Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine chirurgische Säge, die zum Schneiden eines
Knochens von der Innenseite zur Außenseite geeignet ist.
Beschreibung des Standes der Technik
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Aus der DE 28 49 760 ist eine oszillierende chirurgische Säge bekannt, bei der ein
Trennblatt am Ende einer Welle angeordnet ist, um einen Schnitt in einer Ebene
senkrecht zur Welle auszuführen. Die Welle ist motorbetrieben und zusammen mit
dem Trennblatt derart ausgebildet, daß nur ein geringer Druck in Vorschubrichtung
erforderlich ist. Mit dieser Säge kann Knochenmaterial geschnitten werden, indem
die Säge von außen an den Knochen herangeführt wird, anstatt von innen wie bei der
vorliegenden Erfindung. Die Welle mit dem Sägeblatt ist besonders kurz, um eine
genaue Führung der Säge, insbesondere in Hinsicht auf die Schnittiefe zu
ermöglichen. Die Schnittiefe wird dabei vom Chirurgen visuell kontrolliert bzw. eingestellt.
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Aufgrund der Notwendigkeit einer visuellen Kontrolle des Sägevorganges und der
aufgrund der Handführung notwendigen kurzen Sägewelle ist ein Sägen im Inneren
eines Röhrenknochens mit einer solchen Säge nicht möglich.
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Eine Säge, die zum Schneiden eines Knochens von innen nach außen mit den
Merkmalen gestaltet ist, welche im Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1
aufgeführt sind, wird in einem Artikel mit dem Titel "Closed Intramedullary Shortening
of the Femur" ["Geschlossenes intramedulläres Verkürzen des Femurs"] von Robert
A. Winquist et al in Clinical Orthopedics and Related Research, Nr. 136, Oktober
1978, diskutiert.
Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist, eine chirurgische Säge zu schaffen, mit der im
Inneren eines Röhrenknochens ein Schnitt ausgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist ein Sägekopf, welcher am Ende beider koaxialer Wellen
montiert ist, aus dem Sägeblatt und dem Exzenter gebildet, die jeweils mit einer Welle
verbunden sind. Eine Verdrehung der beiden Wellen bewirkt eine Veränderung der
radialen Ausdehnung des Sägekopfes. Wenn sich der Exzenter in gleicher Richtung
wie die maximale radiale Ausdehnung des Sägeblattes erstreckt, ist der radiale
Überstand vorzugsweise Null, d. h. das Sägeblatt wird vom Exzenter radial bedeckt.
Die maximale Ausdehnung des Sägekopfes ist gegeben, wenn sich der Exzenter
entgegengesetzt zur maximalen radialen Ausdehnung des Sägeblattes erstreckt.
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Im ersteren Zustand können Sägekopf und koaxiale Wellenanordnung am
einfachsten in den Kanal eines Röhrenknochens eingeführt werden, ohne daß die Zähne
(still stehend) mit der Knochenwand in Berührung kommen. Eine relative
Verdrehung beider Wellen führt anschließend zur Vergrößerung der Ausdehnung des
Sägekopfes in radialer Richtung. Wenn diese den Innendurchmesser des
Röhrenknochens erreicht hat, liegen Exzenter und Sägeblatt an der Innenwand des
Röhrenknochens an und der Sägeprozeß kann beginnen.
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Der Exzenter bildet an der Innenwand ein Widerlager für das Sägeblatt, so daß eine
Kraftkomponente in Schnittrichtung auf das Sägeblatt übertragen werden kann. Das
Sägen erfolgt nach dem Feststellen beider Wellen zueinander durch das Drehen der
gesamten Säge von Hand. Die Art der Festlegung der Sägewelle im Halter macht die
Lage des Sägeblattsektors in der Schnittebene erkennbar. Ein schrittweises Lösen,
Verdrehen und erneutes Festsetzen der beiden Wellen zueinander bewirkt eine
definierte schrittweise Vergrößerung der Schnittiefe. Die maximale Schnittiefe wird
erreicht, wenn der Exzenter entgegengesetzt zur Richtung der maximalen radialen
Ausdehnung des Sägeblattes von der Wellenachse liegt. Das Sägeblatt kann nach
Zurückdrehen in die oben beschriebene Minimal-Position aus dem Kanal des
Röhrenknochens herausgezogen werden. Die obigen strukturellen Merkmale sind, wie
oben bemerkt, aus dem Stand der Technik bekannt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, beide Wellen flexibel auszubilden, damit
die Welle Krümmungen des Knochenkanals folgen kann.
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Eine Halterung wird aus zwei Teilen gebildet, die drehbar aneinander gelagert sind,
und von denen eines mit der Sägewelle und das andere mit der zweiten Welle fest
verbunden ist. Eines der Teile ist geeigneterweise als eine mit dem Griff verbundene
Einstellplatte, die mit einer Grundplatte zusammenwirkt, ausgestaltet. In einer
Weiterbildung ist die innere Welle zweckmäßig in der Einstellplatte und die äußere in
der Grundplatte festgelegt. Der Griff ist starr mit der äußeren Welle verbunden. Die
Verdrehung der beiden Wellen gegeneinander entspricht der Verdrehung der
Einstellplatte gegenüber der Grundplatte.
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In einer Ausgestaltung ist die Einstellplatte mittels einer Schnellarretierung in
Rastpositionen der Grundplatte feststellbar. Dies geschieht vorzugsweise über
Rastpositionen in Form von Löchern in der Grundplatte, mit denen eine federvorgespannte
Rastkugel in der Einstellplatte zusammenwirkt.
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Um die Handhabung zu erleichtern, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß die
Grundplatte ein Rändelrad aufweist. In einer Weiterbildung kennzeichnen eine Skala
auf der Grundplatte zusammen mit einem Zeiger der Einstellplatte die relative
Drehlage beider Platten zueinander.
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Außerdem kann die Lage der Schnellarretierung an der Einstellplatte so gewählt
werden, daß diese von der den Griff haltenden Hand betätigbar ist. Dies erleichtert
eine schrittweise Vergrößerung der Schnittiefe.
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Eine lösbare Befestigung beider Wellen ist vorgesehen und ermöglicht deren
Austausch in zueinander passenden Paaren. Die äußere Welle wird mittels einer
Feststellschraube festgelegt, die mit einer Ausnehmung der äußeren Welle
zusammenwirkt. Die Welle in der Halterung wird durch einen federvorgespannten Stift lösbar
befestigt. Die innere Welle ist an einem Abschnitte nahe ihrem Feststellende flach
ausgebildet, wobei der flache Abschnitt in einem Langloch aufgenommen ist,
welches diesen Abschnitt unverdrehbar in einem Lochabschnitt aufnimmt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die koaxialen Wellen in einem
in der Halterung festgelegten Griffrohr geführt. Das Griffrohr ist lösbar befestigt und
weist an seinem freien Ende einen Anschlag auf. Dieses Griffrohr ermöglicht ein
definiertes Anlegen der Säge an der gewünschten Trennstelle am Knochen.
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Das Griffrohr besteht aus zwei aneinander bewegbaren Rohrabschnitten, von denen
einer fest mit der Halterung verbunden ist und der andere den Anschlag aufweist.
Die Rohrabschnitte wirken über Gewinde zusammen und können mittels einer
Feststellmutter auf dem inneren Rohrabschnitt durch Anlegen am Stirnende des äußeren
Rohrabschnitts in den jeweiligen Relativpositionen arretierbar sein. Dadurch ist ein
Griffrohr variabler Länge gegeben, mit dem ein gewünschter Abstand zwischen
Sägeblatt und Anschlag einstellbar ist.
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Vorteilhaft ausgestaltet weist der äußere Rohrabschnitt ein Sichtfenster zur
Beobachtung der Lage einer Markierung im inneren Rohrabschnitt auf. Für das
zweiteilige Rohr hat sich ein Verstellbereich zwischen 100 mm und 200 mm, vorzugsweise
150 mm, als vorteilhaft erwiesen. Das Griffrohr kann geeignet in einer Bohrung der
Halterung aufgenommen werden und eine umlaufende Nut an seiner Außenseite
aufweisen, mit der eine Feststellschraube oder ein federvorgespannter Stift an der
Halterung zusammenwirkt.
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Das Sägeblatt weist auf einem symmetrischen Bogen liegende Zähne auf. Diese
Maßnahme erlaubt sowohl das umlaufende Sägen in einer Drehrichtung als auch
einen oszillierenden Sägebetrieb, um beispielsweise gezielt bestimmte Segmente des
Knochenquerschnittes zu durchtrennen. Es ist zweckmäßig, wenn die innere Welle
das Sägeblatt trägt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind Sägeblatt und/oder Exzenter lösbar mit
ihren Wellen verbunden, um eine Anpassung an unterschiedliche Innen- und
Außendurchmesser des Knochens zu erhalten. In einer weiteren Ausgestaltung
überragt in einer Drehposition der Exzenter das Sägeblatt in radialer Richtung. Dies
ermöglicht ein Parallelführen der koaxialen Welle zum Knochen, ohne daß die Zähne
die Knochenwand berühren.
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Die lösbare Verbindung der Einzelteile der Säge ermöglicht eine Sterilisierung der
Teile, um den hygienischen Forderungen bei einer Operation zu entsprechen. Aus
einem Satz unterschiedlicher Sägeblätter und unterschiedlicher Exzenter,
möglicherweise auch unterschiedlicher Wellenpaare und Griffrohre, wird der Chirurg vor
oder während der Operation eine Säge zusammenstellen, die auf den Kanal des
aktuell behandelten Röhrenknochens abgestimmt ist. Er hat weiterhin die Möglichkeit,
im Verlauf der Operation das Sägeblatt und/oder den Exzenter auszuwechseln. Dies
kann ohne eine Veränderung der eingestellten Schnittlage im Knochenkanal
geschehen.
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Diese und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnungen deutlich, welche verschiedene
Ausführungsformen der Erfindung offenbaren. Es ist klar, daß die Zeichnungen nur
der Erklärung dienen und nicht eine Eingrenzung der Erfindung bedeuten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen
Ansichten gleiche Elemente:
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Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine chirurgische Säge gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Säge von Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt eine teilweise geschnittene Vorderansicht durch die Säge nach Fig. 1
entlang der Linie A-A.
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Fig. 4 zeigt eine Endansicht der Säge nach Fig. 1 in Richtung Pfeil 4, der in
Richtung des Sägeblattendes zeigt.
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Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Sägengriffes in Richtung Pfeil S nach Fig. 2.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Die Fig. 1 und 2 zeigen eine chirurgische Säge, bei der an einer langgezogenen
Sägewelle 10 ein sektorartiges Sägeblatt 11 am rechten Ende lösbar befestigt ist. Die
Welle 10 erstreckt sich durch eine Grundplatte 16 einer Halterung 13 und ist mit
einer Einstellplatte 17 der Halterung 13 mit Griff 12 lösbar befestigt. Eine zweite,
die Welle 10 koaxial umgebende Welle 14 mit einem daran in der Nähe des
Sägeblattes lösbar befestigten Exzenter 15 ist in der Grundplatte 16 feststellbar.
Grundplatte 16 und Einstellplatte 17 sind drehbar aneinander gelagert. Der Griff 12 ist mit
der Einstellplatte 17 fest verbunden.
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Die innere Welle 10 ist in der Einstellplatte 17 festgelegt und kann durch Druck auf
den federvorgespannten Stift 18 gelöst werden. Ein nicht gezeigter Durchbruch des
Stiftes 18 wirkt mit einem speziellen Querschnitt der Welle 10 zusammen und
sichert diese gegen Drehung und axiale Bewegung. Wird der Stift 18 gedrückt, kommt
die Welle 10 frei. Die äußere Welle 14 ist über eine Feststellschraube 19 in der
Grundplatte 16 festgelegt. Die Einstellplatte 17 ist gegen die Grundplatte 16 drehbar,
wenn die Arretierung dieser Drehung durch Druck auf den Federstift 20 gelöst wird.
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Die beiden Wellen 10, 14 sind flexibel und werden in einem Griffrohr 21 geführt.
Das Griffrohr 21 kann durch Ziehen an einem Federknopf 22 von der Grundplatte 16
gelöst werden. Das Griffrohr 21 ist zweiteilig mit einem äußeren Rohrabschnitt 23
und einem dagegen beweglichen inneren Rohrabschnitt 24. Der äußere
Rohrabschnitt 23 ist in der Halteplatte verankert und wirkt über ein Gewinde 30 mit dem
inneren Rohrabschnitt 24 zusammen. Durch Verdrehen des inneren Rohrabschnittes
gegen den äußeren Rohrabschnitt kann die Gesamtlänge des Griffrohres auf einen
gewünschten Wert eingestellt und mittels einer Feststellmutter 25 arretiert werden.
Das freie Ende des inneren Rohrabschnitts 24 weist einen Anschlag 26 mit zwei
Fixierungsdornen 26a auf. Die Feststellmutter 25, der Anschlag 26 sowie der
Feststellbereich der äußeren Welle in der Grundplatte 16 sind mit einem Rändelrand
ausgestattet. Der äußere Rohrabschnitt ist mit einem länglichen Fenster 27 und einer
daneben angeordneten Skala 28 versehen, um das Ablesen einer Markierung 29 zu
ermöglichen, die die Lage des inneren Rohres 24 gegen den äußeren Rohrabschnitt
23 kennzeichnet.
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Fig. 1 und 3 zeigen detaillierter die Befestigung der Wellen 23, 24 und des
Griffrohres 21 an der Halterung 13 und das Zusammenwirken der Einstellplatte 17
mit der Grundplatte 16. Die Grundplatte 16 weist einen mit Rändelrand
ausgebildeten scheibenförmigen Abschnitt 31 zum Festlegen der äußeren Welle, einen
Abschnitt 32 zum Befestigen des Griffrohres und einen axialen Bund 33 zur Lagerung
der Einstellplatte 17 auf.
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Der Bund 33 wirkt mit einer Ausnehmung 33a der Einstellplatte 17 zusammen und
weist eine Umfangsnut auf, die sich mit einer Nut in der Ausnehmung 33a zu einer
kreisringförmigen Nut 34 ergänzt. Zu dieser Nut 34 führt eine radiale
Gewindebohrung 35. Die Einstellplatte 17 kann bündig an den Rändelrandabschnitt 31 der
Grundplatte herangebracht werden und mittels der durch die Gewindebohrung 35 in
die kreisringförmige Umfangsnut 34 eingeführter Lagerkugeln mit dieser verriegelt
werden. Die Gewindebohrung kann daraufhin mittels einer Schraube verschlossen
werden. Damit besteht eine feste, leicht drehbare Verbindung zwischen
Einstellplatte und Grundplatte.
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Der Rändelradabschnitt 31 weist eine Skala 36 auf, um die Verdrehung der
Einstellplatte 17 zur Grundplatte 16 anzuzeigen bzw. einstellen zu können. Der
Arretiermechanismus zwischen Grund- und Einstellplatte 16, 17 ist in der Einstellplatte 17
als zeigerförmiger Bereich 37 ausgebildet. Der Federstift 20 wird von einer Feder
radial nach außen gedrückt, so daß ein konischer Abschnitt 39 des Federstiftes 20
eine Kugel 40 gegen den Rändelradabschnitt 31 der Grundplatte 16 drückt. Diese
Kugel 40 kann in Löchern 41 im Rändelradabschnitt 31 einrasten. Die Löcher 41
sind als kleine Versenkungen mit einem Durchmesser und einer Tiefe kleiner als der
Durchmesser der Kugel 40 ausgebildet.
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Ein Verschieben des Federstiftes 20 gegen die Feder 38 gibt die Kugel 40 frei, so
daß die Einstellplatte 17 gegen die Grundplatte 16 gedreht werden kann. Der
Federstift 20 wird in einer Bohrung geführt und durch die Kugel 40 gesichert. Aufgrund
der Lagerung der Einstellplatte 17 auf dem axialen Bund 33 der Grundplatte 16 mit
den Kugeln in der Nut 34 wird ein sattes Anliegen der Einstellplatte 17 an dem
Rändelabschnitt 31 der Grundplatte in sämtlichen Drehstellungen bewirkt.
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Die innere Welle 10 ist in der Einstellplatte 17 mittels des durch eine Feder 44
vorgespannten Stiftes 18 befestigt. Dabei ist die Welle an einem Abschnitt nahe ihrem
Feststellende flach ausgebildet (Fig. 3) und der flache Abschnitt in einem Langloch
45 aufgenommen, das einen den flachen Abschnitt unverdrehbar aufnehmenden
Lochabschnitt aufweist. Im eingespannten Zustand drückt die Feder 44 den Stift 18
an einem ersten Ende des Langlochs 45 gegen die Sägewelle 10. Zum Lösen wird
der Stift 18 radial gegen die Feder 44 gedrückt und der Stift wird mit einem zweiten
Ende des Langlochs 45 gegen die Sägewelle 10 gedrückt. Das zweite Ende des
Langlochs 45 ist kreisförmig mit dem Durchmesser der Sägewelle 10 ausgebildet.
Daher kann das zylindrische Ende 46 der Sägewelle 10, welches dem flachen
Abschnitt der Sägewelle 10 in Richtung des Handgriffs 11 benachbart ist, durch das
Langloch 45 geführt werden. Der zylindrische Federstift 18 wird in einer Bohrung
geführt und durch einen Sicherungsstift, welcher in eine Längsnut im Federstift 18
eingreift, gegen Verdrehen und Herausfallen gesichert.
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Die axiale Länge des flachen Abschnittes der Sägewelle 10 ist gleich dem
Durchmesser des Federstiftes 18. Zum Einlegen der Sägewelle 10 wird diese bei
gleichzeitigem Drücken des Federstiftes 18 bis zum Anschlag in die Halterung 13
eingeschoben. Dann wird der Federstift 18 losgelassen und die Sägewelle gedreht. Bei
richtiger axialer Lage der Sägewelle 10 rastet der Federstift 18 im Langlochabschnitt
45 mit dem flachen Abschnitt der Sägewelle 10 ein, wobei sich die Feder 44
teilentspannt. Dies gewährleistet einen definierten Abstand des Sägeblattes 11 von der
Halterung 13 bzw. vom Anschlag 26 in axialer Richtung.
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Die Arretierung der äußeren Welle im Rändelradabschnitt 31 der Grundplatte 16
erfolgt mit dem Feststellstift 19, dessen Kopf in einer Ausnehmung 50 des
Rändelradabschnitts 31 liegt. Ein innerer Endabschnitt der äußeren Welle weist eine
Ausnehmung auf, die mit der Achsenumgebung des Rändelradbereiches 31 derart
zusammenwirkt, daß die äußere Welle 14 gegen eine Verdrehung relativ zur
Grundplatte 16 gesichert ist. Die äußere Welle 14 wird mittels des Feststellstiftes 19 am
Endabschnitt festgelegt, indem die Spitze der Feststellschraube 19 in eine
Einkerbung am äußeren Umfang des Endbereichs der Welle 14 eingreift.
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Der äußere Rohrabschnitt 23 des Griffrohres 21 wird in einem im Durchmesser
reduzierten Abschnitt 32 der Grundplatte gehalten. Dies geschieht, indem ein
Federstift 22 in eine Umfangsnut 52 des Griffrohres eingreift. Dies ermöglicht ein
schnelles Auswechseln des Griffrohres, da bei seinem Einbau nicht auf eine
Orientierung in einer bestimmten Winkelstellung geachtet werden muß.
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Der Federstift 22 besteht aus einem zentralen Bolzen 53 mit einem Zugknopf 54 an
seinem außen liegenden Ende und einem Absatz 55 in der Nähe seines inneren
Endes. Eine Feder 56 stützt sich an einer an der Außenwand des
Grundplattenabschnitts eingeschraubten Schraubbuchse 57 ab und drückt den Absatz 55 gegen ein
Widerlager an der Innenwand des Grundplattenabschnittes 32. Der Zugknopf 54 ist
im Durchmesser größer als die Gewindebuchse 57. Die Gewindebuchse ist bündig
mit dem Umfang des Grundplattenabschnitts 32, so daß der Zugknopf 54 sowohl an
der Gewindebuchse 57 als auch an dem Grundplattenabschnitt 32 anliegt. An seinem
äußeren Ende ist der Grifflcnopf 54 mit einem vergrößerten Durchmesser
ausgestattet, um ihn ergreifen und gegen den Druck der Feder 56 nach außen ziehen zu
können. Falls dies geschieht, wird der Bolzen 57 aus der Nut 52 des Griffrohres 21
gezogen und das Griffrohr freigegeben.
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Der innere Rohrabschnitt 24 des Griffrohres 21 weist einen Ring 59 auf, der die von
außen durch das Sichtfenster 27 sichtbare Markierung 29 der Stellung des inneren
Rohrabschnitts bildet.
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Der Handgriff 12 ist so geformt, daß ein sicheres Ergreifen der Säge möglich ist und
ein gleichzeitiges Betätigen des Federstiftes 20, ohne den Griff loszulassen.
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Der Sägekopf wird anhand der Fig. 1, 2 und 4 beschrieben. In Fig. 4 sind die
Rändelränder des Anschlags 26, der Feststellmutter 25 und des Rändelradabschnitts 31
der Grundplatte 16 zu erkennen, sowie der kreisförmig begrenzte Umriß des
Abschnitts der Griffrohrbefestigung 32. Zur Orientierung sind der Federstift 20, die
Feststellschraube 19 und der Zugknopf 54 eingetragen.
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Am Ende der äußeren Welle 14 sitzt ein Exzenterhalter 60 für den Exzenter 15. Auf
der inneren Welle 10 sitzt drehfest das Sägeblatt 11, welches mit einer Mutter 61
lösbar befestigt ist. Zwischen Sägeblatt 11 und Exzenter 15 liegt eine aufgeschraubte
Scheibe 62, die als Anlage für das mit der Mutter 61 verschraubte Sägeblatt dient.
Sowohl Sägeblatt 11 als auch Exzenter 15 liegen in einem Winkel von 90º zu der
Feststellschraube 19. Der Exzenter ist als exzentrisch angeordnete Kreisscheibe
ausgebildet, der exzentrisch auf der Welle 14 angebracht ist. Das Sägeblatt 11
springt von der Welle in radialer Richtung vor, ist aber symmetrisch. Der Pfeil zeigt
die Vorzugsrichtung an; es ist jedoch auch ein oszillierender Betrieb möglich.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, überdeckt der Exzenter 15 das Sägeblatt 11 vollständig.
In dieser Lage des Sägeblatts 11 ist ein Sägen nicht möglich. Durch ein Verdrehen
des Exzenters 15 bis maximal um 180º relativ zum Sägeblatt 11 kann der Bereich
des Sägeblattes 11 vom Exzenter 15 mehr oder weniger freigegeben werden.
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Die in Fig. 3 und 5 gezeigte Orientierung der Einstellplatte zur Grundplatte ist
diejenige zum Einlegen der koaxialen Wellen 10, 14 mit vormontiertem Exzenter 15
und Sägeblatt 10.