DE29615148U1 - External fixation system - Google Patents
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Description
(-1973)(-1973)
HAUCK, GRAALFS, WEHNERT, DÖRING, SIEMONSHAUCK, GRAALFS, WEHNERT, DÖRING, SIEMONS
HAMBURG - MÜNCHEN - DÜSSELDORF
40 151-22HAMBURG - MUNICH - DÜSSELDORF
40 151-22
PATENT- U. RECHTSANW. · NEUER WALL 41 · 20354 HAMBURGPATENT AND LAWYER · NEUER WALL 41 · 20354 HAMBURG
Dr. K. Seide Prof. Dr. D. Wolter c/o Berufsgenossenschaftliches Unfallkrankenhaus Bergedorfer Str. 10Dr. K. Seide Prof. Dr. D. Wolter c/o Berufsgenossenschaftliches Unfallkrankenhaus Bergedorfer Str. 10
21033 Hamburg21033 Hamburg
EDO GRAALFS, Dipl.-Ing. NORBERT SIEMONS, Dr.-Ing, HEIDI REICHERT, Rechtsanwältin Neuer Wall 41, 20354 Hamburg Postfach 30 24 30, 20308 Hamburg Telefon (040) 36 67 55, Fax (040) 36 40 Telex 2 11 769inpatdEDO GRAALFS, Dipl.-Ing. NORBERT SIEMONS, Dr.-Ing, HEIDI REICHERT, Attorney-at-Law Neuer Wall 41, 20354 Hamburg PO Box 30 24 30, 20308 Hamburg Telephone (040) 36 67 55, Fax (040) 36 40 Telex 2 11 769inpatd
HANS HAUCK, Dipl.-Ing. WERNER WEHNERT, Dipl.-Ing. Mozartstraße 23, 80336 München Telefon (089) 53 92 36, Fax (089) 53 12HANS HAUCK, Dipl.-Ing. WERNER WEHNERT, Dipl.-Ing. Mozartstraße 23, 80336 Munich Telephone (089) 53 92 36, Fax (089) 53 12
WOLFGANG DÖRING, Dr.-Ing. Mörikestraße 18,40474 Düsseldorf Telefon (0211) 45 07 85, Fax (0211) 454 32 Telex 8 584 044 dopa dWOLFGANG DÖRING, Dr.-Ing. Mörikestraße 18,40474 Düsseldorf Telephone (0211) 45 07 85, Fax (0211) 454 32 Telex 8 584 044 dopa d
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HAMBURG, 29. August 1996HAMBURG, 29 August 1996
Die Erfindung bezieht sich auf ein externes Fixationssystem zur Reposition, Distraktion, Kompression und Fixation von Knochen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an external fixation system for repositioning, distraction, compression and fixation of bones according to the preamble of claim 1.
Fixationssysteme der eingangs genannten Art sind seit 150 Jahren bekannt und werden in der Unfallchirurgie und Orthopädie verwendet. So werden bei einem Unterschenkel-■ bruch Schrauben, Nägel oder Drähte in die Knochenfragmente eingebracht, die an Tragelementen fixiert werden. Die Tragelemente sind außerhalb des Körpers durch Verbindungselemente so verbunden, daß der Bruch stabil überbrückt ist (sogenannter Fixateur externe). Bekannte FixationssystemeFixation systems of the type mentioned above have been known for 150 years and are used in accident surgery and orthopedics. For example, in the case of a lower leg fracture, screws, nails or wires are inserted into the bone fragments and fixed to supporting elements. The supporting elements are connected outside the body by connecting elements in such a way that the fracture is stably bridged (so-called external fixator). Known fixation systems
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Deutsche Bank AG Hamburg, Nr. 05 28497 (BLZ 200 700 00) ■ Postbank Hamburg, Nr. 28 42 206 (BLZ 200 100 20)
Dresdner Bank AG Hamburg, Nr. 933 60 35 (BLZ 200 800 00)Deutsche Bank AG Hamburg, No. 05 28497 (bank code 200 700 00) ■ Postbank Hamburg, No. 28 42 206 (bank code 200 100 20)
Dresdner Bank AG Hamburg, No. 933 60 35 (bank code 200 800 00)
können die Extremität umgebende Ringsysteme sowie einseitig oder von mehreren Seiten angebrachte Rahmenkonstruktionen sein. Die Elemente dieser Fixationssysteme werden durch Schraubenverbindungen oder Klemmverbindungen fest miteinander verbunden, so daß die teilweise oder vollständige Übertragung des Körpergewichtes über den Fixateur erfolgen kann. Die herkömmlichen Fixateur-Externe-Systeme ermöglichen in unterschiedlicher Weise die Reposition und Stabilisierung von Knochenbrüchen, die Korrektur von Fehlstellungen, die Distraktion und die Kompression der Knochenenden. can be ring systems surrounding the extremity as well as frame structures attached on one side or from several sides. The elements of these fixation systems are firmly connected to one another by screw connections or clamp connections, so that the body weight can be partially or completely transferred via the fixator. The conventional external fixator systems enable the repositioning and stabilization of bone fractures, the correction of misalignments, and the distraction and compression of the bone ends in different ways.
Insbesondere bei der Reposition und Stellungskorrektur haben die bekannten Systeme typische Nachteile. Für eine über die axiale Verlängerung hinausgehende Reposition oder Korrektur werden üblicherweise Gelenke montiert. Die genaue Planung der Gelenkpositionen und deren Einstellung ist dabei oft schwierig, da Positionsänderungen in einer Richtung mit einer Bewegung oder Drehung des Knochens in einer anderen Richtung verbunden sein können. Bei Systemen mit mehreren Verbindungselementen können darüber hinaus Verspannungen auftreten, die Repositions- oder Korrekturmanöver behindern. Ferner sind bei Korrekturen von Rotationsfehlstellungen komplizierte Verbindungskonstruktionen erforderlich.The known systems have typical disadvantages, particularly when it comes to repositioning and correcting the position. Joints are usually mounted for repositioning or correcting beyond axial extension. The precise planning of the joint positions and their adjustment is often difficult, as changes in position in one direction can be associated with a movement or rotation of the bone in another direction. In systems with several connecting elements, tension can also occur that hinder repositioning or corrective maneuvers. In addition, complicated connecting structures are required when correcting rotational misalignments.
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mm O „. mm O „.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein externes Fixationssystem zu schaffen, mit dem die anatomische Einrichtung der Knochen in allen Freiheitsgraden des Raumes einfach möglich ist.Based on this, the invention is based on the object of creating an external fixation system with which the anatomical arrangement of the bones is easily possible in all degrees of freedom in space.
Die Aufgabe wird durch ein Fixationssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Systems sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a fixation system with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the system are specified in the subclaims.
Bei dem erfindungsgemäßen Fixationssystem sind die Verankerungssysteme aus in den Knochenfragmenten verankerten Verankerungselementen und diese haltenden Tragelementen mittels Verbindungselementen in der Anordnung eines Hexapoden mit Gelenkverbindungen zu den Tragelementen verbunden. Zu jedem Tragelement sind Gelenkverbindungen an drei Positionen vorhanden, die auf einem Kreis in Abständen von etwa 120° voneinander angeordnet sind. Als Gelenkverbindungen können Kugelgelenke, Kardangelenke oder ähnliche Gelenkanordnungen dienen. Sechs in der Länge veränderliche Verbindungselemente sind beidenends mit Gelenkverbindungen verbunden, die verschiedenen Tragelementen zugeordnet sind. Die Verbindungselemente sind so angeordnet, daß zwischen den Tragelementen eine tragende Struktur aus zirkulär angeordneten Dreiecken entsteht. Aufgrund der kinematischen Eigenheiten dieses "Hexapoden" ist die PositionIn the fixation system according to the invention, the anchoring systems of anchoring elements anchored in the bone fragments and support elements holding them are connected to the support elements by means of connecting elements in the arrangement of a hexapod with joint connections. For each support element there are joint connections at three positions, which are arranged on a circle at distances of approximately 120° from each other. Ball joints, cardan joints or similar joint arrangements can serve as joint connections. Six connecting elements, which can be varied in length, are connected at both ends to joint connections which are assigned to different support elements. The connecting elements are arranged in such a way that a supporting structure of circularly arranged triangles is created between the support elements. Due to the kinematic characteristics of this "hexapod", the position
der Tragelemente eindeutig bestimmt. Eine Längenänderung einzelner Verbindungselemente führt zu eindeutig im Raum bestimmten voneinander unabhängigen Relativbewegungen der Tragelemente und der damit verbundenen Knochenfragmente. Durch Kombination von Längenänderungen verschiedener Verbindungselemente ist eine Bewegung der Knochenfragmente um jeden Punkt und jede Achse im Raum möglich.of the load-bearing elements are clearly determined. A change in the length of individual connecting elements leads to clearly determined, independent relative movements of the load-bearing elements and the bone fragments connected to them. By combining changes in the length of various connecting elements, the bone fragments can move around any point and any axis in space.
Die Anordnung des Hexapoden ist in der Technik seit längerer Zeit bekannt. So werden Flugsimulatoren mittels entsprechend angeordneter Pneumatikzylinder dynamisch im Raum bewegt. Die Einbeziehung längenverstellbarer Verbindungselemente in Hexapoden-Anordnung in ein System für die Behandlung gebrochener, fehlgestellter oder verkürzter Knochen ist jedoch neu und vorteilhaft. Dies ist mit konstruktiven Veränderungen der Fixationssysteme verbunden.The arrangement of the hexapod has been known in technology for a long time. Flight simulators are moved dynamically in space using appropriately arranged pneumatic cylinders. However, the inclusion of length-adjustable connecting elements in a hexapod arrangement in a system for the treatment of broken, misaligned or shortened bones is new and advantageous. This is associated with structural changes to the fixation systems.
Außer der Länge können die Verbindungselemente auch andere veränderliche Eigenschaften haben. So können sie eine Elastizität in Längsrichtung aufweisen. Bevorzugt sind die Verbindungselemente Verbindungsstangen, die ein Stellgewinde für die Längenverstellung aufweisen können. Sie können ferner Anzeigen für die Längeneinstellung haben. Solche Verbindungselemente kommen bereits bei herkömmlichen Ilisarow-Ringfixateuren zum Einsatz und werden auch alsIn addition to the length, the connecting elements can also have other variable properties. For example, they can have elasticity in the longitudinal direction. The connecting elements are preferably connecting rods, which can have an adjusting thread for length adjustment. They can also have indicators for length adjustment. Such connecting elements are already used in conventional Ilisarow ring fixators and are also used as
"Distraktoren" bezeichnet."Distractors".
Die Verbindungselemente können nach Art eines Spannschlosses eine Gewindehülse mit zwei gegensinnigen Gewinden und zwei in die Gewinde geschraubte Schraubbolzen haben. Die Schraubbolzen können Kontermuttern zum Sichern in einer Schraubstellung aufweisen. Ferner kann die Gewindehülse mit einem Längsschlitz und einer in Längsrichtung verlaufenden Skala versehen sein, um ein Ablesen der Längseinstellung anhand der Position der Gewindebolzen im Längsschlitz zu ermöglichen.The connecting elements can have a threaded sleeve with two opposing threads and two screw bolts screwed into the threads in the manner of a turnbuckle. The screw bolts can have lock nuts to secure them in a screw position. The threaded sleeve can also be provided with a longitudinal slot and a scale running in the longitudinal direction to enable the longitudinal setting to be read based on the position of the threaded bolts in the longitudinal slot.
Das System ermöglicht eine genaue Berechnung und Einstellung von Lageänderungen der Verankerungssysteme nach einem Plan. Die Berechnung kann von einem Computer durchgeführt werden. Für eine Einstellung können die Verbindungselemente Stellantriebe, z.B. elektrische Stellmotoren oder Antriebszylinder für die Längenverstellung haben. Mit diesen können automatisch, z.B. durch einen Computer gesteuert, Repositions- oder Korrekturmanöver erfolgen.The system enables precise calculation and adjustment of position changes of the anchoring systems according to a plan. The calculation can be carried out by a computer. For adjustment, the connecting elements can have actuators, e.g. electric actuators or drive cylinders for length adjustment. These can be used to carry out repositioning or correction maneuvers automatically, e.g. controlled by a computer.
Die Kinematik des Systems ermöglicht am Patienten eine Messung der zwischen den Tragelementen übertragenen Kraft in allen räumlichen Freiheitsgraden indem in jedem der sechs Verbindungselemente ein lediglich eindimensionalesThe kinematics of the system enable the patient to measure the force transmitted between the supporting elements in all spatial degrees of freedom by using a one-dimensional
Kraftmeßelement für die Längskraft angeordnet wird. Die Momente und Kräfte des karthesischen Koordinantensystems können dabei über eine Umrechnung unter Berücksichtigung der geometrischen Anordnung bestimmt werden. In den bisherigen Meßanordnungen am Menschen wurden in der Regel nur axiale Kräfte und Biegebelastungen bestimmt, wobei zumeist nur eine relative Messung im zeitlichen Verlauf erfolgte. Die Hexapodenanordnung bietet hingegen die Möglichkeit, Kräfte und Momente quantitativ zu bestimmen. Die Meßmöglichkeit am Menschen (in vivo) ermöglicht die Bestimmung des Heilungszustandes von Frakturen und des Wachstums des Knochens bei Distraktion. Ein Display kann diese und andere Berechnungsergebnisse des Computers anzeigen. Mit zusätzlich einstellbaren elastischen Strukturelementen kann das Fixationssystem anhand der Meßergebnisse per Hand oder über eine automatische Regelung an die zunehmende Steifigkeit des heilenden Gewebes angepaßt werden.Force measuring element for the longitudinal force is arranged. The moments and forces of the Cartesian coordinate system can be determined by means of a conversion taking into account the geometric arrangement. In previous measuring arrangements on humans, only axial forces and bending loads were usually determined, whereby mostly only a relative measurement was carried out over time. The hexapod arrangement, on the other hand, offers the possibility of determining forces and moments quantitatively. The possibility of measuring on humans (in vivo) enables the determination of the healing state of fractures and the growth of the bone during distraction. A display can show these and other calculation results from the computer. With additional adjustable elastic structural elements, the fixation system can be adapted to the increasing stiffness of the healing tissue based on the measurement results by hand or via an automatic control.
Bevorzugt weisen die Gelenkverbindungen Kugelgelenke auf, die bei kleiner Bauweise die erforderlichen Freiheitsgrade der Gelenkbewegung zur Verfügung stellen. Zudem können die Gelenkverbindungen trennbare Teile aufweisen, von denen eines an einem Tragelement und eines an einem Verbindungselement befestigt ist. So können Kugelgelenke einen in ein Gelenkgehäuse einschnappbaren Kugelkopf haben. Sie könnenPreferably, the joints have ball joints, which provide the required degrees of freedom of joint movement in a small design. In addition, the joints can have separable parts, one of which is attached to a support element and one to a connecting element. Ball joints can have a ball head that can be snapped into a joint housing. They can
ferner ein Sicherungselement zum Sichern eines Kugelkopfes im Kugelgehäuse aufweisen, nach dessen Entsicherung der Kugelkopf vom Kugelgehäuse, trennbar ist. Das Schnappelement/das Sicherungselement ;kann ein Sprengring/Sicherungsbügel sein, der in einer |Nut in einer Durchgangsöffnung des Gelenkgehäuses für eine;n Kugelzapfen sitzt und den Kugelkopf im Gelenkgehäuse zurückhält. Geeignete Kugelgelenke und deren Bestandteile sind in den DIN 71802, 71803 und 71805 beschrieben. Diese für den Kraftfahrzeugbereich konzipierten, kostengünstigen Kugelgelenke sind ohne Änderung in einem erfindungsgemäßen Fixationssystem einsetzbar.furthermore have a securing element for securing a ball head in the ball housing, after which the ball head can be separated from the ball housing. The snap element/securing element can be a snap ring/securing bracket that sits in a groove in a through hole in the joint housing for a ball pin and holds the ball head in the joint housing. Suitable ball joints and their components are described in DIN 71802, 71803 and 71805. These cost-effective ball joints designed for the automotive sector can be used without modification in a fixation system according to the invention.
Leicht trennbare Gelenkverbindungen haben den Vorteil, daß sie die Montage während der Operation, z.B. bei Repositionsmanövern, wesentlich vereinfachen. Außerdem erleichtern sie ein Wechseln der Verbindungselemente und begünstigen den Ersatz längenveränderlicher Verbindungselemente durch Verbindungselemente konstanter Länge.Easily separable joint connections have the advantage that they significantly simplify assembly during surgery, e.g. during repositioning maneuvers. They also make it easier to change the connecting elements and facilitate the replacement of variable-length connecting elements with connecting elements of constant length.
Die Verbindungselemente können über die Gelenkverbindungen unmittelbar mit den Tragelementen der Verankerungssysteme verbunden sein. Ein solches Fixationssystem ist für den Verbleib am Patienten während des gesamten Heilungsprozesses bestimmt. Die Verbindungselemente können ferner über die Gelenkverbindungen mit pelenktragelementen und die Ge-The connecting elements can be connected directly to the supporting elements of the anchoring systems via the joint connections. Such a fixation system is intended to remain on the patient throughout the entire healing process. The connecting elements can also be connected to the supporting elements of the anchoring systems via the joint connections.
lenktragelemente können mit den Tragelementen verbunden sein. Hierdurch werden die konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten für die Tragelemente erweitert. Wenn die Gelenktragelemente über lösbare Befestigungselemente mit den Tragelementen verbunden sind und zwischen den Tragelementen Verbindungsgelemente eines weiteren Fixationssystems angeordnet werden können, können die längenveränderlichen Verbindungselemente nach Planung und Durchführung der Reposition oder Korrektur demontiert und durch ein einfacheres stabiles Verbindungselement ersetzt werden.Articulated support elements can be connected to the support elements. This expands the design options for the support elements. If the articulated support elements are connected to the support elements via detachable fastening elements and connecting elements of another fixation system can be arranged between the support elements, the variable-length connecting elements can be dismantled after planning and carrying out the repositioning or correction and replaced with a simpler, more stable connecting element.
Bei einer Ausgestaltung sind die Verankerungselemente von einer Seite in den Knochen einzubringen. Dann können die Tragelemente als Klemmbacken für Knochennagel oder Knochenschrauben ausgebildet sein. Bei einer weiteren Ausgestaltung sind die Verankerungselemente von verschiedenen Seiten in die Knochen einzubringen. Die Tragelemente können zu einer Rahmenkonstruktion gehören oder als Ringelemente eines Ringfixateurs ausgeführt sein.In one embodiment, the anchoring elements are to be inserted into the bone from one side. The supporting elements can then be designed as clamping jaws for bone nails or bone screws. In another embodiment, the anchoring elements are to be inserted into the bone from different sides. The supporting elements can be part of a frame construction or can be designed as ring elements of a ring fixator.
Die längenveränderlichen Verbindungselemente können ebenfalls auf nur einer Seite des zu behandelnden Knochens oder um den zu behandelnden Knochen anzuordnen sein. Letzteres ist bei einer Ausgestaltung als Ringfixateur der Fall.The length-adjustable connecting elements can also be arranged on just one side of the bone to be treated or around the bone to be treated. The latter is the case when designed as a ring fixator.
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Zur Dokumentation und Ermittlung des Behandlungszustandes kann eine Röntgeneinrichtung verwendet werden. Vorzugsweise liefert die Röntgeneinrichtung zwei Röntgenbilder aus unterschiedlichen Richtungen. Diese stellen unkalibrierte Zentralprojektionen dar. Aus diesen kann der Computer die räumliche Lage der mit dem Knochen verbundenen Elemente des Fixateurs und der Knochenfragmente errechnen. Der Computer kann ferner aufgrund der errechneten Lagewerte eine Verstellung der längenveränderlichen Verbindungselemente berechnen oder steuern.An X-ray device can be used to document and determine the treatment status. The X-ray device preferably provides two X-ray images from different directions. These represent uncalibrated central projections. From these, the computer can calculate the spatial position of the elements of the fixator and the bone fragments connected to the bone. The computer can also calculate or control an adjustment of the length-adjustable connecting elements based on the calculated position values.
Das erfindungsgemäße Fixationssystem hat gegenüber den bekannten Lösungen zur externen Fixation von Knochen vor allem die folgenden Vorteile:The fixation system according to the invention has the following advantages over the known solutions for external fixation of bones:
- eine Korrektur oder Reposition ist um jeden Punkt und jede Achse im Raum möglich.- a correction or repositioning is possible around any point and any axis in space.
- Die primäre Lage der Knochenfragmente ist bei der Montage unkritisch.- The primary position of the bone fragments is not critical during assembly.
- Komplizierte Verbindungselemente zwischen den Verankerungssystemen, welche eine Planung von Gelenken erfordern, erübrigen sich.- Complicated connecting elements between the anchoring systems, which require the planning of joints, are no longer necessary.
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- Das Fixationssystem ist statisch eindeutig bestimmt. Die Längenverstellung kann exakt berechnet werden. Jedes Verbindungselement wird mit einem exakt berechenbaren Anteil der Last beaufschlagt.- The fixation system is statically clearly defined. The length adjustment can be calculated exactly. Each connecting element is subjected to a precisely calculable portion of the load.
- In den Verbindungselementen treten keine Verspannungen auf.- There is no tension in the connecting elements.
- Die Operationstechnik wird vereinfacht. Dies gilt auch in komplizierten Fällen (z.B. Korrektur von Rotationsfehlstellungen) für Planung, Montage und Durchführung von Reposition oder Korrektur.- The surgical technique is simplified. This also applies in complicated cases (e.g. correction of rotational misalignments) for planning, assembly and implementation of repositioning or correction.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. They show:
Fig. 1 Ringfixationssystem mit Hexapoden-Anordnung um den Knochen in einer grobschematischen seitlichen Perspektivansicht; Fig. 1 Ring fixation system with hexapod arrangement around the bone in a roughly schematic lateral perspective view;
Fig. 2 Klemmbacken-Fixationssystem mit Hexapoden-Anordnung um den Knochen in einer grobschematischen seitlichen Perspektivansicht;Fig. 2 Jaw fixation system with hexapod arrangement around the bone in a rough schematic lateral perspective view;
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Fig. 3 Klenunbacken-Fixationssystem mit Hexapoden-Anordnung neben dem Knochen in einer grobschematischen seitlichen Perspektiven;Fig. 3 Clenun jaw fixation system with hexapod arrangement next to the bone in a roughly schematic lateral perspective;
Fig. 4 a bis d verschiedene Vorzugsbewegungen der Hexapoden-Anordnung in grobschematischer seitlicher Perspektivansicht; Fig. 4 a to d various preferential movements of the hexapod arrangement in a roughly schematic side perspective view;
Fig. 5 Gelenkverbindung des Ringfixationssystems gemäß
Fig. 1 in vergrößerter perspektivischer Seitenansicht. Fig. 5 Articulated connection of the ring fixation system according to
Fig. 1 in enlarged perspective side view.
Bei der nachfolgenden Erörterung verschiedener Ausführungsbeispiele sind übereinstimmende Bauelemente mit identischen Bezugsziffern bezeichnet. Den verschiedenen Systemen ist jeweils ein Knochen 1 mit Knochenfragmenten 1', 1'' zugeordnet.In the following discussion of various embodiments, corresponding components are designated with identical reference numbers. A bone 1 with bone fragments 1', 1'' is assigned to each of the various systems.
Der Ringfixateur gemäß Fig. 1 hat ein oberes Paar Ringelemente 2', 2'' und ein unteres Paar Ringelemente 3', 3'', wobei die Ringelemente jedes Paares untereinander mittels drei starrer Verbindungsstangen 4, 5 verbunden sind. Auf jedem Ringelement 2', 2'', 3', 37/ sind Drähte 6', 6'', T, T' fixiert, welche die jeweiligen Ringöffnungen überspannen und die Knochenfragmente 1', 1'' durchqueren undThe ring fixator according to Fig. 1 has an upper pair of ring elements 2', 2'' and a lower pair of ring elements 3', 3'', the ring elements of each pair being connected to one another by means of three rigid connecting rods 4, 5. On each ring element 2', 2'', 3', 3 7/ wires 6', 6'', T, T' are fixed, which span the respective ring openings and traverse the bone fragments 1', 1'' and
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auch als transossäre Drähte bezeichnet werden.- 12 therefore
also called transosseous wires.
Statt der bei einem herkömmlichen Ilisarow-Ringfixateur den Korrekturbereich bzw. die Fraktur überbrückenden Längsstangen sind an den benachbarten Ringen 2', 3' verschiedener Paare in etwa gleichen Abständen von 120° jeweils drei Paare Kugelgelenke 8, 9 montiert. Pro Ring 2, 3 sind also sechs Kugelgelenke 8, 9 vorhanden. Die Kugelgelenke 8, 9 sind mit sechs in der Länge veränderlichen Verbindungsstangen 10 so verbunden, daß zwischen den Ringen 2', 3' eine tragende Struktur aus zirkulär angeordneten Dreiecken entsteht.Instead of the longitudinal rods that bridge the correction area or the fracture in a conventional Ilisarow ring fixator, three pairs of ball joints 8, 9 are mounted on the adjacent rings 2', 3' of different pairs at approximately equal intervals of 120°. There are therefore six ball joints 8, 9 per ring 2, 3. The ball joints 8, 9 are connected to six connecting rods 10 of variable length in such a way that a supporting structure of circularly arranged triangles is created between the rings 2', 3'.
Aufgrund der geometrischen Eigenheit dieses "Hexapoden" ist die Position der Ringe 2', 3' eindeutig bestimmt. Längenänderungen einzelner Verbindungsstangen 10 führen zu exakt definierten Bewegungen, welche sich in der Regel entlang aller sechs Freiheitsgrade (Translationen in x-, y-, z-Richtung, Rotationen um die x~, y-, z-Achse) des kathesischen Koordinatensystems auswirken.Due to the geometric peculiarity of this "hexapod", the position of the rings 2', 3' is clearly determined. Changes in the length of individual connecting rods 10 lead to precisely defined movements, which usually have an effect along all six degrees of freedom (translations in the x, y, z directions, rotations around the x~, y, z axes) of the cathesian coordinate system.
Dieses Ringfixationssystem wird in der Klinik für die Behandlung von Knochendefekten, für Fehlstellungskorrekturen und die Frakturbehandlung eingesetzt. Besondere Vorteile gegenüber anderen Fixationssystemen bietet der Ringfixa-This ring fixation system is used in the clinic for the treatment of bone defects, for misalignment corrections and for fracture treatment. The ring fixation system offers particular advantages over other fixation systems.
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teur bei der sukzessiven Korrektur komplexer Fehlstellungen. Die Erfindung ermöglicht, Korrekturen auf einfache Weise in allen Richtungen durchzuführen. Das System eignet sich ebenfalls zur anschließenden Stabilisierung bis zum Zeitpunkt der Heilung des Knochens.expensive in the gradual correction of complex misalignments. The invention makes it possible to carry out corrections easily in all directions. The system is also suitable for subsequent stabilization until the bone heals.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 werden in den Fragmenten 1', I1' des Knochens 1 von einer Seite eingebrachte stabile Knochennagel 11, 12 mittels Klemmbacken 13, 14 befestigt (monolateraler Fixateur).In the embodiment according to Fig. 2, stable bone nails 11, 12 inserted into the fragments 1', 11 ' of the bone 1 from one side are fixed by means of clamping jaws 13, 14 (monolateral fixator).
An jeder Klemmbacke 13, 14 ist ein vollständiges oder teilweise offenes Ringelement 2, 3 befestigt. Die Ringelemente 2, 3 tragen wiederum Kugelgelenke 8, 9, zwischen denen längenveränderliche Verbindungsstangen 10 befestigt sind. Die beiden Ringelemente 2, 3 und damit die Knochenfragmente 1', I1' sind mittels der Verbindungselemente 10 in ihrer relativen Lage einstellbar.A completely or partially open ring element 2, 3 is attached to each clamping jaw 13, 14. The ring elements 2, 3 in turn carry ball joints 8, 9, between which variable-length connecting rods 10 are attached. The two ring elements 2, 3 and thus the bone fragments 1', 1 1 ' can be adjusted in their relative position by means of the connecting elements 10.
Eine Weiterbildung der Ausführungsform der Fig. 2 sieht vor, daß nach Durchführung einer einzeitigen oder sukzessiven Reposition oder Korrektur die Ringelemente 2, 3 mit den Verbindungsstangen 10 demontiert und durch ein einzelnes stabiles Element 12 zwischen den Klemmbacken 13, 14 ersetzt werden. Dieses Fixationssystem gestattet gegenüberA further development of the embodiment of Fig. 2 provides that after carrying out a one-stage or successive repositioning or correction, the ring elements 2, 3 with the connecting rods 10 are dismantled and replaced by a single stable element 12 between the clamping jaws 13, 14. This fixation system allows
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einem System mit nur einem Element eine weniger komplizierte Planung und Durchführung einer exakten Einstellung.A system with only one element allows for less complicated planning and implementation of an exact adjustment.
Bei den vorbeschriebenen Fixationssystemen werden die Verbindungsstangen 10 des Hexapoden um die zu behandelnde Extremität angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 befindet sich hingegen die Hexapodenanordnung auf einer Seite des Knochens 1.In the fixation systems described above, the connecting rods 10 of the hexapod are arranged around the extremity to be treated. In the embodiment according to Fig. 3, however, the hexapod arrangement is located on one side of the bone 1.
Bei dieser Ausführungsform sind wiederum in die Knochenfragmente 1', 1'' mittels stabilen Knochennägeln 11, 12 oder Schrauben Klemmbacken 13, 14 fixiert. Die Klemmbacken 13, 14 tragen an den einander zugewandten Seiten Ringelemente 2, 3, die einen deutlich geringeren Durchmesser als bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen haben. Die Ringelemente 2, 3 sind wiederum mit Kugelgelenken 8, 9 bestückt, zwischen denen die längenverstellbaren Verbindungsstangen 10 gelagert sind. Die Hexapoden-Anordnung 2, 3, 8, 9, 10 kann ebenfalls nach Durchführung einer Korrektur oder Reposition durch eine fest verschraubte Verbindung ersetzt werden. Auch können an den Enden des Hexapoden andere Verankerungssysteme befestigt sein.In this embodiment, clamping jaws 13, 14 are again fixed in the bone fragments 1', 1'' using stable bone nails 11, 12 or screws. The clamping jaws 13, 14 have ring elements 2, 3 on the sides facing each other, which have a significantly smaller diameter than in the previously described embodiments. The ring elements 2, 3 are in turn equipped with ball joints 8, 9, between which the length-adjustable connecting rods 10 are mounted. The hexapod arrangement 2, 3, 8, 9, 10 can also be replaced by a firmly screwed connection after a correction or reposition has been carried out. Other anchoring systems can also be attached to the ends of the hexapod.
Anhand der Fig. 4 werden abschließend noch spezielle Einstellungen der Hexapoden-Anordnung erläutert:Finally, special settings of the hexapod arrangement are explained using Fig. 4:
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Eine Verlängerung des Abstandes zwischen den Ringelementen 2, 3 wird gemäß Fig. 4a durch proportionale Verlängerung sämtlicher Verbindungsstangen 10 erzielt.An extension of the distance between the ring elements 2, 3 is achieved according to Fig. 4a by proportionally extending all connecting rods 10.
Für eine Rotation der Ringelemente 2, 3 relativ zueinander wird gemäß Fig. 4 jede zweite Verbindungs stange 10' verlängert und werden die dazwischenliegenden 10'' verkürzt.For a rotation of the ring elements 2, 3 relative to each other, according to Fig. 4, every second connecting rod 10' is extended and the intermediate ones 10'' are shortened.
Eine translatorische Bewegung der beiden Ringelemente 2, 3 relativ zueinander wird gemäß Fig. 4c erreicht, indem zwei einander gegenüberliegende parallele Verbindungsstangen 10' verlängert oder verkürzt werden. Die dabei auftretende Gesamtverlängerung bzw. -Verkürzung oder Achsabweichung ist gering und wird mit den anderen vier Verbindungsstangen 10'' korrigiert.A translational movement of the two ring elements 2, 3 relative to each other is achieved according to Fig. 4c by lengthening or shortening two opposing parallel connecting rods 10'. The resulting total lengthening or shortening or axis deviation is small and is corrected with the other four connecting rods 10''.
Schließlich werden für eine Achskorrektur gemäß Fig. 4d zwei einander gegenüberliegende parallele Verbindungsstangen 10' belassen und die verbleibenden vier Verbindungsstangen auf einer Seite 10'' verlängert und auf der anderen Seite 10''' entsprechend verkürzt.Finally, for an axis correction according to Fig. 4d, two opposing parallel connecting rods 10' are left and the remaining four connecting rods are lengthened on one side 10'' and shortened accordingly on the other side 10'' .
Gemäß Fig. 5 haben die paarweise nebeneinander angeordneten Kugelgelenke 8 (bzw. 9) eine Kugel 8' an der Stirnseite einer Montageplatte 15. Die Montageplatte 15 ist an ei-According to Fig. 5, the ball joints 8 (or 9) arranged in pairs next to each other have a ball 8' on the front side of a mounting plate 15. The mounting plate 15 is attached to a
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nem Ringelement 2r befestigt. Jede Verbindungsstange 10 hat an den Enden Gelenkgehäuse 8*', die auf die Kugelköpfe 8' geschnappt werden können. Somit können die Verbindungsstangen 10 leicht nach Anbringen von Verankerungselementen und Ringelementen angesetzt werden.a ring element 2r . Each connecting rod 10 has joint housings 8*' at the ends, which can be snapped onto the ball heads 8'. The connecting rods 10 can thus be easily attached after the anchoring elements and ring elements have been attached.
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Claims (37)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007026404A1 (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Hexamed Gmbh | Ring fixator for external fixation and reposition of bone fragments, has two ring that are held at distance at which bones are fastened by guided wires |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE29514411U1 (en) | 1995-11-30 |
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Legal Events
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| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19961205 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20000210 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
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| R071 | Expiry of right |