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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Femurschneidvorrichtung, die zum Einsetzen einer Prothese
eines erneuerten Knies bestimmt ist.
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Die vorliegende Erfindung findet
eine besonders vorteilhafte Anwendung auf dem Gebiet der totalen
Arthroplastie des Knies.
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Eine Knieprothese ist einer sehr
großen
Anzahl von mechanischen Zwangsbedingungen unterworfen, sobald das
Gelenk beansprucht wird. Wenn, ganz gleich aus welchen Gründen, die
Implantation einer derartigen Prothese schlecht ausgeführt worden
ist, kann man schnell eine Auflösung
des Knochens und als Folge davon eine zunehmende Lösung der
unterschiedlichen Komponenten beobachten. Es wird dann unerläßlich, so
schnell wie möglich
zu einem Ersatz der Gesamtheit der Implantation zu schreiten, und
zwar durch eine vollständige
Prothese, die in diesem Fall zweckmäßigerweise korrekt und angemessen
einzusetzen ist.
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Üblicherweise
besteht der Vorgang bzw. die Operation des Ersetzens als erstes
darin, die ursprüngliche
Prothese vorsichtig vom Knochen zu lösen, um sie dann ebenso vorsichtig
herauszunehmen, um unnötige
Brüche
und Verluste von Knochenmaterial zu vermeiden. Die große Schwierigkeit,
die anschließend
auftritt, besteht darin, eine korrekte Positionierung im Raum in
Bezug auf jeden Knochenabschnitt finden zu können, der an der Gelenkbewegung
des Knies teilnimmt, nämlich
den distalen Endabschnitt des Femurs, die posteriore Fläche der Kniescheibe
und den proximalen Endabschnitt der Tibia.
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Diese Art von Schwierigkeit ist im
Bereich des Femurs am kompliziertesten. In diesem Stadium der Operation
sind bei dem distalen Abschnitt dieses Knochens nämlich tatsächlich keine
wirklich anatomischen Merkmale vorhanden, anschließend an
die Schnitte, die bei der Implantation der ursprünglichen femuralen Komponente
ausgeführt
worden sind, an die Auflö sungsvorgänge, die
anschließend
erfolgt sind, und an die Verluste von Knochenmaterial, die eventuell
beim Entfernen der genannten femuralen Komponente aufgetreten sind.
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Das Vorhandensein von zahlreichen
Fehlstellen von Knochenmaterial am distalen Bereich des Femurs verlangt
dann, daß neue
Schnitte durchgeführt
werden. Diese werden im allgemeinen in vollständig herkömmlicher Weise ausgeführt, und
zwar mit Hilfe von Schneidgehäusen
und/oder Schneidführungen,
die in axialer Richtung im Verhältnis
zum Knochen stabilisiert werden. Aufgrund des Fehlens von wesentlichen
Bezugspunkten werden diese Schnitte allerdings ohne besondere Berücksichtigung
der Abmessungen durchgeführt,
d. h. ohne tatsächlich
von vornherein die innere Formgebung des zukünftigen Implantats und/oder
seine spezielle relative Positionierung in Bezug auf die Tibia zu
berücksichtigen.
Das Wesentliche besteht lediglich darin, ebene und saubere Stützflächen zu
erhalten, um letztlich eine stabile Positionierung der vollständigen Prothese
zu garantieren. Erst im Nachhinein wird versucht, die passende Form
der femuralen Komponente zu bestimmen. Für diesen Zweck verwendet man eine
femurale Versuchskomponente, auf der man Keile mit unterschiedlicher
Höhe anfügt. Man
tastet sich auf diese Weise vor, bis die Verluste an Knochenmaterial
in maximalem Umfang ausgeglichen sind, wobei mit Hilfe von Zwischenstücken darauf
geachtet wird, daß der
Zwischenraum zwischen dem distalen Endabschnitt des Femurs und dem
proximalen Endabschnitt der Tibia in Bezug auf Beugung und Streckung ähnlich ist,
wobei z. B. auf die US-A-5,464,406
verwiesen sei.
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Diese Art der Operationstechnik weist
den Nachteil auf, daß sie
grundsätzlich
mit einer sehr großen
Ungenauigkeit behaftet ist, da die Auswertung der Form und der Positionierung
des zukünftigen
Implantats erst dann erfolgt, nachdem man die unterschiedlichen
Schnitte am Endabschnitt des Femurs ausgeführt hat. Unter diesen Bedingungen
darf man sich selbstverständlich
nicht darüber
wundern, daß der
Schritt des Schneidens ohne Bezugspunkt ausgeführt wird. Ebenfalls ist es
nicht möglich,
daß der vorgenannte
Schritt der Auswertung anders als durch Herantasten ausgeführt wird.
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Dieser bedauerliche Befund leitet
sich im wesentlichen aus der prinzipiellen Einfachheit der Femurschneidvorrichtungen
her, die üblicherweise
verwendet werden. Ihr Aufbau ist nämlich auf einfache Gehäuse und/oder
Führungen
für den
Schnitt begrenzt, die man nach und nach am distalen Abschnitt des
Femurs mit Hilfe von axialen Zentrierungsmitteln stabilisiert. Ihre Funktion
ist in gleicher Weise begrenzt, da sie sich darauf beschränkt, ebene
und saubere Oberflächen
zu erzeugen, indem als Bezugspunkte die unterschiedlichen Fehlstellen
des Knochenmaterials genommen werden, die am Endabschnitt des Knochens
vorhanden sind. Die auszuführenden
Schnitte sind herkömmlicherweise
der distale Schnitt, der posteriore Schnitt und der anteriore Schnitt.
Außerdem
verlangt der erhebliche Platzbedarf dieser Schneidvorrichtungen
die vollständige Immnobilisierung
des Knies und bringt als Folge davon mit sich, daß es unmöglich ist,
Simulationen der Beuge- bzw. Streckbewegung auszuführen.
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Daher besteht die technische Aufgabe,
die durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu lösen ist,
darin, eine Femurschneidvorrichtung zum Einsetzen einer vollständigen Prothese
eines erneuerten Knies in der Knochenchirurgie bereitzustellen,
wobei die Schneidvorrichtung Zentrierungsmittel am distalen Endabschnitt
des Femurs sowie Schneidmittel des distalen Teils des Knochens aufweist,
wobei die Femurschneidvorrichtung ermöglichen soll, Schnitte im Nachhinein
zu ermöglichen,
d. h. nachdem die Abmessungen und die Positionierung im Raum der
zukünftigen
femuralen Komponente festgelegt worden sind.
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Die Lösung des vorgenannten technischen Problems
besteht gemäß der vorliegenden
Erfindung darin, daß die
Schneidmittel fest mit einem Positionierungsorgan verbunden sind,
das beweglich hinsichtlich einer Verlagerung in Bezug auf die Zentrierungsmittel
gehalten ist, wobei zumindest ein Teil des Positionierungsorgans
eine äußere Form
aufweist, die dazu geeignet ist, über eine Gleitbewegung mit einer
tibialen Komponente zusammenzuwirken, die in den proximalen Endabschnitt
der entsprechenden Tibia implantiert ist, unabhängig davon, welches die relative
Position des genannten Positionierungsorgans in Bezug auf die tibiale
Komponente im Verlaufe einer Beuge- bzw. Streckbewegung des Knies
ist.
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Die Erfindung, so wie sie in dieser
Weise festgelegt ist, weist den Vorteil auf, daß sie eine Positionierung der
Schneidmittel in Abhängigkeit
von der Tibia und nicht in Abhängigkeit
vom Femur ermöglicht.
Im Gegensatz zu den Schneidvorrichtungen aus dem Stand der Technik
sind die Schneidmittel nämlich
nicht mehr in Anlage gegen den distalen Endabschnitt des Femurs
fixiert, sondern sind im Raum positioniert im Kontakt mit einer
tibialen Komponente, die vorab am proximalen Endabschnitt der Tibia
implantiert worden ist. Die tibiale Komponente, die verwendet wird,
kann in vorteilhafter Weise ein Versuchsansatz sein.
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Die Kombination der Beweglichkeit
des Positionierungsorgans, mit der speziellen Form seiner Außenfläche, ermöglicht es,
eine Position festzulegen, die dazu geeignet ist, den Kontakt zwischen dem
genannten Positionierungsorgan und der femuralen Komponente zu garantieren,
unabhängig
davon, welches ihre relative Position ist.
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Die Tatsache, daß das Positionierungsorgan über eine
Gleitbewegung mit der tibialen Komponente zusammenwirken kann, ermöglicht es,
auf ununterbrochene Weise eine beliebige Beuge- bzw. Streckbewegung
des Knies zu simulieren. Dies ermöglicht es in vorteilhafter
Weise, die Auswahl in Bezug auf die Größe, die Form und/oder die Positionierung
des zukünftigen
femuralen Implantats vor der eigentlichen Ausführung der unterschiedlichen
Schnitte zu validieren.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung ist die äußere Form
des Positionierungsorgans im wesentlichen identisch zumindest mit
der äußeren Form
der distalen und posterioren Bereiche der zu implantierenden femuralen
Komponente. Auf diese Weise weist das Positionierungsorgan, nachdem
es einmal korrekt in dem Zwischenraum am distalen Endabschnitt des
Femurs positioniert worden ist, in vorteilhafter Weise ein Verhalten
auf, das demjenigen entspricht, welches die femurale Komponente
hätte,
wenn sie auf optimale Weise implantiert worden wäre. Es ist als Folge davon
möglich,
eine ganze Reihe von Kontrollen und Tests durchzuführen, um mit
Präzision
die Position und die abmessungsmäßigen Eigenschaften
der zukünftigen
femuralen Komponente zu validieren. Nachdem dieser Vorgang beendet
ist, werden die unterschiedlichen Schnitte entsprechend der zuvor
festgelegten Auswahl ausgeführt,
d. h. in Abhängigkeit
von der Position des Positionierungsorgans und von der allgemeinen
Form der zu implantierenden femuralen Komponente.
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In besonders vorteilhafter Weise
weist die äußere Form
des Positionierungsorgans Merkmale bzgl. der Form und Abmessungen
auf, die im wesentlichen identisch sind wie die, die den äußeren Formen
der unterschiedlichen Größen der
femuralen Komponente, die verwendet werden kann, gemeinsam sind.
Auf diese Weise geformt und nach einer adäquaten Positionierung weist
das Positionierungsorgan ein Verhalten auf, das ähnlich ist wie das der femuralen
Komponente, unabhängig
davon, welches dessen Größe ist.
Als Folge davon kann die Femurschneidvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in vorteilhafter Weise zum Einsetzen von Erneuerungsprothesen
verwendet werden, die strukturell identisch sind, aber von varia blem
Format sind. Die gemeinsamen Merkmale bei unterschiedlichen Größen der
femuralen Komponente betreffen im wesentlichen die Formen und die
Abmessungen der distalen und posterioren Teile, und insbesondere
die, die den Condylen entsprechen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Positionierungsorgan
beweglich hinsichtlich einer transversalen Translation in Bezug
auf die Zentrierungsmittel gehalten, entlang einer Richtung, die
senkrecht zur medullären
Achse des Knochens ist. Diese transversale Beweglichkeit ermöglicht es,
das Positionierungsorgan entlang einer anterior-posterioren Achse zu
positionieren, in Abhängigkeit
von der Größe der femuralen
Komponente, die man zu implantieren beabsichtigt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Positionierungsorgan
beweglich hinsichtlich einer axialen Rotation in Bezug auf die Zentrierungsmittel
gehalten, um eine Richtung herum, die parallel zur medullären Achse
des Knochens ist. Das Positionierungsorgan kann auf diese Weise
hinsichtlich der axialen Rotation korrekt am distalen Endabschnitt
des Femurs positioniert werden, in Abhängigkeit von anatomischen Anhaltspunkten
wie etwa die anterior-posteriore Achse, die Bi-Condylen-Linie und/oder
die mechanische Achse der Tibia.
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Vorzugsweise ist das Positionierungsorgan beweglich
hinsichtlich einer transversalen Rotation in Bezug auf die Zentrierungsmittel
gehalten, um eine Richtung, die orthogonal zur medullären Achse
des Femurs ist. Der Zweck dieser Beweglichkeit besteht darin, auf
der einen Seite die Anpassung der Femurschneidvorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung unterschiedslos entweder auf einem rechten
Knie oder auf einem linken Knie zu ermöglichen, und auf der anderen
Seite die Berücksichtigung
des Winkels zu ermöglichen,
der die anatomische Achse und die mechanische Achse des Knochens
trennt.
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Die Beschreibung, die sich in Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen anschließt,
wobei diese beispielhaft und nicht beschränkend sind, dient dazu, den
Gegenstand der Erfindung verständlich
zu machen, und zu zeigen, wie die Erfindung ausgeführt werden
kann.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Femurschneidvorrichtung nach
der vorliegenden Erfindung.
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2 besteht
aus einer Ansicht der Innenfläche
der Vorrichtung, die in 1 dargestellt
ist, wobei insbesondere die Beweglichkeit des Positionierungsorgans
in Bezug auf eine transversale Translation und auf eine Rotation
senkrecht zur Achse des Knochens dargestellt ist.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Femurschneidvorrichtung nach 1, in der die Kalibrierungsmittel
dargestellt sind, die dazu geeignet sind, die Position des Positionierungsorgans
entlang der anterior-posterioren Achse zu bestimmen, in Abhängigkeit
von der Größe der femuralen
Komponente, die implantiert werden soll.
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4 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht die Femurschneidvorrichtung nach 1, wobei hier die Schneidmittel
für den
distalen Schnitt (distale Schneidmittel) angebracht sind und auch
Blockierungsmittel, die dazu geeignet sind, das Positionierungsorgan
in Bezug auf eine axiale Translation zu immobilisieren.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf die Schneidmittel für den distalen Schnitt und
die Blockierungsmittel, die in 4 dargestellt
sind.
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6 zeigt
schematisch im Längsschnitt
einen Mechanismus zur Einstellung der Länge der Blockierungsmittel.
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Femurschneidvorrichtung nach 1, auf der die Anvisiemittel
angebracht sind, die dazu geeignet sind, die Position hinsichtlich
einer axialen Rotation des Positionierungsorgans in Bezug auf den
Femur zu bestimmen.
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8 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Femurschneidvorrichtung nach 1, die mit Schneidmitteln
für einen
anterioren Schnitt gemäß der Erfindung
versehen ist.
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Aus Gründen der Klarheit sind gleiche
Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Ebenfalls sind
lediglich die Elemente, die für
das Verständnis
der vorliegenden Erfindung wesentlich sind, dargestellt worden,
wobei dies ohne Berücksichtigung
des Maßstabs
und in schematischer Weise erfolgt ist.
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In der speziellen Ausführungsform,
die in 1 und 2 dargestellt ist, weist
die Femurschneidvorrichtung 1 insbesondere Zentrierungsmittel 10 auf,
in Bezug auf die ein Positionierungsorgan 20 beweglich
hinsichtlich einer Verlagerung gehalten ist, welches dafür bestimmt
ist, die unterschiedlichen Schneidmittel zu tragen, die für die formelle
neue Definition des distalen Abschnitts des Femurs notwendig sind.
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Das Positionierungsorgan 20 setzt
sich schematisch aus einem Hauptkörper 21 und einem aktiven
Teil 22, der eine Anlage- bzw. Abstützfläche bildet, zusammen, um über eine
Gleitbewegung mit einer tibialen Komponente zusammenwirken zu können, die
in der Tibia implantiert ist. Zu diesem Zweck ist die äußere Form
des aktiven Teils 23 im wesentlichen identisch mit der
der distalen bzw. posterioren Teile der endgültigen Femurkomponente, die
man am Endabschnitt des Femurs einzusetzen beabsichtigt.
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In diesem Ausführungsbeispiel beinhalten die
Zentrierungsmittel 10 einen Führungsstift 11, der dazu
bestimmt ist, über
eine Gleitbewegung mit einem mit Gewinde versehenen Stift 12 zusammenzuwirken,
der eine Verankerungsschraube bildet. Der Führungsstift 11 und
der mit Gewinde versehene Stift 12 sind dazu bestimmt,
fest mit dem Positionierungsorgan 20 verbunden zu werden
bzw. in das Innere des medullären
Kanals des Femurs implantiert zu werden. Es versteht sich natürlich, daß der mit
Gewinde versehene Stift 12 durch ein beliebiges intramedulläres Organ
ersetzt werden kann, das in der Lage ist, die gleichen Funktionen
der Verankerung und Zentrierung zu erfüllen. Die Verankerungsschrauben
sind in jeder Hinsicht angezeigt, da der Femur in seinem epiphysischen
Bereich über
eine ausreichende Menge an schwammigem Gewebe bzw. Spongiosa verfügt. Im gegenteiligen
Fall wird ein unterschiedliches System bevorzugt, um einen wirkungsvollen
Abstützpunkt
zu erhalten. Das intramedulläre
Organ weist dann einen Zentrierungsstift mit großer Länge auf an dessen Endabschnitten ein
Zentrierungselement und ein Blockierungskonus fest angebracht sind,
deren jeweilige Durchmesser unter unterschiedlichen Größen ausgewählt werden können. Die
Ge samtheit dieser Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise mit der
Hilfe einer universellen Einschlag- und Ausziehvorrichtung eingeschlagen oder
zurückgezogen
werden.
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Das Positionierungsorgan 20 weist
mehrere Freiheitsgrade der Bewegung in Bezug auf die Zentrierungsmittel 10 auf,
sowohl hinsichtlich einer Translation als auch hinsichtlich einer
Rotation. Eine von diesen betrifft insbesondere eine transversale Translation
entlang einer Richtung, die senkrecht zur medullären Achse des Knochens ist,
d. h. in diesem Ausführungsbeispiel
entlang einer Richtung, die senkrecht zu der Achse ist, entlang
der die Zentrierungsmittel 10 positioniert sind.
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Diese Bewegung ist aufgrund der Tatsache möglich, daß der äußere Endabschnitt 13 des
Führungsstifts 11 senkrecht
mit einer Achse 23 mit quadratischem Querschnitt fest verbunden
ist, die in Längsrichtung
in dem Grundkörper 21 des
Positionierungsorgans 20 verschieblich ist. Die eigentliche Verlagerung
der Achse 23 wird durch Einstellmittel 24 erzeugt,
die in diesem Ausführungsbeispiel
ein Rändelrad 25 aufweisen,
das beweglich hinsichtlich einer Rotation in Bezug auf ein Führungsteil 26 angebracht ist,
das fest mit dem Positionierungsorgan 20 verbunden ist,
wobei das Führungsteil 26 insbesondere
die Aufgabe hat, jegliche Rotation der genannten Achse 23 zu
verhindern.
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Die Umformung der Drehbewegung, die
von dem Rändelrad 25 erzeugt
wird, in eine Translationsbewegung, die an die Achse 23 übertragen
werden kann, wird dadurch ermöglicht,
daß das
genannte Rändelrad 25 mit
einer zentralen Bohrung versehen ist, welche ein Gewinde aufweist,
mit dem über
Gewindeeingriff der obere Endabschnitt 27 der genannten
Achse 23 zusammenwirkt. Die Bohrung, die in der Mitte des
Führungsteils 26 eingebracht
ist, weist einen quadratischen Querschnitt auf, der komplementär zu dem
der Achse 23 ist, so daß verhindert wird, daß die genannte
Achse 23 in Drehung versetzt wird, wenn das Rändelrad 25 betätigt wird,
und daß dagegen
der Gewindeeingriff bzw. die Verschraubung in Höhe der Einstelmittel 24 wirksam
wird. Die Achse 23 wird dann zu einer Translation mitgenommen,
was als Folge hat, daß das
Positionierungsorgan 20 in Bezug auf die Zentrierungsmittel 10 in
Bewegung gesetzt wird. Aufgrund ihres besonderen Aufbaus sind die
Einstellmittel 24 ebenfalls dazu bestimmt, eine Unbeweglichkeit
des Positionierungsorgans 20 in Bezug auf die Zentrierungsmittel 10 zu
gewährleisten.
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Um den Winkelabstand berücksichtigen
zu können,
der zwischen der anatomischen Achse und der mechanischen Achse des
Femurs besteht, weist das Positionierungsorgan 20 in vorteilhafter
Weise einen Freiheitsgrad zur Bewegung hinsichtlich einer transversalen
Rotation entlang einer Richtung auf, die senkrecht zur medullären Achse
des Knochens ist, d. h. in diesem Fall entlang einer Richtung, die senkrecht
zu der Achse ist, entlang der die Zentrierungsmittel 10 positioniert
sind.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Achse 23a priori
hinsichtlich einer Rotation durch das Führungsteil 26 blockiert.
Lediglich eine Drehung dieses letztgenannten Teils kann dem Positionierungsorgan 20 ermöglichen,
sich in transversaler Richtung in Bezug auf die Zentrierungsmittel 10 zu
verschwenken. Außerdem
ist das Führungsteil 26 beweglich
im Hinblick auf eine Rotation auf dem Grundkörper 21 angebracht,
entsprechend einer Richtung, die senkrecht zu dem Führungsstift 11 ist.
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Das Kippen des Positionierungsorgans 20, das
auf diese Weise erzeugt wird, wird in Winkelrichtung durch Indexierungsmittel 28 kontrolliert,
die einen Verriegelungskeil 29 und zwei Reihen von durchgehenden
Bohrungen 30 und 31 aufweisen, die einander gegenüberliegend
jeweils durch das Führungsteil 26 und
durch den Grundkörper 21 eingebracht
sind. Auf diese Weise ist es möglich,
indem der Keil 29 nacheinander in eine Bohrung 30 und dann
in eine Bohrung 31 eingesteckt wird, die Rotation des Führungsteils 26 in
Bezug auf den Grundkörper 21 zu
blockieren, und als Folge davon die Rotation des Positionierungsorgans 20 in
Bezug auf die Zentrierungsmittel 10.
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Die durchgehenden Bohrungen 30 und 31 sind
auf solche Weise eingebracht, daß der Winkel der Rotation auf
vorbestimmte Werte begrenzt ist, die typischen Winkelabständen zwischen
der anatomischen Achse und der mechanischen Achse des Femurs entsprechen,
d. h. 5°,
7° oder
9°. Unter
dieser Annahme entspricht die anatomische Achse des Knochens der
Richtung, entlang der die Zentrierungsmittel 10 angeordnet
sind. In einer besonders vorteilhaften Weise kann diese Art der
Einstellung beiderseits der Symmetrieebene realisiert werden, die
sich senkrecht zu dem Grundkörper 21 des
Positionierungsorgans 20 erstreckt, um die Femurschneidvorrichtung 1 sowohl
an ein rechtes Knie als auch an ein linkes Knie anpassen zu können.
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Der Führungsstift 11 ist
frei schiebebeweglich in einer Längsbohrung 14 gehalten,
die im Zentrum des mit Gewinde versehenen Stifts 12, der
eine Verankerungsschraube bildet, eingebracht ist. Das Positionierungsorgan 20,
mit dem der genannte Führungsstift 11 durch
Verschrauben fest verbunden ist, besitzt als Folge davon einen doppelten
Freiheitsgrad zur Bewegung hinsichtlich einer axialen Translation
und einer axialen Rotation entlang einer Richtung, die parallel
zur medullären
Achse des Knochens ist, d. h. in diesem Falle entlang einer Richtung,
die parallel zu der Achse ist, entlang der die Zentrierungsmittel 10 angeordnet
sind.
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Alle Freiheitsgrade zu Bewegungen,
mit denen das Positionierungsorgan 20 ausgestattet ist, sind
dazu bestimmt, ein optimales Anbringen der Femurschneidvorrichtung 1 an
Ort und Stelle in Bezug auf den distalen Teil des Femurs zu ermöglichen. Dieser
Vorgang besteht darin, daß der
aktive Teil 22 des Positionierungsorgans 20 exakt
an der Stelle, die die entsprechenden Teile der endgültigen Femurkomponente
einnehmen sollen, präzise
positioniert wird, um eine optimale Stabilität zu erhalten, sowohl im Hinblick
auf eine Beugung als auch eine Streckung, und auch im Hinblick auf
sämtliche
dazwischen liegende Winkelwerte.
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Um eine ideale Positionierung des
Positionierungsorgans 20 zu erzielen, ist es notwendig,
im wesentlichen drei Komponenten zu bestimmen, wobei es sich hierbei
um den Abstand in distaler Hinsicht, die Position entlang der anterior-posterioren Achse
und die Position im Hinblick auf eine Rotation in Bezug auf die
medulläre
Achse des Knochens handelt. Zu diesem Zweck verwendet man unterschiedliche
Bezugssysteme im Raum, die mit den jeweiligen Freiheitsgaden der
Bewegung kombiniert sind, hinsichtlich einer axialen Translation,
einer transversalen Translation und einer axialen Rotation.
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Die Positionierung des Positionierungsorgans 20 entlang
der anterior-posterioren Achse, d. h. entlang einer Richtung, die
zu der medullären
Achse des Knochens senkrecht ist, aber im wesentlichen parallel
zur sagittalen Ebene ist, erfolgt in Abhängigkeit von der Größe der zukünftigen
Femurkomponente, die man einzusetzen beabsichtigt. Um diesen Parameter
berücksichtigen
zu können,
verwendet man Kalibrierungsmittel 40, die dazu bestimmt
sind, die theoretische Position der inneren, anterioren Fläche von
einer beliebigen Größe der Femurkomponenten zu
lokalisieren, in Bezug auf die der inneren, posterioren Fläche ein
und derselben Komponente. Im vorliegenden Fall entspricht die innere,
posteriore Fläche
der inneren Oberfläche 32 des
posterioren Abschnitts 33 des aktiven Teils 22 des
Positionierungsorgans 20.
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Wie man in 3 erkennt, sind die Kalibrierungsmittel 40 abnehmbar
und weisen eine Anzeigespitze 41 auf, die beweglich hinsichtlich
einer Verlagerung auf einem Trägerteil 42 gehalten
ist, welches seinerseits beweglich hinsichtlich einer Verlagerung in
anterior-posteriorer Richtung auf dem Grundkörper 21 des Positionierungsorgans 20 gehalten
ist. Die Verlagerung der Anzeigespitze 41 in Bezug auf
das Trägerteil 42 erfolgt
im übrigen
senkrecht zu der des genannten Trägerteils 42 in Bezug
auf den Grundkörper 21.
Indessen wird, sowohl im Falle der Anzeigespitze 41 als
auch im Falle des Trägerteils 42,
die Bewegbarkeit durch Blockierungsmittel gesteuert, die durch ein
nicht dargestelltes System mit Kugelstößel und durch eine mit Rändelung
versehene Schraube 43 gebildet sind. Das Ziel besteht selbstverständlich darin,
in Abhängigkeit
von der Größe der gehaltenen Komponente
eine Immobilsierung der Anzeigespitze 41 und des Trägerteils 42 zu
ermöglichen.
Für diesen Zweck
ist eine Reihe von Bezugspunkten 107, 110, die
der jeweiligen Größe entsprechen,
auf dem Grundkörper 21 und
auf der Oberfläche
der Anzeigespitze 41 angeordnet, und zwar genau an der
Stelle, wo die Verschiebebewegungen auftreten. Die Position des
Trägerteils 42 in
Bezug auf den Grundkörper 21 legt
den Zwischenraum zwischen den jeweiligen inneren Flächen des
anterioren und posterioren Teils des endgültigen femuralen Implantats
fest. Die Position der Anzeigespitze 41 in Bezug auf das
genannte Trägerteil 42 berücksichtigt,
soweit dieser betroffen ist, lediglich die Höhe des anterioren Teils der
zukünftigen
Komponente.
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Soweit der Abstand in distaler Richtung
des Positionierungsorgans 20 in Bezug auf den Endabschnitt
des Femurs betroffen ist, erfolgt die Festlegung der optimalen Position
in einfacher Weise dadurch, daß das
Knie in Streckposition gebracht wird, wobei dann der Freiheitsgrad
zur Bewegung im Hinblick auf eine axiale Translation des genannten
Positionierungsorgans 20 genutzt wird, um den aktiven Teil 22 in
Kontakt mit einer tibialen Komponente zu bringen, die vorab am proximalen
Endabschnitt der Tibia an Ort und Stelle eingesetzt worden ist.
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Um die Femurschneidvorrichtung 1 am
distalen Endabschnitt des Femurs zu immobilisieren, sind in vorteilhafter
Weise Blockierungsmittel 50 vorgesehen, die dazu bestimmt
sind, den Freiheitsgrad zur Bewegung im Hinblick auf eine axiale
Translation des Positionierungsorgans 20 in Bezug auf die
Zentrierungsmittel 10 zu blockieren. In dem vorliegend
beschriebe nen, speziellen Ausführungsbeispiel
erfolgt die Blockierung in externer Weise, da die Blockierungsmittel 50 sowohl
mit der Femurschneidvorrichtung 1 als auch mit dem Knochen
fest verbunden sind.
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Es ist von Bedeutung, daß man mit
Präzision den
Zwischenraum bestimmen kann, der sich zwischen dem Positionierungsorgan 20 und
dem distalen Endabschnitt des Femurs bildet, wenn die Femurschneidvorrichtung 1 in
axialer Translation in Richtung auf die Tibia verlagert wird. In
Abhängigkeit
von diesem Abstand werden nämlich
die Abstandskeile bzw. – zwischenstücke ausgewählt, die
dazu bestimmt sind, fest mit dem Inneren der Femurkomponente verbunden
zu werden; die Höhe
des auf diese Weise gebildeten Zwischenraums muß hierbei der Dicke eines jeden
verwendeten Zwischenstücks
entsprechen. Auch sind die Blockierungsmittel 50 so ausgebildet,
daß sie
in der Länge
einstellbar sind; die Verlängerung
erfolgt in vorteilhafter Weise in Schritten einer vorbestimmten
Länge,
bspw. von 4 mm.
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Um eine gute Funktionsweise der Blockierungsmittel 50 zu
garantieren, ist es notwendig, daß deren Verlängerung
entlang einer Richtung erfolgen kann, die parallel zu der Achse
ist, entlang der die Translation des Positionierungsorgans 20 erfolgt. Dies
ist der Grund dafür,
daß die
Blockierungsmittel 50 schwenkbar in Bezug auf die Femurschneidvorrichtung 1 angebracht
sind, und zwar um eine Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu
der medullären
Achse des Femurs ist. Auf diese Weise können sie, je nach dem, ob es
sich um ein rechtes oder linkes Knie handelt, welches zu behandeln
ist, und in Abhängigkeit
von dem Winkelabstand, der zwischen der anatomischen Achse und der
mechanischen Achse des Knochens besteht, ausgerichtet werden.
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In dem speziellen Ausführungsbeispiel,
das in 4–6 dargestellt ist, sind die
Blockierungsmittel 50 durch eine Zahnstange 51 gebildet,
mit der über Blockierung
ein Verriegelungsorgan 52 zusammenwirkt, das in einem Verankerungskopf 53 angeordnet ist.
Die Zahnstange 51 ist schwenkbar über eine Achse 54 in
Bezug auf ein Element der Schneidvorrichtung 1 gehalten,
welches hierbei durch Mittel zum Ausführen eines distalen Schnitts 80 gebildet
ist, die dazu bestimmt sind, in abnehmbarer Weise auf dem Grundkörper 21 des
Positionierungsorgans 20 fixiert zu werden. Der Verankerungskopf 53,
soweit dieser betroffen ist, ist dazu bestimmt, fest mit dem Knochen verbunden
zu werden, und zwar mit Hilfe von Zapfen bzw. Dornen, die in die
zahlreichen durchgehenden Bohrungen 62 eingeführt werden,
die auf seiner gesamten Oberfläche
angeordnet sind.
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Wie man sehr genau anhand der 6 erkennen kann, ist das
Verriegelungsorgan 52 durch ein zylindrisches Teil 58 gebildet,
dessen obere Fläche 54 eine
Form aufweist, die im wesentlichen komplementär zu der mit Zähnen versehenen
Zone 55 der Zahnstange 51 ausgebildet ist. Da
das Verriegelungsorgan 52 außerdem beweglich im Hinblick
auf eine transversale Verlagerung in Bezug auf die Zahnstange 51 gehalten
ist, ist die obere Fläche 54 in
der Lage, mittels Blockierung mit der mit Zähnen versehenen Zone 55 zusammenzuwirken;
der Kontakt ist hierbei durch eine Druckfeder 56 sichergestellt.
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Die Entriegelung, soweit diese betroffen
ist, erfolgt hierbei dadurch, daß ein Druck auf einen Drücker 57 ausgeübt wird,
der fest mit dem zylindrischen Teil 58 verbunden ist. Diese
Betätigung
hat als Folge, daß die
Feder 56 zusammengedrückt
wird und auf diese Weise die Ausschnitte bzw. Einkerbungen 59 der
oberen Fläche 54 von
den Einkerbungen 60 der mit Zähnen versehenen Zone 55 außer Eingriff
gebracht werden. Es sei darauf verwiesen, daß der Drücker 57 aufgrund des
Vorhandenseins eines länglichen
Lochs 61, das in Längsrichtung
in Höhe
der mit Zähnen
versehenen Zone 55 angeordnet ist, quer durch die Zahnstange 51 hindurchgeht.
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Jede der unterschiedlichen Einkerbungen 59, 60 weist
im übrigen
ein dreieckförmiges
Profil auf, das aus einer senkrecht zur Richtung der Verlagerung
angeordneten Seite und aus einer abgeschrägten Seite zusammengesetzt
ist, die jeweils in der Richtung der Verkürzung und in der Richtung der
Verlängerung
der Blockierungsmittel 50 angeordnet sind. Diese Besonderheit
ermöglicht
auf der einen Seite, daß jegliche
Verkürzung
der Länge
verhindert wird, ohne daß das
Verrieglungsorgan 52 betätigt wird, und auf der anderen
Seite, daß eine
Vergrößerung der
Länge lediglich
dadurch möglich
ist, daß an dem
Verankerungskopf 53 in Bezug auf das Element, mit dem die
Zahntstange 51 fest verbunden ist, gezogen wird.
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Die Position der Femurschneidvorrichtung 1 im
Hinblick auf eine axiale Rotation in Bezug auf die Zentrierungsmittel 10 wird
durch Verwendung von extramedullären
Anvisiermitteln 70 bestimmt. Gemäß dem Beispiel nach 7 sind diese Anvisiermittel 70 durch
einen Handgriff 71 gebildet, der mit einer Reihe von durchgehenden
Bohrungen 72 versehen ist, die dazu bestimmt sind, ein
Blockierungsteil 73 aufzunehmen, in dem ein Steuerstift 74 verschieblich gehalten
ist.
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Um die Anvisiermittel abnehmbar zu
machen, ist der Griff 71 an einem seiner Endabschnitte mit
einer Befestigungsschraube 75 versehen, die durch eine
Rändelung 76 betätigt wird,
wobei die genannte Befestigungsschraube 75 dazu bestimmt
ist, mit einer mit Innengewinde versehenen Bohrung 77 zusammenzuwirken,
die auf der Außenfläche des Grundkörpers 21 des
Positionierungsorgans 20 ausgebildet ist. Beiderseits der
Befestigungsschraube 75 sind in vorteilhafter Weise zwei
Ansätze 78 vorgesehen,
die dazu bestimmt sind, in zwei Bohrungen 79 mit komplementärer Form
eingeschoben zu werden, die beiderseits der mit Innengewinde versehenen Bohrung 77 angeordnet
sind. Das Vorhandensein der Ansätze
ermöglicht,
daß eine
Drehung des Griffs 71 um die Achse der Verschraubung verhindert
wird, so daß auf
diese Weise die exakte Positionierung des Steuerstifts 74 in
einer Richtung parallel zu der anterior-posterioren Achse sichergestellt
ist, d. h. in der sagitalen Ebene des Positionierungsorgans 20.
Sobald der Griff 71 fest angebracht ist, ist der Steuerstift auf
einen anatomischen Bezugspunkt ausgerichtet, wie etwa bspw. auf
den zweiten Metatarsus.
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Die Femurschneidvorrichtung 1 weist
in herkömmlicher
Weise Mittel zum Ausführen
eines distalen Schnitts oder distale Schneidmittel 80 auf,
Mittel zum Ausführen
eines posterioren Schnitts oder posteriore Schneidmittel 90,
und Mittel zum Ausführen eines
anterioren Schnitts oder anteriore Schneidmittel 100.
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Wie man aus der speziellen Ausführungsform
entnimmt, die in 4 und 5 dargestellt ist, sind die
distalen Schneidmittel 80 durch eine abnehmbare Schablonenvorrichtung 81 gebildet,
die dazu bestimmt ist, hin und her auf dem Positionierungsorgan 20 bewegt
zu werden. Hierfür
ist die Schablonenvorrichtung der distalen Schneidvorrichtung 81 mit
Befestigungsmitteln versehen, die in diesem Beispiel durch Nuten 82 gebildet
sind, die dazu bestimmt sind, über
eine Gleitbewegung mit Zungen 83 zusammenzuwirken, die
in Längsrichtung
beiderseits des Grundkörpers 21 des
Positonierungsorgans 20 angebracht sind.
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Die Richtung des Eingriffs dieser
Befestigungsmittel mit komplementären Querschnitten ist senkrecht
zu der mechanischen Achse des Knochens, um eine optimale Stabilität der distalen Schneidmittel 80 entlang
dieser Achse sicherzustellen. Die Immoblisierung der Schablonenvorrichtung 81 entlang
der Richtung des Zusammenwirkens parallel zur distalen Schneidebene
erfolgt, soweit diese betroffen ist, durch Verankerung auf dem anterioren Kortex
des Femur, und zwar in vorteilhafter Weise mit Hilfe der Blockierungsmittel 50.
Gemäß einer
Eigenschaft der Erfindung, die bereits beschrieben worden ist, sind
die genannten Blockierungsmittel 50 fest mit den distalen
Schneidmitteln 80 verbunden, aufgrund der Tatsache, daß die Zahnstange 51 schwenkbar auf
der Schablonenvorrichtung 81 gehalten ist. Außerdem bilden
die distalen Schneidmittel 80 nach der Fixierung des Verankerungskopfs 53 in
Längsrichtung
des Knochens eine einteilige, blockartige Einheit mit dem Positionierungsorgan 20.
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Die Schablonenvorrichtung 81 ist
mit einer Reihe von seitlichen Schlitzen 84 versehen, die
drei parallele Schneidebenen festlegen. Jede von diesen entspricht
vorzugsweise einer vorbestimmten Länge der Einstellmittel 50,
so daß es
möglich
ist, einen identischen distalen Schnitt auszuführen, unabhängig davon, welche Länge die
Einstellmittel 50 aufweisen, und als Folge dessen unabhängig davon,
welches der Abstand des Positionierungsorgans 20 in Bezug
auf den Endabschnitt des Knochens ist. Entsprechend dem gewählten Beispiel,
wenn jede Einkerbung des Einstellsystems in Längsrichtung der Blockierungsmittel 50 einer
Verlängerung
von 4 mm entspricht, wird dann der Zwischenraum zwischen den unterschiedlichen
Schneidebenen vorteilhafterweise zu 4 mm gewählt. Die Existenz dieser drei Schneidebenen
ermöglicht
gleichfalls, daß möglicherweise
Schnitte ausgeführt
werden, die sich um einen Wert von 4 oder 8 mm voneinander unterscheiden.
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Die posterioren Schneidmittel 90 ermöglichen
ebenfalls die Ausführung
von unterschiedlichen Schnitten am Endabschnitt des Femurs. Zu diesem Zweck
sind zwei posteriore Schneidebenen vorgesehen, die durch zwei Reihen
von lateralen Schlitzen 91 verwirklicht sind, die exakt
parallel sind, wobei auf 8 verwiesen
sei. Diese letztgenannten Schlitze sind unmittelbar quer zu dem
Positionierungsorgan 20 angeordnet, parallel zu der inneren
Oberfläche 32 des
posterioren Abschnitts 33, der einen Teil des aktiven Teils 22 des
Positionierungsorgans 20 bildet.
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Die distalen Schneidmittel 80 und
die posterioren Schneidmittel 90 bieten beide die Möglichkeit, Schnitte
auszuführen,
die sich um +4 oder +8 mm von einander unterscheiden. In besonders
vorteilhafter Weise entsprechen diese Werte, die als Beispiel angegeben
sind, den Dicken von unterschiedlichen Zwischen- oder Füllstücken, die
verfügbar
sind, um die Verluste an Knochenmaterial, teilweise distal und teilweise
posterior, auszugleichen; die genannten Zwischenstücke werden
auf den innenliegenden, distalen bzw. posterioren Oberflächen der
endgültigen femuralen
Komponente fest verbunden.
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Schließlich ist die Femurschneidvorrichtung 1 mit
anterioren Schneidmitteln 100 versehen, die beweglich im
Hinblick auf eine Translation auf dem Positionierungsorgan 20 gehalten
sind, parallel zu der Richtung, entlang der das genannten Positionierungsorgan 20 beweglich
im Hinblick auf eine transversale Verlagerung in Bezug auf die Zentrierungsmittel 10 gehalten
ist. Das Ziel besteht darin, den Abstand der anterioren Schneidebene
in Bezug auf die mechanische Achse des Femurs verändern zu
können,
in Abhängigkeit
von der Größe der zu
implantierenden femuralen Komponente.
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Die anterioren Schneidmittel 100 sind
in diesem Fall durch eine abnehmbare Schablonenvorrichtung 101 gebildet,
die mit Führungsmitteln 102 versehen
ist, welche dazu bestimmt sind, über
eine Gleitbewegung mit Führungsmitteln 103 zusammenzuwirken,
deren Form im wesentlichen komplementär ist, und die in dem Grundkörper 21 des
Positionierungsorgans 20 angebracht sind. Die Richtung
der Verlagerung der Schablonenvorrichtung 101 ist selbstverständlich parallel
zu der anterior-posterioren Achse.
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In Übereinstimmung mit dem Beispiel
gemäß 8 setzen sich die Führungsmittel 102 aus
zwei Nuten 104 zusammen, die beiderseits des zentralen Grundkörpers 105 der
Schablonenvorrichtung für den
anterioren Schnitt 101 eingearbeitet sind. In besonders
vorteilhafter Weise sind die Führungsmittel 103,
soweit diese betroffen sind, durch die Zungen 106 gebildet,
die zuvor verwendet worden sind, um die Verlagerung hinsichtlich
einer anterior-posterioren Translation der Kalibrierungsmittel 40 zu
kontrollieren. Dies ermöglicht
es, ebenso genau die Markierung 107, die in 1, 3, 4 und 7 zu sehen ist, erneut zu
verwenden, um die Position des sich verschiebenden Elements lokalisieren
zu können,
welches in Abhängigkeit
der unterschiedlichen Größen der
verfügbaren
femuralen Komponenten verwendet wird.
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Wie im Fall der Kalibrierungssmittel 40 ist eine
mit einer Rändelung
versehene Schraube 108 vorgesehen, um die Verlagerung der
Schablonenvorrichtung 101 in Bezug auf das Positionierungsorgan 20 zu
immobilisieren, und um, als Folge davon, in optimaler Weise diejenige
anteriore Schnittebene zu stabilisieren, die durch die lateralen
Schlitze 109 geht.
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Selbstverständlich ist die Erfindung in
keiner Weise durch die Einzelheiten begrenzt, die in der vorstehenden
Beschreibung dargelegt worden sind, und auch nicht durch die Einzelheiten
der speziellen Ausführungsformen,
die zur Erläuterung
der Erfindung gewählt
worden sind.