DE69434707T2 - Fräsausrüstung zur Verwendung bei einer totalen Kniegelenkrekonstruktion - Google Patents
Fräsausrüstung zur Verwendung bei einer totalen Kniegelenkrekonstruktion Download PDFInfo
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Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die Erfindung betrifft Instrumente, die bei der Präparation des Femurs während einer totalen Kniegelenkrekonstruktion zum Einsatz kommen, und ist insbesondere für Instrumente relevant, die zum Fräsen des Femurs dienen, während sie die Möglichkeit zum Resezieren von Abschnitten des Femurs bieten, wobei eine einteilige Schneidführung verwendet wird.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Bei einem orthopädischen Eingriff zum teilweisen oder vollständigen Ersatz eines Patientengelenks durch eine prothetisches Implantat wird ein Abschnitt des implantataufnehmenden Knochens so präpariert, daß er sich an die Gegenflächen des Implantats eng anpaßt. Beim Kniegelenkersatz wird das distale Ende des Femurs präpariert, um eine femorale Kniekomponente aufzunehmen, und das proximale Ende der Tibia wird präpariert, um eine tibiale Komponente aufzunehmen.
- Bisher wurden diese Oberflächen im wesentlichen durch Einsatz von Gatter- oder Schwingsägeblättern präpariert, die in Verbindung mit einer Folge von Sägeführungen gebraucht werden. Die Führungen können lediglich eine Plattform aufweisen, auf der der Chirurg das Blatt beim Resezieren aufsitzen läßt, oder sie können über einen Schlitz zum Aufnehmen des Sägeblatts darin verfügen. Normalerweise wird bei der Präparation des Femurs eine Folge von Schneidführungen benachbart zum distalen Femur in einer spezifischen Reihenfolge plaziert, um Femurabschnitte nacheinander zu resezieren. Allgemein werden Schneidführungen anhand von spezifischen anatomischen Anhaltspunkten vom Chirurgen individuell ausgerichtet, was in den US-A-4759350 und US-A-4703751 gezeigt ist. Setzt man mehrere Schneidführungen ein, die vom Chirurgen einzeln ausgerichtet werden müssen, kann dies zu Ungenauigkeiten bei den Schnitten führen, wodurch es zu suboptimaler Anpassung zwischen Knochen und Implantat kommt. Solche gewöhnlich bei der Knochenresektion verwendeten Sägeblätter sind in den US-A-5002555, 5133728 und 5135533 veranschaulicht. Ein Beispiel für eine typischen Schneidführung läßt sich der US-A-5053037 entnehmen, die eine Sägeführung mit Einfangschlitzen zeigt.
- FR-A-2 576 778 offenbart eine Führung, die es ermöglicht, einen Schnitt in den Femur mit einer gewünschten Ausrichtung durchzuführen.
- Die Übereinstimmung von Ergebnissen, die mit einem Sägeblatt und einer Folge von Schneidführungen erzielt werden, kann von Operateur zu Operateur stark schwanken.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Das Fräsinstrument der Erfindung löst die Mängel der bekannten Systeme durch Bereitstellen einer mit dem Femur verbundenen Fräsführung zur Unterbringung eines Fräsgeräts. Das Fräsinstrument weist eine Ausrichtführung auf, die vom Chirurgen verwendet wird, um eine Femurauflage oder -basis auf der medialen und lateralen Seite des freiliegenden Femurs benachbart zu seinem distalen Ende anzusetzen. Sind die Auflagen angesetzt, wird die Ausrichtführung entfernt, und eine Fräsführung wird mit den Basen verbunden. Die Fräsführung legt eine Folge von Bezugsebenen mit jeweils einem Schlitz fest. Ein Motorfräsgerät mit einem angeschlossenen Fräser wird durch die Schlitze entlang den Bezugsebenen geführt, um einen Knochenabschnitt präzise wegzufräsen. Der Abstand zwischen dem Fräsgerät und dem distalen Fräserende ist relativ kurz, und der Fräserschaft ist steif, um jede Ablenkung des Fräsers auszuschalten. Außerdem weist das Fräsgerät eine spulenförmige Spitze auf, die formschlüssig in die Schlitze eingreift, um zu gewährleisten, daß das Fräsgerät im wesentlichen lotrecht zu den Bezugsebenen der Fräsführung gehalten wird. Eine derartige Steuerung des Fräsgeräts gewährleistet eine extrem flache gefräste Oberfläche zum Anpassen des Implantats. Bei Bedarf können weitere Instrumente mit den Femurbasen verbunden werden, die einen gemeinsamen Verbindungs punkt für die zusätzlichen Instrumente bilden, was die Ausrichtung zwischen den verschiedenen Instrumenten sicherstellt.
- Sind die Femurbasen mit dem distalen Femurende verbunden, kann optional eine einteilige Schneidführung mit den Basen verbunden werden, damit der Knochen durch ein normales Schwingsägeblatt reseziert werden kann. Die Schneidführung weist mehrere Schlitze auf, so daß alle für den Femur nötigen Schnitte mit einer Schneidführung vorgenommen werden können, ohne die Führung neu zu orientieren. Durch Herstellen aller erforderlichen Schnitte, ohne die Führung zu bewegen oder zusätzliche Führungen zu benötigen, erhöhen sich die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Schnitte.
- Folglich stellt die Erfindung eine Ausrichtführung gemäß Anspruch 1 bereit.
- Folglich stellt die Erfindung vorteilhaft ein neues Fräsinstrument zum Präparieren einer Knochenoberfläche bereit, um ein orthopädisches Implantat anzupassen.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sie ein Fräsinstrument bereitstellt, das eine Ausrichtführung zum Verbinden eines Auflagepaars mit einem freiliegenden Knochen aufweist.
- Vorteilhaft stellt die Erfindung weiterhin ein Fräsinstrument bereit, das eine mit einem Knochen verbundene Fräsführung zum Führen eines Fräsgeräts aufweist, um eine Oberfläche des Knochens zum Anpassen eines orthopädischen Implantats zu präparieren.
- Als weiteren Vorteil stellt die Erfindung eine Auflage bzw. Basis zur Verbindung mit Seiten eines Knochens zum Anschluß mehrerer Fräsgeräte bereit.
- Vorteilhaft stellt die Erfindung ferner einen Instrumentensatz zum Knochenresezieren bereit, der für die optionale Befestigung einer Schneidführung oder einer Fräsführung sorgt.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sie eine einteilige Schneidführung bereitstellt.
- Zusätzliche Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein Aufriß der Ausrichtführung der Erfindung, die in den Intramedullärkanal eines distalen Endes des Femurs eingesetzt ist. -
2 ist eine Perspektivansicht der Ausrichtführung von1 mit der damit verbundenen Anterior-Posterior-(AP)Plazierungsführung. Die Auflagen von Femurbasen sind mit der AP-Plazierungsführung abnehmbar verbunden und darstellungsgemäß durch mehrere Schrauben am Femur abnehmbar befestigt. -
3 zeigt die mit dem Femur durch Schrauben verbundenen Femurbasen. Die Ausrichtführung und die AP-Plazierungsführung wurden entfernt. -
4 ist eine Perspektivansicht der an den Femurbasen am distalen Ende des Femurs befestigten Femurfräsführung. -
5 ist ein Aufriß von4 mit einem (teilweise gezeigten) Fräsgerät, das mit Strichlinien veranschaulicht ist, um die Relativposition des Fräsgeräts, der Fräsführung und des distalen Femurs darzustellen. -
6 ist eine teilweise Querschnittansicht der Ausrichtführung der Erfindung. -
7 ist eine explodierte Ansicht der Ausrichtführung der Erfindung. -
8 ist eine Perspektivansicht der AP-Plazierungsführung, die isoliert und teilweise explodiert dargestellt ist. -
9 ist eine Schnittansicht an der Linie 9-9 in8 . -
10 ist eine Perspektivansicht einer Femurbasis, die zur Veranschaulichung isoliert und explodiert gezeigt ist. -
11 ist ein Aufriß einer Femurbasis. -
12 ist eine Querschnittansicht an der Linie 12-12 in11 . -
13 ist eine vergrößerte Teilansicht einer mit einer Femurfräsführung verbundenen Femurbasis, um die Nockenverriegelung zwischen der Basis und Führung darzustellen. -
14 ist eine vergrößerte Teilansicht einer mit einer Femurfräsführung verbundenen Femurbasis, um einen alternativen Schrauben-Rampen-Verriegelungsmechanismus darzustellen. -
15 ist eine isolierte Perspektivansicht der Femurfräsführung. -
16 ist ein Aufriß an der Linie 16-16 in15 . -
17 ist eine Seitenansicht der Femurfräsführung von15 und16 . -
23 ist eine Perspektivansicht einer Kerbenfräsführung, die mit einem resezierten Femur verbindbar ist und ein Fräsgerät zum Herstellen einer Kerbe im distalen Femur führt. Die Kerbe wird benötigt, wenn das an den Femur anzupassende Implantat Mechanismen aufweist, die eine Bewegung des Knies einschränken sollen, z. B. bei einem Kondylenimplantat zur Positionserzwingung. -
24 ist die Perspektivansicht von23 mit der Kerbenfräsführung, die mit den Femurbasen verbunden ist. -
25 ist eine Seitenansicht der Kerbenfräsführung von24 , die mit einem resezierten distalen Ende eines Femurs durch die Femurbasen verbunden ist. -
26 ist eine Perspektivansicht der Kerbenfräsführung von23 in der Ansicht von der hinteren Seite. -
27 ist eine Seitenansicht von23 . -
28 ist eine Draufsicht auf die Kerbenfräsführung von24 . -
29 ist eine Perspektivansicht einer Nachfräsführung. -
30 ist eine Seitenansicht der Führung von29 in Berührung mit dem resezierten distalen Femur. -
31 ist eine Perspektivansicht der Nachfräsführung im Einsatz mit der AP-Plazierungsführung und den Femurbasen. -
32 ist eine Perspektivansicht der mit dem resezierten Femur verbundenen Femurbasen nach Ausrichtung durch die Nachfräsführung wie in31 . -
33 ist eine Perspektivansicht einer einteiligen Schneidführung, die mit den Femurbasen der Erfindung verbunden ist. -
34 ist eine Seitenansicht von32 . -
35 ist eine Perspektivansicht der einteiligen Schneidführung. -
36 ist ein Aufriß der einteiligen Schneidführung. -
37 ist eine Seitenansicht der einteiligen Schneidführung. - Zur Veranschaulichung der Orientierung der in den Zeichnungen dargestellten und hier beschriebenen Instrumente ist ein kleiner Kompaß auf vielen Zeichnungen gezeigt, der die Orientierung des Instruments gegenüber den anatomischen Relativachsen des Femurs demonstriert, was in der Orthopädie allgemein verständlich ist.
- BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen haben keinen erschöpfenden Charakter und schränken die Erfindung nicht auf die genauen Formen ein, die hier offenbart sind. Vielmehr sind sie so ausgewählt und beschrieben, um die Erfindung am besten zu beschreiben, so daß andere Fachleute die sich aus ihnen ergebenden Lehren ziehen können.
- Nachdem das distale Ende
2 des Femurs1 mit üblichen Operationstechniken freigelegt ist, bildet der Chirurg zunächst ein Intramedullärloch in der Mitte des distalen Femurs auf bekannte Weise, um ein Intramedullärgerät unterzubringen. Die femorale intramedulläre Ausrichtführung10 wird in das Intramedullärloch eingeführt, bis die Plattform12 der Ausrichtführung10 darstellungsgemäß die distalen Kondylen3 ,4 berührt. Wie dargestellt ist, kann die Plattform12 relativ zur Intramedullärstange13 abgewinkelt sein, damit der Operateur die Plattform12 lotrecht zur mechanischen Achse des Femurs1 ausrichten kann. Das Verfahren zum Abwinkeln der Stange relativ zur Plattform wird später erläutert. - Eine Anterior-Posterior-Ausrichtführung
30 (im folgenden AP-Führung30 genannt) mit zeitweilig daran befestigten Femurbasen50 wird auf die Ausrichtführung10 aufgeschoben. Die AP-Führung30 weist einen Arm32 auf, der in Medial-Lateral-Richtung des Femurs verschiebbar ist. Der Arm32 endet in einem sich posterior erstreckenden Vorsprung34 . Der Operateur stellt den Arm32 so ein, daß der Vorsprung34 mit dem höchs ten vorderen Punkt des vorderen Femurkondylus in Berührung steht. Die AP-Führung30 ist in Anterior-Posterior-Richtung relativ zur Ausrichtführung10 und zum Femur zur richtigen Positionierung des Arms32 gemäß der vorstehenden Erläuterung verschiebbar. Ist der Chirurg mit der Position der AP-Führung30 zufrieden, werden mehrere schräge Knochenschrauben70 durch Öffnungen54 in den Femurbasen50 darstellungsgemäß eingesetzt, um die Basen an der medialen und lateralen Seite des Femurs zu befestigen. Sind die Basen50 am Femur befestigt, können die AP-Führung30 und Ausrichtführung10 durch Lösen von Verriegelungsmechanismen52 abgenommen werden, was die AP-Führung freigibt. Die Ausrichtführung10 und AP-Führung30 werden abgenommen, wodurch nur die Basen50 mit dem Femur1 gemäß3 verbunden bleiben. Die spezifische Gestaltung und der spezifische Betrieb der Verriegelungsmechanismen52 der Femurbasen50 werden später in der Beschreibung anhand von10 bis14 erläutert. - Nach Abnahme der AP-Ausrichtführung
30 und Ausrichtführung10 wird eine allgemein C-förmige Femurfräsführung80 (siehe4 und5 ) auf den Basen50 plaziert und durch die Verriegelungsmechanismen52 daran befestigt.4 und5 zeigen die Fräsführung80 in ihrer Umgebung in Verbindung mit den Femurbasen50 und dem Femur1 .15 bis17 zeigen die Fräsführung isoliert, wodurch ihre Gestaltung möglicherweise besser verständlich wird. Die Fräsführung80 ist so geformt, daß sie mehrere allgemein flache Wände bildet, die in ebensovielen Ebenen liegen, die relativ zu den zu fräsenden Femuroberflächen bezeichnet sind. Die Führung80 verfügt über eine vordere Femurwand82 , eine vordere abgeschrägte Wand84 , eine distale Wand86 und eine hintere abgeschrägte Wand88 mit jeweils einer Ober- und einer Unterseite gemäß4 ,5 sowie15 bis17 . Die vordere Wand82 weist ein Paar allgemein parallele Schlitze90 auf, die darstellungsgemäß zum Aufnehmen und Führen eines Fräsgeräts entlang der vorderen Femuroberfläche zum Fräsen des vorderen Femurkondylus4 des Femurs1 konfiguriert sind. Eine gebogene Öffnung92 ist in einem Schlitz90 darstellungsgemäß gebildet, durch die die Schlitze90 wie gezeigt miteinander in Verbindung stehen. Ein Paar Durchgangsbohrungen94 ist auf entgegengesetzten Seiten der gebogenen Öffnung92 gebildet. Die vordere Schrägwand84 weist einen Schlitz96 mit zueinander weisenden gebogenen Unterbrechungen98 auf, die in den Seitenwänden des Schlitzes96 darstellungsgemäß gebildet sind. Der Schlitz96 ist so hergestellt, daß er ein Fräsgerät aufnimmt und entlang dem Femur1 führt, um eine vordere Schrägfläche6 am Femur zu bilden (siehe5 ). Eine Durchgangsbohrung100 ist benachbart zu jeder gebogenen Unterbrechung98 ausgebildet. Die distale Wand86 weist einen Schlitz102 mit zueinander weisenden gebogenen Unterbrechungen104 auf, die in den Seitenwänden des Schlitzes102 gebildet sind. Der Schlitz102 ist so ausgebildet, daß er ein Fräsgerät aufnimmt und entlang dem Femur führt, um eine präparierte distale Oberfläche8 am Femur zu bilden (siehe5 ). Eine Durchgangsbohrung ist benachbart zu jeder gebogenen Unterbrechung104 hergestellt. Die hintere Schrägwand88 weist einen Schlitz108 mit einem gebogenen Vorsprung110 auf, der in der vordersten Seitenwand des Schlitzes gebildet ist, was16 am besten zeigt. Eine allgemein L-förmige Stütze112 ist mit der hinteren Oberfläche der vorderen Femurwand82 durch eine Schraube114 verbunden, die den Fuß der Stütze durchläuft. Der Schenkel der Stütze erstreckt sich von der vorderen Femurwand82 weg und ist so konfiguriert, daß er den vorderen Cortex des Femurs1 genau proximal zu den vorderen Kondylen4 berührt. Ein Schlitz116 ist in den Fuß der Stütze eingeschnitten, um eine Feder aus dem Fuß zu erzeugen. Im Gebrauch dreht der Chirurg die Stütze um die Schraube114 , bis die distale Spitze des Schenkels den höchsten Punkt am vorderen Cortex des Femurs benachbart zu den vorderen Kondylen berührt. Die aus dem Fuß gebildete Feder hat eine ausreichende Federwirkung, damit die Stütze mit einer gewissen Kraft an ihrer Position plaziert ist, was der vorderen Kondylenwand82 der Fräsführung80 zusätzliche Stabilität verleiht. Ein Ansatz118 erstreckt sich von der medialen und lateralen Seite der vorderen Schrägwand84 in einer Ebene damit und weist eine ovale Öffnung120 auf. Ähnlich erstreckt sich ein Ansatz118 von der medialen und lateralen Kante der distalen Oberfläche86 in einer Ebene mit ihr und weist eine durchgehende ovale Öffnung120 auf. Eine Öffnung122 ist benachbart zur medialen und lateralen Kante der Femurfräsführung80 zwischen der vorderen Schrägwand84 und der distalen Wand86 gebildet. Die äußersten Seitenwände123 der Öffnungen122 sind nach innen geneigt und nach hinten abgewinkelt, um eine rampenartige Struktur zum Eingriff durch den Verriegelungsmechanismus52 der Femurbasis50 gemäß der späteren Erläuterung zu bilden. -
5 dient zur Darstellung der Relativposition der Femurbasis50 und Fräsführung80 in Relation zum freiliegenden Femur1 . Ein Fräsgerät ist in Strichlinien gezeigt, die zur Veranschaulichung an jeder Wand82 ,84 ,86 und88 positioniert sind. Im Gebrauch erstreckt sich ein Fräser nach unten zum Knochen zur Knochenformgebung, was später erläutert wird. In Kombination ermöglicht das Fräsgerät in Führung durch die Fräsführung80 der Erfindung dem Chirurgen, durch Fräsen die vordere Femurkondylenoberfläche4 , die vordere Schrägfläche6 , die distale Oberfläche8 und die hintere Schrägfläche9 in einer Folge von Frässchritten zu resezieren, ohne einen Wechsel oder eine Befestigung von Zusatzinstrumenten am Femur1 vorzunehmen. Die Fräsführung80 sorgt für das Fräsen der vier genannten Oberflächen ohne zusätzliche Aufbauten oder Führungen anhand einer einzigen Bezugsfläche, die durch die Femurbasen50 festgelegt ist. - In
6 und7 ist die Ausrichtführung10 näher dargestellt. Gemäß6 und7 weist die Ausrichtführung10 ein Hohlgehäuse18 auf, das allgemein zylinderförmig und an einem Ende20 offen ist. Das Gehäuse18 verfügt ferner über eine Basis22 , die sich seitlich vom allgemein zylindrischen Gehäuseabschnitt erstreckt. Eine längliche Öffnung24 ist darstellungsgemäß durch das Gehäuse hindurch in Gehäuselängsrichtung gebildet. Eine Durchgangsbohrung26 ist durch die Basis22 in Verbindung mit der Öffnung24 und quer zu ihr hergestellt. Am Gehäuse18 sind Außenschraubgewinde benachbart zu seinem offenen Ende20 gebildet. Die Plattform12 weist ein Paar Schenkel13 auf, die sich von ihr darstellungsgemäß erstrecken, und ist an der Basis22 angeschraubt. Ferner weist die Plattform12 einen Abstandhalter11 auf, der an der Plattform selektiv durch Schrauben befestigt werden kann. Die Plattform12 und der Abstandhalter11 verfügen über Mittelöffnungen zum Aufnehmen der Intramedullärstange14 durch sie hindurch. Die Schenkel13 bilden eine Öffnung zwischen der Plattform12 und Basis22 zum Unterbringen von Abschnitten der AP-Ausrichtführung30 . - Eine allgemein zylindrische Nocke
15 ist vorgesehen und im Gehäuse18 eng anliegend untergebracht. Die Nocke15 ist im Gehäuse18 in Längsrichtung gleitfähig. Eine längliche Öffnung ist durch die Nocke15 zur Ausrichtung mit der Öffnung24 des Gehäuses18 hergestellt, wenn die Nocke im Gehäuse18 positioniert ist. Jedes Längsende der Nocke15 ist mit einem Ende17 ausgebohrt, das Innenschraubgewinde aufweist. Eine Kupplung19 ist vorgesehen, die einen Längsschaft mit einem Gewindeende21 und einen Ringbund23 hat. Das Gewindeende21 ist im Gewindeende17 der Nocke15 aufgenommen und darin drehbar. Der Bund23 ist in einer Schulterbohrung aufgenommen, die im Ende20 des Gehäuses18 gemäß6 gebildet ist. Eine Endkappe27 mit einer Mittelöffnung ist auf das Ende20 des Gehäuses18 aufgeschraubt und schließt den Bund23 gegen Längsbewegung relativ zum Gehäuse18 ein. Ein Knopf16 ist auf das nicht gewindete Ende der Kupplung19 so aufgepreßt, daß bei Drehung des Knopfs16 relativ zum Gehäuse die Kupplung19 relativ zur Nocke15 dreht. Ein Anschlagstift28 ist in einer Gewindedurchgangsbohrung im Knopf16 untergebracht und weist eine federbelastete Nase zum Eingreifen in die Endfläche der Endkappe27 auf. Mehrere Nuten (nicht gezeigt) können in der Endfläche der Endkappe27 zum aufeinanderfolgenden Eingriff mit der Nase ausgebildet sein, damit man das Einrasten am Knopf sicher fühlt und die Relativposition des Knopfs angegeben wird. - Eine Intramedullärstange
14 ist vorgesehen und weist ein proximales Ende130 und ein distales Ende132 auf. Das proximale Ende verfügt über eine Ringvertiefung zum Aufnehmen eines Greifgeräts zur Entnahme der Ausrichtführung10 aus dem Intramedullärkanal des Femurs. Eine Querdurchgangsbohrung134 ist durch die Stange14 hergestellt. Wie gezeigt ist, ist die Stange14 in der Öffnung24 und der ausgerichteten Öffnung der Nocke15 durch einen Stift136 schwenkbar befestigt. Wie weiterhin gezeigt ist, ist ein Abschnitt des proximalen Endes130 der Stange14 abgeflacht und bildet Nockenflächen138 . - Im Gebrauch variiert der Chirurg den Winkel zwischen der Intramedullärstange
14 und Plattform12 so, daß die Plattform12 lotrecht zur mechanischen Femurachse ist, indem er den Knopf16 relativ zum Gehäuse18 dreht. Durch Drehung des Knopfs18 dreht die Kupplung19 in der Nocke15 . Die Nocke15 ist relativ zum Gehäuse18 drehfixiert, und die Kupplung19 ist relativ zum Gehäuse18 längsfixiert. Dreht also der Knopf16 die Kupplung19 , bewirkt der Gewindeeingriff zwischen Kupplung19 und Nocke15 , daß sich die Nocke im Gehäuse18 in Längsrichtung verschiebt. Die Längsbewegung der Nocke15 bewirkt, daß eine Nockenfläche140 der Nocke15 gegen eine Nockenfläche138 an der Stange14 drückt, was die Stange14 veranlaßt, um den Stift136 zu drehen, wodurch die Stange14 relativ zur Plattform12 abgewinkelt wird. Am Knopf16 können Markierungen vorgesehen sein, um dem Chirurgen den Relativwinkel zwischen Stange und Plattform anzuzeigen. - Die in
8 und9 isoliert gezeigte AP-Ausrichtführung30 weist einen Körper31 mit mehreren sich von ihm erstreckenden Fingern39 auf. Das innerste Fingerpaar ist zur Aufnahme in den Räumen geeignet, die durch die Schenkel13 der Ausrichtführung10 gebildet sind (siehe2 und6 ). Darstellungsgemäß erstreckt sich ein umgekehrt T-förmiger Kanal38 in Medial-Lateral-Richtung benachbart zu einer vorderen Kante der AP-Ausrichtführung. Ein umgekehrt T-förmiger Block ist im Kanal36 gleitend aufgenommen und weist einen Arm32 auf, der geeignet ist, sich in Richtung des proximalen Femurendes zu erstrecken (2 ). Ein sich posterior erstreckender Vorsprung34 geht vom Arm32 aus. Ein Ansatz40 erstreckt sich quer vom distalen Ende jedes der äußersten Finger39 und weist eine ovale Öffnung42 auf. Ähnlich erstreckt sich ein Ansatz40 von der medialen und lateralen Kante benachbart zur vorderen Kante des Körpers31 und weist darstellungsgemäß eine ovale Öffnung42 auf. Jeder Ansatz40 weist einen Kanal46 zum Aufnehmen der Femurbasen darin auf. Eine Stellschraube44 mit einem vergrößerten Kopf ist in einer Gewindebohrung im Block38 untergebracht. Die Schraube44 kann in den Eingriff mit der Bodenwand des T-Kanals36 gedreht werden, um den Block zeitweilig so zu fixieren, daß er sich im Kanal nicht bewegt. Eine Öffnung47 ist benachbart zur medialen und lateralen Kante der Ausrichtführung30 zwischen dem Körper31 und dem Finger39 gebildet. Die äußersten Seitenwände48 der Öffnungen47 sind nach innen geneigt und nach hinten abgewinkelt, um eine rampenartige Struktur zum Eingriff durch den Verriegelungsmechanismus52 der Femurbasis50 zu bilden. - Die Femurbasis
50 der Erfindung ist in2 bis5 und10 bis13 dargestellt, wobei eine alternative Ausführungsform in14 gezeigt ist. In der Praxis sind zwei Femurbasen50 erforderlich; allerdings braucht hier nur eine beschrieben zu werden, da die beiden Basen im Gebrauch einfach spiegelbildlich zueinander sind. Die Femurbasis50 weist einen Körper56 auf, der eine im wesentlichen flache vordere distale Oberfläche58 und eine im wesentlichen flache hintere distale Oberfläche60 bildet. Der Körper56 ist leicht gekrümmt, so daß die Oberflächen58 und60 nicht in derselben Ebene liegen. Der Verriegelungsmechanismus52 befindet sich zwischen den Oberflächen58 und60 und verfügt über eine den Körper quer durchlaufende Bohrung, einen die Bohrung durchlaufenden Nockenstab53 und einen Griff51 , der mit einem Ende des Stabs53 verbunden ist, das sich lateral vom Körper erstreckt. Das mediale Ende des Nockenstabs53 weist eine kleine Nocke55 auf, die sich quer zum Nockenstab erstreckt. Ein Abschnitt des Nockenstabs53 ist entfernt, um eine Aussparung57 benachbart zur Nocke55 zu bilden. Ein ovaler Vorsprung62 erstreckt sich in distaler Richtung von der hinteren distalen Oberfläche60 , und ein halbkreisförmiger Vorsprung63 erstreckt sich in distaler Richtung von der vorderen distalen Oberfläche58 gemäß der zeichnerischen Darstellung. Wie zuvor erwähnt und in den Zeichnungen gezeigt wurde, weist die Femurbasis50 mehrere Öffnungen54 auf. Drei Öffnung54 sind vorn positioniert, und drei sind hinten am Körper56 positioniert. Wie11 und12 am besten zeigen, sind die vorderen Öffnungen54 so abgewinkelt, daß eine durchgehende Schraube proximal und posterior im Knochen ausgerichtet ist. Die hin teren Öffnungen54 sind so abgewinkelt, daß eine durchgehende Schraube proximal und anterior im Knochen ausgerichtet ist. Sind daher Schrauben durch mindestens eine vordere Öffnung und mindestens eine hintere Öffnung am Körper56 eingesetzt, laufen die Schrauben aufeinander zu, um so die Femurbasis50 sicher am Knochen zu arretieren. Vorzugsweise sollte der Durchmesser des Schafts der die Körperöffnung durchlaufenden Schraube dem Durchmesser der Öffnungen54 möglichst nahekommen, um die hergestellte gegenseitige mechanische Verriegelung zu unterstützen. - In
13 ist der Betrieb des Verriegelungsmechanismus52 veranschaulicht. Wie erwähnt wurde, weist der Mechanismus52 eine Aussparung57 und eine Nocke55 auf, die im Nockenstab53 gebildet sind, der relativ zum Körper56 drehbar ist. Das Verbinden der Basis50 mit dem Verriegelungsmechanismus52 und das Lösen davon wird auf gleiche Weise ungeachtet davon erreicht, ob die Basis mit der AP-Ausrichtführung30 oder Fräsführung80 verbunden ist, weshalb die Beschreibung nur im Zusammenhang mit der AP-Führung30 erfolgt. Zum Verbinden einer Basis50 mit der AP-Führung30 werden die Vorsprünge62 ,53 ausgerichtet und in die ovalen Öffnungen42 eines Paars Ansätze40 eingesetzt. Damit die Basis50 auf den Ansätzen40 voll aufsitzen kann, wird der Nockenstab53 in eine von der AP-Führung30 wegführende Richtung geschoben. Zum Verriegeln der Basis an der Führung wird der Nockenstab53 mit dem Griff51 gedreht, bis die Aussparung57 zur AP-Führung30 weist. Der Stab53 wird zur AP-Führung30 geschoben, bis die Nocke55 zur Öffnung47 der AP-Führung allgemein ausgerichtet ist. Danach wird der Stab53 so gedreht, daß die Nocke55 in die Öffnung47 eintritt und die geneigte Wand48 berührt. Durch weitere Drehung preßt sich die Nocke55 an die geneigte Wand48 , um so die Basis50 an der AP-Führung30 zu verspannen. Zum Lösen der Basis50 von der Führung wird der Nockenstab53 so gedreht, daß sich die Nocke55 von der geneigten Wand48 wegbewegt. - Eine alternative Ausführungsform des Verriegelungsmechanismus ist in
14 gezeigt. In der alternativen Ausführungsform weist der Verriegelungsmechanismus52' eine Schrau be64 auf, die durch die Basis einschraubbar aufgenommen ist und an einem Ende eine glatte konische Spitze65 sowie am anderen Ende einen Knopf66 aufweist. Die Führung30' verfügt über eine Öffnung47' , die eine geneigte Wand48' aufweist. Zum Verriegeln der Führung30' an der Basis50' wird im Gebrauch die Schraube64 gedreht, bis ihre konische Spitze65 die geneigte Wand48' berührt, um die Führung30' zwischen der Spitze65 und der Basis50' zu verspannen. - Je nach Art des am Femur anzupassenden Femurimplantats muß der Chirurg eine Kerbe im distalen Ende des resezierten Knochens herstellen. Normalerweise ist dies erforderlich, um Implantate anzupassen, die man als kondyläres Knie mit Positionserzwingung und posteriores stabilisiertes Knie bezeichnet. In diesen Fällen funktionieren allgemein das hintere und/oder vordere Kreuzband des Knies nicht ordnungsgemäß oder wurden nach Festlegung des Chirurgen entfernt. Somit muß das Implantat die Bänderfunktionen ersetzen. Dazu weist das femorale Implantat gewöhnlich eine gewisse Art von Vorsprung auf, der sich vom Tibialplateau nach oben und in den Femur erstreckt. Zur Aufnahme eines solchen Implantats muß eine Kerbe im distalen Femur gebildet werden.
- Eine Kerbenfräsführung
180 gemäß23 bis28 ist mit dem Instrumentensatz der Erfindung vorgesehen und weist Seiten182 ,184 auf, die so geformt sind, daß sie den Oberseiten der Basen50 entsprechen, und Öffnungen186 zum Aufnehmen der Vorsprünge62 ,63 der Basen haben. Ein Stab188 erstreckt sich zwischen den vordersten Enden der Seiten182 ,184 , und ein Stab190 erstreckt sich zwischen den hintersten Enden der Seiten182 ,184 , um die Seiten darstellungsgemäß in einer Abstandsbeziehung zu halten. Ein Führungskörper192 wird durch Stäbe188 ,190 getragen und ist auf den Stäben zwischen den Seiten182 ,184 verschiebbar. Der Führungskörper192 weist ein Paar Ansätze194 auf, die sich zueinander entgegengesetzt erstrecken. Die Ansätze194 sind zum Eingriff mit den konischen Spitzen65 der Schrauben64 vorgesehen, die durch die Femurbasis50 gemäß14 und24 getragen werden. Ferner weist der Körper192 einen sich posterior erstreckenden Schlitz196 mit geschlossenem Ende auf. Der Schlitz196 ist so konfiguriert, daß er den spulenförmigen Nasenabschnitt158 des Fräsgeräts150 ähnlich wie in18 bis29 aufnimmt. Eine Folge von Schlitzen198 ist benachbart zur hinteren Kante des Körpers192 und benachbart zum Stab190 gemäß26 ausgebildet. Die Schlitze198 sind so konfiguriert, daß sie ein Schwingsägeblatt (nicht gezeigt) zur Resektion der hinteren Kondylen9 aufnehmen (siehe25 ). Im Gebrauch plaziert der Chirurg die Kerbenfräsführung180 auf den Basen50 und verschiebt den Führungskörper192 medial und lateral auf den Stäben188 ,190 , bis eine gleiche Menge des Femurs auf jeder Seite des Führungskörpers192 sichtbar ist (28 ). Dadurch kann der Chirurg die Kerbe an der gewünschten Stelle relativ zu anatomischen Anhaltspunkten plazieren. Danach werden die Schrauben64 gedreht, bis die konische Spitze65 jeder Schraube einen Ansatz194 berührt. Anschließend werden die Schrauben an den Ansätzen festgezogen. Jede Schraube64 übt eine Seitenkraft auf einen Ansatz194 in Richtung der anderen Schraube64 aus. Ist jede Schraube64 festgezogen, so ist damit der Führungskörper192 gegen eine Medial-Lateral-Bewegung an den Stäben188 ,190 befestigt. Nach Befestigen des Führungskörpers fräst der Operateur eine Kerbe in das distale Femurende mit dem Fräsgerät ähnlich wie zuvor beschrieben. Der spulenförmige Nasenabschnitt des Fräsgeräts ist im Schlitz196 aufgenommen, um den Fräser in Anterior-Posterior-Richtung zu führen. Bei rotierendem Fräser wird ein Schlitz (nicht gezeigt) im distalen Ende des resezierten Femurs erzeugt. - Gemäß der vorstehenden Beschreibung reseziert der Chirurg bei noch befestigter Kerbenfräsführung
180 abschließend die hinteren Kondylen3 mit einer bekannten Schwingsäge und einem Blatt (nicht gezeigt). Das Blatt ist in einem Paar lateral ausgerichteter Schlitze198 aufgenommen. Darstellungsgemäß sind mehrere Paare lateral ausgerichtete Schlitze198 vorgesehen, damit der Chirurg wählen kann, wieviel von den hinteren Kondylen abgetragen werden sollte. - Sind die hinteren Kondylen entfernt, ist das Fräsen des distalen Femurs nunmehr abgeschlossen, und die Femurbasen
50 können abgenommen werden, indem man die schrägen Knochen schrauben70 entfernt. Normalerweise benutzt der Chirurg an dieser Stelle ein provisorisches Implantat, um die Anpassung des gefrästen Knochens an das Implantat zu kontrollieren, und das Kniegelenk wird auf ordnungsgemäße anatomische Einstellung nach Bestimmung durch den Chirurgen bewertet. Der Chirurg kann festlegen, daß zum Erreichen eines optimalen Ergebnisses zusätzlicher Knochen vom Femur abgefräst werden sollte. Ein solches Nachfräsen erfordert, daß die Fräsinstrumente relativ zu den vorhandenen gefrästen Oberflächen ausgerichtet werden. - Muß der Chirurg nachfräsen, wird die Nachfräsausrichtführung
200 von29 bis31 auf die im folgenden beschriebene Weise implementiert, um die Femurbasen50 in Ausrichtung zum Femur relativ zu den bereits gefrästen Oberflächen6 und8 erneut zu befestigen. Wie29 und30 am besten zeigen, weist die Nachfräsausrichtführung200 eine Basis202 mit einer geneigten vorderen Wand204 auf, die eine stumpfe Ecke206 an ihrer Verbindung mit der Basis202 bildet. Darstellungsgemäß entspricht die Ecke206 eng dem durch die vordere Schrägfläche6 und die distale Oberfläche8 gebildeten Winkel, die durch die o. g. ersten Fräsprozeduren hergestellt wurden. Dies sorgt für eine genaue Ausrichtung zwischen dem Femur und der Ausrichtführung200 . Ein Vorsprung208 erstreckt sich darstellungsgemäß von der geneigten vorderen Wand204 . Ein Gehäuse210 erstreckt sich einteilig von der Basis202 und weist einen rechtwinkligen Schlitz212 sowie mehrere Durchgangsbohrungen214 auf, was29 am besten zeigt. Die Durchgangsbohrungen214 durchlaufen die Basis202 und sind vorgesehen, um Befestigungsvorrichtungen aufzunehmen, z. B. Schrauben oder Stifte (nicht gezeigt). Der Abstand zwischen einer Wand213 des Schlitzes212 und der knochenberührenden Oberfläche203 der Basis202 ist ein vorbestimmter Abstand "h" (siehe20 ) und legt die Menge von zusätzlichem Knochenmaterial fest, das beim Nachfräsverfahren abzutragen ist. Deutlich ist, daß z. B. durch Senkung des Abstands h, indem die Basis202 dünner gemacht wird, die zu entfernende Knochenmenge steigt. Umgekehrt wird durch Erhöhen der Dicke der Basis202 und damit des Abstands h die abzutra gende Knochenmaterialmenge verringert. Die Ausrichtführung200 wird auf dem Femur so zentriert, daß eine gleiche Menge des Femurs auf der medialen und lateralen Seite der Führung sichtbar ist. Die Führung200 kann durch zwei oder mehr in den Durchgangsbohrungen214 aufgenommenen Stifte oder Schrauben (nicht gezeigt) an Ort und Stelle befestigt werden. - Nach beschreibungsgemäßem Ausrichten und Befestigen der Nachfräsführung am Femur werden die zuvor verwendeten und näher beschriebenen Femurbasen
50 wieder mit der AP-Ausrichtführung30 verbunden, die zuvor in der Beschreibung auch näher erläutert wurde. Die AP-Ausrichtführung30 wird auf die Nachfräsführung200 aufgeschoben, wobei die Finger39 im rechtwinkligen Schlitz212 der Nachfräsführung aufgenommen werden. Sitzt die AP-Ausrichtführung voll auf der Nachfräsführung auf (was in31 gezeigt ist), setzt der Chirurg mehrere schräge Knochenschrauben70 ein, um die Femurbasen50 am Femur wie zuvor zu befestigen. Sind die Basen befestigt, werden die Verriegelungsmechanismen52 gelöst, um die AP-Ausrichtführung und Nachfräsführung freizugeben, die anschließend abgenommen werden, wodurch nur die Femurbasen50 mit dem gefrästen Femur gemäß32 verbunden bleiben. Ab jetzt wird das Nachfräsen des Femurs auf genau die gleiche Weise wie zuvor realisiert, wobei die Femurfräsführung80 und die Kerbenfräsführung180 gemäß der vorstehenden Beschreibung zum Einsatz kommen. Da die Bezugspunkte für diese Fräsführungen die Basen50 sind, die anhand der gefrästen Oberflächen durch die Nachfräsführung200 wieder angebracht wurden, wird die beim Nachfräsen abgetragene Knochenmenge durch die Nachfräsführung bestimmt, was zuvor erwähnt wurde. - Als Alternative zum Fräsen des Knochens mit Hilfe der verschiedenen zuvor beschriebenen Fräsführungen bietet der Instrumentensatz der Erfindung dem Chirurgen die Möglichkeit, eine Schneidführung mit den Femurbasen zu verbinden, um den Knochen mit einem normalen Schneidegerät zu resezieren, z. B. einer motorisch betriebenen chirurgischen Schwingsäge (nicht gezeigt). Die Fünffach-Schneidführung
220 des Instrumentensatzes der Erfindung ist in33 bis37 gezeigt und weist einen Körper222 mit einer dargestellten geringen Abkantung darin auf. Ein Paar Ansätze224 erstreckt sich von der medialen und lateralen Kante des Körpers222 und weist Öffnungen darin zum Aufnehmen der Vorsprünge62 ,63 von den Femurbasen50 auf. Eine Aussparung ist in der medialen und lateralen Seite des Körpers222 zum Unterbringen der konischen Spitze65 des alternativen Verriegelungsmechanismus52' für die Basis50 hergestellt. Ein Schlitz226 ist im Körper222 geneigt ausgebildet, um ein Sägeblatt auf dem durch eine Strichlinie227 bezeichneten Weg zur Resektion der distalen Oberfläche des Femurs zu führen. Ein Schlitz228 ist im Körper222 geneigt ausgebildet, um ein Sägeblatt auf dem durch eine Strichlinie229 bezeichneten Weg zur Resektion des vorderen Kondylus zu führen. Ein Schlitz230 ist im Körper222 geneigt ausgebildet, um ein Sägeblatt auf dem durch eine Strichlinie231 bezeichneten Weg zum Herstellen einer hinteren abgeschrägten Oberfläche zu führen. Ein Schlitz232 ist im Körper222 geneigt ausgebildet, um ein Sägeblatt auf dem mit einer Strichlinie233 bezeichneten Weg zur Bildung einer vorderen abgeschrägten Oberfläche zu führen. Schließlich ist ein Paar ausgerichtete Schlitze234 im Körper222 zum Führen eines Sägeblatts auf dem durch eine Strichlinie235 bezeichneten Weg zur Resektion der hinteren Kondylen ausgebildet. Im Gebrauch legt der Chirurg die Femurbasen50 wie zuvor anhand der Fräsführungen der Erfindung fest. Statt aber die Femurfräsführung80 mit den Basen zu verbinden, befestigt der Chirurg die Fünffach-Schneidführung220 an den Basen. Ist die Schneidführung mit den Basen verbunden, setzt der Chirurg ein Blatt durch jeden Schlitz ein, um alle notwendigen Schnitte zur Plazierung einer Knieprothese vorzunehmen, ohne jemals die Fünffach-Schneidführung zu bewegen, zu verschieben oder anderweitig neu zu orientieren. Indem alle notwendigen Schnitte ohne Wechsel von Führungen vorgenommen werden, läßt sich die relative Genauigkeit zwischen den hergestellten Schnitten genauer steuern, was zu einem besser passenden Implantat führt. - Hat der Operateur den Femur mit der Fünffach-Schneidführung reseziert, wird normalerweise ein provisorisches Implantat verwendet, um die Anpassung des Gesamtimplantats zu bestimmen. Bestimmt der Chirurg, daß zusätzlicher Knochen abge tragen werden sollte, um die Anpassung des Implantats zu optimieren, werden die Nachfräsführung
200 und die AP-Ausrichtführung30 verwendet, um die Femurbasen50 wie zuvor beschrieben erneut festzulegen. Danach wird die Schneidführung220 wieder an den Basen befestigt, und der Femur wird nachgeschnitten. - Verständlich ist, daß die Erfindung nicht auf die zuvor genannten genauen Einzelheiten beschränkt ist, sondern innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche abgewandelt sein kann.
Claims (1)
- Ausrichtführung (
10 ) zur Verwendung in der orthopädischen Gelenkersatzchirurgie, wobei die Führung eine intramedulläre Stange (14 ) aufweist, die ein proximales Ende (130 ) und ein distales Ende (132 ) hat und zum Positionieren parallel zu einer anatomischen Längsachse eines Knochens mit einem zu ersetzenden Gelenk konfiguriert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung ferner ein Gehäuse (18 ) aufweist, wobei das proximale Ende der Stange mit dem Gehäuse schwenkbar verbunden ist, wobei das Gehäuse ferner aufweist: eine Plattform (12 ) mit einer ebenen Oberfläche zum Positionieren an einem freiliegenden Ende des Knochens und eine durch das Gehäuse getragene Einstelleinrichtung (138 ,15 ), die so konfiguriert ist, daß sie Schwenken der Plattform relativ zur intramedullären Stange (14 ) ermöglicht, um die ebene Oberfläche der Plattform im Gebrauch so zu positionieren, daß sie sich allgemein senkrecht zur mechanischen Längsachse des Knochens erstreckt, so daß die Plattform über dem Ende des Knochens liegt, wobei die Einstelleinrichtung mindestens eine durch das proximale Ende der Stange getragene Nockenfläche (138 ) und eine durch das Gehäuse verschiebbar getragene Nocke (15 ) aufweist, wodurch beim Verschieben der Nocke die Nockenfläche bewirkt, daß die Stange relativ zum Gehäuse schwenkt.
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