DE202012101347U1

DE202012101347U1 - Positioniervorrichtung

Info

Publication number: DE202012101347U1
Application number: DE202012101347U
Authority: DE
Original assignee: Condor GmbH Medicaltechnik
Current assignee: Condor Medtec GmbH
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2022-04-14

Abstract

Positioniervorrichtung eines in einer Fußaufnahme (1) einer Fußrotationsvorrichtung gelagerten Patientenbeines (2) an einem OP-Tisch (3), mit einer an der Fußaufnahme (1) eingreifenden Zug-, Druck- und Schwenkvorrichtung (4) für das Patientenbein (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung mit Sensoren (5), wie für die Lage- und Längenänderungserkennung des Patientenbeines (2) und für die darauf aufgebrachten Kräfte und Drehmomente, sowie mit einem mit den Sensoren (5) verbundenen PC (16) mit einer Anzeigevorrichtung (7) ausgestattet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung eines in einer Fußaufnahme einer Fußrotationsvorrichtung gelagerten Patientenbeines an einem OP-Tisch, mit einer an der Fußaufnahme angreifenden Zug-, Dreh- und Schwenkvorrichtung für das Patientenbein.
Es sind Zug- und Drehtische, insbesondere für die Hüft-Endoprothetik als ergonomische Lagerungshilfe speziell für die minimalinvasive Implantation künstlicher Hüftgelenke bekannt, DE 20 2009 003 314 U1 , über die ein Operateur alle erforderlichen Beinpositionen während einer Operation selber einstellen kann, wodurch sich die Arbeitsbedingungen für einen Operateur wesentlich vereinfachen und infolge dessen auch signifikante Qualitätsverbesserungen bei den Operationen stattfinden.
Nachteilig an dem bekannten Zug- und Drehtisch ist jedoch, dass der Operateur keine Informationen über die aktuell aufgebrachten Kräfte und Momente erhält, eben so wenig wie über die erfolgten Verlängerungen der Extremitäten oder deren Winkelstellungen im Verhältnis zu einer Ausgangslage, so dass es bei der Verwendung der bekannten Zug- und Drehtische zu Überschreitungen von ertragbaren Gewebespannungen oder zu Überlastungen der Knochen oder Gelenken kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine weiter verbesserte Positioniervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die jedem Operateur bereits während eines Eingriffes sofort und permanent Informationen über die aufgebrachten Kräfte und Momente ebenso über die verwirklichten Winkelstellungen der beteiligten Bewegungsachsen liefert um Gewebe-, Knochen- und Gelenkschädigungen von vorne herein ausschließen zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß im Zusammenspiel mit den technischen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches insbesondere dadurch, dass die Positioniervorrichtung mit Sensoren, wie etwa für die Lageerkennung oder auch die Längenänderungserkennung des Patientenbeines, sowie mit Sensoren für die auf das Patientenbein aufgebrachten Kräfte und Drehmomente ausgestattet ist, wobei diese Sensoren mit einem PC verbunden sind, der seinerseits eine Anzeigevorrichtung und ein entsprechendes Programm aufweist.
Diese erfindungsgemäße Positioniervorrichtung ermöglichst es nun jedem Operateur bereits während einer Operation die erzeugten Kräfte und Drehmomente ebenso wie die eingestellten Winkel zu kontrollieren und so Informationen über die erzeugten Gewebespannungen zu erhalten, wodurch es ihm möglich wird, die optimale Lage eines Patientenbeines in jeder Situation zu überprüfen und gegebenenfalls zu korrigieren, ohne bekannte oder angenommene Grenzwerte zu überschreiten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Sensoren unmittelbar an der Fußaufnahme oder an einem starr damit verbundenen Kupplungsstück angeordnet, also in einem weit von einer OP entfernten Bereich, so dass sie während einer Operation keine Aufmerksamkeit des Bedienpersonal erfordern. Durch die Aufnahme der Parameter wie der Kräfte, der Drehmomente, der Lagewinkel der Fußaufnahme im Raum und der Längenänderungen vom Patientenbein relativ zum OP-Tisch lassen sich die aktuelle Lage und Belastung eines Patientenbeines und alle für einen Operateur wichtigen Parameter auf der Anzeigevorrichtung darstellen, wobei im wesentlichen der Drehwinkel eines Fußes detektiert wird, die Streckung eines Patientenbeines in Längsrichtung ebenso wie die aufgebrachte Zugkraft in Längsrichtung eines Beines, wie auch der Winkel eines Patientenbeines zur Horizontalen und zur Längsachse eines Patienten.
Vorzugsweise sind die einzelnen Zug-, Dreh- und Schwenkvorrichtungen nicht nur mit manuellen, sondern auch mit motorischen Antrieben ausgestattet, so dass sie manuell oder motorisch betätigbar sind, wodurch sich die körperliche Beanspruchung eines Operateurs weiter wesentlich reduziert, so dass die Operationen auch von kleinen schwachen Personen durchgeführt werden können, ebenso wie auch nur geringfügige Positionsänderungen einfach durchführbar sind, da sie vom Operationspersonal quasi stufenlos und ohne Kraftaufwand durchführbar sind.
Als Sensoren können bevorzugterweise Beschleunigungssensoren, Magnetfeldsensoren und Drehratensensoren verwendet werden, mit denen alle Höhen-, Seiten- und Verdrehwinkel eines Patientenbeines in allen drei Raumrichtungen, von einer Ausgangsstellung als Nullstellung her detektierbar sind, also zur Lageerkennung dienen.
Für die Detektierung der Kräfte und Momente können vorzugsweise als Dehnmessstreifen ausgeführte Sensoren verwendet werden, die beispielsweise direkt auf der Oberfläche des Kupplungsstückes der Fußaufnahme angeordnet und in einer bekannten Wheatstoneschen-Brückenschaltung miteinander verschaltet werden können.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung, bei dem die Sensoren in einer gemeinsamen Sensoreinheit zusammengefasst sind, die starr mit der Fußaufnahme bzw. mit dem damit verbundenen Kupplungsstück gekoppelt ist, so dass sich auch bekannte Positioniervorrichtungen schnell und einfach nachrüsten lassen und sich der gesamte Bauaufwand in sehr engen Grenzen hält.
Die von den Sensoren erfassten Sensorwerte können auf dem mit einem entsprechenden Programm ausgestatteten PC ausgewertet, gespeichert und die aktuellen Daten auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden oder auch der zeitliche Verlauf der Sensorwerte dargestellt werden, wodurch der Verlauf einer Operation optimal dokumentiert wird.
Die weitere Verwendung der aufgenommenen Daten kann des Weiteren zu einer wesentlichen Qualitätsverbesserung späterer Operationen führen, wenn die jeweils erfassten Sensorwerte auf dem PC oder angeschlossenen Rechnern von entsprechenden Programmen mit gespeicherten Sensorwerten älterer Operationen ins Verhältnis gesetzt werden. Weiterhin ist dann von Vorteil, dass bereits vor und/oder während einer Operation einem Operateur optimale Positionierungen, Drehmomente und Zugkräfte vorgegeben werden können, so dass auch jüngere Operateure von den Erfahrungen bisheriger Operationen profitieren können.
Hervorzuheben ist auch die Möglichkeit vom PC Warnfunktionen ausgeben zu lassen, die bei Annäherung oder Überschreitung von optimalen oder errechneten Grenzwerten aktiviert werden, so dass etwa Überbeanspruchung von Gewebe und daraus folgende Muskel- oder Bänderrisse vermieden werden können.
Ganz besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der erfinderischen Positioniervorrichtung mit einem Mikrofon und einem entsprechenden Programm, welches akustische Arbeitsbefehle eines Operateurs hinsichtlich gewünschter Kraft-, Drehmoment- und/oder Winkelveränderungen der Positioniervorrichtung in Steuerbefehle für die motorischen Antriebe umsetzt, so dass er seine Aufmerksamkeit im wesentlichen auf eine Operation richten kann und nicht von mechanischen Einstellvorgängen abgelenkt wird.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von einer Zeichnung dargestellt. Es zeigt:
1 eine Prinzipskizze einer Positioniervorrichtung in Seitenansicht.
Die Positioniervorrichtung für ein Patientenbein 2 besteht im wesentlichen aus einem OP-Tisch 3, an dem abstandseinstellbar eine Führungssäule 9 angekuppelt ist, die einen Vertikalschlitten 13 besitzt, an dem die Zug-, Dreh- und Schwenkvorrichtung 4 längsverschieblich gelagert ist, die eine Fußaufnahme 1 einer Fußrotationsvorrichtung aufweist, mit einem Kupplungsstück 6 zur starren Anordnung an der Zug-, Dreh- und Schwenkvorrichtung 4.
Unmittelbar an der Fußaufnahme 1 oder an dem starr damit verbundenen Kupplungsstück 6 sind Sensoren 5 angeordnet, die die mechanisch, manuell oder motorisch erzeugten Zugkräfte, Drehmomente und Winkelpositionen detektieren, wobei die von diesen Sensoren 5 erfassten Sensorwerte auf einem PC 16 auswertbar, speicherbar und alle aktuellen Daten auf der Anzeigevorrichtung 7 und/oder der zeitliche Verlauf der Sensorwerte darstellbar ist.
Beispielsweise kann das axiale Torsionsmoment in Newtonmeter wiedergegeben werden, die Adduktion oder Abduktion in einem Winkelbereich von +/–30°, die Hüftstreckung oder Hüftbeugung in einem Winkelbereich zwischen 0° und 55° und die Beinstreckung in Zentimetern und die aufgewandte Zugkraft in Newton.
Als Sensoren 5 können Bescheunigungssensoren, Magnetfeldsensoren und Drehratensensoren verwendet werden, so dass alle Höhen-, Seiten und Verdrehwinkel eines Patientenbeines 2 in allen drei Raumrichtungen von einer Ausgangsstellung als Nullstellung her detektiert werden können. Die Kräfte und Drehmomente können beispielsweise auch Ober als Dehnungsmessstreifen ausgewählte Sensoren 5 aufgenommen werden, die unmittelbar auf der Oberfläche des Kupplungsstückes 6 angeordnet sind.
Alle Sensoren 5 sind bei der in 1 dargestellten Positioniervorrichtung in einer einzigen Sensoreinheit 8 im Bereich des Kupplungsstückes 6 zusammengefasst, wobei die erfassten Sensorwerte auf dem PC 16 von einem entsprechenden Programm mit gespeicherten Sensorwerten älterer Operationen ins Verhältnis gesetzt und bewährte Werte für eine aktuelle Positionierung optimale Drehmomente und Zugkräfte einer Operation vor und/oder während einer Operation als Information auf der Anzeigevorrichtung 7 angezeigt werden. Bei Annährung an einen Grenzwert oder Überschreitung eines solchen Grenzwertes wird vom PC 16 eine Warnfunktion aktiviert, die einen Operateur an das Erreichen tatsächlicher oder errechneter Grenzwerte erinnert.
Der PC kann des weiteren mit einem Mikrofon und einem entsprechenden Programm ausgestattet sein, um akustische Arbeitsbefehle eines Operateurs hinsichtlich Kraft-, Drehmoment- und/oder Winkelveränderungen in Steuerbefehle an die motorischen Antriebe 10, 11, 12 des Vertikalschlittens 13, des Horizontalschlittens 14 oder des Rotationsantriebes der, Zug-, Dreh- und Schwenkvorrichtung 4 umzusetzen, so dass der Operateur zur Einstellung einer optimalen Position sich nicht aus dem Operationsbereich an der Hüfte eines Patienten entfernen muss, sondern stets seine volle Konzentration auf die eigentliche Operation richten kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202009003314 U1 [0002]

Claims

Positioniervorrichtung eines in einer Fußaufnahme (1) einer Fußrotationsvorrichtung gelagerten Patientenbeines (2) an einem OP-Tisch (3), mit einer an der Fußaufnahme (1) eingreifenden Zug-, Druck- und Schwenkvorrichtung (4) für das Patientenbein (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung mit Sensoren (5), wie für die Lage- und Längenänderungserkennung des Patientenbeines (2) und für die darauf aufgebrachten Kräfte und Drehmomente, sowie mit einem mit den Sensoren (5) verbundenen PC (16) mit einer Anzeigevorrichtung (7) ausgestattet ist.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (5) unmittelbar an der Fußaufnahme (1) oder an einem starr damit verbundenen Kupplungsstück (16) angeordnet sind.
Positioniervorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Zug-, Druck- und Schwenkvorrichtungen (4) mit manuellen und/oder motorischen Antrieben (10; 11; 12) ausgestattet sind und manuell und/oder motorisch betätigbar sind.
Positioniervorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige Sensoren (5) als Beschleunigungssensoren, Magnetfeldsensoren und Drehratensensoren ausgeführt sind und alle Höhen-, Seiten- und Verdrehwinkel eines Patientenbeines (2) in allen drei Raumrichtungen von einer Ausgangsstellung als Nullstellung her detektierbar sind.
Positioniervorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige Sensoren (5) als Dehnmessstreifen ausgeführt und direkt auf der Oberfläche des Kupplungsstückes angeordnet sind.
Positioniervorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Sensoren (5) in einer Sensoreinheit (8) zusammengefasst sind.
Positioniervorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Sensoren (5) erfassten Sensorwerte auf dem mit einem entsprechenden Programm ausgestatteten PC (16) auswertbar, speicherbar und aktuelle Daten auf der Anzeigevorrichtung (7) und/oder der zeitliche Verlauf der Sensorwerte darauf darstellbar sind.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Sensorwerte auf dem PC (16) von einem entsprechenden Programm mit gespeicherten Sensorwerten älterer Operationen ins Verhältnis setzbar und bewährte Werte für eine aktuelle Positionierung, Drehmomente und Zugkräfte einer Operation vor und/oder während einer Operation als Informationen auf der Anzeigevorrichtung (7) anzeigbar sind.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Annäherung oder Überschreitung von einem eingegebenen oder errechneten Grenzwert eine Warnfunktion vom PC (16) aktivierbar ist.
Positioniervorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 3–9, dadurch gekennzeichnet, dass der PC (16) mit einem Mikrofon verbunden und mit einem entsprechenden Programm ausgestattet ist und akustische Arbeitsbefehle eines Operateurs hinsichtlich Kraft-, Drehmoment- und/oder Winkelveränderungen vom PC in Steuerbefehle an die motorischen Antriebe (10; 11; 12) umsetzbar sind.