DE3243287C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur externen Korrektion und Fixierung von Knochenteilen an einer Bruchstelle, welche einen starren längenverstellbaren Stab aufweist, der beim Einsatz außerhalb der Haut liegt, ferner zwei Halterungen, die am Stab befestigt sind und eine Anzahl transkutaner Stifte tragen, die die Haut und das Muskelgewebe um die Bruchstelle durchdringen und mit ihren freien Enden in Bohrungen in den Knochenteilen befestigt sind, mit den Stiften der einen Halterung an der einen Seite der Bruchstelle und den Stiften der anderen Halterung an der anderen Seite und jede Halterung in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Ebenen drehbar angebracht ist.

Der Übersicht halber und etwas vereinfacht kann man sa­ gen, daß sich Knochen in dreierlei unterschiedlichen Weisen in Verbindung mit Bruchbehandlung (und bei sogenannten Osteo­ tomien) korrigieren und fixieren lassen. Diese drei Methoden sind:

• 1. Äußere Bandagen - üblicherweise Gips.
• 2. Innere Befestigungsmittel, die während einer Operation eingesetzt und eingeschlossen werden. Hier kann es sich um Schrauben, Blech oder eine Schiene mit Schrauben, Markna­ deln, Stifte, Draht usw. handeln.
• 3. Stifte durch die Haut und Weichgewebe in den Knochen hinein, und irgendeine äußerliche Verbindung zwischen dem Stift im oberen und unteren Bruchteil. Diese äußerliche Verbin­ dung kann ein- oder mehrseitig sein.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Letztere dieser Behandlungsmethoden.

Die bei einem Bruch zu korrigierenden Fehllagen sind:

• 1. Die Knochenteile stehen in einem fehlerhaften Winkel zuein­ ander. Der Winkelfehler kann in jeder Richtung entstehen.
• 2. Parallelverschiebung.
• 3. Rotationsverschiebung.
• 4. Längsverschiebung.

Eine Reihe von Einrichtungen für externe Korrigierung und Fixierung der Knochenteile bei Bruch sind bereits vorge­ schlagen und sind auch handelsüblich. Die Korrektion erfolgt, indem die transkutanen Stifte in zwei Ebenen im Winkel gestellt werden können. In dieser Weise kann ein Winkelfehler in jeder Richtung korrigiert werden. Bei den bekannten Einrichtungen sind jedoch Drehzentren der Stifte in der Halterung gelegen, und die Außenenden der Stifte beschreiben einen Bogen, und es entsteht eine Längsverschiebung der Knochen. Dies wirkt sich zweifach ungünstig aus, erstens weil bei der Korrektion von Winkelfehlern ein später nachzukorrigierender Längsfehler entstehen kann, und zweitens wirken bedeutende Kräfte in der Knochenlängsrichtung, welche bei Winkelkorrektion überwunden werden müssen indem die Knochen gleichzeitig längsversetzt werden sollen.

Eine Einrichtung dieser Gattung ist aus der US 22 50 417 be­ kannt. Die Einrichtung laut dieses Patents umfaßt einen Stab mit zwei Halterungen für die transkutanen Stifte, wobei die eine Halterung entlang des Stabes versetzt und in einer be­ liebigen Lage relativ des Stabs befestigt werden kann. Die Drehzentren der Stifte liegen bei den Stiften in der Halte­ rung, und die Außenenden der Stifte beschreiben einen Bogen derart, daß eine Längsverschiebung der Knochen entsteht. Die Rotationskorrektion wird derart durchgeführt, daß die Stift­ halterungen eine bogenförmige Führung aufweisen, die in einer quer zur Stabachse verlaufenden Ebene liegt und als bogenförmige Verzahnung gestaltet ist. In die Verzahnung greifen zwei im Stab gelagerte Zahnräder ein. Beim Drehen der Zahnräder bewegt sich die bogenförmige Führung um ein beim Einsatz in das Knochenzentrum gelegtes Zentrum.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur externen Korrektion und Fixierung von Knochenteilen an einer Knochenbruchstelle zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, daß jede einzelne traumatische Fehlstellung für sich angemessen korrigiert werden kann, ohne daß die Korrek­ tion der übrigen Fehlstellungen hierdurch gestört wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Ferner wird durch die Erfindung eine raumsparende Vorrichtung geschaffen. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil ja beabsichtigt ist, daß der Patient nach Anbringen der Vorrichtung und Vornehmen der erforderlichen Korrektionen und Fixierungen solange mit der Vorrichtung gehen soll bis der Bruch geheilt ist. Ein weiterer Vorteil ist ferner die Schaffung einer externen Fixierung, welche es erwünschtenfalls ermöglicht, die Knochen unter Beibehaltung der übrigen Fixierung von der Längsfixierung zu befreien. Äußere Kräfte werden dann auf die Bruchenden übertragen, und derartige wechselnde Kompression im Bruch soll die Knochenneubildung stimulieren. Die vorliegende Erfindung ist ferner derart gestaltet, daß ein schräger Bruch leicht komprimiert und nachkomprimiert werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stab teleskopisch längenverstellbar ist, daß inwendig im einen Teleskopteil eine nach innen weisende Schraubenspindel drehbar vorge­ sehen ist und im Eingriff mit einer festen Mutter inwendig im anderen Tele­ skopteil steht, und daß die Spindel von ihrem Eingriff mit der Mutter gelöst werden kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß der zweite, äußere Teil zwei den ersten, inneren Teil um­ greifende Lagerohren aufweist.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Halterungen mittels leicht lösbarer Klemmhalterungen am Stab befestigt.

Zwecks Erzielung einer Rotationskorrektion ist mindestens die eine Klemmbefestigung drehbar am Stab befestigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der eine Ausfüh­ rungsform der Erfindung und den Einsatz der Vorrichtung zeigenden Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt gewissermaßen schematisch eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine Halterung in einer anderen Lage als in Fig. 3.

Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2.

Fig. 6 stellt eine alternative Gestaltung einer Halte­ rung, im Schnitt gesehen, dar.

Fig. 7 zeigt die Halterung der Fig. 6 in Draufsicht und teilweise im Schnitt.

Fig. 8 zeigt die Vorrichtung schematisch im Einsatz in einer Stirnansicht.

Fig. 9 zeigt die Vorrichtung im Einsatz zur Korrektion eines doppelten Oberschenkelbruches, wo eine Längsverschiebung erforderlich ist.

Fig. 10 zeigt die Vorrichtung im Einsatz bei der Korrektion eines Winkelfehlers bei einem Oberschenkelbruch.

Fig. 11 zeigt die Vorrichtung im Einsatz bei der Korrektion eines Parallelverschiebungsfehlers.

Fig. 12 illustriert, wie eine bekannte Einrichtung bei der Korrektion eines Winkelfehlers wirken würde.

Fig. 13 zeigt schematisch, wie ein schräger Bruch kom­ primiert werden kann.

Fig. 14 zeigt, wie ein Abstand (eine Diastase) entstehen kann, die eine Bruchheilung verhindert, wenn ein Bruch mit in­ wendigen Mitteln behandelt wurde.

Die Vorrichtung besteht aus einem verlängerbaren Stab 1 der aus zwei teleskopisch zusammenwirkenden Viereckrohren 2, 3 zusammengesetzt ist. Im Rohr 3 ist eine Mutter 4 befestigt, die mit einer drehbar im Ende des Rohrs 2 gelagerten Gewindespindel 5 im Eingriff ist. Die Spindel weist in diesem Ende einen Kopf 6 mit einer Nut 7 zwecks Betätigung, beispielsweise mittels eines Sechseckschlüssels auf. Der Kopf 6 kann freigemacht werden, indem die den Kopf umgebende Hülse ausgeschraubt wird, wonach die Spindel 5 frei in den Stab 1 und aus diesem heraus bewegt werden kann. An jedem der Rohre 2 und 3 ist eine ver­ schiebbare Halterung 8, 9 mittels Schrauben 11 befestigt. An jeder Halterung 8, 9 ist eine kreisbogenförmige Führung 12 mit Schneckenradverzahnung 12′ und mit der Achse 12′′ 60-70 mm un­ terhalb der Mittelachse des Stabs 1 liegend befestigt. Auf die­ ser bogenförmigen Führung 12 ist ein Kopf 13 bewegbar vorge­ sehen, in welchem vier transkutane Stifte 14 befestigt sind. Der Kopf 13 läßt sich über die Schneckenradverzahnung 12′ mittels einer selbstverriegelnden Schneckenschraube 15 verstel­ len, wobei die Letztere mittels eines in eine Betätigungsnut 16 im freien Ende der Schraube einsetzbaren Schlüssels vom Chirurg betätigt werden kann.

Der Kopf 13 besteht aus zwei Hauptteilen, einem Basis­ teil 16, der auf das Segment 12 geführt ist. An dem Basisteil 16 ist ein gabelförmiger Außenteil 17 mit Lagerohren 17′ ange­ lenkt. Der Außenteil ist am Basisteil 16 um eine Achse 18 mittels Scharnierzapfen 19 durch die Lagerohren 17′ angelenkt.

Die Stifte 14 sind in einer leicht lösbar im Teil 17 befestigten Stifthalterung 27 befestigt. Der Zweck dieser Anordnung ist, daß die Stifthalterung mit den Stiften von der übrigen Korrektionsvorrichtung gelöst werden kann, wenn eine erwünschte Korrektion vorgenommen wurde. Die beiden Stifthal­ terungen 27 mit Stiften 14 werden beispielsweise mittels eines verriegelbaren Kugelgelenks an einem einfachen teleskopischen Stab befestigt. Derart kann die gesamte Vorrichtung, abgese­ hen von den Halterungen 27 mit den Stiften 14 gelöst und für andere Patienten verwendet werden. Der behandelte Patient er­ hält dabei eine weitaus leichtere und geringere Vorrichtung mit der er sich bequemer bewegen kann.

In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 5 wird der Halterungsteil 17 mittels einer beispielsweise mit einem Sechs­ eckschlüssel betätigbarer Schneckenschraube 24 winkelgestellt. Die Schneckenschraube 24 steht im Eingriff mit zwei entgegen­ gesetzt drehenden Schneckenrädern 22, 23, welche drehbar im Halterungsteil 17 gelagert sind. Jedes der beiden Schneckenrä­ der 22, 23 weist ein mittiges mit Gewindeschrauben 20, 21 im Eingriff stehendes Gewindeloch auf. Bei Betätigung der Schneck­ enschraube 24, bewegen sich die Schrauben 20, 21 somit in ent­ gegengesetzten Richtungen. Die Spitze jeder Schraube 20, 21 ist abgerundet und wirkt mit bogenförmigen Lagerungen im Teil 16 zusammen. Mittels dieser Vorrichtung kann der Halterungsteil 17 mit den Stiften 14 etwa 20 bis 25° in beiden Richtungen aus einer neutralen Lage um die Achse 18 eingestellt werden.

In der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungs­ form ist der Hauptteil 17 ebenfalls mittels Lagerohren 17′ und Scharnierzapfen 19 im Halterungsteil 16 gelagert. Der Bewegungs­ mechanismus des Teils 17 gegenüber dem Teil 16 besteht aus einer bogenförmigen Führung 31 mit Schneckenradverzahnung 32, mit welcher eine im Halterungsteil gelagerte Schneckenschraube im Eingriff steht. Bei Betätigung der Schneckenschraube kann man den Halterungsteil 17 in beide Richtungen aus einer neutra­ len Ebene um die Achse 18 bewegen.

Wenn der Chirurg eine Korrektionsschraube 15 oder 24 dreht, ändert er den Winkel zwischen Knochen und Stab 1 in der einen der beiden Ebenen, die parallel mit den Seiten des Vier­ eckrohres verlaufen, wodurch es leichter wird sich das Ergeb­ nis vorzustellen oder es zu beobachten. Nur dieses Verhältnis wird bei einer Korrektion verändert. Durch das Aufteilen der Korrektionsfunktionen, wie es bei der erfindungsgemäßen Vor­ richtung gemacht wurde, wird die Korrektionsarbeit einfacher und mehr genau. Bei einem Winkelfehler (Fig. 8) muß um die Achse 26 mittels einer Korrektionsschraube 15 in beiden Halter­ ungen, an jeder Seite der Bruchstelle 28, korrigiert werden. Die untere Halterung 13 wird beispielsweise entlang dem Bogen abwärts in eine Lage wie in der rechten Figur dargestellt, be­ wegt, und die obere Halterung 13 wird aufwärts bewegt. Dabei wird eine Winkeländerung zwischen den Knochenteilen 29 und 30 ohne Längsverschiebung derselben erzielt. In der gleichen Weise kann man einen Winkelfehler um die Achse 18 (Fig. 9) kor­ rigieren, indem beide Schrauben 24 derart verstellt werden, daß beide Halterungen 17 versetzt und daß das Bruchende des unteren Knochenteils 29 beispielsweise vom Stab 1 abbewegt, während das Bruchende am oberen Knochenteil 30 einwärts bewegt wird, bis die Bruchenden gegeneinander anliegen, wie in der rechten Zeichnung der Fig. 9 dargestellt.

In Fig. 10 ist dargestellt, wie eine Winkelstellung mit den bisher bekannten Einrichtungen erfolgen würde, wo die Halterungen um ein Zentrum 31 am verlängerbaren Stab drehbar sind. Wenn man die Stifthalterungen zwecks Winkelkorrektion dreht, erfolgt gleichzeitig eine Längsverschiebung der Kno­ chenteile. Eine derartige Längsverschiebung führt sehr hohe Kräfte auf der Korrektionseinrichtung mit sich.

Die Stifte 14 sind derart äußeren Halterungsteil 17 befestigt, daß sie schräg abwärts weisen, und die Achse der Stifte das Zentrum der Korrektionsachse 18 im Mittelpunkt des Knochens K (siehe Fig. 2) schneidet. Die Korrektionsachse 26 der krummen Zahnbahn liegt ebenfalls im Mittelpunkt des Knochens. Der Mittelpunkt der Bewegungen die der Knochen bei Korrektion in den beiden Ebenen ausführt ist somit der Schnitt­ punkt zwischen dem Knochen und der transkutanen Stifte. Der springende Punkt ist, daß das Zentrum der Einstellungsbewegung im Knochen, 60 bis 70 mm von dem Stab 1 liegt. Bei einer Ab­ weichung von diesem Abstand entsteht eine Längsverschiebung, aber stark reduziert gegenüber der Situation wo das Zentrum an dem Stab 1 läge. Dies ist insbesondere wichtig bei Korrektion von Brüchen die sich gefestigt haben, weil sich derartige Brüche einer Längsänderung vor einer Winkeländerung widersetzen. Eine derartige Längsverschiebung in der Form einer Verkürzung ist selbstverständlich auch unmöglich, wenn die Knochen in einem Querbruch "angestaut" stehen. Das wird bei den bisher bekannten Einrichtungen die Korrektionsarbeit sperren und ver­ hindern.

Auf Grund der erwähnten Tatsache, daß das Korrektions­ zentrum in den Knochen gelegt ist, werden die in der Längs­ richtung des Knochens oder Bruches wirkenden Kräfte die Kor­ rektionschrauben nicht beeinflußen. Das ermöglicht geringe Abmessungen in den Korrektionsvorrichtungen. Trotzdem ist eine Gewichtbelastung auch bei sehr unstabilen Brüchen erlaubt.

Durch die Vorrichtung wird eine Lösung erzielt, die we­ nig aufwendig gemacht werden kann, weil bei Korrektionen ge­ ringe Kräfte wirken.

Winkelfehler oder Parallelfehler liegen in der Regel in einer Ebene die mehr oder weniger von derjenigen des Viereck­ stabes abweicht, und es wird daher erforderlich, daß alle vier Einstellschrauben 15 und 24 bei der Korrektion eingesetzt werden. Das mag kompliziert wirken, aber hinsichtlich der Tat­ sache, daß die einzelnen Fehlstellungen je für sich korrigiert werden können, ohne daß dies die übrigen Korrektionen stört, ist dies ein Fortschritt gegenüber den bekannten Einrichtungen wo man darauf angewiesen ist Universalverbindungen zu lösen und befestigen wobei alles außer Kontrolle gelangt. Wie oben erwähnt, ist es auch ein Vorteil bei der Konstruktion, daß man in der Korrektionsbewegung große Kraft ausüben kann.

Man wird ferner angemessen einen im voraus berechneten Grad-Wert Winkeleinstellen können. Angestrebt ist eine Winkel­ korrektion von etwa 4° je Umdrehung der Korrektionsschrauben 15 und 24.

Mit der Vorrichtung können schräge Brüche komprimiert und nachkomprimiert werden. Mittels der Korrektionsschrauben in den beiden Halterungen, können Kompressionskräfte ausgeübt werden, wie in Fig. 11 gezeigt. Die Elastizität im System hält eine Vorspannung aufrecht, die auch zur Vermeidung einer Ver­ kürzung ausgenützt werden kann.

Nachkorrektionen am Krankenbett oder unter ambulanter oder poliklinischer Kontrolle und Weiterbehandlung sind mög­ lich. Mittels der Vorrichtung kann man einen Bruch allmählich und kontrolliert in der Längsrichtung komprimieren, wenn sich die Bruchstelle teilweise gefestigt hat, und man kann einfache Querbrüche, die von Anfang an Kompression erfahren haben, nach­ komprimieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich gut für ambulante Behandlung oder Weiterbehandlung, und das ist von großer Bedeutung, weil es Bettplätze freimacht.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Zeichnung dargestellte und oben beschriebene Anwendung, indem dasselbe System zur Behandlung von Brüchen an anderen Stellen des Skeletts eingesetzt werden kann. Die dargestellte Aus­ führungsform läßt sich auch hinsichtlich Einzelheiten abän­ dern. (Somit kann beispielsweise eine oder können beide Halterungen um die Längsachse des Stabes verstellbar sein, damit geringere Korrektionen von Rotationsfehlern durch­ geführt werden können.) Außerdem können die teleskopischen Rohre Flächen mit gutem gegenseitigen Gleitvermögen aufweisen, z.B. aus Plastik/Metall. Die Schraube zur Längskorrektion des Stabes kann auch derart gestaltet werden, daß sie außer für den Einsatz zur Distraktion und Kompression auch in einer einfachen Weise gelöst werden kann, damit die wechselnden "na­ türlichen Längskräfte die sich durch Muskeln und Belastung ergeben den Bruch unter Aufrechterhaltung der übrigen Fixier­ ung beeinflußen können. Das stimuliert die Neubildung von Knochen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur externen Korrektion und Fixierung von Knochenteilen an einer Bruchstelle, welche einen starren längen­ verstellbaren Stab (1) aufweist, der beim Einsatz außerhalb der Haut liegt, ferner zwei Halterungen (8, 9), die am Stab befestigt sind und eine Anzahl transkutaner Stifte (14) tragen, die die Haut und das Muskelgewebe um die Bruchstelle durchdringen und mit ihren freien Enden in Bohrungen in den Knochenteilen (29, 30) befestigt sind, mit den Stiften der einen Halterung an der einen Seite der Bruchstelle und den Stiften der anderen Halterung an der anderen Seite, und jede Halterung in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Ebenen drehbar angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der Halterungen (8, 9) eine kreisbogenförmige Führung (12) in einer zu der Achse des Stabes (1) parallelen Ebene vorgesehen ist, daß jede Führung (12) einen Radius hat, der dem angenommenen Abstand zwischen Knochenmitte und der bogenförmigen Führung annähernd entspricht, daß die bogenförmige Führung (12) an der kon­ vexen und von den Stiften (14) abgewandten Fläche eine Schneck­ enradverzahnung (12′) aufweist und daß an jeder der Halter­ ungen (8, 9) eine mit der Verzahnung (12′) im Eingriff ste­ hende Schneckenschraube (15) gelagert ist, und daß jede der Halterungen (8, 9) zweiteilig ist, wobei der erste Teil (16) am Stab (1) oberhalb der bogenförmigen Führung (12) befestigt ist und ein zweiter Teil (17) die Stifte (14) trägt und mit dem ersten Teil (16) um eine Drehachse (18) drehbar verbunden ist die rechtwinklig auf der Achse (12′′) der bogenförmigen Führung (12) steht, und daß die Stifte (14) im spitzen Winkel (α) zur Drehachse (18) des zweiten Teils (17) der Halterung stehen, und daß die Mittellinien (14′) der Stifte (14) die Dreh­ achse (18) in deren Schnittpunkt mit der Achse (12′′) der bo­ genförmigen Führung (12) schneiden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (1) teleskopisch längenverstellbar ist, daß inwendig im einen Teleskopteil (2) eine nach innen weisende Schraubenspin­ del (5) drehbar vorgesehen ist und im Eingriff mit einer fes­ ten Mutter (4) inwendig im anderen Teleskopteil (3) steht, und daß die Spindel von ihrem Eingriff mit der Mutter gelöst werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite äußere Teil (17) zwei den ersten inneren Teil (16) umgreifende Lager­ ohren aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halterungen (8, 9) mittels leicht lösbarer Klemmbefestigungen (10, 11) am Stab befestigt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine Klemm­ befestigung drehbar am Stab befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopteile (2, 3) aus Vieleckrohren, z.B. Viereckrohren bestehen, und daß zwischen den beiden Teleskopteilen eine Gleitführung oder ein Gleitbelag, z.B. Stahl gegen Plastik, zur Erzielung einer schlupffreien und reibungsniedrigen Führung der Teile vorgesehen ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Teil (16) eine bogenförmige Führung (31) in einer rechtwinkelig zur Ebene der bogenförmigen Führung (12) stehenden Ebene vorgese­ hen ist, die mit ihrer konvexen Fläche gegen den zweiten Teil (17) weist und an der konvexen Fläche eine Schneckenradver­ zahnung (32) vorgesehen ist, und daß im zweiten Teil (17) eine mit der Verzahnung (32) im Eingriff stehende Schnecken­ schraube (33) gelagert ist.