plattenförmige Lagerteile 2, 3, die über zwei baugleiche Zwischenstücke 4 miteinander verbunden sind.
Auch bei den Zwischenstücken 4 handelt es sich um plattenförmige Elemente. Sie verfügen über eine Innenkante 5, die die Form eines Viertel-Kreisbogens hat, sowie über eine gegenüberliegende, geradlinige Auflagekante 6, die zur Auflage auf einen Untergrund 7 (siehe 2) dient. Darüber hinaus verfügt jedes Zwischenstück 4 über zwei weitere Endkanten oder Fußabschnitte 8, 9, die jeweils an einem der beiden Lagerteile 2, 3 anliegen. Die Verbindung zwischen dem ersten Lagerteil und dem Fußabschnitt 8 des Zwischenstücks 4 sowie die Verbindung zwischen dem zweiten Lagerteil 3 und dem Fußabschnitt 9 des Zwischenstücks 4 sind jeweils lösbar und erfolgen über Schrauben 10. Die Schrauben 10 werden von der Außenseite durch das betreffende Lagerteil 2, 3 gesetzt und mit einem Innengewinde in einem entsprechenden Bohrloch 11 in dem Zwischenstück verschraubt. An jeder Verbindung zwischen einem Fußabschnitt 8, 9 des Zwischenstücks 4 und dem jeweili gen Lagerteil 2, 3 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Schrauben 10 vorgesehen.
In der dargestellten, bevorzugten Lagerungsschiene 1 bestehen sowohl die Lagerteile 2, 3, als auch die beiden Zwischenstücke 4 und die Schrauben 10 aus einem Material, das sowohl gas-sterilisierbar, als auch transparent für eine zur dreidimensionale OP-Navigation oder zur Fluoroskopie (2D-Aufnahme) verwendete Röntgenstrahlung ist. Ein geeignetes Material für diesen Zweck ist Polysulfon (PSU).
Im zusammengebauten Zustand der Lagerungsschiene 1 liegen die beiden Zwischenstücke 4 vertikal und parallel nebeneinander. Die beiden benachbarten Endkanten 8, 8 der beiden Zwischenstücke 4 sowie die Endkanten 9, 9 der Zwischenstücke 4 legen auf diese Weise eine Ebene fest, in der das jeweilige Lagerteil 2, 3 an die Zwischenstücke 4 angelegt ist. Die beiden gegenüberliegenden Endkanten 8, 9 eines Zwischenstücks 4 stehen unter einem Winkel von 90°, unter dem somit auch die beiden Lagerteile 2, 3 relativ zueinander angeordnet sind. Je nach Anwendung könnten die beiden Endkanten 8, 9 und damit die Lagerteile 2, 3 auch andere Winkel relativ zueinander einnehmen, beispielsweise im Bereich von 50° bis 120°.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Lagerteil 2 kürzer als das zweite Lagerteil 3. Die beiden Lagerteile 2, 3 nehmen daher unterschiedliche Winkel gegenüber dem Untergrund 7 ein, wenn die Lagerungsschiene 1 in der in 1 dargestellten Position angeordnet ist, d. h. mit dachartig nach oben weisenden Lagerteilen 2, 3. Während das erste Lagerteil 2 einen Winkel von 55° mit dem Untergrund 7 einschließt, ist das zweite Lagerteil 3 unter einem Winkel von lediglich 35° bezüglich des Untergrunds 7 angeordnet.
Die Auflagekante 6 des Zwischenstücks 4 ist so ausgerichtet, dass sie gerade mit den beiden unteren Endkanten 12, 13 der beiden Lagerteile 2, 3 fluchtet. Auf diese Weise liegt die Lagerungsschiene 1 sowohl mit der Auflagekante 6, als auch mit den unteren Endkanten 12, 13 der Lagerteile 2, 3 auf dem Untergrund 7 auf, was diese Auflage sehr stabil macht. Die Stabilität der Auflage wird weiter dadurch vergrößert, dass – wie in 2 zu sehen – die unteren Endkanten 12, 13 der beiden Lagerteile 2, 3 in einer mit der Auflagekante 6 des Zwischenstücks 4 fluchtenden Weise angeschrägt sind.
Die beiden oberen Endkanten 14, 15 der beiden Lagerteile 2, 3 berühren sich nicht. Die Verbindung der beiden Lagerteile 2, 3 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel somit ausschließlich über die beiden Zwischenstücke 4. Zwischen den beiden oberen Endkanten 14, 15 der beiden Lagerteile 2, 3 entsteht auf diese Weise ein nicht nur zu beiden Seiten, sondern auch nach oben und unten offener Spalt 16. Dieser Spalt 16 öffnet sich zu einem von den beiden Lagerteilen 2, 3 und der Innenkante 5 der Zwischenstücke 4 eingefassten, zu beiden Seiten der Lagerungsschiene 1 offenen Durchgang 17. Weil das Zwischenstück 4 vergleichsweise mittig auf dem längeren Lagerteil 3 montiert ist, entsteht ein weiterer, ebenfalls zu beiden Seiten der Lagerungsschiene 1 offener Durchgang 18 zwischen dem längeren Lagerteil 3, dem Zwischenstück 4 und dem Untergrund 7.
Im Bereich der beiden Durchgänge 17, 18 weisen die plattenförmigen Lagerteile 2, 3 jeweils seitliche Aussparungen 19 auf. Sie dienen später dazu, ein seitliches Verrutschen von Binden oder Bändern zu verhindern, mit denen ein zu lagerndes Körperteil an der Lagerungsschiene 1 fixiert wird. Statt der Aussparungen 19 könnten auch von den Lagerteilen 2, 3 vorspringende Halteteile vorgesehen werden, die ebenfalls ein seitliches Verrutschen der Binden verhindern können.
An der Lagerungsschiene 1, insbesondere am Lagerteil 2, ist ein Referenzobjekt 20 montiert. Das Referenzobjekt 20 verfügt über einen T-förmigen Ausleger 21, dessen Lage relativ vom Lagerteil 2 über mindestens einem Gelenk 22 mit einer Stellschraube 23 einstellbar und fixierbar ist. Jedes Ende des T-förmigen Auslegers 21 trägt einen kugelförmig ausgebildeten Referenzpunkt 24, der für Röntgenstrahlung opak und somit auf einer Röntgenaufnahme als Referenzpunkt sichtbar ist. Durch die Anordnung der drei Referenzpunkte 24 auf einem (nicht gleichseitigen) Dreieck spannen die Referenzpunkte 24 eine Referenzebene (mit einer Vorzugsrichtung) auf. Der Ausleger 21 des Referenzobjekts 20 könnte ebenfalls für Röntgenstrahlung opak sein, so dass auch die Lage des Auslegers 21 auf einem Röntgenbild erkannt wird. Das gesamte Referenzobjekt 20 inklusive der Referenzpunkte 24 könnte beispielsweise aus Metall ausgebildet sein. Das Referenzobjekt 20 ist exzentrisch auf dem kürzeren Lagerteil 2 angeordnet, um das Erzeugen störender Metallartefakte bei einer Röntgen-3D-Aufnahme zu verringern.
2 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Lagerungsschiene 1. Die Lagerungsschiene 1 ist mit der Auflagekante 6 des Zwischenstücks 4 auf einem Untergrund 7 angeordnet, beispielsweise auf einem OP-Tisch. Folglich sind die beiden Lagerteile 2, 3 dachartig aufgestellt. Dargestellt ist in 2 auch der zwischen den beiden Lagerteilen 2, 3 eingenommene Winkel α, der hier etwa 90° beträgt. An der Auflagekante 6 der Zwischenstücke 4 ist ein Positionierungselement 25 vorgesehen, im einfachsten Fall eine Aussparung, das mit einem komplementären Positionierungselement auf dem Untergrund 7 in Eingriff gelangen und dadurch eine ungewollte Verlagerung der Lagerungsschiene 1 verhindern kann.
Dargestellt ist in 2 auch ein auf der Lagerungsschiene 1 gelagerter Arm 26 eines Patienten, bei dem eine Skaphoidfraktur durch Schrauben-Osteosynthese therapiert werden soll. Das Handgelenk 27 und damit der gebrochene Handwurzelknochen sind direkt oberhalb der durch die oberen Endkanten 14, 15 der beiden Lagerteile 2, 3 gebildeten Spitze angeordnet. Der Unterarm 28 des Patienten liegt auf einer auf dem längeren Lagerteil 3 vorgesehenen Polsterung 30 auf. Die Hand 29 ist fast in einem rechten Winkel relativ zum Unterarm 28 abgebogen. Sie liegt direkt auf dem kürzeren Lagerteil 2 auf. Der Unterarm 28 des Patienten könnte auch so auf die Lagerungsschiene 1 gelegt werden, dass nicht die Außenfläche, sondern die Innenfläche der Hand 29 einen 90°-Winkel mit dem Unterarm 28 einnimmt. In diesem Fall würde die Innenfläche der Hand 29 auf der Lagerungsschiene 1 aufliegen.
An dem längeren Lagerteil 3 ist ein sterilisierbarer und dreidimensional justierbarer Schwenkarm 31 montiert, an dem während der Untersuchung oder Operation erforderliche Instrumente oder Positionierungshilfen befestigt werden können. Mit dem sterilisierbaren 3D-Schwenkarm 31 kann die Bohrrichtung exakt navigiert eingestellt und in dieser Position arretiert werden. Der (metallene) Schwenkarm wird erst nach dem Scannen des Körperteils an der Lagerungsschiene 1 anmoniert, um so die Metallartefakte bei der Aufnahme zu reduzieren.
An dem Schwenkarm 31 kann eine Bohrhülse angebracht sein, welche ebenfalls mit Referenzsternen versehen ist, um so die Navigation zur ermöglichen. Folglich sind in diesem Moment mehrere Referenzsterne an der Schiene 1 befestigt, um einerseits die Position der Knochen zu ermitteln und um andererseits die Position der Bohrhülse zu bestimmen. Die Bohrhülse hat einen Innendurchmesser von 1–3 mm. Bei der Behandlung einer Skaphoidfraktur kann nach dem Arretieren ein Führungsdraht mit einer herkömmlichen OP Bohrmaschine eingebracht werden, welche als Führung für die Schraube dienen kann.
Verwendet wird die erfindungsgemäße Lagerungsschiene 1 beispielsweise zur Therapie einer Skaphoidfraktur, indem sie in der dargestellten Weise auf einem OP-Tisch 7 abgelegt wird. Bereits vor dem Ablegen der Lagerungsschiene 1 auf dem OP-Tisch 7 kann eine OP-Binde (nicht dargestellt) in den noch offenen Durchgang 18 eingelegt werden. Anschließend können weitere Binden von oben durch den Spalt 16 in den Durchgang 17 eingelegt werden. Dies ist besonders einfach, da sich die oberen Endkanten 14, 15 der Lagerteile 2, 3 nicht berühren und der Spalt 16 somit durchgängig offen ist, auch wenn sich die Lagerungsschiene 1 bereits auf dem OP-Tisch 7 befindet.
Im nächsten Schritt wird der Arm 26 eines Patienten so auf der Lagerungsschiene 1 abgelegt, dass der Unterarm 28 auf der Polsterung 30 und die Hand 29 auf dem Lagerteil 2 aufliegen. Wie in 2 zu sehen, ist die Hand 29 fast in einem rechten Winkel relativ zum Unterarm 28 angewinkelt. In dieser Position kann der Arm 26 an der Lagerungsschiene 1 fixiert werden, indem die vorher eingelegten OP-Binden um den Unterarm 28 bzw. um die Hand 29 gewickelt und verknotet werden. Anstelle der Binden oder zusätzlich zu den Binden könnten weitere Befestigungsmittel (nicht dargestellt) zum Befestigen des Arms 26 an der Lagerungsschiene 1 vorgesehen sein, beispielsweise Klettbänder. Werden OP-Binden verwendet, verhindern die Aussparungen 19 in den beiden Lagerteilen 2, 3 wirkungsvoll ein Verrutschen der Binden. Insgesamt wird eine äußerst positionsstabile Lagerung des Körperteils 26 an der erfindungsgemäßen Lagerungsschiene 1 erzielt. Die Lagerungsschiene 1 weist gemäß 2 am einen Lagerteil 2 auch eine Anbindung 40 an ein Seilzugsystem auf, um das zu lagernde Körperteil mittels sogenannter „Mädchenfänger" zu fixieren. Die Anbindung 40 ist lösbar, z. B. über Schrauben, an dem Lagerteil 2 befestigt.
Gehört die Lagerungsschiene 1 zu einem computergestützten Navigationssystem zur Verwendung für navigierte Operationen von Körperteilen, kann nach der stabilen Lagerung des Körperteils 26 durch Röntgenstrahlung ein zwei- oder dreidimensionales Bild des zu operierenden Körperteils 26 aufgenommen werden. Insbesondere kann dazu ein sogenanntes ISO-C-3D-Navigationssystem verwendet werden. Das Navigationssystem kann einen C-Arm aufweisen, der um den OP-Tisch schwenkbar ist und mehrere Aufnahmen macht, aus denen ein 3D-Datensatz des Zielgebietes, d. h. des zu behandelnden Körperteils erstellt wird.
Da die Lagerteile 2, 3, die Zwischenstücke 4 und die Schrauben 10 aus einem für Röntgenstrahlung transparent sind, stören sie die 2D- oder 3D-Aufnahme in keiner Weise. Das Referenzobjekt 20 hingegen ist für die verwendete Strahlung opak und wird somit in der Röntgen-Aufnahme sichtbar. Es erlaubt somit das Erkennen der Lage und der Orientierung des aufgenommenen Datensatzes im Raum. In Abhängigkeit vom verwendeten OP-Navigationssystem kann das Referenzobjekt 20 unterschiedliche Konfigurationen haben.
Im Anschluss an die Aufnahme und Auswertung der 3D-Aufnahme des Operationsgebietes kann das gelagerte Körperteil 26 mit oder ohne Hilfe des computergestützten OP-Navigationssystems operiert werden. Im Vergleich zu dem beispielsweise aus der US 6,589,242 B1 bekannten, herkömmlichen Lagerungsklemmen bietet die erfindungsgemäße Lagerungsschiene 1 den enormen Vorteil, dass das zu operierende Körperteil, im vorliegenden Fall beispielsweise der Handwurzelknochen im Handgelenk 27, trotz der sicheren Fixierung des Arms 26 von fast allen Seiten aus frei für den operierenden Arzt zugänglich ist. Die Richtung des im Handgelenk 27 vorgenommenen Eingriffs ist nicht mehr – wie im Stand der Technik – durch eine begrenzte Anzahl von in einer Lagerungsklemme vorgesehenen Bohrungen begrenzt. Vielmehr kann mit der erfindungsgemäßen Lagerungsschiene 1 in beliebiger Richtung operiert werden, bevorzugt mit Unterstützung durch das computergestützte Navigationssystem.
3 zeigt eine Draufsicht auf die Lagerungsschiene in ihrer "dachartigen" Anordnung wie in den 1 und 2. Jedes der beiden Lagerteile 2, 3 ist über jeweils drei Schrauben 10 mit jedem der beiden Zwischenstücke 4 verschraubt. Zwischen den beiden oberen Endkanten 14, 16 der beiden Lagerteile 2, 3 ist der Spalt 16 gebildet. Die beiden seitlichen Aussparungen 19 am ersten Lagerteil 2 und die vier Aussparungen 19 am längeren Lagerteil 3 dienen dazu, das seitliche Verrutschen von Befestigungsmitteln wie OP-Binden zu verhindern.
4 belegt, wie vielseitig die erfindungsgemäße Lagerungsschiene 1 einsetzbar ist. Die Lagerungsschiene 1 ist hier so angeordnet worden, dass nicht die Auflagekante 6 am Zwischenstück 4, sondern die flache Oberseite des plattenförmigen Lagerteils 3 auf dem Untergrund 7 aufliegt. Das andere Lagerteil 2 steht folglich im rechten Winkel α vertikal vom Untergrund 7 hoch. Auf der Innenseite der Lagerungsschiene 1 ist zwischen den beiden parallelen Zwischenstücken 4 jetzt ein Fuß 32 eines Patienten gelagert. Während die Fußfläche an der Innenseite des kürzeren Lagerteils 2 anliegt, liegt die Ferse auf der Innenseite des Lagerteils 3 auf. Über den Durchgang 17 zwischen den beiden Lagerteilen 2, 3 und der Innenkante 5 des Zwischenstücks 4 ist das Fußgelenk von beiden Seiten gut für eine Operation zugänglich. Gleichzeitig wird der Fuß 32 äußerst lagestabil zwischen den Lagerteilen 2, 3 und den Zwischenstücken 4 gehalten. Auch bei einer Operation am Fuß 32 kann das Referenzobjekt 20 zum Erkennen von Lage und Orientierung bei einem 3D-Scan des zu operierenden Körperteils dienen.
Ausgehend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Lagerungsschiene 1 in vielfacher Hinsicht abgewandelt werden. Variationen sind insbesondere denkbar hinsichtlich des verwendeten Materials für die Lagerteile 2, 3 und die Zwischenstücke 4 sowie hinsichtlich der Abmessungen dieser Komponenten und des zwischen den Lagerteilen 2, 3 eingefassten Winkels α. Denkbar wäre es auch, mehr als zwei Lagerteile 2, 3 zu verwenden und/oder die Lagerteile 2, 3 ohne Zwischenschaltung von Zwischenstücken 4 direkt miteinander zu verbinden. Ebenfalls denkbar wäre eine dauerhafte Verbindung der Lagerteile 2, 3 und/oder der Zwischenstücke 4. Je nach Anwendungsfall könnte bei Bedarf der Winkel zwischen den Lagerteilen 2, 3 auch außerhalb des Winkelbereichs von 50° bis 120° liegen.
Die erfindungsgemäße Lagerungsschiene bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Wie bereits erläutert, kann sie sowohl eine rigide Fixierung des Handgelenks und der Handwurzelknochen ermöglichen, als auch eine Fixierung eines Fußes 32. Auch die Versorgung von Handgelenksknochen inklusive Speiche und Elle sind möglich. Durch das Material der Lagerungsschiene 1 und die exzentrische Anordnung des Referenzobjekts 20 an einem der beiden Lagerteile 2, 3 werden Metallartefakte bei der 3D-Aufnahme erheblich reduziert. Da im Bereich des zu untersuchenden oder zu operierenden Körperteils kaum Material der Lagerungsschiene 1 vorhanden ist, werden Artefakte bei der 3D-Aufnahme noch weiter verringert.
Gleichzeitig wird dennoch eine biomechanisch äußerst stabile Lagerung des betreffenden Körperteils erzielt. Durch diese perfekte Fixierung ist es möglich, eine Operation (beispielsweise eine Verschraubung zur Behandlung einer Skaphoidfraktur) ambulant und ohne As sistenzarzt durchzuführen. Durch das Design der erfindungsgemäßen Lagerungsschiene 1, insbesondere den zwischen den Lagerteilen 2, 3 eingefassten Winkel, ist das zu behandelnde Körperteil aus vielen Raumrichtungen frei zugänglich. Schließlich kann die Lagerungsschiene 1 sowohl bei konventionellen Operationen, als auch bei Fluoroskopie- oder ISO-C-3D-navigierten Operationen, beispielsweise perkutanen Skaphoid-Verschraubungen, vorteilhaft eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6589242 B1 [0005, 0059]
- US 6695841 B2 [0005]
- WO 2005/027759 A1 [0005]

Claims

Lagerungsschiene (1) zum Lagern von Körperteilen bei Untersuchungen oder Operationen, wobei die Lagerungsschiene (1) zwei Lagerteile (2, 3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerteile (2, 3) fest miteinander verbunden oder verbindbar sind und im miteinander verbundenen Zustand einen Winkel (α) von 50° bis 120° einschließen.
Lagerungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerteile (2, 3) einen Winkel (α) von etwa 90° einschließen.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Lagerteile (2, 3) plattenförmig ist.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsteile (2, 3) über mindestens ein Zwischenstück (4) miteinander verbunden oder verbindbar sind.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den Lagerteilen (2, 3) und/oder zwischen dem Zwischenstück (4) und mindestens einem der benachbarten Lagerteile (2, 3) lösbar ist.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Schrauben (10) zur lösbaren Befestigung eines Lagerteils (2, 3) am Zwischenstück (4) vorgesehen sind.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerteile (2, 3) über zwei baugleiche Zwischenstücke (4) miteinander verbindbar sind.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zwischenstück (4) zwei gegenüberliegende Fußabschnitte (8, 9) aufweist, die jeweils zur Anlage an einem Lagerteil (2, 3) dienen und deren Stellung zueinander den Winkel (α) zwischen den beiden Lagerteilen (2, 3) festlegt.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (4) eine Auflagekante (6) oder Auflagefläche (6) zur Auflage auf einem Untergrund (7) aufweist.
Lagerungsschiene nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagekante (6) oder Auflagefläche (6) mit der Endkante (12, 13) zumindest eines der Lagerteile (2, 3), vorzugsweise mit den Endkanten (12, 13) beider Lagerteile (2, 3) fluchtet.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (4) bogenförmig ausgebildet ist.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Zwischenstück (4) und den Lagerteilen (2, 3) ein Durchgang (17) gebildet ist.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Enden (14, 15) der Lagerteile (2, 3) ein zu dem Durchgang (17) offener Spalt (16) gebildet ist.
Lagerungsschiene nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (16) zu beiden Seiten der Lagerungsschiene (1) offen ist.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerteile (2, 3) und/oder das mindestens eine Zwischenstück (4) transparent für Röntgenstrahlung sind.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerteile (2, 3) und/oder das mindestens eine Zwischenstück (4) aus einem mit Gas sterilisierbaren Material bestehen.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerteile (2, 3) und/oder das mindestens eine Zwischenstück (4) aus einem Karbon-Werkstoff, aus Acrylglas, aus Holz oder aus einem Kunststoff bestehen, insbesondere aus PSU (Polysulfon) oder PEEK (Polyetheretherketon).
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Lagerteile (2, 3) mit einer Polsterung (30) als Auflage für ein zu lagerndes Körperteil versehen ist.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Lagerteile (2, 3) mit Mitteln zum Befestigen eines Körperteils (26, 32) versehen ist.
Lagerungsschiene nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Befestigen eines Körperteils (26, 32) Klammern oder Klettbänder umfassen.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsschiene (1) eine Anbindung (40) an ein Seilzugsystem aufweist.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Lagerteile (2, 3) eine oder mehrere Aussparungen (19) oder Halteteile zum Befestigen von Binden oder Bändern aufweist.
Lagerungsschiene nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (19) oder Halteteile benachbart zum Durchgang angeordnet sind.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen den Lagerteilen (2, 3) justierbar ist.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Referenzobjekt (20) aufweist.
Lagerungsschiene nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzobjekt (20) zumindest einen für Röntgenstrahlung undurchlässigen Abschnitt aufweist.
Lagerungsschiene nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzobjekt (20) mindestens drei Referenzpunkte (24) umfasst.
Lagerungsschiene nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Referenzpunkte (24) eine Ebene aufspannen.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzpunkte (24) des Referenzobjekts (20) von den Lagerteilen (2, 3) beabstandet sind.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzobjekt (20) in seiner Lage relativ zu den Lagerteilen (2, 3) einstellbar ist.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzobjekt (20) maximal 25 cm von den Lagerteilen (2, 3) beabstandet ist.
Lagerungsschiene nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzobjekt (20) exzentrisch an einem der Lagerteile (2, 3) angeordnet ist.
Lagerungsschiene nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen arretierbaren Schwenkarm (31) zur Befestigung von Operationsinstrumenten aufweist, wobei der Schwenkarm (31) vorzugsweise lösbar an der Lagerungsschiene (1) montierbar ist.
Kombination eines computergestützten Navigationssystem zur Verwendung für navigierte Operationen von Körperteilen mit einer Lagerungsschiene (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Kombination eines computergestützten Navigationssystem und einer Lagerungsschiene (1) nach Anspruch 34, wobei die Lagerungsschiene (1) ein für das Navigationssystem geeignetes Referenzobjekt (20) aufweist.
Kombination eines computergestützten Navigationssystem und einer Lagerungsschiene (1) nach Anspruch 34 oder 35, wobei die Lagerungsschiene (1) einen durch das Navigationssystem steuerbaren Schwenkarm (31) zur Befestigung von Operationsinstrumenten aufweist.