EP3962386A1 - Medizintechnisches biegesystem - Google Patents

Medizintechnisches biegesystem

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Publication number
EP3962386A1
EP3962386A1 EP20723318.0A EP20723318A EP3962386A1 EP 3962386 A1 EP3962386 A1 EP 3962386A1 EP 20723318 A EP20723318 A EP 20723318A EP 3962386 A1 EP3962386 A1 EP 3962386A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending
markings
data processing
processing unit
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20723318.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lukas Böhler
Josef Kozak
Mateusz DANIOL
Andreas ALK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aesculap AG
Original Assignee
Aesculap AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aesculap AG filed Critical Aesculap AG
Publication of EP3962386A1 publication Critical patent/EP3962386A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/88—Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A61B17/8863—Apparatus for shaping or cutting osteosynthesis equipment by medical personnel
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    • B21D7/12—Bending rods, profiles, or tubes with program control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • A61B2090/3937—Visible markers

Definitions

  • the present invention relates to a medical-technical bending system for bending a bending object, especially a rod, comprising at least one bending object, a bending device with which the bending object can be bent and a navigation device with a detection unit and a data processing unit.
  • Such a bending system is used, for example, to bend a bending object in the form of a surgical rod and to bring it from an initial shape into a predetermined desired shape.
  • the rod is provided for connecting connecting elements, in particular surgical anchoring elements such as pedicle screws.
  • the rod and the pedicle screws are, for example, components of a surgical fixation system to fix vertebrae relative to one another.
  • the rod must be bent in such a way that it is adapted to the three-dimensional arrangement of the anchoring elements with regard to an optimal implantation result. It is known to visually check the actual shape of the rod or to use a template. It is also known to adapt calculated values for the target shape of the rod with a manual or an automatic bending tool.
  • the object of the present invention is to provide a bending system of the type mentioned above, which can be handled in a more user-friendly manner with structural simplification.
  • the bending object and the bending device comprise markings arranged or formed on their respective surface, which are optically detectable by the detection unit, the data processing unit being designed on the basis of related information the detection unit to determine at least one bending parameter during the bending process.
  • the bending system according to the invention has the advantage that both the object to be bent, in particular the rod, and the bending device itself have at least one respective marking.
  • surgical marking devices in the form of so-called "rigid bodies" are used on the bending device and, for example, a tool for the bending object. Although such devices have proven themselves in practice, these marking devices require additional costs and take up space, which makes handling difficult for a user.
  • the bending system according to the invention which is particularly manageable, has improved handling.
  • the bending object and the bending device themselves comprise at least one marking.
  • This offers the possibility of using the detection unit to detect the markings as a function of time, so that both the object to be bent and the bending device itself are navigation device can be tracked.
  • this offers the possibility of recording the actual shape of the bending object with the navigation device during the bending process and providing the user with relevant information to make it easier for him to bend the bending object into the required desired shape.
  • the markings are integrally introduced into the surface of the bending object and / or the bending device or are formed thereon.
  • the markings are flat, for example two-dimensional, structures that do not protrude or protrude insignificantly over the surface of the bending device and / or the object to be bent.
  • the markings are introduced into the surfaces, for example, by anodic oxidation, a shape-changing exposure process, for example ablatively using an ultra-short pulse laser, or by water pressure coating.
  • a method that does not damage the material of the bending device and / or the object to be bent is advantageously used to introduce or form the markings.
  • the markings preferably do not affect the sterile properties of the bending device and / or the bending object.
  • the markings are formed separately from the bending object and / or the bending device and are connected to this or the latter. This can be advantageous, for example, in the event of possible aging of existing markings, the recognition of which is difficult by the navigation device.
  • the separate markings can be applied, for example, by means of a force fit, form fit and / or material fit, for example by means of a screw or click connection. Flat and in particular two-dimensional markings are expediently used.
  • the markings are preferably such that they do not impair the structure and in particular the stability and / or the properties of the bending object and / or the bending device for sterilization.
  • the navigation device is advantageously an integrated navigation device or comprises one which comprises the acquisition unit, the data processing unit and an information unit.
  • integrated is to be understood in particular to the effect that the above-mentioned units are arranged in a common housing or on a common support device of the navigation device.
  • the information unit is advantageously designed optically and / or acoustically and / or haptically and in particular comprises a controllable display unit with image display and / or a loudspeaker.
  • the navigation device is or comprises, for example, a smartphone, a tablet computer or a head-mounted device (HMD, head-mounted device), for example in the form of data glasses.
  • HMD head-mounted device
  • information is displayed in the user's field of vision.
  • notices can be instructions to the user or can include instructions.
  • the data processing unit can determine a desired shape of the bending object based on data from a sensor unit of the navigation device in order to be able to connect a plurality of connecting elements in a defined relative arrangement to one another via the bending object.
  • a method such as that described in EP 2 910 206 A1 is used to determine the relative positions of the connecting elements, in particular anchoring elements and especially pedicle screws is described.
  • the positions of the connecting elements can be shown to a user, for example graphically, on the above-mentioned display unit.
  • the calculation of the required bending parameters can alternatively or additionally advantageously be determined by the data processing unit without the user having to do anything.
  • the material of the bending object can preferably be used to determine the bending parameters.
  • a predefinable target shape of the bending object is stored in a memory unit of the navigation device, in particular determined in one of the ways explained above, and if instructions are output to the user on a reference unit of the navigation device with regard to at least one of the following will :
  • the selection of a bending object from a set of available bending objects can be suggested to the user on the indication unit.
  • the markings are advantageously detected by the detection unit during the bending process, and the bending device and the bending object can accordingly be tracked during the bending process. This gives the possibility of an ongoing determination of the actual shape of the bending object and, advantageously, ongoing monitoring of the actual shape in order to guide the user in operating the bending system as to how the bending object receives the desired shape.
  • the data processing unit advantageously provides information to the user regarding the actual shape of the bending object, in particular the actual value of the at least one bending parameter and the desired target value of at least one bending parameter.
  • the data processing unit is advantageously designed to guide the user through a defined flow chart (workflow or the like) to bend the bending object.
  • the data processing unit provides the user with instructions on the information unit as to which bending parameters - especially bending position, bending radius and bending angle and, if necessary, bending plane - should be implemented next in order to bring the bending object into the desired shape.
  • the bending object in particular the rod, comprises markings in the form of circumferential rings, which are arranged on the bending object at a distance from one another in a longitudinal direction of the bending object.
  • the markings are, for example, spaced from one another along a longitudinal direction, in particular an axis, of the bending object and extend at least over a partial circumference with respect to the axis.
  • At least one marking is expediently designed in such a way that the orientation of the bending object with respect to the axis can be determined.
  • the bending device includes markings in the form of at least one of the following: Flat markings on surfaces of branches of the bending device, in particular for monitoring a bending angle as a bending parameter; at least one marking on a rotary receptacle, with which the bending object is held on the bending device so that it can rotate about an axis, in particular for monitoring a bending plane as a bending parameter; at least one marking on a contact element for applying the bending object during the bending process, in particular for monitoring at least one bending position and / or at least one bending radius as a bending parameter.
  • the data processing unit advantageously uses at least one marking of the bending device to define a reference coordinate system in space in which the position of the bending object relative to the bending device can be determined. Setting up separate coordinate systems for tracking the bending object relative to the bending device is not necessary in this way.
  • the data processing unit determines at least one of the following on the basis of detected markings on the bending object and on the bending device: the relative position of the bending object and the bending device, for example as explained above; the position of the bending object on at least one contact element of the bending device with regard to the bending position as a bending parameter.
  • a respective marking of the bending device and the bending object are used in order to determine the bending position - on the bending object - by placing the bending object on the contact element.
  • the data processing unit advantageously determines the orientation of the bending object relative to the bending device with regard to the bending plane as a bending parameter based on a marking of a rotation recording of the bending device.
  • an eyelet-shaped rotary receptacle is seen through which the bending object, in particular the rod, is carried out.
  • the rotation holder can be rotated around an axis defined by it to rotate the bending object. In this way the bending plane can be changed.
  • the data processing unit determines its actual shape on the basis of markings on the bending object.
  • the above-mentioned circumferential rings are recorded by the navigation device and the actual shape is calculated on the basis of related information.
  • the actual shape can advantageously be determined for comparison with the desired shape.
  • the user can be provided with an indication of the extent to which the actual shape deviates from the target shape on the indication unit.
  • the bending device advantageously comprises contact elements for the object to be bent, which are positioned at a distance from one another and pivotable relative to one another, the contact elements being arranged or formed on pivoting elements that can be pivoted to one another, the data processing unit advantageously using markings on the pivot elements to determine the bending angle as Bending parameters determined.
  • the pivot elements are advantageously branches that are pivotably mounted on one another. It is conveniently provided that the Biegevor direction can be operated manually. For example, the user can grasp the branches by hand and pivot them relative to one another, whereby the position elements apply a bending force to the bending object. Using the markings, the data processing unit can calculate the bending angle as a bending parameter and, in particular, monitor it until a desired bending angle is reached.
  • the bending device can comprise a limiting element with which a scope of the pivoting of the pivoting elements can be limited relative to one another, with a reference unit providing a hint to the user for setting the limiting element with a view to achieving a predetermined bending angle when the pivoting elements are pivoted until the limiting element takes effect.
  • the delimitation element cooperates with the pivot elements. These can be pivoted relative to each other until the limiting element takes effect. If this is the case, the bending object is bent by the desired bending angle.
  • the bending device can preferably comprise a contact element for the object to be bent which comprises two contact members which can be spaced from one another at different distances, wherein different bending radii can be achieved depending on the distance between the contact members.
  • the contact members can be displaceable relative to one another. It can be provided that the contact members can be moved together at a fixed distance from one another and in particular are displaceable, for example transversely and in particular perpendicular to the direction of the above-mentioned displacement. In this way, the bending radius can preferably be influenced. It can be provided that the spacing of the contact members from one another and / or the position during the joint movement and in particular displacement can be determined via markings.
  • the bending device can advantageously have display elements, in particular in the form of scales, by means of which the value of at least one bending parameter can be read by the user. In this way, even without a navigation device, the user can use the bending device in a manner that is easy to handle.
  • FIG. 1 a perspective illustration of a bending system according to the invention with a bending device, a bending object and a schematically illustrated navigation device;
  • FIG. 2 a plan view of the bending system from FIG. 1;
  • FIG. 3 a plan view of a display unit of the navigation device during the bending process
  • Figures 4 to 7 further representations corresponding to Figure 3 during the
  • FIG. 8 a top view of the navigation device, on the display unit of which an actual shape is shown in a comparable manner to the target shape of the bending object.
  • a bending system according to the invention comprises a bending device 12, at least one bending object 14 to be bent, and a navigation device 16.
  • the bending object 14 is designed as a surgical rod 18 of a surgical fixation system.
  • the rod 18 is used to connect anchoring elements (not shown in the drawing), in particular bone screws, to one another.
  • the bone screws are especially anchored to vertebral bodies and to be fixed relative to each other by means of the rod 18.
  • This requires the rod 18 to be given a desired desired shape by bending. It is necessary for this to transfer the rod 18 with the bending device 12 from an initial shape to the desired shape. This is done while setting and observing bending parameters that include the bending position on the rod, the bending angle, the bending radius and the bending plane.
  • the rod 18 is designed to be elongated and, in its initial form, has a cylindrical shape.
  • the rod 18 defines an axis 20.
  • Markings 22 are applied to the rod 18.
  • the markings 22 are arranged on a surface 24 of the rod 18 and formed integrally therein, for example by means of anodic oxidation, water pressure method or by a material-removing exposure method, in particular by an ultra-short pulse laser (in particular ps laser).
  • the markings 22 preferably do not or substantially not protrude above the surface 24.
  • the markings on the bending object 14 and on the bending device 12 advantageously do not impair their respective structure and in particular their stability, and / or their respective sterilizability is not impaired by the markings.
  • the markings 22 are designed as circumferential rings 26 which are spaced apart from one another in the axial direction 20.
  • the circumferential rings 26 are arranged equidistant from one another.
  • the rod 18 also has markings 22 on respective, opposite end sides 28.
  • the markings 22 of the rod 18 are identical or at least partially differ from one another.
  • the markings 22, in particular those on the end sides 28, are made in such a way that the navigation device 16 can determine when the rod 18 is rotated about the axis 20.
  • the circumferential rings are interrupted in the circumferential direction.
  • the rod 18 can be selected from a stock of different or similar rods, which will be discussed below.
  • the bending device 10 can be operated manually and comprises two pivot elements 30, 32 which are mounted on one another such that they can pivot about a pivot axis 34.
  • the pivoting elements 30, 32 include branches 36 and 38, respectively, which can be gripped by the user by hand and pivoted relative to one another, with a view to setting the bending angle as a bending parameter.
  • Markings 40, 42 which in the present case are different from one another, are arranged on the branches 36, 38.
  • the markings 40, 42 are integrally formed in one of the ways described above using the example of the markings 22 on surfaces 44 of the branches 36, 38.
  • the markings 40, 42 are designed, for example, two-dimensionally and formed in the surface itself.
  • the navigation device 16 By means of the navigation device 16, there is on the one hand the possibility of knowing the bending device 12 by means of at least one of the markings 40, 42.
  • the bending device 12 with the markings 40, 42 thereby forms a reference for defining a reference coordinate system in which the rod 18 can be detected with regard to the relative position and orientation to the bending device 12.
  • the navigation device 16 can detect the relative orientation of the markings 40, 42 as a function of the relative position of the branches 36, 38 during the pivoting movement and derive the bending angle from this.
  • the pivot elements 30, 32 each include a projection 46, 48. On the projection 46, 48 contact elements 50 and 52 for applying the rod 18 are arranged. The contact elements 50, 52 are spaced from one another. When the branches 36, 38 are actuated, the contact elements 50, 52 pivot with respect to the pivot axis 34.
  • the bending device 12 comprises a further contact element 54.
  • the contact element 54 is present in the area of a section 56 of the bending device Device 12 arranged on which the pivot elements 30, 32 are pivotally mounted on one another and connected to one another. If the rod 18 rests against the contact elements 50, 52 and 54, the contact element 54 is applied to one side of the rod 18 which is opposite to that which the contact elements 50, 52 contact. The rod 18 accordingly runs through between the contact elements 50, 52 on the side and the contact element 54 on the other side.
  • the abutment element 54 comprises a first abutment member 58 and a second abutment member 60.
  • the abutment members 58, 60 can be brought from one another, for example by displacement, at a different distance (including zero distance). The further the contact members 58, 60 are spaced from one another, the greater the bending radius with which the rod 18 is bent when the branches 36, 38 are actuated.
  • Markings 62, 64 are arranged on the contact members 58, 60. These are formed integrally on the surfaces of the contact members 58, 60 in the manner described above using the example of the markings 22.
  • the markings 62, 64 are designed differently.
  • the spacing of the contact members 58, 60 from one another can be determined via the markings 62, 64, with a view to determining the bending radius as a bending parameter.
  • the contact members 58, 60 can be movable together on the bending device 12 at a fixed distance from one another in order to influence the bending radius, in particular transversely to the direction of the distance change.
  • the relevant position of the contact members 58, 60 can be determined and / or monitored, for example, by means of a marking on the bending device 12, for example a reference marking on the bending device 12.
  • the bending device 12 also includes a rotation mount 66.
  • the rotation mount 66 includes a rotation element 70 defining an axis 68.
  • the rod 18 can be passed through the rotation element 70. In this case the axes 20, 68 coincide.
  • the rotation element 70 can be operated manually, as a result of which the rod 18 can be rotated about the axis 68. This gives the possibility of changing the bending plane in which the rod 18 is bent.
  • a marking 72 is arranged on the rotary element 70.
  • the marking 72 is integrally formed on the surface of the rotary element 70, for example in one of the ways explained above using the example of the markings 22.
  • the marking 72 is such that the navigation device 16 can determine which angle of rotation the rotation element 70 and thus the rod 18 assumes relative to the bending device 12 or the angle of rotation through which the rod 18 is rotated.
  • the rotation mount 66 is positioned on the projection 48 between the contact elements 52 and 54, this positioning not being restrictive.
  • the navigation device 16 is embodied here as an integrated navigation device, in particular as a smartphone 74.
  • the navigation device 16 comprises a data processing unit 76, which comprises, for example, a microprocessor, a detection unit 78, a memory unit 80 and an information unit 82 with a display unit 84.
  • the latter is in particular the touchscreen of the smartphone 74.
  • the detection unit 78 comprises in particular the camera of the smartphone 74.
  • the navigation device 16 can preferably be used.
  • a sensor unit of the navigation device 16 which for example comprises the camera or angle or inertial sensors, is used to detect the positions of the anchoring elements.
  • the desired shape of the rod 18 can be calculated by the data processing unit 76 and then stored, for example, in the storage unit 80.
  • Information on a plurality of rods can be stored in the storage unit 80.
  • the data processing unit 76 can make suggestions to the user at the information unit 82 as to which of the rods should preferably be used for the connection of the anchoring elements and should be selected for the bending process.
  • a user application program for example in the form of a so-called “app”, is stored in the memory unit 80 in an executable manner in order to instruct the user in an easy-to-use and intuitive manner in bending the rod 18.
  • the bending parameters calculated by the data processing unit 76 can be monitored during the bending process in that the bending device 12 and the rod 18 are tracked using the markings 22, 40, 42, 62, 64 and 72. In particular, this gives the possibility of determining whether the actual value of a bending parameter assumes a calculated target value or deviates from it. In addition, through the time-dependent determination of the actual values of the bending parameters by tracking the markings 22, 40, 42, 62, 64 and 72, in particular their respective changes can be determined. The user can be informed visually and / or acoustically and / or haptically about the development of the value of the bending parameter via the information unit 82. It can be provided that the data processing unit 76 takes material properties (for example due to the possible elastic deformation) of the rod 18 into account when determining the bending parameters.
  • the user changes at least one parameter on the navigation device 16.
  • the position of bone screws can be changed and the changed shape of the rod 18 is calculated.
  • the user changes at least one bending parameter.
  • FIG. 3 shows the monitoring of the bending parameter “bending angle” under the keyword “angle measurement”.
  • the navigation device 16 can recognize the markings 40, 42 and use them to evaluate the relative position of the branches 36, 38.
  • the rod 18 is to be bent starting from the actual value of 180 ° for the bending angle to a target value of 140 °. The user is advised to operate the branches 36, 38 be.
  • FIG. 4 shows the monitoring of the bending parameter "bending radius” under the keyword “radius measurement”. Based on an initial actual value of the bending radius of 56 mm, the bending radius in the example must be set to a target value of 50 mm. The relevant information comes from the evaluation of the recorded markings 62, 64. The user is advised to vary the spacing of the contact members 58, 60 until the desired target value of the bending radius can be achieved.
  • Figure 6 shows a comparable situation for a different actual value and a different target value of the bending radius.
  • the contact members 58, 60 are shifted together, transversely and especially perpendicular to the direction of the change in distance.
  • FIG. 5 shows by way of example under the keyword “distance measurement” the monitoring of a bending position as a bending parameter, the rod 18 being bent at the bending position.
  • the navigation device 16 can use the detected markings 22, 62 and 64 to use the position of the rod 18 relative to the bending device 12. For example, the distance between an end side 28 and the contact members 58, 60 is determined and from this the position on the rod 18 at which the bending process takes place is determined. The actual value for the bending position of 50 mm advises the user to move the rod 18 relative to the bending device 12 so that the target value of 39 mm for the bending position is reached.
  • FIG. 7 shows, under the heading "rotation measurement", the monitoring of the bending plane around which the rod 18 is bent.
  • the navigation device 16 can use the detected marking 72, and preferably the marking 22, to calculate the angle of rotation of the rotation element 70 on the bending device 12.
  • the user is advised that the rod 18 is to be rotated by means of the rotation element 70 until the actual value for the bending plane has been changed from 0 ° to the target value of 90 ° as a bending parameter.
  • the user is guided by the application program in particular using a defined flow chart, for example a workflow, to ensure that all bending parameters have been correctly observed at the end of the bending process and that the rod 18 has the desired shape.
  • a defined flow chart for example a workflow
  • the displays in FIGS. 3 to 8 can be real representations of the bending device 12 and the rod 18, which are created using the camera, and / or exemplary, non-real images.
  • the link exemplar shear representations and real representations and / or references to augmented reality representations is possible.
  • FIG. 8 shows by way of example, under the keyword "curvature comparison", how the navigation device 16 compares the actual shape of the rod 18 determined on the basis of the markings 22 with the desired desired shape of the rod 18.
  • the determined actual shape (solid lines with the images of the marking 22) is compared to the target shape (dashed lines) on the display unit 84. It is immediately apparent to the user that the rod 18 has not yet been properly deformed and further bending operations are required.
  • the bending device 12 further comprises display elements 86, 88, 90 and 92.
  • display elements 86, 88, 90 and 92 which in particular include scales, the user can read and determine values for the bending parameters.
  • the display element 86 allows the user to determine the angular position of the branches 36, 38 to one another in order to determine the bending angle.
  • the display element 88 allows the user to determine the relative position of the rod 18 to the contact element 54 in order to determine the bending position as a bending parameter.
  • the display element 90 allows the user to determine the relative position of the Anla members 58, 60 in order to determine the bending radius as a bending parameter. It can also be provided that by means of the display element 90 or a separate display element, the position of the contact members 58, 60 can be averaged when they are moved together transversely to the direction of the change in distance.
  • the display element 92 allows the user to determine the rotational position of the rotation element 70 in order to determine the bending plane as a bending parameter.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein medizintechnisches Biegesystem zum Biegen eines Biegeobjekts (14), insbesondere eines Stabes (18), umfassend mindestens ein Biegeobjekt (14), eine Biegevorrichtung (12), mit der das Biegeobjekt (14) biegbar ist, und eine Navigationseinrichtung (16) mit einer Erfassungseinheit (78) und einer Datenverarbeitungseinheit (76), wobei das Biegeobjekt (14) und die Biegevorrichtung (12) an deren jeweiliger Oberfläche (24, 44) angeordnete oder gebildete Markierungen (22, 40, 42, 62, 64, 72) umfassen, die optisch von der Erfassungseinheit (78) erfassbar sind, wobei die Datenverarbeitungseinheit (76) ausgebildet ist, anhand diesbezüglicher Informationen der Erfassungseinheit (78) mindestens einen Biegeparameter während des Biegevorgangs zu ermitteln.

Description

MEDIZINTECHNISCHES BIEGESYSTEM
Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizintechnisches Biegesystem zum Biegen eines Biegeobjektes, insbesondere eines Stabes, umfassend mindes tens ein Biegeobjekt, eine Biegevorrichtung, mit der das Biegeobjekt biegbar ist und eine Navigationseinrichtung mit einer Erfassungseinheit und einer Da tenverarbeitungseinheit.
Ein derartiges Biegesystem kommt beispielsweise zum Einsatz, um ein Biege objekt in Gestalt eines chirurgischen Stabes zu biegen und von einer Aus gangsform in eine vorgegebene Soll-Form zu bringen. Beispielsweise ist der Stab zum Verbinden von Verbindungselementen vorgesehen, insbesondere chirurgischen Verankerungselementen wie zum Beispiel Pedikelschrauben. Der Stab und die Pedikelschrauben sind beispielsweise Bestandteile eines chirurgi schen Fixationssystems, um Wirbel relativ zueinander zu fixieren.
Beispielsweise muss der Stab dergestalt gebogen werden, dass er an die drei dimensionale Anordnung der Verankerungselemente im Hinblick auf ein opti males Implantationsergebnis angepasst ist. Bekannt ist dabei, die Ist-Form des Stabes optisch zu kontrollieren oder eine Schablone zu verwenden. Be kannt ist ebenfalls, berechnete Werte für die Soll-Form des Stabes mit einem manuellen oder einem automatischen Biegewerkzeug anzupassen.
Ausführungsformen von Biegevorrichtungen sind beispielsweise in der
US 2012/0047980 Al, der US 5,490,409, der EP 3 287 093 Al, der
DE 100 45 375 Al, der US 2007/0227216 Al, der US 2005/0262911 Al, der WO 2016/088130 Al, der EP 3 261 564 Al und der EP 2 910 206 Al bekannt. In der letztgenannten Druckschrift ist ein System und ein Verfahren beschrie ben, mit dem die Positionen der Verankerungselemente zueinander und/oder relativ zu einem Stab ermittelt werden können, um eine bestmögliche Anpas- sung des Stabes an die Relativpositionen der Verankerungselemente zu ge währleisten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Biegesystem der eingangs ge nannten Art bereitzustellen, das bei konstruktiver Vereinfachung benutzer freundlicher handhabbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Biegesystem der eingangs genannten Art erfin dungsgemäß dadurch gelöst, dass das Biegeobjekt und die Biegevorrichtung an deren jeweiliger Oberfläche angeordnete oder gebildete Markierungen um fassen, die optisch von der Erfassungseinheit erfassbar sind, wobei die Daten verarbeitungseinheit ausgebildet ist, anhand diesbezüglicher Informationen der Erfassungseinheit mindestens einen Biegeparameter während des Biege vorgangs zu ermitteln.
Beim erfindungsgemäßen Biegesystem besteht im Gegensatz zu herkömmli chen Biegesystemen der Vorteil, dass sowohl das Biegeobjekt, insbesondere der Stab, als auch die Biegevorrichtung selbst mindestens eine jeweilige Mar kierung aufweisen. Demgegenüber kommen bei herkömmlichen Biegesyste men an der Biegevorrichtung und beispielsweise einem Werkzeug für das Bie geobjekt angeordnete chirurgische Markiereinrichtungen in Gestalt sogenann ter "Rigid Bodys" zu Einsatz. Zwar bewähren sich derartige Vorrichtungen in der Praxis, diese Markiereinrichtungen erfordern jedoch zusätzliche Kosten und beanspruchen Raum, was einem Benutzer die Handhabbarkeit erschwert. Im Gegensatz zu andersartigen herkömmlichen automatischen Biegesystemen, die sich nur schwer mobil und steril in einem Operationssaal einsetzen lassen, weist das insbesondere handhabbare erfindungsgemäße Biegesystem eine verbesserte Handhabung auf.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Biegeobjekt und die Biegevorrich tung selbst mindestens eine Markierung umfassen. Dies bietet die Möglichkeit, mittels der Erfassungseinheit die Markierungen zeitabhängig zu erfassen, so dass sowohl das Biegeobjekt als auch die Biegevorrichtung selbst von der Na- vigationseinrichtung getrackt werden können. Dies bietet insbesondere die Möglichkeit, während des Biegevorgangs mit der Navigationseinrichtung die Ist-Form des Biegeobjektes zu erfassen und dem Benutzer diesbezügliche Hinweise bereitzustellen, um ihm das Biegen des Biegeobjektes in die erfor derliche Soll-Form zu erleichtern.
Günstig ist es, wenn die Markierungen integral in die Oberfläche des Biegeob jektes und/oder der Biegevorrichtung eingebracht oder daran ausgebildet sind. Vorteilhafterweise sind die Markierungen dabei flächige, beispielsweise zwei dimensionale Strukturen, die nicht oder unwesentlich über die Oberfläche der Biegevorrichtung und/oder des Biegeobjektes hervortreten.
Die Markierungen werden beispielsweise durch anodische Oxidation, ein form änderndes Belichtungsverfahren, beispielsweise ablativ mittels eines Ultra kurzpulslasers, oder durch Wasserdruckbeschichtung in die Oberflächen einge bracht. Vorteilhafterweise kommt zum Einbringen oder Ausbilden der Markie rungen ein die Biegevorrichtung und/oder das Biegeobjekt nicht materialschä digendes Verfahren zum Einsatz. Die Markierungen beeinflussen vorzugsweise die Sterileigenschaften der Biegevorrichtung und/oder des Biegeobjektes nicht.
Vorteilhaft kann der Einsatz von Einmal-Elementen für die Markierungen sein, alternativ oder ergänzend zu direkten Markierungen des Biegeobjektes und/oder der Biegevorrichtung.
Vorgesehen sein kann bei einer bevorzugten Ausführungsform, dass die Mar kierungen separat vom Biegeobjekt und/oder der Biegevorrichtung gebildet und mit diesem bzw. dieser verbunden sind. Dies kann beispielsweise bei einer möglichen Alterung bereits bestehender Markierungen von Vorteil sein, deren Erkennung durch die Navigationseinrichtung erschwert ist. Die separaten Mar kierungen können zum Beispiel durch Kraftschluss, Formschluss und/oder Stoffschluss aufgebracht werden, beispielsweise mittels Schraub- oder Klick- verbindung. Günstigerweise werden flächige und insbesondere zweidimensional erstreckte Markierungen eingesetzt.
Die Markierungen sind bevorzugt so beschaffen, dass sie die Struktur und ins besondere die Stabilität und/oder die Eigenschaften des Biegeobjekts und/oder der Biegevorrichtung zur Sterilisierbarkeit nicht beeinträchtigen.
Die Navigationseinrichtung ist vorteilhafterweise eine integrierte Navigations einrichtung oder umfasst eine solche, die die Erfassungseinheit, die Datenver arbeitungseinheit und eine Hinweiseinheit umfasst. "Integriert" ist vorliegend insbesondere dahingehend zu verstehen, dass die vorstehend genannten Ein heiten in einem gemeinsamen Gehäuse oder an einer gemeinsamen Tragein richtung der Navigationseinrichtung angeordnet sind. Die Hinweiseinheit ist vorteilhafterweise optisch und/oder akustisch und/oder haptisch ausgestaltet und umfasst insbesondere eine ansteuerbare Anzeigeeinheit mit Bildanzeige und/oder einen Lautsprecher.
Die Navigationseinrichtung ist oder umfasst beispielsweise ein Smartphone, einen Tabletcomputer oder ein am Kopf getragenes Gerät (HMD, head moun- ted device), zum Beispiel in Gestalt einer Datenbrille. Bei dem HMD werden Hinweise beispielsweise in das Sichtfeld des Benutzers eingeblendet.
Es versteht sich, dass "Hinweise" vorliegend Anweisungen an den Benutzer sein können oder Anweisungen umfassen können.
Vorteilhaft ist es, wenn von der Datenverarbeitungseinheit anhand von Daten einer Sensoreinheit der Navigationseinrichtung eine Soll-Form des Biegeobjek tes ermittelbar ist, um eine Mehrzahl von in definierter Relativanordnung an geordneten Verbindungselementen über das Biegeobjekt miteinander verbin den zu können. Beispielsweise kommt zur Bestimmung der Relativpositionen der Verbindungselemente, insbesondere Verankerungselemente und speziell Pedikelschrauben, ein Verfahren zum Einsatz, wie es in der EP 2 910 206 Al beschrieben ist. Die Positionen der Verbindungselemente können einem Be nutzer beispielsweise grafisch an der vorstehend genannten Anzeigeeinheit dargestellt werden.
Vorgesehen sein kann, dass ein Benutzer die erforderliche Soll-Form selbst bestimmt, wobei erforderliche Biegeparameter optional von der Datenverarbei tungseinheit berechnet werden können. Die Berechnung erforderlicher Biege parameter kann alternativ oder ergänzend vorteilhafterweise ohne Zutun des Benutzers von der Datenverarbeitungseinheit bestimmt werden. Das Material des Biegeobjektes kann bevorzugt zur Bestimmung der Biegeparameter her angezogen werden.
Von Vorteil ist es, wenn in einer Speichereinheit der Navigationseinrichtung eine vorgebbare Soll-Form des Biegeobjektes gespeichert ist, insbesondere ermittelt auf eine der vorstehend erläuterten Arten, und wenn an einer Hin weiseinheit der Navigationseinrichtung Hinweise an den Benutzer im Hinblick auf mindestens eines der Folgenden ausgegeben werden :
Hinweise zur Bedienung der Biegevorrichtung, wobei Werte des mindes tens einen Biegeparameters ermittelt werden und anhand dessen die Ist- Form des Biegeobjektes bestimmt und mit der Soll-Form verglichen wird, wobei vorzugsweise Hinweise bereitgestellt werden, wenn der Wert des mindestens einen Biegeparameters einen Soll-Wert aufweist oder sich von diesem unterscheidet. Der Benutzer kann über die Hinweiseinheit davon in Kenntnis gesetzt werden, ob der Wert des mindestens einen Biegeparameters dem erforderlichen Wert entspricht, damit das Biegeob jekt in die Soll-Form überführt werden kann.
Hinweise betreffend die Auswahl eines Biegeobjektes aus einer Menge verfügbarer Biegeobjekte. Beispielsweise kann dem Benutzer an der Hinweiseinheit das am besten geeignete Biegeobjekt vorgeschlagen wer den. Günstigerweise werden die Markierungen von der Erfassungseinheit während des Biegevorgangs erfasst, die Biegevorrichtung und das Biegeobjekt können dementsprechend während des Biegevorgangs getrackt werden. Dies gibt die Möglichkeit einer laufenden Bestimmung der Ist-Form des Biegeobjektes und günstigerweise einer laufenden Überwachung der Ist-Form, um den Benutzer zur Bedienung des Biegesystems anzuleiten, wie das Biegeobjekt die ge wünschte Soll-Form erhält.
Dabei werden von der Datenverarbeitungseinheit vorteilhafterweise Hinweise an den Benutzer bereitgestellt betreffend die Ist-Form des Biegeobjektes, ins besondere den Ist-Wert des mindestens eines Biegeparameters und den ge wünschten Soll-Wert mindestens eines Biegeparameters.
Vorteilhafterweise ist die Datenverarbeitungseinheit ausgebildet, den Benutzer über einen definierten Ablaufplan (Workflow o.Ä.) zum Biegen des Biegeobjek tes anzuleiten. Beispielsweise unterbreitet die Datenverarbeitungseinheit dem Benutzer an der Hinweiseinheit Hinweise, welcher Biegeparameter - speziell Biegeposition, Biegeradius und Biegewinkel sowie erforderlichenfalls Biegeebe ne - als nächstes umgesetzt werden sollte, um das Biegeobjekt in die ge wünschte Soll-Form zu bringen.
Vorgesehen sein kann, dass das Biegeobjekt, insbesondere der Stab, Markie rungen in Form von Umfangsringen umfasst, die in einer Längsrichtung des Biegeobjektes voneinander beabstandet am Biegeobjekt angeordnet sind. Die Markierungen sind beispielsweise längs einer Längsrichtung, insbesondere ei ner Achse, des Biegeobjektes voneinander beabstandet und erstrecken sich zumindest über einen Teilumfang bezüglich der Achse. Günstigerweise ist zu mindest eine Markierung so beschaffen, die Orientierung des Biegeobjektes bezüglich der Achse ermitteln zu können.
Günstig ist es, wenn die Biegevorrichtung Markierungen in Form von zumin dest einem der Folgenden umfasst: flächig erstreckte Markierungen an Oberflächen von Branchen der Biege vorrichtung, insbesondere zur Überwachung eines Biegewinkels als Bie geparameter; mindestens eine Markierung an einer Rotationsaufnahme, mit der das Biegeobjekt an der Biegevorrichtung um eine Achse drehbar gehalten ist, insbesondere zur Überwachung einer Biegeebene als Biegeparameter; mindestens eine Markierung an einem Anlageelement zum Anlegen des Biegeobjektes während des Biegevorgangs, insbesondere zur Überwa chung mindestens einer Biegeposition und/oder mindestens eines Biege radius als Biegeparameter.
Die Datenverarbeitungseinheit zieht günstigerweise mindestens eine Markie rung der Biegevorrichtung heran zur Definition eines Referenzkoordinatensys tems im Raum, in dem die Position des Biegeobjektes relativ zur Biegevorrich tung bestimmbar ist. Die Einrichtung gesonderter Koordinatensysteme zum Tracken des Biegeobjektes relativ zur Biegevorrichtung ist auf diese Weise nicht erforderlich.
Günstigerweise bestimmt die Datenverarbeitungseinheit anhand erfasster Markierungen am Biegeobjekt und an der Biegevorrichtung zumindest eines der Folgenden bestimmt: die Relativposition des Biegeobjektes und der Biegevorrichtung, zum Bei spiel wie vorstehend erläutert; die Position des Biegeobjektes an mindestens einem Anlageelement der Biegevorrichtung im Hinblick auf die Biegeposition als Biegeparameter. Beispielsweise werden eine jeweilige Markierung der Biegevorrichtung und des Biegeobjektes herangezogen, um die Biegeposition - durch An lage des Biegeobjektes am Anlageelement - am Biegeobjekt zu bestim men. Vorteilhafterweise bestimmt die Datenverarbeitungseinheit anhand einer Mar kierung einer Rotationsaufnahme der Biegevorrichtung die Orientierung des Biegeobjektes relativ zur Biegevorrichtung im Hinblick auf die Biegeebene als Biegeparameter. Beispielsweise ist eine ösenförmige Rotationsaufnahme vor gesehen, durch die hindurch das Biegeobjekt, insbesondere der Stab, hin durchgeführt ist. Die Rotationsaufnahme kann zum Drehen des Biegeobjektes um eine von ihr definierte Achse gedreht werden. Auf diese Weise kann die Biegeebene verändert werden.
Günstig ist es, wenn die Datenverarbeitungseinheit anhand von Markierungen des Biegeobjektes dessen Ist-Form bestimmt. Beispielsweise werden die vor stehend genannten Umfangsringe von der Navigationseinrichtung erfasst und anhand diesbezüglicher Informationen die Ist-Form berechnet. Die Ist-Form kann vorteilhafterweise zum Vergleich mit der Soll-Form bestimmt werden. Günstigerweise kann dem Benutzer an der Hinweiseinheit ein Hinweis bereit gestellt werden, inwieweit die Ist-Form von der Soll-Form abweicht.
Die Biegevorrichtung umfasst vorteilhafterweise Anlageelemente für das Bie geobjekt, die im Abstand zueinander positioniert und relativ zueinander ver- schwenkbar sind, wobei die Anlageelemente an zueinander schwenkbaren Schwenkelementen angeordnet oder gebildet sind, wobei die Datenverarbei tungseinheit vorteilhaftweise anhand von Markierungen an den Schwenkele menten den Biegewinkel als Biegeparameter bestimmt.
Die Schwenkelemente sind vorteilhafterweise Branchen, die schwenkbar anei nander gelagert sind. Dabei ist günstigerweise vorgesehen, dass die Biegevor richtung handbetätigbar ist. Beispielsweise kann der Benutzer die Branchen mit der Hand ergreifen und relativ zueinander verschwenken, wodurch die An lageelemente das Biegeobjekt mit einer Biegekraft beaufschlagen. Anhand der Markierungen kann von der Datenverarbeitungseinheit der Biegewinkel als Biegeparameter errechnet und insbesondere überwacht werden, bis ein ge wünschter Biegewinkel erreicht ist. Die Biegevorrichtung kann bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Be grenzungselement umfassen, mit dem ein Umfang der Verschwenkung der Schwenkelemente relativ zueinander begrenzbar ist, wobei an einer Hinweis einheit ein Hinweis an den Benutzer zum Einstellen des Begrenzungselementes bereitstellbar ist im Hinblick auf die Erzielung eines vorgegebenen Biegewin kels, wenn die Schwenkelemente bis zum Wirksamwerden des Begrenzungs elementes verschwenkt werden. Das Begrenzungselement wirkt mit den Schwenkelementen zusammen. Diese können solange relativ zueinander ver schwenkt werden, bis das Begrenzungselement wirksam wird. Ist dies der Fall, ist das Biegeobjekt um den gewünschten Biegewinkel gebogen.
Die Biegevorrichtung kann bevorzugt ein Anlageelement für das Biegeobjekt umfassen, welches zwei in unterschiedlichen Abstand voneinander bringbare Anlageglieder umfasst, wobei je nach Abstand der Anlageglieder voneinander unterschiedliche Biegeradien erzielbar sind. Die Anlageglieder können relativ zueinander verschiebbar sein. Vorgesehen sein kann, dass die Anlageglieder gemeinsam mit festem Abstand voneinander bewegbar und insbesondere ver schiebbar sind, zum Beispiel quer und insbesondere senkrecht zur Richtung der vorstehend genannten Verschiebung. Auf diese Weise kann vorzugsweise der Biegeradius beeinflusst werden. Vorgesehen sein kann, dass über Markie rungen der Abstand der Anlageglieder voneinander und/oder die Position bei der gemeinsamen Bewegung und insbesondere Verschiebung bestimmbar ist.
Die Biegevorrichtung kann vorteilhafterweise Anzeigeelemente, insbesondere in Form von Skalen, aufweisen, anhand derer der Wert mindestens eines Bie geparameters für den Benutzer ablesbar ist. Auch ohne Navigationseinrichtung besteht auf diese Weise für den Benutzer die Möglichkeit der handhabungs freundlichen Benutzung der Biegevorrichtung.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen : Figur 1 : eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Biege systems mit einer Biegevorrichtung, eines Biegeobjektes sowie einer schematisch dargestellten Navigationseinrichtung;
Figur 2: eine Draufsicht auf das Biegesystem aus Figur 1;
Figur 3: eine Draufsicht auf eine Anzeigeeinheit der Navigationseinrich tung während des Biegevorgangs;
Figuren 4 bis 7: weitere Darstellungen entsprechend Figur 3 während des
Biegevorgangs; und
Figur 8: eine Draufsicht auf die Navigationseinrichtung, an deren Anzeige einheit eine Ist-Form mit der Soll-Form des Biegeobjektes ver gleichbar dargestellt ist.
Ein erfindungsgemäßes, in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 10 belegtes Biegesystem umfasst eine Biegevorrichtung 12, mindestens ein zu biegendes Biegeobjekt 14 und eine Navigationseinrichtung 16.
Das Biegeobjekt 14 ist vorliegend ausgestaltet als chirurgischer Stab 18 eines chirurgischen Fixationssystems. Dabei kommt der Stab 18 zum Einsatz, um in der Zeichnung nicht dargestellte Verankerungselemente, insbesondere Kno chenschrauben, miteinander zu verbinden. Die Knochenschrauben sind insbe sondere an Wirbelkörpern verankert und mittels des Stabes 18 relativ zuei nander zu fixieren. Dies erfordert es, dem Stab 18 eine gewünschte Soll-Form durch Biegen zu verleihen. Erforderlich hierfür ist es, den Stab 18 mit der Bie gevorrichtung 12 von einer Ausgangsform in die Soll-Form zu überführen. Dies erfolgt unter Einstellung und Beachtung von Biegeparametern, die die Biege position am Stab, den Biegewinkel, den Biegeradius und die Biegeebene um fassen. Der Stab 18 ist im vorliegenden Fall längserstreckt ausgestaltet und in der Ausgangsform von zylindrischer Gestalt. Dabei definiert der Stab 18 eine Ach se 20.
Am Stab 18 sind Markierungen 22 aufgebracht. Die Markierungen 22 sind an einer Oberfläche 24 des Stabes 18 angeordnet und integral in dieser gebildet, zum Beispiel mittels anodischer Oxidation, Wasserdruckverfahren oder durch ein materialabtragendes Belichtungsverfahren, insbesondere durch einen Ul trakurzpulslaser (insbesondere ps-Laser). Die Markierungen 22 ragen vor zugsweise nicht oder im Wesentlichen nicht über die Oberfläche 24 hervor.
Günstigerweise beeinträchtigen die Markierungen am Biegeobjekt 14 und an der Biegevorrichtung 12 deren jeweilige Struktur und insbesondere Stabilität nicht, und/oder deren jeweilige Sterilisierbarkeit wird nicht durch die Markie rungen beeinträchtigt.
Die Markierungen 22 sind ausgebildet als Umfangsringe 26, die in axialer Rich tung 20 voneinander beabstandet sind. Dabei sind die Umfangsringe 26 äqui distant zueinander angeordnet. An jeweiligen, einander gegenüberliegenden Endseiten 28 weist der Stab 18 ebenfalls Markierungen 22 auf.
Es kann vorgesehen sein, dass die Markierungen 22 des Stabes 18 identisch sind oder sich voneinander zumindest teilweise unterscheiden.
Günstig ist es, wenn die Markierungen 22, insbesondere diejenigen an den Endseiten 28, so beschaffen sind, dass von der Navigationseinrichtung 16 fest stellbar ist, wenn eine Rotation des Stabes 18 um die Achse 20 erfolgt. Bei spielsweise sind die Umfangsringe in der Umfangsrichtung unterbrochen.
Bei der Anwendung des Biegesystems 10 kann der Stab 18 aus einem Vorrat unterschiedlicher oder gleichartiger Stäbe ausgewählt werden, hierauf wird nachfolgend noch eingegangen. Die Biegevorrichtung 10 ist im vorliegenden Fall handbetätigbar und umfasst zwei Schwenkelemente 30, 32, die aneinander um eine Schwenkachse 34 schwenkbar gelagert sind. Zur Betätigung durch den Benutzer umfassen die Schwenkelemente 30, 32 Branchen 36 bzw. 38, die vom Benutzer mit der Hand ergriffen werden können und relativ zueinander verschwenkt werden können, im Hinblick auf die Einstellung des Biegewinkels als Biegeparameter.
An den Branchen 36, 38 sind Markierungen 40, 42 angeordnet, die vorliegend unterschiedlich voneinander sind. Die Markierungen 40, 42 sind integral auf eine der vorstehend am Beispiel der Markierungen 22 beschriebenen Weisen an Oberflächen 44 der Branchen 36, 38 gebildet. Dabei sind die Markierungen 40, 42 beispielsweise zweidimensional ausgestaltet und in der Oberfläche selbst gebildet.
Mittels der Navigationseinrichtung 16 besteht zum einen die Möglichkeit, die Biegevorrichtung 12 mittels zumindest einer der Markierungen 40, 42 zu er kennen. Die Biegevorrichtung 12 mit den Markierungen 40, 42 bildet dadurch eine Referenz zur Definition eines Referenzkoordinatensystems, in dem der Stab 18 hinsichtlich Relativposition und Relativorientierung zur Biegevorrich tung 12 erfasst werden kann.
Zum anderen kann die Navigationseinrichtung 16 die Relativorientierung der Markierungen 40, 42 abhängig von der Relativstellung der Branchen 36, 38 bei der Schwenkbewegung erfassen und hieraus den Biegewinkel ableiten.
Die Schwenkelemente 30, 32 umfassen jeweils einen Vorsprung 46, 48. An den Vorsprung 46, 48 sind Anlageelemente 50 bzw. 52 zum Anlegen des Sta bes 18 angeordnet. Die Anlageelemente 50, 52 sind voneinander beabstandet. Beim Betätigen der Branchen 36, 38 verschwenken die Anlageelemente 50, 52 bezüglich der Schwenkachse 34.
Die Biegevorrichtung 12 umfasst ein weiteres Anlageelement 54. Das Anla geelement 54 ist vorliegend im Bereich eines Abschnittes 56 der Biegevorrich- tung 12 angeordnet, an dem die Schwenkelemente 30, 32 schwenkbar anei nander gelagert und miteinander verbunden sind. Liegt der Stab 18 an den Anlageelementen 50, 52 und 54 an, ist das Anlageelement 54 an eine Seite des Stabes 18 angelegt, die derjenigen gegenüberliegt, welche die Anlageele mente 50, 52 kontaktiert. Der Stab 18 läuft dementsprechend zwischen den Anlageelementen 50, 52 auf der Seite und dem Anlageelement 54 auf der an deren Seiten hindurch.
Das Anlageelement 54 umfasst ein erstes Anlageglied 58 und ein zweites An lageglied 60. Die Anlageglieder 58, 60 können beispielsweise durch Verschie bung in einen unterschiedlichen Abstand (einschließlich Nullabstand) vonei nander gebracht werden. Je weiter die Anlageglieder 58, 60 voneinander be- abstandet sind, desto größer wird der Biegeradius, mit dem der Stab 18 beim Betätigen der Branchen 36, 38 gebogen wird.
An den Anlagegliedern 58, 60 sind Markierungen 62, 64 angeordnet. Diese sind auf die vorstehend am Beispiel der Markierungen 22 beschriebene Weise integral an den Oberflächen der Anlageglieder 58, 60 gebildet. Beispielsweise sind die Markierungen 62, 64 unterschiedlich ausgestaltet.
Über die Markierungen 62, 64 kann der Abstand der Anlageglieder 58, 60 von einander bestimmt werden, im Hinblick auf die Ermittlung des Biegeradius als Biegeparameter.
Vorgesehen sein kann, dass die Anlageglieder 58, 60 zur Beeinflussung des Biegeradius mit festem Abstand voneinander gemeinsam an der Biegevorrich tung 12 bewegbar sind, insbesondere quer zur Richtung der Abstandsände rung. Die diesbezügliche Stellung der Anlageglieder 58, 60 kann beispielsweise mittels einer Markierung an der Biegevorrichtung 12 ermittelt und/oder über wacht werden, zum Beispiel einer Bezugsmarkierung an der Biegevorrichtung 12. Die Biegevorrichtung 12 umfasst im vorliegenden Fall ferner eine Rotations aufnahme 66. Die Rotationsaufnahme 66 umfasst ein eine Achse 68 definie rendes Rotationselement 70. Der Stab 18 kann durch das Rotationselement 70 hindurchgeführt werden. In diesem Fall fallen die Achsen 20, 68 zusammen. Das Rotationselement 70 ist handbetätigbar, wodurch der Stab 18 um die Achse 68 rotiert werden kann. Dies gibt die Möglichkeit, die Biegeebene zu verändern, in der die Biegung des Stabes 18 erfolgt.
Am Rotationselement 70 ist eine Markierung 72 angeordnet. Die Markierung 72 ist beispielsweise auf eine der vorstehend am Beispiel der Markierungen 22 erläuterte Weisen integral an der Oberfläche des Rotationselementes 70 gebil det. Dabei ist die Markierung 72 so beschaffen, dass von der Navigationsein richtung 16 ermittelbar ist, welchen Drehwinkel das Rotationselement 70 und damit der Stab 18, relativ zur Biegevorrichtung 12 einnimmt bzw. um welchen Drehwinkel der Stab 18 rotiert wird.
Im vorliegenden Fall ist die Rotationsaufnahme 66 am Vorsprung 48 zwischen den Anlageelementen 52 und 54 positioniert, wobei diese Positionierung nicht einschränkend ist.
Die Navigationseinrichtung 16 ist vorliegend als integrierte Navigationseinrich tung ausgebildet, insbesondere als Smartphone 74.
Die Navigationseinrichtung 16 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 76, die beispielsweise einen Mikroprozessor umfasst, eine Erfassungseinheit 78, eine Speichereinheit 80 und eine Hinweiseinheit 82 mit einer Anzeigeeinheit 84. Bei Letzterer handelt es sich insbesondere um den Touchscreen des Smartphones 74. Die Erfassungseinheit 78 umfasst insbesondere die Kamera des Smartpho nes 74.
Wie beispielsweise in der EP 2 910 206 Al beschrieben ist, besteht die Mög lichkeit für den Benutzer, die Relativpositionen der Verankerungselemente zu bestimmen. Auf diese Weise kann ermittelt werden, wie der Stab 18 geformt sein muss, damit die Verankerungselemente miteinander verbunden werden können.
Zu letzterem Zweck kann vorzugsweise die Navigationseinrichtung 16 verwen det werden. Eine Sensoreinheit der Navigationseinrichtung 16, die beispiels weise die Kamera oder Winkel- oder Inertialsensoren umfasst, dient zur Erfas sung der Positionen der Verankerungselemente. Die Soll-Form des Stabes 18 kann von der Datenverarbeitungseinheit 76 berechnet und dann beispielsweise in der Speichereinheit 80 gespeichert werden.
In der Speichereinheit 80 können Informationen zu einer Mehrzahl von Stäben gespeichert sein. Die Datenverarbeitungseinheit 76 kann dem Benutzer an der Hinweiseinheit 82 Vorschläge unterbreiten, welcher der Stäbe bevorzugt für die Verbindung der Verankerungselemente herangezogen werden sollte und für den Biegevorgang ausgewählt werden sollte.
In der Speichereinheit 80 ist ein Benutzeranwendungsprogramm beispielswei se in Form einer sogenannten "App" ausführbar gespeichert, um den Benutzer handhabungsfreundlich und intuitiv zum Biegen des Stabes 18 anzuleiten.
Die von der Datenverarbeitungseinheit 76 errechneten Biegeparameter können während des Biegevorgangs überwacht werden, indem die Biegevorrichtung 12 und der Stab 18 anhand der Markierungen 22, 40, 42, 62, 64 und 72 ge- trackt werden. Dies gibt insbesondere die Möglichkeit festzustellen, ob der Ist- Wert eines Biegeparameters einen berechneten Soll-Wert annimmt oder von diesem abweicht. Darüber hinaus kann durch die zeitabhängige Ermittlung der Ist-Werte der Biegeparameter mittels Tracken der Markierungen 22, 40, 42, 62, 64 und 72 insbesondere deren jeweilige Änderungen festgestellt werden. Der Benutzer kann über die Hinweiseinheit 82 optisch und/oder akustisch und/oder haptisch über die Entwicklung des Wertes des Biegeparameters in formiert werden. Vorgesehen sein kann, dass die Datenverarbeitungseinheit 76 Materialeigen schaften (zum Beispiel aufgrund der möglichen elastischen Verformung) des Stabes 18 bei der Bestimmung der Biegeparameter berücksichtigt.
Vorgesehen sein kann, dass der Benutzer mindestens ein Parameter an der Navigationseinrichtung 16 ändert. Beispielsweise kann die Position von Kno chenschrauben verändert werden, und die geänderte Form des Stabes 18 wird berechnet. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Benut zer mindestens einen Biegeparameter ändert.
Beispielhaft zeigt Figur 3 unter dem Stichwort "Winkelmessung" die Überwa chung des Biegeparameters "Biegewinkel". Hierzu kann die Navigationseinrich tung 16 die Markierungen 40, 42 erkennen und anhand derer die Relativstel lung der Branchen 36, 38 auswerten. Im Beispiel ist der Stab 18 ausgehend von dem Ist-Wert von 180° für den Biegewinkel auf einen Soll-Wert von 140° zu biegen. Der Benutzer wird darauf hingewiesen, die Branchen 36, 38 zu be tätigen.
Beispielhaft zeigt Figur 4 unter dem Stichwort "Radiusmessung" die Überwa chung des Biegeparameters "Biegeradius". Ausgehend von einem anfänglichen Ist-Wert des Biegeradius von 56 mm ist der Biegeradius im Beispiel auf einen Soll-Wert von 50 mm einzustellen. Die diesbezügliche Information stammt aus der Auswertung der erfassten Markierungen 62, 64. Der Benutzer wird darauf hingewiesen, den Abstand der Anlageglieder 58, 60 solange zu variieren, bis der gewünschte Soll-Wert des Biegeradius erzielt werden kann.
Figur 6 stellt einen vergleichbaren Sachverhalt für einen unterschiedlichen Ist- Wert und einen unterschiedlichen Soll-Wert des Biegeradius dar. Darüber hin aus sind die Anlageglieder 58, 60 gemeinsam verschoben, quer und insbeson dere senkrecht zur Richtung der Abstandsänderung. Figur 5 zeigt beispielhaft unter dem Stichwort "Distanzmessung" die Überwa chung einer Biegeposition als Biegeparameter, wobei der Stab 18 an der Bie geposition gebogen wird.
Zu diesem Zweck kann die Navigationseinrichtung 16 anhand der erfassten Markierungen 22, 62 und 64 die Position des Stabes 18 relativ zur Biegevor richtung 12 heranziehen. Beispielsweise wird der Abstand einer Endseite 28 von den Anlagegliedern 58, 60 bestimmt und hieraus die Position am Stab 18 ermittelt, an dem der Biegevorgang erfolgt. Der Ist-Wert für die Biegeposition von 50 mm weist den Benutzer darauf hin, den Stab 18 relativ zur Biegevor richtung 12 so zu verschieben, dass der Soll-Wert von 39 mm für die Biegepo sition erreicht wird.
Figur 7 zeigt unter dem Stichwort "Rotationsmessung" die Überwachung der Biegeebene, um die der Stab 18 gebogen wird. Dabei kann die Navigationsein richtung 16 anhand der erfassten Markierung 72, und vorzugsweise der Mar kierung 22, den Drehwinkel des Rotationselementes 70 an der Biegevorrich tung 12 berechnen.
Im vorliegenden Fall wird der Benutzer darauf hingewiesen, dass der Stab 18 mittels des Rotationselementes 70 zu rotieren ist, bis der Ist-Wert für die Bie geebene als Biegeparameter von 0° auf den Soll-Wert von 90° geändert wor den ist.
Der Benutzer wird insbesondere anhand eines definierten Ablaufplans, bei spielsweise eines Workflows, vom Anwendungsprogramm geführt um sicher zustellen, dass am Ende des Biegevorgangs sämtliche Biegeparameter korrekt eingehalten worden sind und der Stab 18 die Soll-Form aufweist.
Die Anzeigen der Figuren 3 bis 8 können reale Darstellungen der Biegevorrich tung 12 und des Stabes 18 sein, die anhand der Kamera erstellt werden, und/oder exemplarische, nicht-reale Abbildungen. Die Verknüpfung exemplari- scher Darstellungen und realer Darstellungen und/oder Hinweisen zu Aug- mented-Reality-Darstellungen ist möglich.
Figur 8 stellt beispielhaft unter dem Stichwort "Krümmungsvergleich" dar, wie die Navigationseinrichtung 16 einen Vergleich der anhand der Markierungen 22 ermittelten Ist-Form des Stabes 18 mit der gewünschten Soll-Form des Stabes 18 vornimmt.
Die ermittelte Ist-Form (durchgezogene Linien mit den Bildern der Markierung 22) wird dabei an der Anzeigeeinheit 84 der Soll-Form (gestrichelte Linien) gegenübergestellt. Für den Benutzer ist unmittelbar ersichtlich, dass der Stab 18 noch nicht ordnungsgemäß verformt worden ist und weitere Biegevorgänge erforderlich sind.
Die Biegevorrichtung 12 umfasst weiter Anzeigeelemente 86, 88, 90 und 92. Anhand der Anzeigeelemente 86, 88, 90 und 92, die insbesondere Skalen um fassen, kann der Benutzer Werte für die Biegeparameter ablesen und ermit teln.
Das Anzeigeelement 86 erlaubt es dem Benutzer, die Winkelstellung der Bran chen 36, 38 zueinander zu ermitteln, um den Biegewinkel zu bestimmen.
Das Anzeigeelement 88 erlaubt es dem Benutzer, die Relativposition des Sta bes 18 zum Anlageelement 54 zu ermitteln, um die Biegeposition als Biegepa rameter zu bestimmen.
Das Anzeigeelement 90 erlaubt es dem Benutzer, die Relativstellung der Anla geglieder 58, 60 zu ermitteln, um den Biegeradius als Biegeparameter zu be stimmen. Vorgesehen sein kann ferner, dass mittels des Anzeigeelementes 90 oder eines separaten Anzeigeelementes die Position der Anlageglieder 58, 60 bei gemeinsamer Verschiebung quer zur Richtung der Abstandsänderung er mittelt werden kann. Das Anzeigeelement 92 erlaubt es dem Benutzer, die Rotationsstellung des Rotationselementes 70 zu bestimmen, um die Biegeebene als Biegeparameter zu bestimmen.
Bezugszeichenliste
10 Biegesystem
12 Biegevorrichtung
14 Biegeobjekt
16 Navigationseinrichtung
18 Stab
20 Achse
22 Markierung
24 Oberfläche
26 Umfangsring
28 Endseite
30 Schwenkelement
32 Schwenkelement
34 Schwenkachse
36 Branche
38 Branche
40 Markierung
42 Markierung
44 Oberfläche
46 Vorsprung
48 Vorsprung
50 Anlageelement
52 Anlageelement
54 Anlageelement
56 Abschnitt
58 Anlageglied
60 Anlageglied
62 Markierung
64 Markierung
66 Rotationsaufnahme
68 Achse
70 Rotationselement Markierung
Smartphone
Datenverarbeitungseinheit
Erfassungseinheit
Speichereinheit
Hinweiseinheit
Anzeigeeinheit
Anzeigeelement
Anzeigeelement
Anzeigeelement
Anzeigeelement

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Medizintechnisches Biegesystem zum Biegen eines Biegeobjekts (14), insbesondere eines Stabes (18),
umfassend mindestens ein Biegeobjekt (14),
eine Biegevorrichtung (12), mit der das Biegeobjekt (14) biegbar ist, und eine Navigationseinrichtung (16) mit einer Erfassungseinheit (78) und einer Datenverarbeitungseinheit (76),
dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeobjekt (14) und die Biegevor richtung (12) an deren jeweiliger Oberfläche (24, 44) angeordnete oder gebildete Markierungen (22, 40, 42, 62, 64, 72) umfassen, die optisch von der Erfassungseinheit (78) erfassbar sind, wobei die Datenverarbei tungseinheit (76) ausgebildet ist, anhand diesbezüglicher Informationen der Erfassungseinheit (78) mindestens einen Biegeparameter während des Biegevorgangs zu ermitteln.
2. Biegesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Markie rungen (22, 40, 42, 62, 64, 72) integral in die Oberfläche (24, 44) des Biegeobjektes (14) und/oder der Biegevorrichtung (12) eingebracht oder daran ausgebildet sind, vorzugsweise durch anodische Oxidation, ein formänderndes Belichtungsverfahren oder Wasserdruckbeschichtung.
3. Biegesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen separat vom Biegeobjekt (14) und/oder der Biegevorrich tung (12) gebildet und mit diesem bzw. dieser verbunden sind.
4. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Navigationseinrichtung (16) eine integrierte Navi gationseinrichtung (16) ist oder umfasst, die die Erfassungseinheit (78), die Datenverarbeitungseinheit (76) und eine Hinweiseinheit (82) um fasst, insbesondere dass die Navigationseinrichtung (16) ein Smartphone (74), einen Tabletcomputer oder ein am Kopf getragenes Gerät (HMD, head mounted device) ist oder umfasst.
5. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass von der Datenverarbeitungseinheit (76) anhand von Daten einer Sensoreinheit der Navigationseinrichtung (16) eine Soll- Form des Biegeobjektes (14) ermittelbar ist, um eine Mehrzahl von in definierter Relativanordnung angeordneten Verbindungselementen über das Biegeobjekt (14) verbinden zu können.
6. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speichereinheit (80) der Navigationseinrichtung (16) eine vorgebbare Soll-Form des Bie geobjektes (14) gespeichert ist und dass an einer Hinweiseinheit (82) der Navigationseinrichtung (16) Hinweise an den Benutzer im Hinblick auf mindestens eines der Folgenden ausgegeben werden :
Hinweise zur Bedienung der Biegevorrichtung (12), wobei Werte des mindestens einen Biegeparameters ermittelt werden und an hand dessen die Ist-Form des Biegeobjektes (14) bestimmt und mit der Soll-Form verglichen wird, wobei vorzugsweise Hinweise be reitgestellt werden, wenn der Wert des mindestens einen Biegepa rameters einen Soll-Wert aufweist oder sich von diesem unter scheidet;
Hinweise betreffend die Auswahl eines Biegeobjektes (14) aus einer Menge verfügbarer Biegeobjekte (14).
7. Biegesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Markie rungen von der Erfassungseinheit (78) während des Biegevorgangs er fasst werden und von der Datenverarbeitungseinheit (76) Hinweise an den Benutzer bereitgestellt werden betreffend die Ist- Form des Biegeob- jektes (14), insbesondere den Ist-Wert mindestens eines Biegeparame ters und den gewünschten Soll-Wert mindestens eines Biegeparameters.
8. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Biegeobjekt (14) Markierungen (22) in Form von Umfangsringen (26) umfasst, die in einer Längsrichtung des Biegeobjek tes (14) voneinander beabstandet am Biegeobjekt (14) angeordnet sind.
9. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Biegevorrichtung (12) Markierungen (40, 42, 62, 64, 72) in Form von zumindest einem der Folgenden umfasst: flächig erstreckte Markierungen (40, 42) an Oberflächen von Bran chen (36, 38) der Biegevorrichtung (12); mindestens eine Markierung (72) an einer Rotationsaufnahme, mit der das Biegeobjekt (14) an der Biegevorrichtung (12) um eine Achse (68) drehbar gehalten ist; mindestens eine Markierung (62, 64) an einem Anlageelement (54) zum Anlegen des Biegeobjektes (14) während des Biegevorgangs.
10. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (76) mindestens eine Markierung der Biegevorrichtung (12) heranzieht zur Definition eines Re ferenzkoordinatensystems im Raum, in dem die Position des Biegeobjek tes (14) relativ zur Biegevorrichtung (12) bestimmbar ist.
11. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (76) anhand erfasster Markierungen (22, 40, 42, 62, 64, 72) am Biegeobjekt (14) und an der Biegevorrichtung (12) : die Relativposition des Biegeobjektes (14) und der Biegevorrich tung (12) bestimmt; und/oder die Position des Biegeobjektes (14) an mindestens einem Anla geelement (50, 52, 54) der Biegevorrichtung (12) im Hinblick auf die Biegeposition als Biegeparameter bestimmt.
12. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass zumindest eines der Folgenden gilt: die Datenverarbeitungseinheit (76) bestimmt anhand einer Markie rung (72) einer Rotationsaufnahme (66) der Biegevorrichtung (12) die Orientierung des Biegeobjektes (14) relativ zur Biegevorrich tung (12) im Hinblick auf die Biegeebene als Biegeparameter; die Datenverarbeitungseinheit (76) bestimmt anhand von Markie rungen des Biegeobjektes (14) dessen Ist-Form, insbesondere zum Vergleich mit einer Soll-Form des Biegeobjektes (14).
13. Biegesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Biegevorrichtung (12) Anlageelemente (50, 52) für das Biegeobjekt (14) umfasst, die im Abstand zueinander positioniert und relativ zueinander verschwenkbar sind, wobei die Anlageelemente (50, 52) an zueinander schwenkbaren Schwenkelementen (30, 32) an geordnet oder gebildet sind, und dass die Datenverarbeitungseinheit (76) anhand von Markierungen an den Schwenkelementen (30, 32) den Biegewinkel als Biegeparameter bestimmt.
14. Biegesystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schwenkelemente (30, 32) Branchen (36, 38) sind, die schwenkbar an einander gelagert sind, insbesondere dass die Biegevorrichtung (12) handbetätigbar ist.
15. Biegesystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegevorrichtung (12) ein Begrenzungselement umfasst, mit dem ein Umfang der Verschwenkung der Schwenkelemente (30, 32) relativ zuei nander begrenzbar ist, und dass an einer Hinweiseinheit (82) ein Hinweis an den Benutzer zum Einstellen des Begrenzungselementes bereitstellbar ist im Hinblick auf die Erzielung eines vorgegebenen Biegewinkels, wenn die Schwenkelemente (30, 32) bis zum Wirksamwerden des Begren zungselementes verschwenkt werden.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7649382B2 (ja) * 2021-01-29 2025-03-19 ブレインラボ アーゲー ナビゲーション脊椎手術のための拡張現実脊椎ロッドプランニングおよび屈曲のためのコンピュータ実装方法
US12207857B2 (en) 2021-06-08 2025-01-28 Medos International Sàrl Ratchet rod bender and related methods
WO2023049014A1 (en) * 2021-09-21 2023-03-30 Seaspine Inc. Systems and methods for guided manipulation of the shape of a surgical implant
US12290297B2 (en) * 2022-05-03 2025-05-06 Globus Medical, Inc. Systems and methods for three dimensional reconstruction of a bent rod used in surgery

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012062464A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Spontech Spine Intelligence Group Ag Spine fixation installation system

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5490409A (en) 1994-11-07 1996-02-13 K-Medic, Inc. Adjustable cam action rod bender for surgical rods
DE10045375C2 (de) 2000-09-14 2002-10-24 Aesculap Ag & Co Kg Medizinisches Instrument
US20050262911A1 (en) 2004-02-06 2005-12-01 Harry Dankowicz Computer-aided three-dimensional bending of spinal rod implants, other surgical implants and other articles, systems for three-dimensional shaping, and apparatuses therefor
US8177843B2 (en) 2006-02-16 2012-05-15 Nabil L. Muhanna Automated pedicle screw rod bender
US7957831B2 (en) 2008-04-04 2011-06-07 Isaacs Robert E System and device for designing and forming a surgical implant
US8770006B2 (en) 2010-08-26 2014-07-08 Globus Medical, Inc. Compound hinged rod bender
CA2856846C (en) 2011-12-05 2020-02-25 Dignity Health Surgical rod bending system and method
ITTO20130936A1 (it) * 2013-11-19 2015-05-20 Cte Sistemi Srl Gruppo di misura per misurare il raggio di curvatura e l'avanzamento in una macchina curvatrice, in particolare in una macchina curvatrice per la curvatura di conduttori per bobine superconduttive
DE102014102398A1 (de) 2014-02-25 2015-08-27 Aesculap Ag Medizinisches Instrumentarium und Verfahren
US9999460B2 (en) 2014-11-14 2018-06-19 University Of South Carolina Surgical rod bending
EP3226790B1 (de) 2014-12-04 2023-09-13 Mazor Robotics Ltd. Formgeber für wirbelsäulenfixierstangen
DE102015102776A1 (de) 2015-02-26 2016-09-01 Aesculap Ag Medizinisches Instrumentarium und Verfahren
JP6949828B2 (ja) 2015-08-31 2021-10-13 ケービー メディカル エスアー 脊椎ロッド曲げ加工のためのロボット外科用システム
DE102016115605A1 (de) * 2016-08-23 2018-03-01 Aesculap Ag Medizinisches Instrumentarium und Verfahren
US10405935B2 (en) 2017-04-05 2019-09-10 Warsaw Orthopedic, Inc. Surgical implant bending system and method
US10478882B1 (en) * 2017-05-02 2019-11-19 Andrew Perez Conduit marking device
US20180317970A1 (en) 2017-05-05 2018-11-08 Medos International Sarl Spinal rods with markings, and related systems and methods
KR20200015803A (ko) * 2017-07-03 2020-02-12 스파인 얼라인, 엘엘씨 수술 중 정렬 평가 시스템 및 방법
DE102017122143A1 (de) 2017-09-25 2019-03-28 Aesculap Ag Medizintechnische Verformungseinrichtung, Verformungssystem und Verfahren zum Verformen eines Artikels
US11440070B1 (en) * 2021-03-09 2022-09-13 Joel R. Bergeson Adjustable angle stop for bending conduit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012062464A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Spontech Spine Intelligence Group Ag Spine fixation installation system

Also Published As

Publication number Publication date
US12186027B2 (en) 2025-01-07
DE102019111177A1 (de) 2020-11-05
US20220047336A1 (en) 2022-02-17
JP2022530399A (ja) 2022-06-29
JP7564821B2 (ja) 2024-10-09
WO2020221710A1 (de) 2020-11-05

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