DE2845647C2 - Korrekturgerät für die operative Skoliosebehandlung - Google Patents

Korrekturgerät für die operative Skoliosebehandlung

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DE2845647C2
DE2845647C2 DE19782845647 DE2845647A DE2845647C2 DE 2845647 C2 DE2845647 C2 DE 2845647C2 DE 19782845647 DE19782845647 DE 19782845647 DE 2845647 A DE2845647 A DE 2845647A DE 2845647 C2 DE2845647 C2 DE 2845647C2
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Gerd Prod. Dr.med. 6600 Saarbrücken Biehl
Jürgen Dipl.-Phys. 8011 Brunnthal Hildebrandt
Heinz Prof. Dr.med. 6653 Blieskastel Mittelmeier
Klaus-Peter Ind.(grad.) 8152 Feldkirchen Schubert
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Description

1. einen in kranialen und caudalen Befestigungsmitteln (3 u. 4) drehbar gelagerten implantierbaren Korrekturstab (2),
2. mindestens ein auf den Korrekturstab (2) aufwickelbares Zugseil (6) mit an einem Wirbel angreifenden Befestigungsmitteln(30 und31),
3. einen motorischen Antrieb (5) zum Drehen des Korrekturstabes (2).
2. Korrekturgerät nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturstab (2) ein Teleskopsfaj ist.
3. Korrckturgcrät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Korrekturstabes (2) Kugelgelenkköpfe (8 und 9) aufweisen.
4. Korrekturgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei gabelförmige Befestigungselemente (3 und 4) aufweist, deren Ausnehmungen (14 bzw. 15) an je einem Dornfortsatz oder Teilen derselben anliegen und die mit weiteren Ausnehmungen (18 und 19) zur Aufnahme von Drahtklammern (16 und 17) versehen sind, welche Wirbelteile mindestens teilweise umschlingen.
5. Korreklurgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die B-efestisungselemente mit Gelenkpfannen (10 und 11) verschen sind, in denen die Kugelgelenkköpfe (8 und 9) des Korrekturstabes (2) freibeweglich und lösbar gehalten sind.
6. Korrekturgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtklammern (16 und 17) ösenartige Verformungen (20 und 21) aufv/eisen. durch die Spannbänder (22 und 23) geführt sind.
7. Korrekturgerät nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (6) mit Hilfe von Schrauben (30), die mit ösen (31) zum Einhängen des Zugseiles versehen sind, an einem Wirbel befestigbar ist.
8 Korrekturgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturstab (2) mit mehreren Zugseilen (6) versehen ist, die an austauschbar am Korrekturstab (2) befestigten Seilrollen (29) angreifen.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb (5) eine Energiequelle (25) sowie eine Fernsteuerungseinrichtung (26) und eine Telemetrieeinnchtung (27) in einem gemeinsamen Ge'häuse angeordnet sind, das der Korrekturstab (2) durchdringt und das Hinrichtungen (32) zum Anbringen von Spannbändern (22) aufweist.
10. Korrekturgerät nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturstab (2) quer zu seiner Längsachse verlaufende Bohrungen (33) aufweist und mit Hilfe eines Werkzeugs unabhängig von seinem motorischen Antrieb (5) in Aufwickelrichtung drehbar ist.
It, Korrektürgerät nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der Telesköpstäb mittels einer Feder (7) in Spreizstellung vorspannbar ist,
12. Korrekturgerät nach Anspruch U1 dadurch gekennzeichnet, daß der Teleskopstab mit Hilfe des motorischen Antriebs (5) der fortschreitenden Aufrichtung nachführbar ist
13. Korrekturgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im angetriebenen Teil des Korrekturstabes (2) ein an eine Telementrieeinrichtung angeschlossener Drehmomentfühler eingebaut ist.
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur operativen Behandlung schwerer Wirbelsäulenmißbildungen (Skoliosen). Die operative Skoliosekorrektur stellt ein bedeutendes Therapieproblem in der chirurgischen Orthopädie dar. Es handelt sich um eine relativ aufwendige Therapie. Bei sorgfältiger Indikation und geeigneter Technik bildet die operative Skoliosekorrekiur die Möglichkeit, eine schwere SCörperbehinderung sowie eine von den Behinderten häufig als noch schwerwiegender empfundene kosmetische Entstellung wenigstens weitgehend zu beseitigen und dadurch zur Rehabilitation der Behinderten beizutragen.
Die »Zeitschrift für Orthopädie und i':re Grenzgebiete «, Band 114. Heft 4 (August 1976) gibt einen Überblick über Möglichkeiten und Mittel zur Skoliosekorrektur. Die dort angesprochenen Geräte haben das gemeinsame Merkmal, daß eine Streckung der Wirbelsäule nur bei offener bzw. teilweise offengehaltener Operationswunde und nur in einer einzigen operativen Behandlung in relativ großen und den Patienten stark belastenden Schritten vorgenommen werden kann. Die Infektionsgefahr ist hoch. Bei der Anwendung von Distraktionsstäben nach einer häufig praktizierten Methode sind nur Streckkräfte von max. 300 bis 400 N zulässig, die nahe an die Bruchlast eines Wirbels heranreichen, obwohl für bessere Korrekturergebnissv unte. Berücksichtigung der postoperativ eintretenden Korrekturverhiste erheblich höhere Kräfte erforderlich wären.
Bisher bekannte Befestigungselemente zum Einleiten der erforderlichen Streckkräfte schließen schwerste Gefährdungen des Patienten dabei nicht aus.
Letzteres gilt auch für Geräte der in der Zeitschrift für Orthopädie und ihre Grenzgebiete. 113 (1975), Seiten 880 bis 886, beschriebenen Art oder für Einrichtungen nach der DE-OS 26 49 169. Antriebseinrichtungen für Distraktionsgeräte zur Verlängerungsosteotomie, die beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 24 17 233 bekannt sind, lassen sich nicht rr.it Geräten der vorgenannten Art zu einer voll implantierbaren Einrichtung vereine:n, die es gestattet, eine gekrümmte Wirbelsäule irrt in Quer- und Längsrichtung eingreifenden Kräften kontinuierlich zu korrigieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Korrekturgerät für die operative S.koliosebehandlung so auszubilden, daß es beim operativen Eingriff relativ einfach und gefahrlos zu handhaben ist und daß ferner eine allmähliche Streckung einer gekrümmten Wirbel* säule bei geschlossener Operatlonüwunde ermöglicht wird. Der behandelnde Arzt soll die Möglichkeit haben, die Streckung in wählbaren Zeitintervalleh und wählbarer Dosierung durchzuführen, die dem Befinden des Patienten angepaßt ist. Art und Einleitung der erforderlichen Kofrektüfkfäfle iii die Wirbelsäule Und
deren Verteilung auf diese soll so erfolgen, daß die bisher hohen mechanischen Beanspruchungen der betroffenen Wirbel bzw. deren Segmente erheblich gemindert sind.
, An einem Korrekturgerät für die operative Skoliose- ■; behandlung mittels eines implantierbaren und mit Befestigungsmitteln an den Wirbeln einer menschlichen Wirbelsäule versehenen Korrekturstabes, ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch nachfolgende Merkmalskombinatio.". gelöst: in
1. einen in kranialen und caudalen Befestigungsmitteln drehbar gelagerten implantierbaren Korrekturstab,
2. mindestens ein auf den Korrekturstab aufwickelba- ΐτ res Zugseil mit an einem Wirbel angreifenden Befestigungsmitteln, und
3. einen motorischen Antrieb zum Drehen des Korrekturstabes.
20
Durch die mit Hilfe dieses Geräts in medialer
Richtung aUfgcufäCutc ociiZUgKFäit WiFu uic vviruciSaii-
Ie des Patienten im Gegensatz zu herkömmlichen Streckgeräten nicht mehr auf Zug beansprucht und die an den Befestigungsmitteln angreifenden Kraftkompo- r> nenten haben einen Verlauf, der Beschädigungen der zur Krafteinleitung benutzten Wirbel ausschließt. Durch den motorischen Antrieb der Verstelleinrichtung des Gerätes ist eine volle Implantierbarkeit des Gerätes gegeben, die eine über einen längeren Zeitraum sich $o erstreckende, protrahierte und fein dosierbare Korrektur bei zugleich verschwindendem Infektionsrisiko ermöglicht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Korrekturstab ein mittels einer Feder leicht vorge- r> spannter, drehbar gelagerter Teleskopstab. Die Feder hat dabei im wesentlichen die Aufgabe, die Länge des Teleskopstabes der fortschreitenden Streckung der Wirbelsäule anzupassen, während die von ihr aufgebrachten relativ niedrigen Streckkräfte in Richtung der -in Stabachse ve. nachlässigbar klein sind gegenüber den bei bekannten Geräten aufgebrachten und in dieser Richtung wirkenden Kräften.
In Weiterbildung der Erfindung kann durch einen extern steuerbaren motorischen Antrieb mittels einer innerhalb des Teleskopstabes befindlichen Spindel, dieser kontrollierbar und fein dosiert auseinandergeschoben, bzw. der zunehmenden Aufrichtung der Wirbelsäule nachgeführt werden.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung w weisen die Enden des Korrekturstabes Kugelköpfe auf, die in Gelenkpfannen gabelförmig ausgebildeter Befestigungselemente frei beweglich und lösbar gehalten sind, wobei die Befestigungselemente ferner mit ihren gabelförmigen Ausnehmungen an Dornfortsät/en je i*> eines Wirbels anliegen und mittels Drahtklammern gehalten werden, die in Ausnehmungen der Befesti gungselemente eingelegt sind und welche die Wirbelteile umschlingen Zur weiteren Befestigung sind ösenartige Verformungen der Drahtklammern zur Aufnahme von Spannbändern, beispielsweise aus Kunststoff oder körperverträglichen Metalidrähtenvorgesehen, Mit dieser Einrichtung ist eifi schonendes Einsetzen des Gerätes ohne chirurgische Veränderungen an der Wirbelsäule möglich. Ferner erfolgt eine biegemomentfreie Beanspruchung der zur Befestigung herangezogeiten Wirbel.
Zur Befestigung des Zugseileii sind nach einer Weiterbildung der Erfindung mit Ösen zum Einhängen des Seiles versehene Knochenschrauben vorgesehen. Diese Schrauben sind gefahrlos für den Patienten im äußeren Wandbereich eines Wirbels derart anzuordnen, daß die Gewindegänge der Schrauben geringfügig aus dem Wirbel herausragen. Die mechanische Beanspruchung des zur Befestigung des Zugseils dienenden Wirbels ist bei der nachfolgend kontinuierlich oder in kleinsten Schritten durchgeführten Korrektur der Wirbelsäule sehr niedrig. In der Regel wird zur Durchführung einer Korrektur die Anbringung eines Zugseiles genügen. Für spezielle Fälle ist es jedoch möglich, mehrere Zugseile anzuordnen, die gegebenenfalls nach einer Weiterbildung der Erfindung mit dem Korrekturstab über austauschbare Seilrollen verbunden sind, welche mit unterschiedlichen Wickeldurchmessern vorrätig zu halten sind.
Gemäß einer anderen Weiterbildung des Gerätes ist ein motorischer Antrieb und seine Energiequelle sowie eine ihm zugeordnete Fernsteuerungseinrichtung und eine Telemetrieeinrichtung in ein ι gemeinsamen Gehäuse angcordnei, das mil Ausnch »lungen oder vorspringenden Teilen zum Anbringen von Befestigungsmitteln versehen ist und das einen austauschbaren Korrekturstab umgibt.
Der K irrekturstab weist hierzu zweckmäßigerweise Bohrungen auf. in die nach der Implantation des Gerätes mit Hilfe eines einführbaren Werkzeuges unabhängig vom motorischen Antrieb eine Vorspannung des oder der Zugseile durch Drehen des Korrekturstabes vorgenommen werden kann. Bei geschlossener Operaiionswunde erfolgt dann mit Hilfe des motorischen Antriebs und der ihm zugeordneten elektronischen Mittel eine allmähliche und transkutan dosierbare Korrektur der Wirbelsäulenmißbildung, wobei die hohe Infektionsgefahr, die bei der Anwendung vergleichbarer nicht voll implantierbarer Geräte und die hohe Risikorate bei zwar voll implantierbarer, aber den Korrekturvorgang bei der Implantation bereit, abschließender Geräte ausgeschlossen sind.
Zur Überwachung der Wirkungsweise des Gerätes ist ferner ein Drehmomentfühler im angetriebenen Teil des Korrekturstabes vorgesehen, der beispielsweise als Ganzes austauschbar ist und der ein aufsteckbares Ende aufweist. Mit einem geringen Aufwand an diversen Befestigungsmitteln und Korrekturstäben bzw. aufsteckbaren Korrekturstabenden ist das Gerät im Verlaufe einer operativen Behandlung mit sehr geringem Zeitaufwand an alle Gegebenheiten anpaßbar.
Ein Ausführungsbpispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. I ein an einer verkrümmten Wirbelsäule anpebr,e!)tes Korrekturgerät in schematisch vereinfachter Darstellung:
F i g. 2 einen Längsschnitt des vergrößert dirgestell ten Gerätes nach Fig. I;
Fig. 3 eine Befestigungsschraube für das Zugseil in einem Schnitt H-II,
Fig. 4 obere Befestigungsmittel für den Korrektur stab,
F i g. 5 untere Befestigungsmittel für den Korrektursfab;
F i g. 6 eine Drahtklammer;
Fi g. 7 eine Drahtklammer;
Fig. 8 ein Spannband"!
F ί g, 9 austauschbare Seiltrommel.
Die Fi g. I bis 3 veranschaulichen die Wirkungsweise
des an einer gekrümmten Wirbelsäule angebrachten Korrekturgerätes 1, das vornehmlich aus einem biegesteifen Korfekturstab 2 besteht, der drehbar in oberen und unteren Befestigungsmitteln 3 und 4 gelagert ist Und der mit einem ebenfalls an der Wirbelsäule befestigten motorischen Antrieb 5 versehen ist. Eine Streckung der Wirbelsäule in Richtung des Doppelpfeils /wird mit Hilfe eines Zügseiles 6 erreicht, das im Krümmungsscheitel an einem Wirbel oder an mehreren Wirbeln befestigt ist und das auf den beschriebenen Korrekturstab aufwickelbar ist. Gegebenenfalls ist eine analoge Anordnung mehrerer Zugseile auf unterschiedlichen Wickeldurchmessern des Korrekturstabes 1 möglich. Im Gegensalz zu herkömmlichen Geräten, bei denen an den Befestigungsstellen der Befestigungsmittel 3 und 4 hohe Druckspannungen auftreten, werden durch das beschriebene Gerät hier vergleichsweise geringe Schubkräfte in den gesamten zu korrigierenden Abschnitt der Wirbelsäule eingeleitet, «tnUfti #4iAoA uApnokmlink auf Ππΐί»1/ tiolactfat wirH ιιηΗ 18 und 19 der Befestigungsmittel 3 und 4 und sind mit ösenartigen Verformungen 20 und 21 versehen, durch die Spannbänder 22 und 23 geführt sind. Aufgrund der neuartigen Korreklurkrafteinleitung und der oben beschriebenen Ausbildung der Befestigungsmittel ist eine schonende Implantation des Gerätes möglieh, bei der Veränderungen an den Wirbeln durch operativen Eingriff weitgehend vermieden sind.
Der motorische Antrieb 5, beispielsweise ein Elektroiii Getriebemotor und seine Stromquelle 25 sind in einem Gehäuse 24 angeordnet das den austauschbaren Korrekturstab 2 umgibt und das ferner eine elektronische Steuerung 26 und eine Telemetrieeinrichtung 27 enthält, die von einem im Bereich des Gehäuses. beispielsweise im Korrekturstab angeordneten Kraftsensor 28 Signale nach außen auf drahtlosem Wege übermittelt. Dabei ist der behandelnde Arzt in der Lage, eine Streckung der Wirbelsäule aufgrund seiner Beobachtungen und der gemessenen Kräfte in angeln mpttpni>n ^rhritlpn allmählich Hiirrh7iiführen oder
die vom Zugseil 6 übertragenen und vom motorischen Antrieb 5 aufzubringenden Kräfte erheblich niedriger sind. Durch die beschriebenen Maßnahmen ist eine bei herkömmlichen Geräten bis zur Bruchlast der Wirbelteile reichende Beanspruchung des Patienten vermieden und die Möglichkeit einer schonenden und kontrolliert dosierbaren Korrektur gegeben, die sich über einen längeren Zeitraum erstrecken kann. Die Ausnutzung der physiologischen Relaxationstendenz des Gewebes bei langzeitiger Krafteinwirkung kommt dieser schonenden Aufrichtung entgegen und verspricht einen besseren Heilungsprozeß als übliche, in einer operativen Sitzung durchgeführte Korrekturen. Ein wesentlicher Vorteil der Einrichtung besteht in der Möglichkeit einer Anwendung bei im Wachstum befindlichen Kindern, für die mit bisherigen Einrichtungen bis nach der Beendigung der Wachstumsphase eine entsprechende operative Behandlung nicht möglich war. Durch die volle Implantierbarkeit des Gerätes ist eine Infektionsgefahr auf das erreichbare Minimum reduziert.
Der Korrekturstab 2 ist zweckmäßigerweise austauschbar mit seinem motorischen Antrieb 5 verbunden und als Teleskopstab ausgebildet, der mittels einer Feder 7 leicht vorgespannt ist. Zur biegemomentfreien Kraftübertragung weisen beide Enden des Korrekturstabes 2 Kugelgelenkköpfe 8 und 9 auf. die freibeweglich in Gelenkpfannen 10 und 11 von Befestigungsmitteln 3 und 4 gehalten sind. Die Befestigungsmittel 3 und 4 haben gabelförmige Ausnehmungen 14 und 15, die etwa der Form eines Wirbeldornfortsatzes entsprechen und werden mittels Drahtklammern 16 und 17 befestigt, welche geeignete Wirbelteile umschlingen. Die besagten Drahtklammern ruhen in weiteren Ausnehmungen jederzeit im Gefahrenfalle zu unterbrechen und damit die durch die Korrektur erzeugten Kräfte und Spannungen teilweise bzw. ganz rückgängig zu machen. Durch die Anwendung einer elektronischen Steuerung ist hierbei kein Eingriff in offene oder offengehaltene Operationswunden erforderlich, wodurch das Infektionsrisiko sehr niedrig ist.
Die F i g. 4 zeigt ein oberes (kraniales) Befestigungselernen ϊ 3 mit einer gabelförmigen Ausnehmung 14 und einer weiteren Ausnehmung 18 zum Einsetzen einer in der F i g. 6 gezeigten Drahtklammer 16 mit ösenartigen Verformungen 20. in die ein Spannband 22 nach F i g. 8 einführbar ist.
In den Fig. 5 und 7 ist analog ein unteres (caudales) Befestigungselement 4 mit einer gabelförmigen Ausnehmung 15. einer weiteren Ausnehmung 19 und einer Drahtklammer 17 mit ösenartigen Verformungen 21 gezeigt. Diesen Befestigungsmitteln ist gemein, daß sie ohne chirurgische Veränderungen an der Wirbelsäule zu
■40 befestigen sind und vornehmlich geringe Druckkräfte übertragen.
Das Zugseil 6 kann am Korrekturstab 2 — wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt — direkt oder an einer auf den Korrekturstab 2 aufsteckbaren und festklemmbaren Seiltrommel 29, welche die Fig.9 zeigt, befestigt sein. Mit Hilfe von Seiltrommeln unterschiedlichen Wickeldurchmessers, von denen mehrere am Korrekturstab befestigbar sind, lassen sich ohne Eingriff in den Antrieb des Gerätes den jeweiligen Gegebenheiten angepaßte
so Korrekturen erreichen. Für eine Befestigung des Zugseiles 6 an der Wirbelsäule sind beispielsweise mit Ösen 31 versehene Schrauben 30 vorgesehen, d: relativ leicht und gefahrlos angebracht werden können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    U Korrekturgerät für die operative Skoliosebehandlung, mittels eines implantierbaren und mit Befestigungsmitteln an den Wirbeln einer menschlichen Wirbelsäule versehenen Korrekturstabes, gekennzeichnet durch nachfolgende Merkmalskombination:
DE19782845647 1978-10-20 1978-10-20 Korrekturgerät für die operative Skoliosebehandlung Expired DE2845647C2 (de)

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