DE9301611U1

DE9301611U1 - Orthopädisches Instrument

Info

Publication number: DE9301611U1
Application number: DE9301611U
Authority: DE
Original assignee: Howmedica International Inc
Current assignee: Stryker Ireland Ltd
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1993-06-03
Anticipated expiration: 2003-02-06
Also published as: AU3287993A; EP0555003A1; ATE173597T1; US5454816A; EP0555003B1; CA2088867C; DE69322184D1; CA2088867A1; JP2609411B2; AU648710B2; ES2123616T3; DE69322184T2; GB9202561D0; JPH06237941A

Description

5. Februar 1993

HOWMEDICA INTERNATIONAL INC.
Shannon Industrial Estate

Shannon, County Clare
Irland

Orthopädisches Instrument

Die Neuerung bezieht sich auf ein orthopädisches Instrument zum Führen einer Gerätschaft zum Formen des distalen Endes eines menschlichen Oberschenkelknochens zur Aufnahme einer endoprothetischen femoralen Komponente.

Instrumente zum Anordnen femoraler endoprothetischer Komponenten in den Knien führen die beiden Grundfunktionen aus:

Steuerung der Leistung und anderer Werkzeuge zum Erzielen genauer Befestigungsflächen am Knochen, die mit der Geometrie des Implantats zusammenpassen.

Positionieren von Befestigungsflächen relativ zur Architektur des weichen Gewebes und des Knochens zur passenden Orientierung der Prothesekomponente.

Zusätzlich müssen die Instrumente die notwendige Flexibilität aufweisen, um eine Anpassung an die geometrischen Variationen und chirurgischen Komplikationen zu ermöglichen, die in der Patientenschaft vorkommen. Weiterhin müssen sie die unterschiedlichen Bedürfnisse von Chirurgen erfüllen, die verschiedenen Methodologien bei der Durchführung des chirurgischen Ersatzes des Knies zu folgen wünschen.

Übliche femorale Komponenten haben normalerweise fünf planare Befestigungsflächen, an die der Knochen mit Hilfe von Schnittflächen anzupassen ist, nämlich mit:

1. einer distalen Schnittfläche,

2. einer hinteren Schnittfläche,

3. einer vorderen Schnittfläche,

4. einer vorderen Schräg-Schnittflache und

5. einer hinteren Schräg-Schnittflache.

Einige existierende femorale Komponenten haben marginal unterschiedliche Formen der Befestigungsfläche, nämlich keine hintere Abschrägung, oder eine vordere Schrägfläche, die eher als gekrümmte denn als ebene Fläche geformt ist. Allgemein wurde herausgefunden, daß ebene Flächen trotzdem vorteilhaft sind, da sie unter Verwendung von oszillierenden Sägen leichter herzustellen sind.

Verschiedene Flächen können als Bezugsflächen für die Positionierung der im wesentlichen planaren Sägeblätter oder
-klingen von vorne oder seitlich schneidenden oszillierenden Sägen zum Formen der planaren Flächen verwendet werden.

Bei flachen metallischen Blöcken, auf denen das Sägeblatt aufliegt, hängt der Erfolg offensichtlich in gewissem Grad von der Geschicklichkeit des Chirurgen ab, der ein Neigen des Sägeblatts vermeiden muß, wie es auftreten könnte, wenn die Säge auf einen örtlich härteren Knochenabschnitt stößt, oder wenn das Sägeblatt über die Führungsfläche hinaus einen weiten Weg zurückzulegen hat.

Es können auch Schlitze mit relativ zur Dicke des Sägeblatts kleinem Spalt verwendet werden. Im allgemeinen bieten diese eine bessere Steuerung des Sägeblatts, als Blöcke, sie können jedoch die Sicht an der Operationsstelle behindern. Einfache Schlitze bieten keinen Zwischenraum für die Reihe der Zähne am Sägeblatt, jedoch sind einige Lösungen des Problems vorgeschlagen worden. Zu ihnen gehören Schlitze variabler Dicke, die von Baugruppen von Elementen gebildet werden. Der Schlitz wird vorübergehend tiefer gemacht, um den Durchtritt der Sägeblattzähne zu ermöglichen, und wird anschließend reduziert, um den Hauptkörper des Sägeblatts strammer in Position zu halten. Alternativ wird der Schlitz an einer Seite offenendig hergestellt, so daß das Sägeblatt in ihn von der Seite eingeführt werden kann, ohne daß die Zähne durch den Schlitz treten

müssen. Auch wurden Variationen in der Konstruktion des Sägeblatts selbst angewandt. Diese können eine Nullnettogruppe (oder -netzgruppe) auf den Zähnen haben oder einen örtlichen Abstand hinter den Zähnen aufweisen, so daß die gesamte Form aus Sägeblatt und Zähnen durch einen engen Schlitz hindurchgeführt werden kann.

Drehgelenkartige Schneidführungen sind beschrieben im Patent WO88/04912 von Orthomet und auch in EPA0366488A2 von Osteonic. Diese bestehen aus einer oberen und einer unteren Führungsfläche, die linear entlang der Ebene des beabsichtigten Schnitts durch das Sägeblatt getrennt sind. Durch das Vorsehen einer Trennung zwischen den beiden Flächen kann das Sägeblatt einschließlich seiner Zahngruppe zwischen die beiden Flächen eingeführt und dann gegen diese gedrückt werden, um die Schnittebene zu steuern. Die Trennung der Führungsflächen normal zur Betriebsebene des Sägeblatts ist auf die Dicke des Sägeblatts abgestimnmt. Die Orientierung der Führungsflächen ist so gewählt, daß jede Abweichung durch den Chirurgen bei Aufrechterhaltung des Kontakts zwischen den Sägeblättern und einer der beiden Führungsflächen in einem konservierendes Entfernen von Knochen resultiert, das anschließend korrigiert werden kann.

Die femoralen Komponenten können mit sechs Freiheitsgraden relativ zur femoralen Geometrie des Patienten angebracht werden. Diese können auf kartesische Art relativ zu orthogonalen anatomischen Bezugsebenen ausgedrückt werden.

Winkelstellung: Varus-Valgus (O-Bein - X-Bein),

Beugung-Streckung,
Verdrehung nach außen oder innnen.

Lineare Position: Unten-oben,

vorne-hinten,

in der Mitte - seitlich.

Zum Positionieren der Komponente am Knochen können eine Anzahl von Dateneigenschaften der Anatomie des Patienten und ihre relative Anordung, wie sie von Weichgewebestrukturen am Knie beeinflußt werden, zur Anwendung kommen.

Es gibt zwei hauptsächliche Gedankenschulen über das optimale Verfahren zum Schaffen einer konsistenten funktionalen Plazierung: a) Unabhängige femorale anatomische Anordnung; bei diesem

Verfahren wird die femorale Komponente am Oberschenkelknochen unter Bezugnahme auf Dateneigenschaften am Oberschenkelknochen selbst positioniert.

b) Anordnung unter Bezugnahme auf die tibiale Position; bei diesem Verfahren wird die Position der femoralen Komponente relativ zum proximalen Schnitt des Schienbeins gesteuert. Die Bänder und andere Weichgewebestrukturen des Kniegelenks beeinträchtigen in diesem Fall die Position der femoralen Komponenten.
Das Abnehmen der positionalen Bezugsmaße gemäß verschiedenen

Verfahrenslehren wird chirurgisch vor dem Anordnen der femoralen Komponente durchgeführt:

a) Varus-Valgus (Klumpfuß-Knickfuß oder O-Bein - X-Bein) und Beugung-Streckung. Die Winkeleinstellung der Komponente in diesen Ebenen wird üblicherweise gleichzeitig durchgeführt. Das Bezugsdatum ist entweder die Mittellinie des Oberschenkelstamms oder die Linie, die die Zentren des Knies und des Hüftgelenks verbindet. Zwei bedeutende Verfahren werden gegenwärtig angewandt:

Innermarkkanal-Ausrichtung. Eine Stange wird durch das Zentrum des Knies in den Markkanalraum eingeführt und entlang der Innenseite des Oberschenkelknochens zum Isthmus (interne Engstelle) weitergeschoben, womit die Achse des Oberschenkelstamms lokalisiert ist. Diese Technik hat sich als sehr zuverlässig erwiesen, sie wird jedoch von einigen Chirurgen als übermäßig eindringend angesehen und ist unter Umständen bei Patienten mit einer starken Biegung des Oberschenkelstamms oder mit einem blockierten Markkanalraum, beispielsweise im Fall eines langstieligen Hüftimplantats, nicht anwendbar.

Außermarkkanal-Ausrichtung. Eine äußere Führungsstange wird auf die vordere Knochenrinde des Oberschenkelknochens oder auf die Zentren des Knie- und des Oberschenkelknochenkopfs ausgerichtet.

b) Verdrehung nach außen oder innen (interne-externe Rotation) . Die Tangente an den hinteren Gelenkhöcker (Kondylus) des Oberschenkelknochens ist das Datum für das anatomische Herangehen. Bei dieser Technik wird die interne-externe

Rotation dadurch justiert, daß man den Beugungsspalt so balanciert, daß die mittleren und seitlichen Abteilungen des Gelenks gleich beabstandet oder spannungsbelastet sind.

c) Unten-oben. Beim anatomischen Herangehen wird eine festgelegte Knochenmasse vom distalen Oberschenkelknochenende weggeschnitten. Die Menge des Wegschnitts ist normalerweise gleich der Dicke des distalen Teils der Implantatkomponente, wenn von der Knochenmasse nichts erodiert war. Bei dieser Technik wird die zu entfernende Knochenmenge relativ zum proximalen Schienbeinschnitt justiert, um Platz für die gesamte Dicke von sowohl der femoralen Komponente als auch der tibialen Komponente zu schaffen.

d) Vorne-hinten. Beim anatomischen Herangehen wird die Vornehinten-Position der femoralen Komponente auf eine Anzahl alternativer Eigenschaften des distalen Oberschenkelknochens bezogen. Zu diesen gehören die hinteren Gelenkhöcker, wobei von diesen hinteren Gelenkhöckern eine Menge an Knochenmasse weggeschnitten wird, die entweder der hinteren Dicke der femoralen Komponente oder einer gewissen Proportion oder einem festen Betrag über dieses Maß hinaus entspricht. Als Alternative können auch vordere Eigenschaften des distalen Oberschenkelknochenendes als Bezug dienen, und zwar üblicherweise entweder die vordere Knochenrinde oder der tiefste Punkt der Kniescheibennut. In Fällen, in denen ein femorales Implantat mit einem großen Innermark-Stamm eingesetzt werden soll, kann die Position der femoralen Komponente so gewählt werden müssen, daß die Position des Implantatstamms im Markkanal, in den er eingepaßt werden muß, angepaßt wird. Bei diesem Herangehen wird eine hintere Resektion des Oberschenkelknochens so durchgeführt, daß der Beugungsspalt des Gelenks mit der Dicke der femoralen und der tibialen Komponenten zusammenpaßt. Im allgemeinen ergibt sich bei allen diesen Schritten, daß zuerst entweder ein vorderer oder ein hinterer Schnitt durchgeführt werden muß. Anschließend wird der entgegengesetzte Schnitt durchgeführt, so daß das Implantat über diese resektierten Flächen paßt.

e) Mitte-seitlich. Die Mitte-Seiten-Anordnung der Komponente wird üblicherweise nach Augenschein zur Anpassung an die

Randgeometrie der geschnittenen Knochenfläche, die durch alle vorhergehenden Schnitte hergestellt worden ist, durchgeführt. In Fällen, in denen ein Implantat mit großem Markkanalstamm verwendet werden muß, kann die Position durch die Passung des Stamms (Stiels) im Markkanalhohlraum diktiert sein. Die gegenwärtigen Techniken erfordern im allgemeinen die aufeinanderfolgende Anwendung von Ausrichtungs- und Schnitt führungen. Bei allen gegenwärtigen Systemen sind mehrfache Schnittführungen erforderlich, um den distalen Oberschenkelknochen vollständig für das Implantat zu präparieren. Da diese aufeinanderfolgenden Operationen die Montage und Demontage von Instrumentkonfigurationen und die Verwendung von auf den Knochen geschnittenen Zwischendaten erfordern, ergeben sich Nachteile hinsichtlich der Operationsdauer und der Genauigkeit. Die vorliegende Neuerung soll sich gegen diese Nachteile wenden und die Flexibilität einbeziehen, die alternative operative Schritte bei der Positionierung der femoralen Komponente ermöglicht.

Gemäß der Neuerung ist ein orthopädisches Instrument zum Führen von Einrichtungen für das Präparieren des distalen Endes eines menschlichen Oberschenkelknochens, der eine endoprothetische femorale Komponente empfangen soll, gekennzeichnet durch eine vor der femoralen Komponente auf den Knochen aufzusetzende Grundkomponente, die mit Führungseinrichtungen zum Führen von Schneidwerkzeugen für die Formung aller für das Aufsetzen der femoralen Komponente erforderlichen Flächen ausgestattet ist, und ferner durch Einrichtungen zum Ausrichten der Grundkomponente am Knochen und durch Einrichtungen zum Befestigen der Grundkomponente am Knochen nach der Ausrichtung. Die Neuerung stellt sich hierbei speziell als Bausatz aus einer Grundkomponente und mehreren Anbaukomponenten, die hier als Zubehörteile bezeichnet sind, dar. Vorzugsweise umfaßt die Führungseinrichtung eine Einrichtung zum Führen eines Sägeblatts.

Die Neuerung kann auf vielfältige Weise verwirklicht werden und im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 2 eine Seitenansicht einer üblichen endoprothetischen

femoralen Komponente;
Fig. 1 ein Diagramm, das die verschiedenen Bezugsrichtungen für

ein Knie relativ zum Schienbein zeigt;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Grundkomponente eines neuerungsgemäßen orthopädischen Instruments;
eine Draufsicht auf die Grundkomponente nach Fig. 3;
eine Vorderansicht der Komponente nach Fig. 3;
eine teilweise geschnittene Unteransicht der Komponente nach Fig. 3, wobei der Teilschnitt in einer Ebene VI-VI in Fig. 7 liegt;

eine Endansicht der Komponente nach Fig. 3;
einen Querschnitt in einer Ebene VIII-VIII in Fig. 5;
eine perspektivische Ansicht eines Zubehörteils zur Verwendung mit der Grundkomponente für die Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker;
eine Endansicht des Zubehörteils nach Fig. 9;
eine Vorderansicht des Zubehörteils nach Fig. 9;
eine Draufsicht auf das Zubehörteil nach Fig. 9;
das Zubehörteil zur Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker in Position an der Grundkomponente, wobei es eine Außermarkkanal-Ausrichtführung und Bohrlehre trägt;
eine Vorderansicht der Außermarkkanal-Ausrichtführung und Bohrlehre nach Fig. 13;

eine Endansicht der Bohrlehre nach Fig. 14, teilweise geschnitten;

das Zubehörteil zur Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker, das eine Größenbestimmungs-Stange trägt;
eine perspektivische Ansicht der Grundkomponente, die mit Gelenkhöcker-Defektschrauben versehen ist;
die Grundkomponente und das Zubehörteil zur Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker, versehen mit einem Innermarkkanal-Vorsprung und einer Innermarkkanal-Stange; eine Endansicht verschiedener Zubehörteile in Position an der Grundkomponente;

eine Vorderansicht der Zubehörteile in Position gemäß Fig. 19;

alternative Zubehörteile für die Außermarkkanal-Ausrichtung in Position an der Grundkomponente;
eine Draufsicht auf die Zubehörteile nach Fig. 21;
eine auseinandergezogen dargestellte Baugruppe der

Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9
Fig.	10
Fig.	11
Fig.	12
Fig.	13
Fig.	14
Fig.	15
Fig.	16
Fig.	17
Fig.	18
Fig.	19
Fig.	20
Fig.	21
Fig.	22
Fig.	23

Vorrichtung, mit Abstandsblöcken zur Anlage am Knochen; Fig. 24 eine schematische Ansicht, die die Verwendung von Abstandsblöcken veranschaulicht, und

Fig. 25 eine Draufsicht auf drei Abstandsblöcke zur Verwendung in der Baugruppe nach Fig. 23.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer üblichen femoralen Komponente mit fünf planaren Befestigungsflächen, mit denen der Knochen an das Implantat angepaßt ist, nämlich mit einer distalen Schnittfläche 1, einer hinteren Schnittfläche 2, einer vorderen Schnittfläche 3, einer vorderen Schräg-Schnittflache 4 und einer hinteren Schräg-Schnittflache 5. Weiterhin weist die dargestellte Komponente einen Innermarkkanal-Stamm 70 auf, der sie im ausgeweiteten Markkanal des Knochens verankert.

Die femorale Komponente kann relativ zur femoralen Geometrie des Patienten mit sechs Freiheitsgraden positioniert werden. Fig. 1 zeigt die verschiedenen Bezugsrichtungen für ein Knie des Patienten relativ zum Schienbein. Die verschiedenen Freiheitsgrade können in kartesischer Weise relativ zu orthogonalen anatomischen Bezugsebenen folgendermaßen ausgedrückt werden:

Winkelstellung: Varus-Valgus, Beugung-Streckung, Verdrehung nach innen und außen.

Lineare Position: Unten-oben, vorne-hinten und Mitte-Seite.

Ein neuerungsgemäßes orthopädisches Instrument umfaßt eine Grundkomponente, die mit verschiedenen Zubehörteilen verwendet wird. Die in den Fig. 3 bis 8 dargestellte Grundkomponente umfaßt zwei Seitenbacken 6 und 7, die durch eine Anzahl paralleler Führungsglieder 8 miteinander verbunden sind. Diese Strukturen werden dazu verwendet, ein oszillierendes Sägeblatts so zu positionieren, daß dieses sich der Form einer zu implantierenden femoralen Komponente anpaßt. Die Geometrie der Führungsglieder 8 ermöglicht es, alle fünf Schnitte zum Anbringen der femoralen Komponente ohne jede Re-Positionierung der Grundkomponente relativ zum Knochen durchzuführen.

Jede der Seitenbacken 6 und 7 weist zwei im Winkel verlaufende Durchgangslöcher 9 auf, mit deren Hilfe vier (nicht dargestellte) Stifte dazu verwendet werden können, das Instrument an Ort und Stelle am distalen oberschenkelknochenende zu positionieren. Die Stifte sind so angeordnet, daß sie in diejenige Knochenmasse

vordringen, die nicht während der Präparierung für das Implantat vom Oberschenkelknochen entfernt wird.

Die die Seitenbacken 6 und 7 miteinander verbindenden parallelen Führungsglieder 8 sind entweder integral mit den Seitenbacken hergestellt, beispielsweise durch Gießen oder Bearbeiten, oder durch Schweißen hergestellt oder z. B. durch Verschrauben oder Dübeln befestigt.

Sieben der parallelen Führungsglieder 8 sind bei dieser Ausführungsform als teilweise mit Gewinde versehene und mit Kopf versehene Stangen 10 dargestellt, die quer von einer Backe 6 zur anderen Backe 7 geschraubt sind. Dies ermöglicht die Verwendung von Stangen unterschiedlicher Durchmesser zur Anpassung an sich unterscheidende Stärken von Sägeblättern, wie sie von verschiedenen Herstellern verkauft werden. Es können auch für die einzelnen Schnitte Sägeblätter unterschiedlicher Stärke verwendet werden. Ein dünnes Sägeblatt kann für den Zugang und zum Schneiden der hinteren Fläche und der hinteren Schrägfläche am geeignetsten sein, bei denen der erforderliche Weg des Sägeblatts kurz ist und längere Sägeblätter zu ungenaueren Schnitten aufgrund der erheblichen Biegung der Schneidzähne führen können. Beim Schneiden des vorderen und des distalen Schnitts können eine längere und dickere Klinge erforderlich sein, um die erforderliche Schnittlänge und Steifigkeit des Sägeblatts zu ergeben und Biegungen und Abweichungen zu vermeiden, wenn härtere Knochenabschnitte betroffen sind. Außerdem erlaubt die Verwendung trennbarer Stangenstrukturen, daß diese aus härteren Materialen hergestellt oder in bestimmter Weise beschichtet sind, um Abnützung und die Erzeugung metallischer Verunreinigungen aufgrund der Reibwirkung des Sägeblatts zu minimalisieren.

Die Größe der Führungsglieder wird so gering als möglich gehalten, um den Knochen durch den Schneidrahmen hindurch maximal sichtbar zu halten, was damit zusammenfällt, daß eine ausreichende Steuerung und Kontrolle für das Sägeblatt geschaffen wird.

Die drei weiteren Führungsglieder 8 werden gebildet durch Querprofilbalken 11, 12 und 13, 19, die Führungsflächen 14, 15, 16, 17, 18 bzw. 25 aufweisen.

Die Schnittrichtungen zwischen den Führungsflächen ergeben fünf verschiedene Schnitte, die durch Pfeile 20, 21, 22, 23 und 24 in Fig. 8 angezeigt sind. Diese Figur zeigt, wie die Grundkomponen-

te an einem zu präparierenden Oberschenkelknochen angeordnet ist. Die Form des ursprünglichen Knochens ist strichpunktiert eingezeichnet und die neugestalteten Flächen, die auf die Schnittflächen 1, 2, 3, 4 und 5 von Fig. 2 ausgerichtet sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Zwischen den für den vorderen Schrägschnitt bzw. den hinteren Schrägschnitt verwendeten Führungsflächen 16 und 17 sind Teile zweier Hälften einer Innengewindebohrung 30 gebildet. Diese ermöglichen, wie es in Fig. 17 dargestellt ist, das Einsetzen von Schraubbolzen 31 zum Stabilisieren der Grundkomponente gegen den distalen Oberschenkelknochen, wenn Knochenverlust aufgrund von degenerativen Veränderungen vorliegt.

Am Querbalken 12 ist eine Vorsprungsstruktur 37 und am Querbalken 13 eine Leiste 38 gebildet, die zusammen eine Einrichtung zum Befestigen verschiedener Zubehörteile bilden.

Im Querbalken 11 befindet sich ein Sackloch 39, das eine präzise Positionierung von Zubehörteilen, die über einen Bereich von Führungsgrößen verwendet werden, relativ zum Markkanal stamm der femoralen Komponente für jede Grundkomponentengröße ermöglicht.

Der Querbalken 19 trägt einen Fortsatz, der einen vorderen Anker 26 darstellt und mit einer Bohrlehre 27 versehen ist. Dieser vordere Anker 26 ermöglicht es, daß ein Loch in die vordere Rinde des Oberschenkelknochens gebohrt wird, um das Einsetzen eines in Fig. 8 dargestellten Fixierungsstifts 28 zu ermöglichen, der dem Instrument auf dem Knochen eine erheblich erhöhte Stabilität verleiht.

Die Fig.&eegr; 9 bis 12 zeigen ein Zubehörteil 40 zur Ausrichtung in Bezug auf den hinteren Gelenkhöcker. Es sitzt an der Grundkomponente unter Ausnützung des Vorsprungs 37 und der Leiste 38 unter Zuhilfenahme einer Fingerschraube 41, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Diese Schraube ist in eine Gewindebohrung 48 im Vorsprung 37 eingeschraubt, nachdem sie durch ein Loch 39 in einem Hauptteil 42 hindurchgesteckt ist, der mit zwei dünnen Armen 43 versehen ist, die an den hinteren Gelenkhöcker angelegt werden können. Diese Arme sind so dünn als möglich, haben aber trotzdem eine ausreichende Steifigkeit und Zähigkeit, um wiederholtem Gebrauch zu widerstehen, und wirken als Kondylusschlitten.

Der Hauptteil 42 weist eine Gleitschiene 44 aus zwei

gegenüberliegenden Stegen auf, die als Einrichtung zum Befestigen weiterer Zubehörteile dient. Dies ist in Fig. 13 veranschaulicht, die zeigt, wie das Zubehörteil 40 mit den als Kondylusschlitten wirkenden Armen 43 als weiteres Zubehörteil eine Außermarkkanal-Ausrichtführung 60 trägt.

Zur Vorderseite geneigt hat das Zubehörteil 40 zueinander parallel einen Schlitz 45 und eine Bohrung 46, die in Verbindung mit einer Größenbestimmungsstange 50 in Form eines U-förmigen Gestänges wie in Fig. 16 dargestellt gebraucht wird. Quer über den Schlitz 45 verläuft eine Markierungslinie 47. Die Winkellage der Bohrung 46 und des Schlitzes 45 ermöglicht es, daß eine einzige Stangenkonstruktion verwendet wird, um die Dimensionen der Grundkomponente vor der Durchführung irgendwelcher Schnitte zu prüfen. Die Stange 50 ist so angeordnet, daß sie ihre Anzeigespitze 51 entlang dem geometrischen Ort der Vorderseite der vorderen Flansche eines Bereichs von Größen der femoralen Komponente relativ zu den hinteren Armen 43 bewegt. Wird die Größenbestimmungsstange 50 gegen die vordere Knochenrinde des Oberschenkelknochens hinaufgeschoben, so wird die zutreffende Größe der femoralen Komponente durch die Position der Markierungslinie 47 relativ zu einer Skala 52 an der Stange 50 angezeigt.

Die in Fig. 13 erkennbare Führung 60 für die Außermarkkanal-Ausrichtung und die Bohrlehre ist in den Fig.&eegr; 14 und 15 dargestellt und umfaßt einen Führungsblock 61 und einen Vorsprung 62.

Der Führungsblock 61 ist so geformt, daß er in die Gleitschiene 44 im Zubehörteil 40 für die Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker paßt, und ein Dorn 63, der in Fig. 15 veranschaulicht ist, greift in das Sackloch 39 im Querbalken 11 ein. Der Führungsblock 61 ist mit einem Greifglied 67 ausgestattet, von dem ein Ende bei 68 mit Gewinde versehen ist, auf das eine Verriegelungs-Handmutter 69 aufgeschraubt ist. Hierdurch kann der Führungsblock sicher am hinteren Zubehörteil 40 befestigt werden. Am Greifglied 67 greift eine Halteschraube 67a an, die ein vollständiges Entfernen des Greifglieds 67 verhindert, wenn die Handmutter 69 gelöst wird.

Die Außermarkkanal-Ausrichtführung 60 kann in gleicher Weise in die anderen Positionier-Zubehörteile eingesetzt werden, die auf die Grundkomponente aufgesetzt sind und Gleitschienen äquivalent

der Gleitschiene 44 des Zubehörteils 40 haben.

Eine Anzahl paralleler Durchgangsbohrungen 64 in der Bohrlehre 60 dienen mit langen, in Fig. 21 sichtbaren Ausrichtstangen 65 dazu, die Instrumentenbaugruppe relativ zur Geometrie des Oberschenkelknochens auszurichten. Die Stangen 65 sind so angeordnet, daß sie über der Vorderfläche des Oberschenkelknochens liegen. Es sind alternative Löcher verfügbar, damit die Ausrichtstangen so nahe am Patienten als möglich angeordnet werden können. Gemäß der bevorzugten Technik erfolgt die Ausrichtung nach dem Oberschenkelkopf vom Zentrum des Knies aus für die Varus-Valgus-Ausrichtung. Die Beugungs-Streckungs-Ausrichtung wird durchgeführt, indem man die Grundkomponente bewegt, bis die Ausrichtstange 65 parallel zu einer Linie liegt, die das Zentrum des Knies und den größeren Trochanter oder Rollhügel des Hüftbeins verbindet. Andere Außermarkkanal-Ausrichtungsverfahren können die Linie des vorderen femoralen Stamms für die Varus-Valgus-Orientierung verwenden. In diesem Fall wird eine alternative (nicht dargestellte) Bohrlehre verwendet, in der die Löcher 64 für die Ausrichtstange in einem Winkel angeordnet sind, um den Valgus- oder Knickfußwinkel des femoralen Stamms relativ zur mechanischen Achse des Oberschenkelknochens, also der Linie zwischen dem Hüftzentrum und dem Kniezentrum, ausgleicht.

Die auch als Bohrlehre zu bezeichnende Führung 60 umfaßt auch eine Bohrbüchse 66, die durch das Griffglied 67 verläuft. Mit dieser Hilfe kann ein Zugangsloch in den Markhohlraum geschaffen werden, das so positioniert wird, daß es mit der Position des Innermarkkanal-Stamms 70 des femoralen Implantats übereinstimmt. Hierdurch wird ein weiterer Grad an Wiederholbarkeit der Technik gewonnen, während sich gegenwärtige Verfahren auf das "Beaugapfeln" (eyeballing) dieses Zugangslochs verlassen, und das Abnehmen von Knochenmasse kann die Fixierung der Innermarkkanalteile des Implantats in diesem Bereich nicht beeinträchtigen. Bei gegenwärtigen Techniken kann das Markkanal-Zugangsloch in Konkurrenz zu der für diese Innermarkkanalteile präparierten Befestigungsfläche stehen.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben wurde, können Schraubbolzen 31 verwendet werden, die als Schrauben für den Fall eines Gelenkhöcker-Defekts (Kondylus-Defekts) wirken. Diese können

in die Gewindebohrungen 30 der Grundkomponente eingesetzt werden, wenn sie am distalen Oberschenkelknochenende positioniert wird, und ermöglichen es, daß die Positionierung der Führung berichtigt wird, um sich an durch degenerative Veränderungen bewirkten Knochenverlust anzupassen oder um die Varus-Valgus-Orientierung der Knochenführung zu justieren.

Auf die Gleitschiene 44 des Zubehörteils 40 für den hinteren Gelenkhöcker ist auch ein Innermarkkanal-Vorsprung 75, dessen Konstruktion aus Fig. 18 ersichtlich ist, aufschiebbar. In gleicher Weise paßt er auch auf alternative Positionierungs-Zubehörteile, die noch beschrieben werden. Der Vorsprung 75 ist in einer Anzahl verschiedener Valguswinkel verfügbar, wie durch das Bezugszeichen 76 angezeigt ist, und kann in zwei entgegengesetzten Orientierungen eingesetzt werden, um entweder rechten oder linken Gliedmaßen angepaßt zu sein. Der Vorsprung bildet eine Führung für die Anordnung einer Innermarkkanal-Stange 77, die nach oben in den Knochen geschoben wird, um die Baugruppe auf den Oberschenkelknochenkanal auszurichten.

Wie bereits erwähnt wurde, können Chirurgen unterschiedliche Vorlieben bei ihrer Wahl des Ausrichtungsverfahrens und der Daten haben. Das vorliegende System zielt darauf, eine möglichst große Vielseitigkeit einzubeziehen, ohne die Durchführung einer der einmal gewählten Vorgehensweisen schwieriger zu gestalten.

Es gibt verschiedene femorale Ausrichtungsverfahren: Vornehinten-Position. Das insoweit beschriebene Instrument verwendet den hinteren Gelenkhöcker, um die femorale Komponente zu positionieren. Verschiedene Instrumente für andere Verfahren sind in den Fig.&eegr; 19, 20, 21, und 22 dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen entsprechende Bauteile wie in den anderen Figuren bezeichnen.

Ein Innermarkkanal-Ausricht-Zubehörteil ist in Fig. 19 dargestellt, das die Verwendung der Innermarkkanal-Stange 77 als Datum für die Positionierung der femoralen Komponente ermöglicht. Diese Verwendung ist nötig, wenn ein langer Innermarkkanal-Stamm zu implantieren ist. Das Zubehörteil verwendet eine weitere Einrichtung zum Positionieren der Außermarkkanal- und der Pilotbohrungsführung und des Innermarkkanal-Vorsprungs und besteht aus einem Zubehörteil zur Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker mit justierbaren Gelenkhöckerschlitten. Bei dieser Konstruktion

wird eine Vorrichtung 80 ähnlich dem Zubehörteil 40 verwendet, jedoch ist der Arm 43 ersetzt durch zwei Paßlehren 81, die sich relativ zum Hauptteil 42 bewegen können und durch eine Schraubklammer 82 festgelegt werden können. In der Bohrung 46 und im Schlitz 45 kann eine Ausricht-Paßlehre 83, die der Größenbestimmungsstange 50 entspricht, bewegt werden und durch eine Feststelleinrichtung 84 verriegelt werden. Ein weiterer Unterschied ist der, daß der Vorsprung 75 durch ein Trägerglied 85 ersetzt ist, das im Schlitten 44 angeordnet ist, jedoch auch einen Dorn 86 aufweist, der in gleicher Weise wie der Dorn 63 an der Bohr- und Ausrichtführung 60 wirkt.

Ein Zubehörteil zur Ausrichtung nach der vorderen Knochenrinde/Kniescheibennut ist in den Fig.&eegr; 21 und 22 gezeigt, das es ermöglicht, daß diese Vorderseitenstruktur des Oberschenkelknochens dazu verwendet wird, die femorale Komponente anzuordnen, wobei die verschiedenen in den anderen Figuren beschriebenen Teile in der gezeigten Weise zusammenmontiert sind.

Die so weit beschriebenen Instrumente sollen eine neutrale Ausrichtung in der Innen-Außen-Verdrehung bewirken. Entsprechend der Weise, in der das proximale Schienbein geschnitten wird, kann es vorteilhaft sein, die femorale Komponente relativ zur natürlichen Anatomie nach außen zu verdrehen. Dies wird durch die in Fig. 23 gezeigte Konstruktion erreicht, bei der Abstandsblöcke 90 verwendbar sind, die auf die Arme 43 des Zubehörteils 40 passen. Die Fig. 25 zeigt drei Abstandsblöcke 90, die Markierungen 91 tragen, um das Ausmaß des Versatzes ablesen zu können. Die Fig. 24 zeigt, wie die Verdrehung bewirkt wird. In dieser Figur und in Fig. 23 ist der Knochen mit 100 bezeichnet.

Zur Verwendung des Instruments wird die Grundkomponente anfänglich mit dem gewählten femoralen Ausricht-Zubehörteil zusammengebaut. Hierzu wird hier die entsprechende Technik unter Bezugnahme auf die Verwendung des Zubehörteils 40 zur Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker beschrieben. Sodann wird die Außermarkkanal-Ausricht- und Bohrführung 60 in den Schlitten 44 des Ausricht-Zubehörteils 40 eingesetzt, so daß der stiftartige Dorn 63 auf der Führung gegen die Bodenfläche des Sacklochs 39 im Querbalken 11 stößt, und in einer der Durchgangsbohrungen 64 wird eine der langen Ausrichtstangen 65 so angeordnet, daß sie unmittel-

bar oberhalb der Haut des Schenkels des Patienten liegt, und die Führung 60 wird mit Hilfe der Handmutter 69 festgelegt. Das zusammengebaute Instrument wird dann so positioniert, daß die Ausrichtstange 65 über das Zentrum der Hüfte verläuft und parallel zum femoralen Stamm in der Sagitalebene liegt. Im Fall von Knochenverlust am Gelenkhöcker werden die Schraubbolzen 31 für den Kondylus-Defekt eingeführt und justiert, um die Grundkomponente relativ zum geschädigten distalen Oberschenkelknochen zu stabilisieren.

Wenn das Instrument korrekt ausgerichtet ist, wird die Größenbestimmungsstange 50 in die Ausrichtvorrichtung 40 eingeführt und nach oben gegen die vordere Knochenrinde gedrückt. Von der Skala 52 wird dann die Größenanzeige abgelesen. Entspricht die Größenablesung nicht der gegenwärtig positionierten femoralen Führung, so wird die Grundkomponente gegen eine andere mit passender Größe ausgetauscht. Das soweit durchgeführte Vorgehen wird nun wiederholt. Dann wird die Größenbestimmungsstange 50 entfernt. Mit der korrekt positionierten Baugruppe passender Dimensionierung wird nun die Außermarkkanal-Ausricht- und Bohrführung 60 verwendet, um ein Pilotloch in den Zwischenkondylus-Bereich zu bohren. Die Führung 60 wird dann abgenommen und durch den Innermarkkanal-Vorsprung 75 ersetzt, der passend für das rechte oder linke Bein ausgerichtet ist und eine Valguswinkeleinstellung aufweist, die durch voroperative Röntgenuntersuchung oder durch die Wahl des Chirurgen bestimmt ist. Durch den Vorsprung 75 hindurch wird dann die Innermarkkanal-Stange 77 eingeschoben, bis sie an der Engstelle des Oberschenkelknochenkanals angreift. Die Baugruppe wird dann in entsprechender Konseguenz neu relativ zu diesem neuen Datum in seiner Beugungsausdehnung und der Varus-Valgus-Ausrichtung positioniert. Nun wird die Vorne-hinten-Position nachgestellt, indem die kufenartigen Arme 43 des Zubehörteils für die Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker nach oben gegen den hinteren Gelenkhöcker gedrückt werden. Ist eine Innermarkkanal-Ausrichtung nicht möglich oder nicht notwendig, so kann dieser beschriebene Schritt weggelassen werden.

Die positionierte Baugruppe wird nun an Ort und Stelle auf den distalen Oberschenkelknochen mit Hilfe von vier Stiften geheftet, die durch die Durchgangslöcher 9 in den Seitenbacken 6

und 7 gesteckt werden. Diese werden durch Hämmern, Bohren oder Schrauben eingebracht und haben Köpfe, um ein Ergreifen der Einspannvorrichtung zu ermöglichen.

Nun wird ein Loch in die vordere Knochenrinde des Oberschenkelknochens unter Verwendung der Bohrlehre 27 am vorderen Anker 26 gebohrt und der Fixierstift 28 zur Stabilisierung der Baugruppe eingesetzt.

Sodann werden alle Zubehörteile von der Grundkomponente entfernt. Unter Verwendung einer oszillierenden Säge werden die Schnitte für die Plazierung der femoralen Komponente durchgeführt. Im allgemeinen werden diese Schnitte in der folgenden Reihenfolge durchgeführt:

1. Vorderer Schnitt

2. Hinterer Schnitt

3. Hinterer Schrägschnitt

4. Vorderer Schrägschnitt

5. Distaler Schnitt

Der Schnitt des distalen Oberschenkelknochens wird als letzter durchgeführt, um zu ermöglichen, daß das Knochenstück, das dabei entfernt wird, die Führung trägt, solange die anderen Schnitte durchgeführt werden.

Soweit es Zweifel über die Wahl der Komponentengröße gibt, wird auf der Grundlage der Messung durch die Größenbestimmungsstange und/oder voroperativer Schablonenmessung zuerst die größte der möglichen Größen gewählt. Der vordere Schnitt wird als erster durchgeführt, um sicherzustellen, daß eine korrekte Größe benützt wird, und dies stellt wiederum sicher, daß der anfängliche vordere Schnitt nicht Knochenmasse entfernt, die für die Fixierung einer Komponente niedrigerer Größe benötigt wird.

In zusammengefaßter Darstellung, ist die Neuerung also verwirklicht bei einem orthopädischen Instrument für Führungseinrichtungen zum Präparieren des distalen Endes eines menschlichen Oberschenkelknochens zum Empfangen einer endoprothetischen femoralen Prothesenkomponente, wobei eine Grundkonstruktion mit einer Führungseinrichtung ausgestattet ist, die, wenn diese Grundkonstruktion auf den Knochen aufgepaßt ist, zum Führen von Schneidwerkzeugen für das Herstellen der Knochenform mit allen erforderlichen Flächen zum Aufnehmen der femoralen Komponente

dient, wobei Einrichtungen zum Ausrichten der Grundkonstruktion auf dem Knochen und Einrichtungen zu ihrem Befestigen am Knochen nach dem Ausrichten vorhanden sind.

Claims

18 Schutzansprüche

1. Orthopädisches Instrument zum Führen von Einrichtungen für das Präparieren des distalen Endes eines menschlichen Oberschenkelknochens, der eine endoprothetische femorale Komponente empfangen soll, gekennzeichnet durch eine vor der femoralen Komponente auf den Knochen aufzusetzende Grundkomponente (6, 7, 8), die mit Führungseinrichtungen (8) zum Führen von Schneidwerkzeugen für die Formung aller für das Aufsetzen der femoralen Komponente erforderlichen Flächen (1, 2, 3, 4, 5) ausgestattet ist, und ferner durch Einrichtungen (31, 27, 40, 60, 80) zum Ausrichten der Grundkomponente am Knochen und durch Einrichtungen (9, 27, 28) zum Befestigen der Grundkomponente am Knochen nach der Ausrichtung.

2. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkomponente (6, 7, 8) mit Einrichtungen (8) zum Führen von Schneidwerkzeugen für die Formung von fünf planaren Flächen am Knochen ausgestattet ist.

3. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen an der Grundkomponente (6, 7, 8) sitzenden vorderen Anker (26) zur Schaffung einer Einrichtung (28) zum Verankern der Grundkomponente (6, 7, 8) an der vorderen Knochenrinde des Oberschenkelknochens, mit dem das Instrument zu verwenden ist.

4. Orthopädisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausricht-Einrichtungen einen oder mehrere Zubehörteile (40, 60, 80), die an der Grundkomponente (6, 7, 8) befestigbar sind, umfassen.

5. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zubehörteil (40) zur rückseitigen Ausrichtung umfassen, das mit Lokalisierungseinrichtungen (43) versehen ist, die eine Positionierung relativ zum hinteren Gelenkhöcker des Knochens durchführen und als Kondylus-Schlitten wirken.

6. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zubehörteil (40) zur hinteren Ausrichtung Einrichtungen (44) zum Befestigen weiterer Zubehörteile aufweist.

7. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zubehörteil (40) zur hinteren Ausrichtung Einrichtungen zum Befestigen eines Größenbestimmungs-Meßgestänges (50) aufweist.

8. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Größenbestimmungs-Meßgestänge (50) und das Zubehörteil (40) zur hinteren Ausrichtung zusammenwirkende Indikatoren (47, 52) zum Anzeigen der korrekten erforderlichen Größe der femoralen Komponente aufweisen.

9. Orthopädisches Instrument nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zubehörteil (40) zur hinteren Ausrichtung Einrichtungen zum Befestigen einer Außermarkkanal-Ausrichtführung (60) aufweist.

10. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außermarkkanal-Ausrichtführung (60) eine Einrichtung (65) zum Orientieren des Instruments relativ zur femoralen Knochengeometrie aufweist.

11. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungseinrichtung (65) zum Ausrichten vom Kniezentrum aus zum Oberschenkelknochen-Kopf für die Varus-Valgus-Ausrichtung über der vorderen Fläche des Oberschenkelknochens liegt.

12. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungseinrichtung (65) eine Außermarkkanal-Ausrichtung durch Verwendung der Linie des vorderen femoralen Stamms für die Varus-Valgus-Orientierung schafft.

13. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Orientierungseinrichtung (65) für das linke oder das rechte Bein alternative Positionen (64) zur Verfügung stehen.

14. Orthopädisches Instrument nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außermarkkanal-Ausrichtführung (60) eine Einrichtung (66) zum Führen von Einrichtungen zum Bilden eines Eingangslochs in den Markkanal-Hohlraum entsprechend dem Innermarkkanal-Stamm (70) der femoralen Implantatkomponente umfaßt.

15. Orthopädisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Kondylus-Ausrichteinrichtungen (31) zur Verwendung bei Kondylusdefekten.

16. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondylus-Ausrichteinrichtungen (31) durch Schraubbolzen (31) gebildet sind, die als Kondylusdefekt-Kompensationsschrauben dienen und an der Grundkomponente (6, 7, 8) vorhanden sind.

17. Orthopädisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (75, Fig. 18) zum Führen der Plazierung von Einrichtungen zum Ausrichten des Instruments auf den Oberschenkelknochenkanal.

18. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (75) zur Verwendung entweder am rechten oder am linken Bein gestaltet und dimensioniert ist.

19. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Führungseinrichtungen (75) vorhanden sind, die unterschiedliche Valguswinkel anzeigen.

20. Orthopädisches Instrument nach einem der Ansprüche 17 bis 19,

dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (75) konstruktionsgemäß in das Zubehörteil (40) zur Ausrichtung einbaubar ist.

21. Orthopädisches Instrument nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (75) eine Führung für die Plazierung einer Innermarkkanal-Stange (77), die nach oben in den Knochen vorgeschoben werden kann, zur Ausrichtung des Instruments auf den Oberschenkelknochenkanal bildet.

22. Orthopädisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Zubehörteil für die Innermarkkanal-Ausrichtung, das ein Zubehörteil (80) für die Ausrichtung nach dem hinteren Gelenkhöcker umfaßt, welches mit justierbaren Paßlehren (81) versehen ist und an der Grundkomponente (6, 7, 8) befestigbar ist.

23. Orthopädisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Zubehörteil (Fig. 21, 22) zur Ausrichtung nach der vorderen Knochenrinde/Kniescheibennut, das an der Grundkomponente (6, 7, 8) befestigbar ist.

24. Orthopädisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verdrehen nach außen der anzubringenden femoralen Komponente relativ zur natürlichen Anatomie des Oberschenkelknochens, wobei dieses Zubehörteil Einrichtungen (90) zum Verdrehen der Grundkomponente relativ zum Knochen umfaßt.

25. Orthopädisches Instrument nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch durch Abstandsblöcke (90), die am Zubehörteil (40) für die Ausrichtung befestigbar sind.

26. Orthopädisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Führungseinrichtungen (8) Einrichtungen (14, 15, 16, 17, 25) zum Führen eines Sägeblatts gehören.