EP4683580A1 - Medizinisches implantat mit einer implantatschraube - Google Patents

Medizinisches implantat mit einer implantatschraube

Info

Publication number
EP4683580A1
EP4683580A1 EP24707204.4A EP24707204A EP4683580A1 EP 4683580 A1 EP4683580 A1 EP 4683580A1 EP 24707204 A EP24707204 A EP 24707204A EP 4683580 A1 EP4683580 A1 EP 4683580A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
implant
screw
markers
threaded shaft
marker
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
EP24707204.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roger SCHELLING-NEYER
Hermann Backes
Daniela Jenifer STADELMANN
Roger Heinrich STADLER
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.)
Icotec Ag
Original Assignee
Icotec 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 Icotec Ag filed Critical Icotec Ag
Publication of EP4683580A1 publication Critical patent/EP4683580A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • 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
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
    • A61B17/7032—Screws or hooks with U-shaped head or back through which longitudinal rods pass
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • 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
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/84—Fasteners therefor or fasteners being internal fixation devices
    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/8625—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue
    • A61B17/8635—Tips of screws
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • 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
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/84—Fasteners therefor or fasteners being internal fixation devices
    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/866—Material or manufacture
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • 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
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
    • A61B17/7035—Screws or hooks, wherein a rod-clamping part and a bone-anchoring part can pivot relative to each other
    • A61B17/7037—Screws or hooks, wherein a rod-clamping part and a bone-anchoring part can pivot relative to each other wherein pivoting is blocked when the rod is clamped
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • 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
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/84—Fasteners therefor or fasteners being internal fixation devices
    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/8625—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3966—Radiopaque markers visible in an X-ray image

Definitions

  • the present invention relates to a medical implant with an implant screw, in particular a pedicle screw, and a method for planning irradiation in medical radiotherapy.
  • Implant screws bone screws
  • the implant screws can be connected to one another by other implant parts, as is the case, for example, in spinal implant systems with pedicle screws and connecting rods.
  • Implants and in particular the implant or bone screws are usually made of metal, for example titanium and/or a titanium alloy.
  • Such implants are radiopaque and allow the precise position of the implant (for example the pedicle screw) to be determined when the patient is examined using an imaging procedure, for example computer tomography (CT).
  • CT computer tomography
  • metal implants hinder the view of the bone connected to the implant and the surrounding tissue during fluoroscopy because they are radiopaque and, in addition, scattering effects occur during fluoroscopy, which in turn create artifacts in the area of the implant when visualized.
  • Due to their radioopacity metal implants also impair the radiotherapy of cancer patients because scattering phenomena occur due to the relatively large metallic mass. which reduce the effectiveness of the radiation and thus require a higher radiation dose, which in turn can cause side effects in the surrounding tissue.
  • bone implants or bone implant systems made of non-metallic composite materials have been developed, which are generally radio-transparent and do not have the above-mentioned disadvantages.
  • the market preference is for implants or implant systems made of non-metallic composite materials based on carbon fiber-reinforced polyetheretherketone (PEEK).
  • PEEK carbon fiber-reinforced polyetheretherketone
  • the implants in question can be, for example, cages, bone plates, pedicle rods, tulips or pedicle screws.
  • markers are usually made from metals, particularly preferably from tantalum or titanium and their alloys, and are inserted or attached to the implant.
  • Known versions of such markers are spherical or wire-shaped or in the form of a coating.
  • the document US 10,154,867 B2 describes various embodiments of a bone screw made of composite material. This can in particular be a pedicle screw which is partially coated with a metallic outer layer.
  • Claim 16 specifies a method for planning radiation in medical radiotherapy, which is preferably based on such a medical implant.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
  • the present invention therefore provides a medical implant with an implant screw, in particular a pedicle screw, which has a screw head and a threaded shaft and is made of a plastic material, wherein the implant has radiopaque markers to allow a determination of the spatial position and preferably the orientation of the implant screw in an imaging method.
  • an implant screw in particular a pedicle screw, which has a screw head and a threaded shaft and is made of a plastic material, wherein the implant has radiopaque markers to allow a determination of the spatial position and preferably the orientation of the implant screw in an imaging method.
  • One or more of the markers together form a ring with a ring center located inside the screw head. Another of the markers is located on or in the threaded shaft.
  • the position of the implant can be determined very precisely using an imaging procedure, such as computer tomography (CT), but also its orientation.
  • CT computer tomography
  • the position of the screw head can be determined using the marker(s) forming a ring, and the direction along which the implant is moving can be determined using the other marker.
  • the threaded shaft extends from the screw head. Since the geometry of the implant screw and in particular the length of the threaded shaft is usually known, the position and orientation of the implant screw can be determined very precisely from this.
  • the orientation, i.e. in particular the inclination, of the implant screw relative to this other part of the implant can also be determined. Since a marker ring can be seen in the area of the screw head in the imaging process instead of just a marker point, for example, not only the position of the screw head can be determined particularly precisely (due to the arrangement of the ring center within the screw head), but also its orientation or the orientation of another part of the implant relative to the screw.
  • the markers can be designed in such a way that they are relatively clearly visible in the imaging process, i.e. they produce a strong contrast, in particular by being highly radio-opaque, which allows a particularly precise determination of the spatial position and orientation of the implant. Since the radio-opacity only affects the geometrically limited markers and thus occurs in a concentrated form at a few places on the implant, the implant can otherwise still be largely radio-transparent.
  • the precise determination of the spatial position and orientation of the implant and in particular of the implant screw using an imaging procedure i.e. contactless, enables, for example, a control or even monitoring of the implant after it has been implanted in a human or animal body.
  • the tilting/inclination of the pedicle screw can be determined in relation to a fastening element, often referred to in technical jargon as a tulip, which is used to connect the pedicle screw to a connecting rod.
  • a fastening element often referred to in technical jargon as a tulip, which is used to connect the pedicle screw to a connecting rod.
  • imaging procedure is considered to be a procedure known in medicine in particular, which advantageously enables the implant implanted in the body of a human or animal patient and/or the surrounding body tissue to be visualized without contact.
  • imaging procedures are understood to mean various instrumental examination methods that provide two-, three- or higher-dimensional image data of the patient's organs and structures and/or the implant implanted in them and are often used primarily to diagnose disease-related changes, for example. Examples of imaging procedures are X-rays, computer tomography (CT), ultrasound and magnetic resonance imaging (MRI).
  • a medical implant is an artificial device that is implanted or can be implanted in the human or animal body and is usually intended to remain there permanently or at least for a longer period of time, i.e. at least for several hours or days.
  • the implant can usually be anchored in a part of the body, usually a bone or cartilage, using the implant screw.
  • the implant screw usually has an external thread with which it can be screwed into the corresponding part of the body.
  • the threaded shaft of the implant screw usually extends from the screw head to a free end of the threaded shaft, i.e. the screw tip.
  • the external thread preferably, but not necessarily, extends continuously over the entire length of the threaded shaft.
  • the threaded shaft can also have one or more thread-free sections, i.e. the external thread can be interrupted once or several times in the longitudinal direction. A thread-free section can be present in particular in the area adjacent to the screw head. Preferably, however, the external thread extends to the screw tip.
  • the threaded shaft and in particular the external thread define a main longitudinal central axis of the implant screw, which extends centrally and longitudinally through the threaded shaft.
  • the screw head of the implant screw is preferably round, even more preferably in Essentially spherical.
  • essentially spherical is meant that it can have flattened areas, in particular due to an engagement structure, but preferably has a spherical overall casing.
  • the screw head is therefore suitable for being attached to another component in such a way that the implant screw can pivot polyaxially relative to it.
  • the engagement structure is advantageously used for screwing in the implant screw using a suitable tool.
  • the other component mentioned can in particular be another part of the implant.
  • the pivotability can be provided before the implant screw is definitively attached to the other part, for example by tightening a clamping part, or also afterwards.
  • the polyaxial pivotability can in particular be provided by a type of ball joint.
  • the implant screw can in particular be a pedicle screw, i.e. a screw that is designed to be screwed into a vertebral body of a human or animal spine.
  • the screw head is then preferably designed to be connected to a connecting rod using a tulip-shaped fastening element, for example.
  • the implant screw and the connecting rod then form components of a pedicle system.
  • the implant screw can be used, for example, to attach an implant plate to a bone.
  • the implant can therefore also have several implant screws, in which case some or all of the implant screws can have the radiopaque markers mentioned.
  • the aforementioned determination of the spatial position of the implant screw means that the location where the implant screw is arranged in the patient's body can be determined using an imaging method.
  • the determination of the location is advantageously carried out in relation to a reference point that can be arranged inside or outside the body.
  • the spatial orientation of the implant screw does not generally have to be determined, i.e. it can only be determined where the screw is arranged as a whole, for example in relation to its center of mass, but not, for example, in which position the screw is arranged and in which direction the threaded shaft extends.
  • a determination of the spatial orientation of the implant screw is possible with the implant specified here due to the combination that one or more of the markers together form a ring and that another of the markers is on or in the threaded shaft. is arranged.
  • Radiopacity also known as X-ray opacity, refers to the property of the radiation permeability of materials or components for X-rays.
  • a radiopaque material or component is less permeable to X-rays than other surrounding materials or components and therefore weakens the X-rays when they penetrate it.
  • the markers mentioned therefore relate to a material or component (or part of a component) that is less permeable to X-rays than other parts of the implant.
  • the markers are less permeable than the plastic material of the pedicle screw. In the imaging process, the markers therefore appear lighter or darker compared to the surrounding areas, depending on the type of representation.
  • the radiopacity of the markers preferably differs by at least an integer multiple, more preferably by at least twice, even more preferably by at least five times, most preferably by at least ten times, from that of the plastic material of the pedicle screw.
  • a ring is generally considered to be a geometric structure that encircles a center point and can have a certain extension in both the radial and axial directions. Due to its radial extension, the ring can be formed, for example, by a surface extending between two concentric circles. Due to its axial extension, the ring can also be formed, for example, by a hollow cylindrical structure. Usually, the ring formed by the marker(s) has both a certain radial and a certain axial extension. This means that the ring can be formed, for example, by a hollow cylindrical structure that can have a certain wall thickness (due to the radial extension). Thus, in the context of the present document, a hollow cylindrical structure as a whole is also considered to be a ring, with the ring center then being in the axial center of the hollow cylindrical structure. The ring is preferably, but not necessarily, exactly circular.
  • the ring is formed by several markers together, it can be formed by a common envelope of the corresponding marker(s).
  • the markers can, for example, be point-shaped or spherical and form the corner points of any regular polygon.
  • the number of corners of the Polygons can be three, four, five or greater than five.
  • the ring is formed by a single marker that is continuous in the circumferential direction.
  • a ring marker not only enables particularly simple production of the implant, but also allows the position and orientation of the implant screw to be particularly clearly identified in the imaging process.
  • the position and orientation of the implant screw can not only be recognized in the imaging process, but also measured clearly and precisely. This enables non-contact monitoring of the implant screw after implantation.
  • a change in the inclination of the screw relative to a connecting rod detected during monitoring via time-delayed CT images can indicate a possible loosening of the blocking of the tulip with the rod.
  • the stability of the blocking can be verified with the help of the monitoring.
  • the ring center is arranged exactly in the center of the screw head.
  • the position of the screw head can therefore be recognized particularly intuitively in the imaging process. If the marker(s) forming the ring are not arranged in or on the implant screw itself, but rather, as is preferred, on another part of the implant, the arrangement of the ring center in the center of the screw head also has the advantage that the position of the screw head is always correctly displayed regardless of the pivoting of the screw relative to this other part. It is particularly preferred if the ring center is also arranged in a center of rotation, pivot point or in a pivot axis of the implant screw.
  • the ring center is preferably arranged in a center of rotation, pivot point or in a pivot axis of the implant screw when the fastening element is firmly fixed to the implant screw. It is also preferred if the ring formed by the one or more markers has an inner diameter that is larger than an outer diameter of the screw head.
  • the marker arranged on or in the threaded shaft is preferably arranged in the last third of the threaded shaft along a longitudinal direction that extends from the screw head to a free end of the threaded shaft. In comparison to an arrangement of the marker close to the screw head, the orientation of the screw can be determined more easily.
  • the marker arranged on or in the threaded shaft is even arranged at the free end of the threaded shaft, i.e. at the screw tip. This not only makes it particularly easy to determine the orientation of the screw, but the viewer can also immediately and intuitively recognize the length of the implant screw in the imaging process.
  • the implant screw In order to enable particularly simple production and to make the implant screw particularly stable and good at conducting forces, it is preferably made as a single piece.
  • the implant has a fastening element for attaching, in particular fixing, the implant screw.
  • the fastening element which can in particular be tulip-shaped, serves to fasten the implant screw to a connecting rod.
  • the implant screw is then preferably a pedicle screw.
  • the fastening element preferably has the marker(s) forming a ring.
  • the marker or markers forming a ring are formed by a screw element that can be screwed onto the fastening element.
  • the fastening element and/or the screw element are preferably each formed as a single piece.
  • the screw element, which can be screwed onto or into the fastening element, is preferably made as a whole from a radiopaque material. Alternatively, the screw element can also have a radiopaque coating.
  • the screw element serves to hold the implant screw on the fastening element.
  • the implant screw attached to the fastening element can advantageously be pivoted polyaxially around the ring center with the threaded shaft relative to the fastening element. Due to the ring marking, the inclination of the implant screw relative to the fastening element can be determined using the imaging procedure.
  • One or more markers can be arranged on or in the threaded shaft.
  • the marker(s) arranged on or in the threaded shaft can also have any shape. According to a preferred embodiment, however, at least one of the markers arranged on or in the threaded shaft is spherical. This makes the marker particularly easy and clear to recognize in imaging. It is also easier to manufacture if exactly one marker is arranged on the threaded shaft.
  • the marker arranged on or in the threaded shaft is ring-shaped, in particular sleeve-shaped.
  • a shape of the marker is particularly suitable for a cannulated implant screw.
  • a channel running longitudinally through the threaded shaft then preferably extends through the ring- or sleeve-shaped marker, so that, for example, medication or bone cement can be supplied to the patient through the marker along the main longitudinal center axis of the implanted screw.
  • the ring center of the ring formed by the marker(s) is preferably arranged on the main longitudinal center axis of the implant screw.
  • the marker arranged on or in the threaded shaft also forms a center that is arranged on the main longitudinal center axis of the implant screw. In this way, the position of the implant screw can be directly determined based on the position of the markers visible in the imaging.
  • the markers are preferably made from a metal, particularly tantalum or titanium.
  • Metal is generally well suited as a radiopaque material. Tantalum and titanium are particularly biocompatible and can be used well in production.
  • the plastic material of the implant screw is preferably a thermoplastic material. Particularly preferred are so-called high-temperature thermoplastics from the families of polyaryletherketones, polyimides and Polysulfones are used. Polyetheretherketone (PEEK) has proven to be a particularly suitable plastic material. The plastic material PEEK has proven to be particularly suitable for pedicle screws in spinal implants, but also for other implants, particularly due to its hardness and durability as well as its good processability and biocompatibility.
  • the plastic material of the implant screw is preferably fiber-reinforced, in particular carbon fiber-reinforced. In this way, a particularly high level of strength of the implant screw can be achieved.
  • the plastic material of the implant screw can therefore be a composite material, preferably in the form of carbon fiber-reinforced PEEK.
  • the fiber length is preferably at least 1 mm.
  • the fibers advantageously have a length that corresponds at least to the complete length of the implant screw along its main extension direction.
  • the fiber volume content is preferably in a range of 20 to 80%, more preferably in a range of 35 to 70%, particularly preferably in a range of 45 to 60%.
  • the basic production of the implant screw can be carried out using a process that is conventionally known in the composite sector. These include pressing processes, winding processes, tape laying processes and pultrusion processes.
  • the pressing process described in document DE 44 45 305 C1 is preferred for producing the implant screw and, if present, the fastening element, for example in the shape of a tulip head.
  • the implant can also be produced using so-called additive manufacturing processes, such as the 3D printing process, or a combination of the above-mentioned processes.
  • the starting materials used in these processes are preferably so-called unidirectional pregregs and fabric prepregs. Both are geometrically flat or round-shaped starting materials.
  • the prepregs are preformed into preforms and welded under pressure and temperature, for example in a pressing tool, and then cooled.
  • the insertion or positioning of the markers can be done mechanically, for example by pressing or screwing a marker into the screw tip of the implant screw or by inserting the marker into a tool mold in which this marker is formed during the manufacture of the implant part, for example using the pressing process described in document DE 44 45 305 C1, and is thus integrated into the implant part.
  • the fastening element this can be done, for example, by inserting a ring-shaped marker into a tool mold.
  • a ring-shaped marker can be attached and positioned on the fastening element in such a way that the marker is screwed, snapped or locked onto a main part of the fastening element.
  • the marker(s) can be attached or integrated on the outside or inside of the fastening element.
  • the marker(s) can be applied to the implant screw or to another part of the implant, such as the fastening element, using known coating processes.
  • coating processes include, for example, galvanic coating methods, plasma coating, laser cladding, flame spraying, and 3D printing methods.
  • the above-mentioned methods for producing a medical implant with integrated markers are preferably near-net-shape manufacturing processes, which means that such manufactured implants generally require only minor post-processing in terms of shape and dimensions, during which the positioning of the markers is retained.
  • the invention also relates to a method for planning irradiation in medical radiotherapy, in which one or more radiopaque markers are used in an imaging method as a spatial reference for planning the therapeutic irradiation of a human or animal patient, wherein the one or more markers are attached to or in the body of the patient.
  • the marker or markers are each arranged on or in the threaded shaft of an implant screw, preferably a pedicle screw, which is made of a plastic material and anchored in the body, preferably in a bone, of the patient.
  • the screw mentioned, on or in whose threaded shaft the marker or markers are arranged, is particularly preferably an implant screw of a medical implant according to the above statements.
  • the procedure for planning radiation in medical radiotherapy therefore includes the step of using one or more radiopaque markers in the imaging procedure as a spatial reference for planning the therapeutic
  • the radiopaque markers arranged on the implant screws and used for radiation planning can also be referred to as fiducial markers.
  • the one or more radiopaque markers arranged on the threaded shaft can be used in the method mentioned in particular to determine the spatial position of the body area or areas to be irradiated. Since the one or more screws made of a plastic material are usually each firmly anchored in the body anyway, the radiopaque marker or markers arranged on them can be used very easily for particularly precise and reliable planning of the therapeutic irradiation. For patients who need to be therapeutically irradiated and who already have at least one such screw implanted in their body, a further medical intervention to position reference markers can thus be partially or even completely dispensed with. With the method specified, it is therefore possible to dispense with the implantation of markers specifically used as a reference for the irradiation, since the markers of the implant screws already anchored in the patient can be used for the same purpose.
  • radiopaque markers are used to plan the therapeutic radiation, each of which is anchored in the patient's body via a screw.
  • the radiopaque markers can then be used in particular to determine a spatial reference system in radiation planning.
  • the method is therefore used in particular for the spatial positioning of patients during medical radiotherapy, whereby in an imaging procedure three or more radiopaque markers are generally used for spatial referencing of a human or animal patient.
  • at least three markers attached to or in the patient's body are used for this purpose so that clear positioning can be carried out.
  • Positioning usually means the patient's actual situation vs. the desired situation, which can be seen from the radiation planning.
  • the three markers can be clearly distinguished from one another in the imaging during radiation.
  • markers are used for radiation planning that are positioned close to, i.e. in the immediate vicinity of, the volume to be irradiated, which is formed by a tumor, for example.
  • Implant screws with markers that are anchored in the spine are particularly suitable for radiation planning in cases where the volume to be irradiated is in the immediate vicinity of the spine or, for example, is located in the abdominal cavity and the spine forms the closest bone structure.
  • radiation planning can be carried out based on the marker(s) of the implant screw(s) in combination with other markers that have been implanted in the patient's body specifically for this purpose, for example.
  • the markers used for radiation planning usually have a defined geometry (e.g. cylindrical, spherical or ring-shaped) and are therefore preferably automatically recognized by the positioning imaging and the planning software.
  • the specified method is preferably automated.
  • the implant screws are preferably pedicle screws, which are advantageously made from a plastic material, in particular fiber-reinforced.
  • Fig. 1 is a schematic view of a medical implant according to the invention in the form of a pedicle system with a plurality of pedicle screws, each implanted in a vertebral body and connected to one another by means of a connecting rod;
  • Fig. 2 is an exploded perspective view of a pedicle screw as well as a tulip head for attachment to a connecting rod and a washer of the implant of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a plan view of the screw head of a pedicle screw of the implant of Fig. 1 held in the tulip head;
  • Fig. 4 is a side view of a possible first variant of a pedicle screw of the implant of Fig. 1 held in a tulip head, wherein the area of the screw tip is shown as a central cross-sectional view;
  • Fig. 5 is a side view of a possible second variant of a pedicle screw held in a tulip head of the implant of Fig. 1, wherein the area of the screw tip is shown as a central cross-sectional view;
  • Fig. 6a is a side view of a pedicle screw held in a tulip head with the threaded shaft in a first pivoting state
  • Fig. 6b is a side view of a pedicle screw held in a tulip head with the threaded shaft in a second pivoting state
  • Fig. 7 is a central cross-sectional view of a tulip head of an implant according to the invention with a screwed-on ring marker according to a first embodiment
  • Fig. 8 is a central cross-sectional view of a tulip head of an implant according to the invention with a screwed-on ring marker according to a second embodiment
  • Fig. 9a is a schematic representation of a conical space spanned by the ring marker on the tulip head and another marker on the screw tip of a pedicle screw of one of the implants of Figures 1 to 8;
  • Fig. 9b the same schematic representation as in Fig. 9a, but from a different viewing direction;
  • Fig. 10a is a schematic representation of the dimensions in the direction of the central axis of the tulip head of the pedicle screw of Fig. 9a (x-y plane);
  • Fig. 10b is a schematic representation of the dimensions in the direction perpendicular to the central axis of the tulip head of the pedicle screw of Fig. 9a (y-z plane);
  • Fig. 11 is a schematic representation of the dimensions in any direction to the center axis of the tulip head of the pedicle screw of Fig. 9a;
  • Fig. 12 is a schematic view of a medical implant with a plurality of pedicle screws, each implanted in a vertebral body and having a radiopaque marker, which are used in a method of medical radiotherapy according to the invention as a spatial reference for planning the therapeutic irradiation.
  • Figures 1 to 8 show various embodiments of medical implants according to the invention and parts thereof.
  • Figures 9a to 11 show geometric representations of the markers of these implants and the dimensions resulting from imaging. Elements of different embodiments that have the same or similar effect are each provided with the same reference numeral.
  • Figure 1 shows a preferred embodiment of a medical implant according to the invention in the form of a pedicle system 1.
  • the pedicle system has a plurality of implant screws 4, which can also be referred to as pedicle screws and are each screwed into a vertebral body W of a patient's spine.
  • Each of the implant screws 4 is attached to a connecting rod 3 by means of a tulip head 5.
  • the connecting rod 3 thus connects the implant screws 4 to one another and thereby blocks the vertebral bodies W.
  • the pedicle system 1 can be used, for example, to relieve the intervertebral discs B arranged between the vertebral bodies W.
  • the pedicle system 1 as a whole forms a medical implant 2.
  • a medical implant 2 is also formed by each of the implant screws 4 itself as well as by each common pair of an implant screw 4 and a tulip head 5.
  • a medical implant 2 according to the invention which has an implant screw 4, a tulip head 5 and a washer 6, is shown in Figure 2.
  • the implant screw 4 of this implant 1 has a spherical screw head 41 from which a threaded shaft 43 extends to a screw tip S.
  • the threaded shaft 43 is provided with an external thread which allows the implant screw 4 to be screwed in and anchored in a bone, in particular in a vertebral body, of the patient.
  • the screw head 41 has an engagement structure 42 which has a Torx shape here ( Figure 3) and is used to screw in the implant screw using a suitable tool.
  • a tulip head 5 is used to attach and fix the implant screw 4 shown in Figure 2 to a connecting rod 3, thus forming a fastening element.
  • the tulip head 5 has a rod receiving opening 51 which is open in the longitudinal direction on the side opposite the implant screw 4 and thus allows the connecting rod 3 to be inserted from this side.
  • a clamping part (not shown in the figures) is used to secure the tulip head 5 to the connecting rod 3.
  • This clamping part has an external thread and can be screwed into an internal thread 52 of the tulip head 5.
  • the connecting rod 3 inserted into the rod receiving opening 51 can thus be clamped between the clamping part and the tulip head 5.
  • the implant screw 4 can thus be secured by means of the tulip head 5 and the clamping part can be attached and fixed to the connecting rod 3.
  • the screw head 41 of the implant screw 4 is arranged within the tulip head 5, as is well known from the prior art.
  • the tulip head 5 is designed in two parts with a main part 54, which forms the rod receiving opening 51, and a ring marker 53, which can be screwed onto the main part 54.
  • the screw head 41 of the implant screw 4 is arranged in an area of the tulip head 5 that is delimited by the main part 54 and the ring marker 53.
  • the ring marker 53 is therefore used here in particular for fastening and securing the implant screw 4 to the tulip head 5.
  • the ring marker 53 can therefore also be referred to as a locking ring.
  • a cross-sectional view of the tulip head 5 with the screw-on ring marker 53 is shown in Figure 7.
  • the main part 54 of the tulip head 5 and the ring marker 53 together form an interior provided with rounded boundary surfaces for receiving the screw head 41.
  • the engagement structure 42 is accessible through the tulip head 5 ( Figure 3).
  • the screw head 41 and the threaded shaft 43 are made in one piece and from the same material, whereby the material is a radio-transparent plastic material.
  • a fiber-reinforced composite material such as in particular carbon fiber-reinforced PEEK, is used as the plastic material.
  • the fibers preferably run along the longitudinal direction of the threaded shaft 42 and advantageously have a length that is greater than the longitudinal extent of the implant screw 4.
  • a marker is inserted into the threaded shaft 43, which has a sleeve-like shape here and is therefore referred to as sleeve marker 45.
  • the ring marker 53 and the sleeve marker 45 are made of a material that is significantly more radiopaque than the plastic material of the implant screw 4.
  • CT computer tomography
  • the ring marker 53 and the sleeve marker 45 therefore have a clear contrast to other parts of the implant 2, in particular the screw head 41 and the threaded shaft 43, as well as the surrounding tissue, whereby the ring marker 53 and the sleeve marker 45 are clearly visible in the imaging. are.
  • the markers 53 and 45 which are clearly visible in the images provided, enable the position and orientation of the implant screw 4 in the patient's body to be determined precisely.
  • the tulip head 5 Since the tulip head 5 has the ring marker 53 and this is firmly fixed to the main part 54, the position of the tulip head 5 and the inclination of the implant screw 4 relative to this (and thus to the connecting rod 3) can also be determined using the markers 53 and 45 shown. As can be seen from a combination of Figures 2 and 7, the ring marker 53 is arranged in the fully assembled state such that its ring center corresponds exactly to the center of the spherical screw head 41.
  • the washer 6 When the implant 2 is fully assembled, the washer 6 is arranged between the screw head 41 and the connecting rod 3.
  • the ring-shaped washer 6 can be used to transfer the clamping force from the clamping part to the screw head 41.
  • the connecting rod 3 is then pressed by the clamping part onto the washer 6, which in turn presses the screw head 41 against the ring marker 53 designed as a locking ring.
  • the washer 6 can also be used to decouple the clamping forces caused by the clamping part on the one hand and the ring marker 53 designed as a locking ring on the other, so that the tulip head 5 can be fastened to the connecting rod 3 and to the implant screw 4 independently and with different clamping forces.
  • the clamping part and/or the washer 6 can be made from a radio-transparent plastic material or from a radio-opaque material, for example a metal such as tantalum or titanium. If the clamping part and/or the washer 6 are made from a radio-opaque material, they can contribute to determining the position and location of the implant screw 4 in the imaging process.
  • the main part 54 of the tulip head 5 is preferably made in one piece and from a radio-transparent plastic material, such as carbon fiber reinforced PEEK.
  • Figure 4 shows an embodiment of an implant screw 4 designed as a pedicle screw with a marker inserted into the screw tip S, which is referred to as a ball marker 44 due to its spherical design.
  • the spherical design causes a point-like image of the marker with high contrast in the imaging process.
  • Figure 5 shows a further embodiment which differs from that of Figure 4 in that the implant screw 4 is cannulated, i.e. it has a channel running through the longitudinal direction for supplying medication or bone cement, for example.
  • a sleeve marker 45 is inserted at the screw tip S, instead of a ball marker 44 as in the embodiment of Figure 4.
  • the markers 44 and 45 arranged on the threaded shaft 43 are each arranged directly on the main longitudinal central axis H of the implant screw 4.
  • the ring center formed by the ring marker 53 is located directly on the main longitudinal central axis H.
  • the polyaxial pivotability of the implant screw 4 relative to the tulip head 5 can be seen in Figures 6a and 6b.
  • the pivotability is achieved by the tulip head 5 and the screw head 41 being connected to one another like a ball joint.
  • the tulip head 5 with the connecting rod 3 inserted therein can still be moved when the implant screw 4 is already firmly anchored, i.e. can be pivoted polyaxially relative to the implant screw 4.
  • Only after the clamping part is tightened in a second step is the connecting rod 3 firmly, i.e. immovably, fixed to the implant screw 4 via the tulip head 5.
  • the ring center of the ring marker 53 is arranged inside the screw head 41 after tightening the locking ring formed by the ring marker 53 and even corresponds to its center and thus to the pivot point of the implant screw 4, the position of the implant screw 4 relative to the tulip head 5 and thus to the connecting rod 3 can be intuitively recognized and precisely determined in the imaging process.
  • Figure 7 shows a variant of the tulip head 5 with a screw-on ring marker 53.
  • Figure 8 shows a further variant in which the ring marker 53 is screwed into the main part 54 of the tulip head 5.
  • the ring marker 53 could also be applied in the form of a coating to a one-piece tulip head.
  • Figure 9a shows schematically a circular cone K, spanned by the ring marker 53 arranged on the tulip head 5 and the one on the screw tip S of the implant screw 4 arranged ball or sleeve markers 44 or 45.
  • Figure 9b shows the same circular cone K, but from a different angle than in Figure 9a. Due to the direction of view, it can be seen here that the circular cone K is actually an oblique cone in three-dimensional space, which indicates an inclination of the implant screw 4 relative to the tulip head 5 (e.g. as in Figure 6b).
  • the dashed connecting line in Figures 9a and 9b can be derived, which corresponds to the main longitudinal center axis H of the implant screw 4 and thus indicates the spatial position of the implant screw.
  • the main longitudinal center axis H starting from the screw tip S, always runs centrally through the screw head 41 and through the ring center M of the ring marker 53. The orientation of the implant screw 4 can therefore be clearly determined using the markers.
  • Figure 10a schematically shows the dimensions in the direction of the longitudinal center axis of the tulip head 5 (x-y plane), as they can be presented, for example, in a two-dimensional CT image.
  • the imaging process shows the ring marker 53 with the ring center M and the radius r, as well as the point-like ball marker on the screw tip S.
  • Figure 10b schematically shows the same arrangement as in Figure 10a, but from a different viewing or recording direction, here perpendicular to the longitudinal center axis of the tulip head 5 (y-z plane).
  • the dimensions a and b and the dimensions c and d shown are each perpendicular to one another.
  • the dimensions b and c have the same values.
  • the angle of the main longitudinal central axis H of the implant screw 4 relative to the tulip head 5 can be easily calculated and precisely determined using trigonometric calculations based on the measured distances a, b, c, d, m.
  • the two images can in principle be taken from any direction, but preferably from directions that are 90° different from each other.
  • Figure 11 shows the same illustration as in Figure 10b, with the implant screw 4 showing its However, the inclination relative to the tulip head 5 has changed so that the screw tip S is now arranged at a new position of the screw tip S'.
  • the angle of the main longitudinal central axis H of the implant screw 4 relative to the tulip head 5 can be calculated again using two images and used to verify the stability of the interlock between the tulip head 5 and the implant screw 4.
  • Figure 12 illustrates a method according to the invention for planning radiation in medical radiotherapy based on radio-opaque ball markers 44, each of which is attached to the tip of the threaded shaft 43 of an implant screw 4.
  • the volume to be irradiated is formed here by a tumor T arranged directly on the spine.
  • ball markers 44 these could just as well be sleeve-shaped or any other shaped markers.
  • the radiopaque ball markers 44 can be used in an imaging procedure as a particularly precise and reliable spatial reference for planning the therapeutic radiation.
  • the patient, who already has the implant screws 4, does not have to undergo another medical procedure to insert position markers for the radiation therapy.
  • the ball markers 44 can thus be used to define a spatial three-dimensional reference system x, y, z, with which the position of the area of the body and in particular of the tumor T is determined, which is therapeutically irradiated by means of an irradiation device 7.
  • the ball markers 44 at the tip of the implant screws 4 thus serve as a reference point for positioning the patient for the irradiation and during the "image-guided" radiotherapy. This is made possible in particular by the defined and always consistent geometric shape of the markers. List of reference symbols

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

Es wird ein medizinisches Implantat (2) angegeben mit einer Implantatschraube (4), insbesondere einer Pedikelschraube, welche einen Schraubenkopf (41) und einen Gewindeschaft (43) aufweist sowie aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Das Implantat (2) weist radioopake Marker (44, 45, 53) auf, um eine Bestimmung der räumlichen Position der Implantatschraube (4) in einem bildgebenden Verfahren zu erlauben. Dabei wird durch einen der Marker (53) oder durch mehrere der Marker gemeinsam ein Ring mit einem innerhalb des Schraubenkopfes (41) angeordneten Ringmittelpunkt (M) gebildet und ein weiterer der Marker (44, 45) ist am oder im Gewindeschaft (43) angeordnet. Außerdem wird ein Verfahren zur Planung der Bestrahlung in der medizinischen Strahlentherapie angegeben, bei dem zur Planung der therapeutischen Bestrahlung einer oder mehrere radioopake Marker (44, 45) verwendet werden, die am oder im Gewindeschaft (43) einer im Körper verankerten Implantatschraube (4) angeordnet sind.

Description

TITEL
MEDIZINISCHES IMPLANTAT MIT EINER IMPLANTATSCHRAUBE
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizinisches Implantat mit einer Implantatschraube, insbesondere einer Pedikelschraube, sowie ein Verfahren zur Planung der Bestrahlung in der medizinischen Strahlentherapie.
STAND DER TECHNIK
Medizinische Implantate und insbesondere Wirbelsäulenimplantate weisen oft Implantatschrauben (Knochenschrauben) auf, um das Implantat mit einem oder mehreren Knochen eines Patienten zu verbinden, indem die Implantatschrauben beispielsweise jeweils durch eine Öffnung eines weiteren Teils des Implantats hindurch in den Knochen geschraubt werden. Die Implantatschrauben können dabei durch andere Implantatteile miteinander verbunden sein, wie es beispielsweise bei Wirbelsäulenimplantatsystemen mit Pedikelschrauben und Verbindungsstäben der Fall ist.
Normalerweise sind Implantate und insbesondere die Implantat- bzw. Knochenschrauben aus Metall hergestellt, zum Beispiel aus Titan und/oder einer Titanlegierung. Solche Implantate sind radioopak und erlauben bei einer Untersuchung des Patienten mittels eines bildgebenden Verfahrens, zum Beispiel mittels Computertomographie (CT), die genaue Positionsbestimmung des Implantates (zum Beispiel der Pedikelschraube). Trotz dieses Vorteiles behindern derartige Metallimplantate die Sicht auf den mit dem Implantat verbundenen Knochen und auf das umgebende Gewebe bei der Durchleuchtung, da sie radioopak sind und zudem bei der Durchleuchtung Streueffekte erfolgen, die wiederum in der Sichtbarmachung Artefakte im Bereich des Implantats erzeugen. Aufgrund Ihrer Radioopazität beeinträchtigen metallische Implantate zudem die Strahlentherapie von Krebspatienten, da aufgrund der relativ grossen metallischen Masse Streuphänomene auftreten, welche die Wirksamkeit der Strahlung vermindern und somit eine höhere Strahlendosis erforderlich ist, welche wiederum Nebenwirkungen im umliegenden Gewebe hervorrufen kann.
Um diese obengenannten Nachteile der metallischen Knochenimplantate zu überwinden, wurden Knochenimplantate bzw. Knochenimpantatsysteme aus nichtmetallischen Verbundwerkstoffen entwickelt, die in der Regel radiotransparent sind und diese obengenannten Nachteile nicht aufweisen. Bevorzugt werden dabei im Markt Implantate bzw. Implantatsysteme aus nichtmetallischen Verbundwerkstoffen auf Basis von kohlenstofffaserverstärktem Polyetheretherketon (PEEK) eingesetzt. Bei den betreffenden Implantaten kann es sich zum Beispiel um Käfige, Knochenplatten, Pedikelstäbe, Tulpen oder Pedikelschrauben handeln.
Aufgrund Ihrer Radiotransparenz benötigen diese nichtmetallischen Implantate zur Erkennung bei bildgebenden Verfahren, wie zum Beispiel X-Ray, CT und Magnetresonanztomographie (MRT), Markierungen (Marker). Diese Marker sind üblicherweise auf Basis von Metallen, besonders bevorzugt auf Basis von Tantal oder Titan sowie deren Legierungen, hergestellt und werden in oder auf das Implantat eingebracht bzw. angebracht. Bekannte Ausführungen solcher Marker sind kugel- oder drahtförmig oder in Form einer Beschichtung.
Im Dokument US 10,154,867 B2 werden verschiedene Ausführungsformen einer aus Kompositmaterial hergestellten Knochenschraube beschrieben. Dabei kann es sich insbesondere um eine Pedikelschraube handeln, welche teilweise mit einer metallischen Aussenschicht beschichtet ist.
Im Dokument US 10,617,458 B2 werden, wie in US 10,154,867 B2, verschiedene Ausführungsformen einer aus Kompositmaterial hergestellten Knochenschraube beschrieben. Ausführungsformen sind offenbart, bei denen die Schraubenspitze oder das Ende des Schraubengewindes in Richtung der Längsachse mit einem radioopaken Material beschichtet sind.
Im Dokument US 2015/0297267 A 1 ist eine aus einem Verbundwerkstoff hergestellte Pedikelschraube offenbart, deren Gewinde und Schraubenspitze mit einer Titanschicht überzogen sind. Die obengenannten Implantate des Standes der Technik haben zum einen den Nachteil, dass aufgrund der verwendeten radioopaken Beschichtungen die Radiotransparenz der Bauteile stark eingeschränkt wird und zum anderen die Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung der Implantate ungenau ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein möglichst radiotransparentes medizinisches Implantat anzugeben, welches eine besonders genaue Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung des Implantats in einem bildgebenden Verfahren ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein medizinisches Implantat vorgeschlagen, wie es in Anspruch 1 angegeben ist. In Anspruch 16 ist ein Verfahren zur Planung der Bestrahlung in der medizinischen Strahlentherapie angegeben, welches bevorzugt auf einem derartigen medizinischen Implantat basiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung stellt also ein medizinisches Implantat zur Verfügung mit einer Implantatschraube, insbesondere einer Pedikelschraube, welche einen Schraubenkopf und einen Gewindeschaft aufweist sowie aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei das Implantat radioopake Marker aufweist, um eine Bestimmung der räumlichen Position sowie bevorzugt der Orientierung der Implantatschraube in einem bildgebenden Verfahren zu erlauben.
Dabei bilden einer der Marker oder mehrere der Marker gemeinsam einen Ring mit einem innerhalb des Schraubenkopfes angeordneten Ringmittelpunkt. Ein weiterer der Marker ist am oder im Gewindeschaft angeordnet.
Indem einer der Marker am oder im Gewindeschaft der Implantatschraube angeordnet ist und einer oder mehrere der Marker einen Ring bilden, dessen Mittelpunkt innerhalb des Schraubenkopfes angeordnet ist, lässt sich in einem bildgebenden Verfahren, wie insbesondere mittels Computertomographie (CT), nicht nur die Position des Implantats sehr genau bestimmen, sondern auch dessen Orientierung. Hierzu lässt sich einerseits mittels des bzw. der einen Ring bildenden Marker die Position des Sch rauben kopfes ermitteln und andererseits mittels des weiteren Markers die Richtung bestimmen, entlang welcher sich der Gewindeschaft vom Schraubenkopf aus erstreckt. Da die Geometrie des Implantatschraube und insbesondere die Länge des Gewindeschaftes üblicherweise bekannt ist, können daraus die Position und Orientierung der Implantatschraube sehr genau bestimmt werden. Wenn der oder die einen Ring bildenden Marker zudem nicht Teil der Implantatschraube sind, sondern, was bevorzugt (aber nicht zwingend) ist, ein anderes Teil des Implantats diesen bzw. diese Ring bildenden Marker aufweist, kann zudem die Orientierung, das heisst insbesondere die Neigung, der Implantatschraube relativ zu diesem anderen Teil des Implantats ermittelt werden. Da im bildgebenden Verfahren im Bereich des Schraubenkopfes ein Markerring statt zum Beispiel nur ein Markerpunkt erkennbar ist, lässt sich somit nicht nur die Position des Schraubenkopfes besonders genau ermitteln (aufgrund der Anordnung des Ringmittelpunkts innerhalb des Schraubenkopfes), sondern auch dessen Orientierung oder die Orientierung eines anderen Teils des Implantats relativ zur Schraube. Die im bildgebenden Verfahren erkennbare Kombination aus Ring und z.B. Punkt ist zudem für den Betrachter nicht nur unmittelbar als Schraube identifizierbar, sondern lässt ihn in den üblicherweise zweidimensional dargestellten Bildern meist auch intuitiv die Orientierung der Schraube im Körper erkennen. Die Anordnung des Ringmittelpunkts innerhalb des Schraubenkopfes hat sich insbesondere daher als besonders vorteilhaft erwiesen.
Die Marker können insbesondere derart vorgesehen werden, dass sie im bildgebenden Verfahren verhältnismässig deutlich erkennbar sind, das heisst einen starken Kontrast bewirken, indem sie insbesondere stark radioopak sind, was eine besonders genaue Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung des Implantats erlaubt. Da die Radioopazität nur die geometrisch begrenzt ausgebildeten Marker betrifft und somit konzentriert an wenigen Stellen des Implantats auftritt, kann das Implantat ansonsten dennoch weitgehend radiotransparent ausgebildet sein.
Die genaue Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung des Implantats und insbesondere der Implantatschraube mittels eines bildgebenden Verfahrens, also berührungslos, ermöglicht beispielsweise eine Kontrolle oder gar ein Monitoring des Implantats nach dessen Implantierung in einem menschlichen oder tierischen Körper. So kann zum Beispiel bei einem Pedikelsystem die Verkippung/Neigung der Pedikelschraube gegenüber eines im Fachjargon oft als Tulpe bezeichneten Befestigungselements bestimmt werden, das zum Verbinden der Pedikelschraube mit einem Verbindungsstab dient. Mittels zeitversetzten CT-Aufnahmen kann die Stabilität der Wirbelverblockung mittels des Implantats verifiziert bzw. eine eventuelle Lockerung der Verblockung der Tulpe mit dem Verbindungsstab ersichtlich gemacht werden.
Unter einem bildgebenden Verfahren werden insbesondere in der Medizin bekannte Verfahren angesehen, welche vorteilhaft berührungslos eine Sichtbarmachung des im Körper eines menschlichen oder tierischen Patienten implantierten Implantats und/oder des umliegenden Körpergewebes ermöglichen. Insbesondere werden unter bildgebenden Verfahren verschiedene apparative Untersuchungsmethoden verstanden, die zwei-, dreioder höherdimensionale Bilddaten von Organen und Strukturen des Patienten und/oder des in diesen implantierten Implantats liefern und zum Beispiel oft auch vorrangig zur Diagnose krankheitsbedingter Veränderungen eingesetzt werden. Beispiele für bildgebende Verfahren sind Röntgenaufnahmen, Computertomographie (CT), Ultraschall und Magnetresonanztomographie (MRT).
Unter einem medizinischen Implantat wird eine im menschlichen oder tierischen Körper eingepflanzte oder einpflanzbare künstliche Vorrichtung verstanden, die üblicherweise permanent oder zumindest für einen längeren Zeitraum, das heisst zumindest für mehrere Stunden oder Tage, dort verbleiben soll. Hierzu ist das Implantat üblicherweise mittels der Implantatschraube in einem Körperteil, meist einem Knochen oder Knorpel, verankerbar. Die Implantatschraube weist dazu in der Regel ein Aussengewinde auf, mit welchem sie in das entsprechende Körperteil einschraubbar ist.
Der Gewindeschaft der Implantatschraube erstreckt sich üblicherweise vom Schraubenkopf bis zu einem freien Ende des Gewindeschaftes, also der Schraubenspitze. Das Aussengewinde erstreckt sich bevorzugt, aber nicht zwingend, durchgehend über die gesamte Längserstreckung des Gewindeschaftes. In gewissen Ausführungsformen kann der Gewindeschaft auch einen oder mehrere gewindefreie Abschnitte aufweisen, das heisst das Aussengewinde kann in Längsrichtung auch einmal oder mehrere Male unterbrochen sein. Ein gewindefreier Abschnitt kann insbesondere im Bereich angrenzend an den Schraubenkopf vorhanden sein. Bevorzugt erstreckt sich das Aussengewinde jedoch bis zur Schraubenspitze.
Der Gewindeschaft und insbesondere das Aussengewinde definieren eine Hauptlängsmittelachse der Implantatschraube, welche sich zentral und in Längsrichtung durch den Gewindeschaft hindurch erstreckt.
Der Schraubenkopf der Implantatschraube ist bevorzugt rund, noch bevorzugter im Wesentlichen kugelförmig, ausgebildet. Unter "im Wesentlichen kugelförmig" ist gemeint, dass er Abflachungen aufweisen kann, insbesondere aufgrund einer Eingriffsstruktur, jedoch bevorzugt eine kugelförmige Gesamtumhüllung aufweist. Der Schraubenkopf ist dadurch dazu geeignet, derart an einem anderen Bauteil angebracht zu werden, dass die Implantatschraube relativ zu diesem polyaxial schwenkbar ist. Die Eingriffsstruktur dient vorteilhaft zum Einschrauben der Implantatschraube mittels eines geeigneten Werkzeugs. Bei dem erwähnten anderen Bauteil kann es sich insbesondere um ein weiteres Teil des Implantats handeln. Je nachdem kann die Schwenkbarkeit vor einer definitiven Befestigung der Implantatschraube an dem weiteren Teil, zum Beispiel mittels Festziehen eines Klemmteils, gegeben sein oder auch danach. Die polyaxiale Schwenkbarkeit kann insbesondere durch eine Art Kugelgelenk vorgesehen sein.
Bei der Implantatschraube kann es sich insbesondere um eine Pedikelschraube handeln, also um eine Schraube, die zum Einschrauben in einen Wirbelkörper einer menschlichen oder tierischen Wirbelsäule ausgebildet ist. Der Schraubenkopf ist dann bevorzugt zur Verbindung mit einem Verbindungsstab mittels eines zum Beispiel tulpenförmigen Befestigungselements ausgebildet. Die Implantatschraube und der Verbindungsstab bilden dann Komponenten eines Pedikelsystems. Möglich ist aber auch, dass die Implantatschraube zum Beispiel zur Befestigung einer Implantatplatte an einem Knochen dienen. Das Implantat kann daher auch mehrere Implantatschrauben aufweisen, wobei dann ein Teil oder auch alle der Implantatschrauben die erwähnten radioopaken Marker aufweisen können.
Unter der erwähnten Bestimmung der räumlichen Position der Implantatschraube ist gemeint, dass mittels eines bildgebenden Verfahrens der Ort bestimmt werden kann, wo die Implantatschraube im Körper des Patienten angeordnet ist. Die Bestimmung des Ortes wird dabei vorteilhaft in Bezug auf einen Referenzpunkt vorgenommen, der inner- oder ausserhalb des Körpers angeordnet sein kann. Bei der Bestimmung der räumlichen Position muss jedoch im Allgemeinen die räumliche Orientierung der Implantatschraube nicht zwingend mitbestimmt werden, das heisst es kann zum Beispiel auch nur bestimmt werden, wo die Schraube, beispielsweise bezogen auf ihren Massenmittelpunkt, als Ganzes angeordnet ist, aber zum Beispiel nicht, in welcher Lage die Schraube angeordnet ist und in welche Richtung sich der Gewindeschaft erstreckt. Eine Bestimmung der räumlichen Orientierung der Implantatschraube wird beim hier angegebenen Implantat jedoch möglich aufgrund der Kombination, dass einer oder mehrere der Marker gemeinsam einen Ring bilden sowie dass ein weiterer der Marker am oder im Gewindeschaft angeordnet ist.
Die Radioopazität, auch Röntgenopazität genannt, bezeichnet die Eigenschaft der Strahlendurchlässigkeit von Materialien oder Bauteilen für Röntgenstrahlen. Ein radioopakes Material oder Bauteil ist im Vergleich zu anderen umliegenden Materialien oder Bauteilen für Röntgenstrahlen weniger durchlässig und schwächt dadurch die Röntgenstrahlung, wenn es von dieser durchdrungen wird. Im vorliegenden Fall betreffen die erwähnten Marker somit ein Material oder Bauteil (oder ein Teil eines Bauteils), das für Röntgenstrahlen im Vergleich zu anderen Teilen des Implantats weniger durchlässig ist. Insbesondere sind die Marker weniger durchlässig als das Kunststoffmaterial der Pedikelschraube. Beim bildgebenden Verfahren erscheinen die Marker dadurch je nach Darstellungsart heller oder dunkler im Vergleich zu den umliegenden Bereichen.
Die Radioopazität der Marker unterscheidet sich bevorzugt um mindestens ein ganzzahliges Vielfaches, bevorzugter um mindestens das Doppelte, noch bevorzugter um mindestens das Fünffache, am bevorzugtesten um mindestens das Zehnfache, von derjenigen des Kunststoffmaterials der Pedikelschraube.
Als ein Ring wird grundsätzlich eine um einen Mittelpunkt umlaufende geometrische Struktur angesehen, die eine gewisse Erstreckung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung aufweisen kann. Aufgrund seiner radialen Erstreckung kann der Ring zum Beispiel durch eine sich zwischen zwei konzentrischen Kreisen erstreckende Fläche gebildet sein. Aufgrund seiner axialen Erstreckung kann der Ring auch zum Beispiel durch eine hohlzylindrische Struktur gebildet sein. Üblicherweise weist der durch den oder die Marker gebildete Ring sowohl eine gewisse radiale als auch eine gewisse axiale Erstreckung auf. Das heisst der Ring kann zum Beispiel durch eine hohlzylindrische Struktur gebildet sein, die (aufgrund der radialen Erstreckung) eine gewisse Wanddicke aufweisen kann. Somit wird im Kontext des vorliegenden Dokuments z.B. auch eine hohlzylindrische Struktur als Ganzes als ein Ring angesehen, wobei sich der Ringmittelpunkt dann in der axialen Mitte der hohlzylindrischen Struktur befindet. Der Ring ist bevorzugt, aber nicht zwingend, exakt kreisförmig.
Insbesondere wenn der Ring von mehreren Markern gemeinsam gebildet wird, kann er durch eine gemeinsame Umhüllung des bzw. der entsprechenden Marker gebildet sein. Die Marker können zum Beispiel jeweils punkt- oder kugelförmig ausgebildet sein und die Eckpunkte eines beliebigen regelmässigen Polygons bilden. Die Anzahl der Ecken des Polygons kann dabei drei, vier, fünf oder grösser als fünf betragen.
Bevorzugt wird der Ring jedoch von einem einzelnen, in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildeten Marker gebildet. Ein solcher Ringmarker ermöglicht nicht nur eine besonders einfache Herstellung des Implantats, sondern erlaubt im bildgebenden Verfahren auch eine besonders gute Erkennbarkeit der Position und Orientierung der Implantatschraube.
Mit Hilfe des von dem oder den Markern gebildeten Rings mit dem Ringmittelpunkt innerhalb des Schraubenkopfes und den am oder im Gewindeschaft angeordneten weiteren Markers lässt sich die Position und Orientierung der Implantatschraube im bildgebenden Verfahren nicht nur erkennen, sondern auch eindeutig und exakt messen. Dadurch wird insbesondere ein berührungsloses Monitoring der Implantatschraube nach der Implantierung ermöglicht. Bei einem Pedikelsystem kann zum Beispiel eine im Monitoring über zeitversetzte CT-Aufnahmen festgestellte Veränderung der Neigung der Schraube relativ zu einem Verbindungsstab auf eine eventuelle Lockerung der Verblockung der T ulpe mit dem Stab hinweisen. Umgekehrt kann mit Hilfe des Monitorings die Stabilität der Verblockung verifiziert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Ringmittelpunkt genau im Mittelpunkt des Schraubenkopfes angeordnet. Die Position des Schraubenkopfes ist dadurch im bildgebenden Verfahren besonders intuitiv erkennbar. Wenn der oder die den Ring bildenden Marker nicht in oder an der Implantatschraube selbst angeordnet sind, sondern, wie es bevorzugt ist, an einem anderen Teil des Implantats, bringt die Anordnung des Ringmittelpunkts im Mittelpunkt des Schraubenkopfes zudem den Vorteil mit sich, dass die Position des Schraubenkopfes unabhängig von der Verschwenkung der Schraube relativ zu diesem anderen Teil immer korrekt angezeigt wird. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Ringmittelpunkt zudem in einem Drehmittelpunkt, Schwenkpunkt oder in einer Schwenkachse der Implantatschraube angeordnet ist. Wenn das Implantat ein Befestigungselement zum Anbringen, insbesondere Fixieren, der Implantatschraube, bevorzugt an einem Verbindungsstab, aufweist, ist der Ringmittelpunkt bevorzugt bei fest an der Implantatschraube fixiertem Befestigungselement in einem Drehmittelpunkt, Schwenkpunkt oder in einer Schwenkachse der Implantatschraube angeordnet. Bevorzugt ist es ausserdem, wenn der von dem einen oder den mehreren Markern gebildete Ring einen Innendurchmesser aufweist, der grösser ist als ein Aussendurchmesser des Schraubenkopfes. Der am oder im Gewindeschaft angeordnete Marker ist bevorzugt entlang einer Längsrichtung, die sich vom Schraubenkopf zu einem freien Ende des Gewindeschaftes hin erstreckt, im letzten Drittel des Gewindeschaftes angeordnet ist. Im Vergleich zu einer Anordnung des Markers nahe am Schraubenkopf ist dadurch die Orientierung der Schraube besser bestimmbar. Besonders bevorzugt ist der am oder im Gewindeschaft angeordnete Marker sogar am freien Ende des Gewindeschaftes, das heisst an der Schraubenspitze angeordnet. Dadurch lässt sich nicht nur die Orientierung der Schraube besonders gut bestimmen, sondern der Betrachter erkennt im bildgebenden Verfahren auch unmittelbar und intuitiv die Länge der Implantatschraube.
Um eine besonders einfache Herstellung zu ermöglichen und die Implantatschraube besonders stabil und gut kräfteleitend zu machen, ist diese ist bevorzugt als Ganzes einstückig ausgebildet.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Implantat ein Befestigungselement zum Anbringen, insbesondere Fixieren, der Implantatschraube auf. Bevorzugt dient das Befestigungselement, welches insbesondere tulpenförmig sein kann, zur Befestigung der Implantatschraube an einem Verbindungsstab. Bei der Implantatschraube handelt es sich dann bevorzugt um eine Pedikelschraube. Bei einer solchen Ausführungsform weist bevorzugt das Befestigungselement der oder die einen Ring bildenden Marker auf. Durch die Anordnung des bzw. der Marker am Befestigungselement, lässt sich nicht nur die Position und Orientierung der Implantatschraube bestimmen, sondern auch deren Neigung relativ zum Befestigungselement. In anderen Ausführungsformen ist es selbstverständlich auch möglich, dass der Schraubenkopf den oder die einen Ring bildenden Marker aufweist.
Bevorzugt werden der oder die einen Ring bildenden Marker durch ein am Befestigungselement festschraubbares Schraubelement gebildet. Das Befestigungselement und/oder das Schraubelement sind bevorzugt jeweils als Ganzes einstückig ausgebildet. Das Schraubelement, welches auf das Befestigungselement aufschraubbar oder in dieses einschraubbar sein kann, ist bevorzugt als Ganzes aus einem radioopaken Material hergestellt. Alternativ kann das Schraubelement aber auch eine radioopake Beschichtung aufweisen.
In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform dient das Schraubelement zum Halten der Implantatschraube am Befestigungselement. Die am Befestigungselement angebrachte Implantatschraube ist vorteilhaft mit dem Gewindeschaft relativ zum Befestigungselement polyaxial um den Ringmittelpunkt schwenkbar. Aufgrund der Ringmarkierung ist dabei im bildgebenden Verfahren die Neigung der Implantatschraube relativ zum Befestigungselement bestimmbar.
Es können einer oder mehrere Marker am oder im Gewindeschaft angeordnet sein. Der bzw. die am oder im Gewindeschaft angeordneten Marker können zudem grundsätzlich eine beliebige Form aufweisen. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist aber zumindest einer der am oder im Gewindeschaft angeordneten Marker kugelförmig ausgebildet. In der Bildgebung ist der Marker dadurch besonders gut und klar erkennbar. Herstellungsbedingt einfacher ist es zudem, wenn genau ein Marker am Gewindeschaft angeordnet ist.
In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist der am oder im Gewindeschaft angeordnete Marker ringförmig, insbesondere hülsenförmig, ausgebildet. Eine solche Form des Markers eignet sich besonders bei einer kanülierten Implantatschraube. Ein in Längsrichtung durch den Gewindeschaft hindurch verlaufender Kanal erstreckt sich dann bevorzugt durch den ring- bzw. hülsenförmigen Marker hindurch, so dass zum Beispiel Medikamente oder Knochenzement durch den Marker hindurch entlang der Hauptlängsmittelachse der implantierten Schraube dem Patienten zugeführt werden kann.
Der Ringmittelpunkt des durch den oder die Marker gebildeten Ring ist bevorzugt auf der Hauptlängsmittelachse der Implantatschraube angeordnet. Bevorzugt bildet zudem auch der am oder im Gewindeschaft angeordnete Marker einen Mittelpunkt, der auf der Hauptlängsmittelachse der Implantatschraube angeordnet ist. Auf diese Weise kann aufgrund der Position der in der Bildgebung erkennbaren Marker direkt auf die Lage der Implantatschraube geschlossen werden.
Die Marker sind vorteilhaft jeweils aus einem Metall, insbesondere aus Tantal oder Titan, hergestellt. Metall eignet sind grundsätzlich gut als radioopakes Material. Tantal sowie Titan sind besonders biokompatibel und gut bei der Herstellung verwendbar.
Beim Kunststoffmaterial der Implantatschraube handelt es sich bevorzugt um ein thermoplastisches Kunststoffmaterial. Besonders bevorzugt werden sogenannte Hochtemperaturthermoplaste aus den Familien der Polyaryletherketone, Polyimide und Polysulfone verwendet. Als ein besonders geeignetes Kunststoffmaterial hat sich Polyetheretherketon (PEEK) herausgestellt. Das Kunststoffmaterial PEEK hat sich insbesondere für Pedikelschrauben bei Wirbelsäulenimplantaten, aber auch für andere Implantate als besonders geeignet erwiesen, insbesondere aufgrund seiner Härte und Dauerhaftigkeit sowie wegen seiner guten Verarbeitbarkeit und Biokompatibilität.
Das Kunststoffmaterial der Implantatschraube ist bevorzugt faserverstärkt, insbesondere kohlefaserverstärkt. Auf diese Weise kann eine besonders hohe Festigkeit der Implantatschraube erreicht werden. Beim Kunststoffmaterial der Implantatschraube kann es sich somit insbesondere um ein Kompositmaterial, bevorzugt in Form von kohlefaserverstärktem PEEK handeln.
Die Faserlänge beträgt bevorzugt mindestens 1 mm. Um eine besonders gute Festigkeit der Implantatschraube zu erreichen, weisen die Fasern vorteilhaft eine Länge auf, die zumindest der kompletten Länge der Implantatschraube entlang von deren Haupterstreckungsrichtung entspricht. Der Faservolumengehalt ist bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 80 %, bevorzugter in einem Bereich von 35 bis 70 %, besonders bevorzugt in einem Bereich von 45 bis 60 %.
Die prinzipielle Herstellung der Implantatschraube kann mit einem im Kompositbereich herkömmlich bekannten Verfahren erfolgen. Dazu gehören unter anderem Pressverfahren, Wickelverfahren, Tapelegeverfahren und Pultrusionsverfahren. Zur Herstellung der Implantatschraube und, sofern vorhanden, des Befestigungselements, zum Beispiel in Form eines Tulpenkopfes, wird das im Dokument DE 44 45 305 C1 beschriebene Pressverfahren bevorzugt. Ebenso kann das Implantat auch mit sogenannten additiven Herstellprozessen, wie zum Beispiel dem 3D-Druckverfahren, hergestellt werden, oder einer Kombination aus den oben genannten Verfahren. Als Ausgangsmaterialien werden bei diesen Verfahren bevorzugt sogenannte unidirektionale Pregregs, sowie Gewebeprepregs verwendet. Beides sind geometrisch flächige oder rundförmige Ausgangsmaterialien. In der Regel werden in den obengenannten Verfahren die Prepregs zu Vorformlingen vorgeformt und unter Druck und Temperatur zum Beispiel in einem Presswerkzeug verschweisst und danach abgekühlt.
Die Einbringung bzw. Positionierung der Marker kann zum Beispiel mechanisch erfolgen, z.B. durch Einpressen oder Einschrauben eines Markers in die Schraubenspitze der Implantatschraube oder durch Einlegen des Markers in eine Werkzeugform, in welcher dieser Marker während der Herstellung des Implantatteiles z.B. mit dem im Dokument DE 44 45 305 C1 beschriebenen Pressverfahren umformt und somit im Implantatteil integriert wird. Dies kann im Falle des Befestigungselements zum Beispiel durch Einlegen eines ringförmigen Markers in eine Werkzeugform erfolgen. Alternativ kann die Anbringung und Positionierung eines ringförmigen Markers am Befestigungselement derart erfolgen, dass der Marker an einem Hauptteil des Befestigungselements verschraubt, eingerenkt oder verrastet wird. Der oder die Marker können an der Aussenseite oder an der Innenseite des Befestigungselements angebracht bzw. integriert werden.
Des Weiteren können der oder die Marker via bekannte Beschichtungsverfahren an der Implantatschraube oder an einem anderen Implantatteil, wie insbesondere am Befestigungselement aufbracht werden. Zu solchen Beschichtungsverfahren zählen zum Beispiel galvanische Beschichtungsmethoden, Plasmabeschichtung, Laserauftragsschweissen, Flammspritzen, und 3D-Druckmethoden.
Die obengenannten Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Implantates mit integrierten Markern sind vorzugsweise endkonturnahe Herstellungsverfahren, das heisst, dass solch hergestellte Implantate hinsichtlich Form und Abmessung in der Regel nur eine geringfügige Nachbearbeitung erfordern, bei welcher die Positionierung der Marker beibehalten wird.
Die Erfindung bezieht sich ausserdem auf ein Verfahren zur Planung der Bestrahlung in der medizinischen Strahlentherapie, bei welchem in einem bildgebenden Verfahren einer oder mehrere radioopake Marker als räumliche Referenz zur Planung der therapeutischen Bestrahlung eines menschlichen oder tierischen Patienten verwendet werden, wobei der eine oder die mehreren Marker am oder im Körper des Patienten angebracht sind.
Dabei sind der oder die mehreren Marker jeweils am oder im Gewindeschaft einer Implantatschraube, bevorzugt einer Pedikelschraube, angeordnet, welche aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und im Körper, bevorzugt in einem Knochen, des Patienten verankert ist. Bei der erwähnten Schraube, an oder in deren Gewindeschaft der oder die mehreren Marker angeordnet sind, handelt es sich insbesondere bevorzugt um eine Implantatschraube eines medizinischen Implantats gemäss den obenstehenden Ausführungen.
Das Verfahren zur Planung der Bestrahlung in der medizinischen Strahlentherapie beinhaltet also den Schritt, dass der eine oder die mehreren radioopaken Marker im bildgebenden Verfahren als räumliche Referenz zur Planung der therapeutischen Bestrahlung verwendet werden. Die an den Implantatschrauben angeordneten und für die Bestrahlungsplanung verwendeten radioopaken Marker können auch als Passermarker oder Referenzmarker bzw. auf Englisch als "fiducial marker" bezeichnet werden.
Der eine oder die mehreren am Gewindeschaft angeordneten radioopaken Marker können beim erwähnten Verfahren insbesondere zur Bestimmung der räumlichen Position des oder der zu bestrahlenden Körperbereiche verwendet werden. Da die eine oder die mehreren aus einem Kunststoffmaterial hergestellten Schrauben üblicherweise jeweils sowieso fest im Körper verankert sind, können der oder die daran angeordneten radioopaken Marker sehr einfach für eine besonders präzise und zuverlässige Planung der therapeutischen Bestrahlung verwendet werden. Für Patienten, welche therapeutisch bestrahlt werden müssen, und bei welchen bereits zumindest eine derartige Schraube im Körper implantiert ist, kann somit ein weiterer medizinischer Eingriff zum Positionieren von Referenzmarkern teilweise oder sogar ganz entfallen. Mit dem angegebenen Verfahren kann somit auf das Implantieren von eigens als Referenz für die Bestrahlung dienenden Markern verzichtet werden, da für denselben Zweck die Marker der sowieso bereits im Patienten verankerten Implantatschrauben verwendet werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Planung der therapeutischen Bestrahlung mehrere derartige radioopake Marker verwendet werden, die jeweils via eine Schraube im Körper des Patienten verankert sind. Die radioopaken Marker können dann insbesondere zur Bestimmung eines räumlichen Bezugssystems bei der Bestrahlungsplanung dienen.
Das Verfahren dient also insbesondere zur räumlichen Positionierung von Patienten während der medizinischen Strahlentherapie, wobei in einem bildgebenden Verfahren in der Regel drei oder mehrere radioopake Marker zur räumlichen Referenzierung eines menschlichen oder tierischen Patienten verwendet werden. Bevorzugt werden hierzu mindestens drei am oder im Körper des Patienten angebrachte Marker verwendet, damit die eindeutige Positionierung erfolgen kann. Positionierung bedeutet dabei in der Regel IST-Situation des Patienten vs. SOLL-Situation, welche aus der Bestrahlungsplanung ersichtlich ist. Vorteilhaft sind die drei Marker in der Bildgebung während der Bestrahlung eindeutig voneinander unterscheidbar. Bevorzugt werden zur Bestrahlungsplanung Marker verwendet, die nahe, das heisst in der unmittelbaren Umgebung, an dem zu bestrahlenden Volumen, das z.B. durch einen Tumor gebildet wird, positioniert sind. Marker aufweisende Implantatschrauben, die in der Wirbelsäule verankert sind, eignen sich zur Bestrahlungsplanung insbesondere gut in Fällen, bei denen das zu bestrahlende Volumen in unmittelbarer Nähe zur Wirbelsäule liegt oder zum Beispiel im Bauchraum angeordnet ist und die Wirbelsäule die nächstgelegene Knochenstruktur bildet. Je nach Situation kann die Bestrahlungsplanung basierend auf dem oder den Markern der Implantatschraube(n) auch in Kombination mit weiteren Markern erfolgen, die z.B. eigens zu diesem Zweck im Körper des Patienten implantiert worden sind. Die zur Bestrahlungsplanung verwendeten Marker weisen üblicherweise eine definierte Geometrie (z.B. zylindrisch, kugelförmig oder ringförmig) auf und sind dadurch von der Positionierungsbildgebung und der Planungssoftware bevorzugt automatisch erkennbar. Das angegebene Verfahren ist bevorzugt automatisiert. Bei den Implantatschrauben handelt es sich bevorzugt um Pedikelschrauben, die vorteilhaft aus einem insbesondere faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemässen medizinischen Implantats in Form eines Pedikelsystems mit einer Vielzahl von Pedikelschrauben, die in jeweils einen Wirbelkörper implantiert und mittels eines Verbindungsstabes miteinander verbunden sind;
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht einer Pedikelschraube sowie eines zur Befestigung an einen Verbindungsstab dienenden Tulpenkopfes und eines Washers des Implantats der Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den im Tulpenkopf gehaltenen Schraubenkopf einer Pedikelschraube des Implantats der Fig. 1;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer möglichen ersten Variante einer in einem Tulpenkopf gehaltenen Pedikelschraube des Implantats der Fig. 1 , wobei der Bereich der Schraubenspitze als zentrale Querschnittsansicht dargestellt ist;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer möglichen zweiten Variante einer in einem Tulpenkopf gehaltenen Pedikelschraube des Implantats der Fig. 1 , wobei der Bereich der Schraubenspitze als zentrale Querschnittsansicht dargestellt ist;
Fig. 6a eine Seitenansicht einer in einem Tulpenkopf gehaltenen Pedikelschraube mit dem Gewindeschaft in einem ersten Schwenkzustand; Fig. 6b eine Seitenansicht einer in einem Tulpenkopf gehaltenen Pedikelschraube mit dem Gewindeschaft in einem zweiten Schwenkzustand;
Fig. 7 eine zentrale Querschnittsansicht eines Tulpenkopfes eines erfindungsgemässen Implantats mit angeschraubtem Ringmarker gemäss einer ersten Ausführungsform;
Fig. 8 eine zentrale Querschnittsansicht eines Tulpenkopfes eines erfindungsgemässen Implantats mit angeschraubtem Ringmarker gemäss einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 9a eine schematische Darstellung eines kegelförmigen Raumes, aufgespannt durch den Ringmarker am Tulpenkopf und einen weiteren Marker an der Schraubenspitze einer Pedikelschrauben von einem der Implantate der Figuren 1 bis 8;
Fig. 9b dieselbe schematische Darstellung wie in Fig. 9a, aber aus einer anderen Blickrichtung;
Fig. 10a eine schematische Darstellung der Abmessungen in Richtung der Mittenachse des Tulpenkopfes der Pedikelschraube der Fig. 9a (x-y Ebene);
Fig. 10b eine schematische Darstellung der Abmessungen in Richtung senkrecht zur Mittenachse des Tulpenkopfes der Pedikelschraube der Fig. 9a (y-z Ebene);
Fig. 11 eine schematische Darstellung der Abmessungen in einer beliebigen Richtung zur Mittenachse des Tulpenkopfes der Pedikelschraube der Fig. 9a; sowie
Fig. 12 eine schematische Ansicht eines medizinischen Implantats mit einer Vielzahl von Pedikelschrauben, die in jeweils einen Wirbelkörper implantiert und einen radioopaken Marker aufweisen, welche in einem erfindungsgemässen Verfahren der medizinischen Strahlentherapie als räumliche Referenz zur Planung der therapeutischen Bestrahlung verwendet werden.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Figuren 1 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemässen medizinischen Implantaten sowie von Teilen davon. Die Figuren 9a bis 11 zeigen geometrische Darstellungen der Marker dieser Implantate sowie der sich bei der Bildgebung ergebenden Abmessungen. Gleich oder ähnlich wirkende Elemente von unterschiedlichen Ausführungsformen sind jeweils mit demselben Bezugszeichen versehen. Die Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemässen medizinischen Implantats in Form eines Pedikelsystems 1. Das Pedikelsystem weist eine Vielzahl von Implantatschrauben 4 auf, welche auch als Pedikelschrauben bezeichnet werden können und in jeweils einen Wirbelkörper W der Wirbelsäule eines Patienten eingeschraubt sind. Mittels eines Tulpenkopfes 5 ist jede der Implantatschrauben 4 an einem Verbindungsstab 3 befestigt. Der Verbindungsstab 3 verbindet somit die Implantatschrauben 4 miteinander und verblockt dadurch die Wirbelkörper W. Das Pedikelsystem 1 kann beispielsweise dazu dienen, die zwischen den Wirbelkörpern W jeweils angeordneten Bandscheiben B zu entlasten.
Grundsätzlich bildet das Pedikelsystem 1 als Ganzes ein medizinisches Implantat 2. Ein medizinisches Implantat 2 wird aber auch von jeweils jeder der Implantatschrauben 4 selbst sowie von jedem gemeinsamen Paar einer Implantatschraube 4 und eines Tulpenkopfes 5 gebildet.
Ein erfindungsgemässes medizinisches Implantat 2, welches eine Implantatschraube 4, einen Tulpenkopf 5 sowie einen Washer 6 aufweist, ist in der Figur 2 gezeigt. Die Implantatschraube 4 dieses Implantats 1 weist einen hier kugelförmigen Schraubenkopf 41 auf, von welchem aus sich ein Gewindeschaft 43 bis zu einer Schraubenspitze S erstreckt. Der Gewindeschaft 43 ist mit einem Aussengewinde versehen, welches ein Einschrauben und Verankern der Implantatschraube 4 in einem Knochen, insbesondere in einem Wirbelkörper, des Patienten erlaubt. Der Schraubenkopf 41 weist eine Eingriffsstruktur 42 auf, welche hier durch eine Torx-Form hat (Figur 3) und zum Einschrauben der Implantatschraube mittels eines geeigneten Werkzeugs dient.
Zum Anbringen und Fixieren der in Figur 2 gezeigten Implantatschraube 4 an einem Verbindungsstab 3 dient ein Tulpenkopf 5, der somit ein Befestigungselement bildet. Der Tulpenkopf 5 weist eine Stabaufnahmeöffnung 51 auf, welche in Längsrichtung auf der von der Implantatschraube 4 gegenüberliegenden Seite offen ausgebildet ist und dadurch das Einlegen des Verbindungsstabes 3 von dieser Seite her erlaubt.
Zur Sicherung des Tulpenkopfes 5 am Verbindungsstab 3 dient ein in den Figuren nicht dargestelltes Klemmteil, welches ein Aussengewinde aufweist und mit diesem in ein Innengewinde 52 des Tulpenkopfes 5 einschraubbar ist. Der in die Stabaufnahmeöffnung 51 eingelegte Verbindungsstab 3 ist dadurch zwischen Klemmteil und Tulpenkopf 5 festklemmbar. Die Implantatschraube 4 kann somit mittels des Tulpenkopfes 5 und des Klemmteils am Verbindungsstab 3 angebracht und fixiert werden. Der Schraubenkopf 41 der Implantatschraube 4 ist dabei innerhalb des Tulpenkopfes 5 angeordnet, wie dies aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist.
In der vorliegenden, in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist der Tulpenkopf 5 zweiteilig ausgebildet mit einem Hauptteil 54, der die Stabaufnahmeöffnung 51 bildet, und einem Ringmarker 53, der auf den Hauptteil 54 aufschraubbar ist. Im fertig montierten Zustand ist der Schraubenkopf 41 der Implantatschraube 4 in einem Bereich des Tulpenkopfes 5 angeordnet, der vom Hauptteil 54 und dem Ringmarker 53 begrenzt wird. Der Ringmarker 53 dient hier somit insbesondere auch zum Befestigen und Feststellen der Implantatschraube 4 am Tulpenkopf 5. Der Ringmarker 53 kann deshalb auch als Feststellring bezeichnet werden. Eine Querschnittsansicht des Tulpenkopfes 5 mit dem aufschraubbaren Ringmarker 53 ist in der Figur 7 gezeigt. Wie dort gut erkennbar ist, bilden der Hauptteil 54 des Tulpenkopfes 5 und der Ringmarker 53 gemeinsam einen mit gerundeten Begrenzungsflächen versehenen Innenraum zur Aufnahme des Schraubenkopfes 41 . Vor dem Einlegen des Verbindungsstabes 3 ist die Eingriffsstruktur 42 durch den Tulpenkopf 5 hindurch zugänglich (Figur 3).
Der Schraubenkopf 41 und der Gewindeschaft 43 sind gemeinsam einstückig und aus demselben Material hergestellt, wobei es sich beim Material um ein radiotransparentes Kunststoffmaterial handelt. Vorzugsweise wird als Kunststoffmaterial ein faserverstärktes Kompositmaterial, wie insbesondere kohlefaserverstärktes PEEK, verwendet. Die Fasern verlaufen bevorzugt entlang der Längsrichtung des Gewindeschaftes 42 und weisen vorteilhaft eine Länge auf, die grösser ist als die Längserstreckung der Implantatschraube 4.
An der Schraubenspitze S ist ein Marker in den Gewindeschaft 43 eingesetzt, der hier eine hülsenförmige Gestalt hat und deshalb als Hülsenmarker 45 bezeichnet wird.
Der Ringmarker 53 und der Hülsenmarker 45 sind aus einem im Vergleich zum Kunststoffmaterial der Implantatschraube 4 erheblich radioopakerem Material hergestellt. In bildgebenden Verfahren, das heisst insbesondere bei Röntgenaufnahmen und in der Computertomographie (CT), weisen der Ringmarker 53 und der Hülsenmarker 45 dadurch einen deutlichen Kontrast auf gegenüber weiteren Teilen des Implantats 2, insbesondere dem Schraubenkopf 41 und dem Gewindeschaft 43, sowie dem umliegenden Gewebe, wodurch der Ringmarker 53 und der Hülsenmarker 45 in der Bildgebung gut erkennbar sind. Insbesondere ermöglichen die in den gelieferten Bildern gut erkennbaren Marker 53 und 45 eine genaue Bestimmung von Position und Orientierung der Implantatschraube 4 im Körper des Patienten. Da der Tulpenkopf 5 den Ringmarker 53 aufweist und dieser fest am Hauptteil 54 fixiert ist, kann anhand der abgebildeten Marker 53 und 45 auch die Position des Tulpenkopfes 5 sowie die Neigung der Implantatschraube 4 relativ zu diesem (und somit zum Verbindungsstab 3) bestimmt werden. Wie aus einer Zusammenschau der Figuren 2 und 7 hervorgeht, ist der Ringmarker 53 im fertig montierten Zustand derart angeordnet, dass sein Ringmittelpunkt gerade dem Mittelpunkt des kugelförmigen Schraubenkopfes 41 entspricht.
Im fertig montierten Zustand des Implantats 2 ist der Washer 6 zwischen dem Schraubenkopf 41 und dem Verbindungsstab 3 angeordnet. Der ringförmig ausgebildete Washer 6 kann zur Weiterleitung der vom Klemmteil ausgehenden Klemmkraft auf den Schraubenkopf 41 dienen. Der Verbindungsstab 3 wird dann also vom Klemmteil auf den Washer 6 aufgepresst, welcher seinerseits den Schraubenkopf 41 gegen den als Feststellring ausgebildeten Ringmarker 53 drückt. Alternativ kann der Washer 6 aber auch eingesetzt werden, um die vom Klemmteil einerseits und von dem als Feststellring ausgebildeten Ringmarker 53 andererseits bewirkten Klemmkräfte voneinander zu entkoppeln, so dass der Tulpenkopf 5 unabhängig und mit unterschiedlichen Klemmkräften am Verbindungsstab 3 und an der Implantatschraube 4 befestigbar ist.
Das Klemmteil und/oder der Washer 6 können je nach Ausführungsform aus einem radiotransparenten Kunststoffmaterial oder aus einem radioopaken Material, beispielsweise einem Metall wie insbesondere Tantal oder Titan, hergestellt sein. Falls das Klemmteil und/oder der Washer 6 aus einem radioopaken Material hergestellt sind, können sie zur Bestimmung von Position und Lage der Implantatschraube 4 im bildgebenden Verfahren beitragen. Der Hauptteil 54 des Tulpenkopfes 5 ist bevorzugt als Ganzes einstückig und aus einem radiotransparenten Kunststoffmaterial, wie beispielsweise kohlefaserverstärktem PEEK, hergestellt.
Die Figur 4 zeigt eine Ausführungsform einer als Pedikelschraube ausgebildeten Implantatschraube 4 mit einem in die Schraubenspitze S eingesetzten Marker, der aufgrund seiner hier kugelförmigen Ausgestaltung als Kugelmarker 44 bezeichnet wird. Die kugelförmige Ausbildung bewirkt im bildgebenden Verfahren eine punktförmige Abbildung des Markers mit hohem Kontrast. In der Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, welche sich von derjenigen der Figur 4 dadurch unterscheidet, dass die Implantatschraube 4 kanüliert ist, das heisst einen in Längsrichtung durchgehenden Kanal zum Zuführen von z.B. Medikamenten oder Knochenzement aufweist. Um die Zuführung entlang der Längsrichtung durch die Schraubenspitze S hindurch weiterhin zu ermöglichen, ist an der Schraubenspitze S ein Hülsenmarker 45 eingesetzt, statt wie bei der Ausführungsform der Figur 4 ein Kugelmarker 44.
Wie in den Figuren 4 und 5 gut erkennbar ist, sind die am Gewindeschaft 43 angeordneten Marker 44 und 45 jeweils direkt auf der Hauptlängsmittelachse H der Implantatschraube 4 angeordnet. Ebenso befindet sich der vom Ringmarker 53 gebildete Ringmittelpunkt direkt auf der Hauptlängsmittelachse H.
Aus den Figuren 6a und 6b ist die polyaxiale Verschwenkbarkeit der Implantatschraube 4 relativ zum Tulpenkopf 5 erkennbar. Die Verschwenkbarkeit wird dadurch erreicht, dass der Tulpenkopf 5 und der Schraubenkopf 41 kugelgelenkartig miteinander verbunden sind. Indem das Klemmteil bei der Implantierung des Implantats 2 in einem ersten Schritt kaum oder nur wenig angezogen wird, kann der Tulpenkopf 5 mit dem darin eingelegten Verbindungsstab 3 bei bereits fest verankerter Implantatschraube 4 noch bewegt, d.h. polyaxial gegenüber der Implantatschraube 4 versschwenkt werden. Erst nachdem das Klemmteil in einem zweiten Schritt festgezogen wird, ist der Verbindungsstab 3 via den Tulpenkopf 5 fest, das heisst unbeweglich, an der Implantatschraube 4 fixiert. Indem nach dem Festziehen des durch den Ringmarker 53 gebildeten Feststellrings der Ringmittelpunkt des Ringmarkers 53 im Inneren des Schraubenkopfes 41 angeordnet ist und hier sogar dessen Mittelpunkt und somit dem Schwenkpunkt der Implantatschraube 4 entspricht, kann im bildgebenden Verfahren die Lage der Implantatschraube 4 relativ zum Tulpenkopf 5 und somit zum Verbindungsstab 3 intuitiv erkannt und exakt bestimmt werden.
Die Figur 7 zeigt wie bereits erwähnt eine Variante des T ulpenkopfs 5 mit aufschraubbarem Ringmarker 53. In der Figur 8 ist eine weitere Variante gezeigt, bei welcher der Ringmarker 53 in den Hauptteil 54 des Tulpenkopfes 5 eingeschraubt ist. Selbstverständlich sind noch weitere Varianten denkbar. So könnte der Ringmarker 53 beispielsweise auch in Form einer Beschichtung auf einen einstückig ausgebildeten Tulpenkopf aufgebracht sein.
Die Figur 9a zeigt schematisch einen Kreiskegel K, aufgespannt durch den am Tulpenkopf 5 angeordneten Ringmarker 53 und den an der Schraubenspitze S der Implantatschraube 4 angeordnete Kugel- oder Hülsenmarker 44 bzw. 45. Die Figur 9b stellt denselben Kreiskegel K dar, jedoch aus einem anderen Blickwinkel als in Figur 9a. Aufgrund der Blickrichtung ist hier erkennbar, dass es sich beim Kreiskegel K im dreidimensionalen Raum tatsächlich um einen schrägen Kegel handelt, was einen Hinweis auf eine Neigung der Implantatschraube 4 relativ zum Tulpenkopf 5 (z.B. wie in Figur 6b) gibt. Aufgrund der Kenntnis der räumlichen Positionen der Schraubenspitze S und des vom Ringmarker 53 gebildeten Ringmittelpunkts M, kann die in den Figuren 9a und 9b gestrichelt eingezeichnete Verbindungslinie hergeleitet werden, welche der Hauptlängsmittelachse H der Implantatschraube 4 entspricht und somit der räumlichen Lage der Implantatschraube angibt. Die Hauptlängsmittelachse H verläuft ausgehend von der Schraubenspitze S immer mittig durch den Schraubenkopf 41 und durch den Ringmittelpunkt M des Ringmarkers 53. Die Orientierung der Implantatschraube 4 ist anhand der Marker somit eindeutig feststellbar.
Die Figur 10a stellt schematisch die Abmessungen in Richtung der Längsmittenachse des Tulpenkopfes 5 dar (x-y Ebene), wie sie beispielsweise in einem zweidimensionalen CT- Bild präsentieren können. Durch das bildgebende Verfahren werden der Ringmarker 53 mit dem Ringmittelpunkt M und dem Radius r abgebildet sowie der punktförmig erkennbare Kugelmarker an der Schraubenspitze S. Die Figur 10b zeigt schematisch dieselbe Anordnung wie in Figur 10a, jedoch aus einer andere Blick- bzw. Aufnahmerichtung, hier senkrecht zur Längsmittenachse des Tulpenkopfes 5 (y-z Ebene). Die eingezeichneten Abmessungen a und b sowie die Abmessungen c und d stehen jeweils senkrecht aufeinander. Die Abmessungen b und c weisen dabei dieselben Werte auf. Anhand von zwei Abbildungen, die im bildgebenden Verfahren entsprechend der Figuren 10a und 10b aufgenommen wurden, kann mittels trigonometrischer Berechnungen basierend auf den gemessenen Distanzen a, b, c, d, m beispielsweise der Winkel der Hauptlängsmittelachse H der Implantatschraube 4 relativ zum Tulpenkopf 5 einfach berechnet und exakt bestimmt werden. Die zwei Aufnahmen können grundsätzlich aus beliebigen Richtungen, jedoch bevorzugt aus zueinander um 90° unterschiedlichen Richtungen, aufgenommen werden.
Aufgrund der bekannten Anordnung des Ringmittelpunkts M im Schwenkpunkt oder in der Schwenkachse der Implantatschraube 4, kann im bildgebenden Verfahren die Lage der Implantatschraube 4 relativ zum Tulpenkopf 5 und somit zum Verbindungsstab 3 somit intuitiv erkannt und exakt bestimmt werden.
Die Figur 11 zeigt dieselbe Abbildung wie in Figur 10b, wobei die Implantatschraube 4 ihre Neigung relativ zum Tulpenkopf 5 jedoch verändert hat, so dass die Schraubenspitze S nun an einer neuen Position der Schraubenspitze S' angeordnet ist. Der Winkel der Hauptlängsmittelachse H der Implantatschraube 4 relativ zum Tulpenkopf 5 kann erneut anhand von zwei Bildaufnahmen berechnet werden und zur Verifizierung der Stabilität der Verblockung zwischen Tulpenkopf 5 und Implantatschraube 4 herangezogen werden.
Die Figur 12 illustriert ein erfindungsgemässes Verfahren zur Planung der Bestrahlung in der medizinischen Strahlentherapie basierend auf radioopaken Kugelmarkern 44, die jeweils an der Spitze des Gewindeschaftes 43 einer Implantatschraube 4 angebracht sind. Das zu bestrahlende Volumen wird hier durch einen direkt an der Wirbelsäule angeordneten Tumor T gebildet. Anstelle von Kugelmarkern 44 könnte es sich genauso gut um hülsenförmige oder beliebig andersartig geformte Marker handeln.
Aufgrund der Verankerung der Implantatschrauben 4, welche bevorzugt aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt sind, in jeweils einem Wirbelkörper W, können die radioopaken Kugelmarker 44 in einem bildgebenden Verfahren als besonders präzise und zuverlässige räumliche Referenz zur Planung der therapeutischen Bestrahlung verwendet werden. Der Patient, welcher die Implantatschrauben 4 bereits in sich trägt, muss sich dadurch für die Bestrahlungstherapie nicht noch einem weiteren medizinischen Eingriff zum Einsetzen von Positionsmarkern unterziehen.
Mittels eines bildgebenden Verfahrens können die Kugelmarker 44 somit dazu verwendet werden, ein räumliches dreidimensionales Bezugssystem x, y, z festzulegen, mit welchem die Position des Bereiches des Körpers und insbesondere des Tumors T bestimmt wird, der mittels einer Bestrahlungsvorrichtung 7 therapeutisch bestrahlt wird. Die Kugelmarker 44 an der Spitze der Implantatschrauben 4 dienen somit als Referenzpunkt zur Positionierung des Patienten für die Bestrahlung und während der "bildgesteuerten" Radiotherapie. Ermöglicht wird dies insbesondere durch die definierte und immer gleichbleibende geometrische Form der Marker. Bezugszeichenliste
Pedikelsystem 53 Ringmarker 54 Hauptteil
Implantat
6 Washer
Verbindungsstab
7 Bestrahlungsvorrichtung
Implantatschraube Schraubenkopf W Wirbel körper Eingriffsstruktur B Bandscheibe Gewindeschaft T Tumor Kugelmarker Hülsenmarker H Hauptlängsmittelachse
S, S' Schraubenspitze
Tulpenkopf M Ringmittelpunkt
Stabaufnahmeöffnung r Radius
Innengewinde K Kreiskegel

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Medizinisches Implantat (2) mit einer Implantatschraube (4), insbesondere einer Pedikelschraube, welche einen Schraubenkopf (41) und einen Gewindeschaft (43) aufweist sowie aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei das Implantat (2) radioopake Marker (44; 45, 53) aufweist, um eine Bestimmung der räumlichen Position der Implantatschraube (4) in einem bildgebenden Verfahren zu erlauben, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Marker (53) oder mehrere der Marker gemeinsam einen Ring mit einem innerhalb des Schraubenkopfes (41) angeordneten Ringmittelpunkt (M) bilden, und dass ein weiterer der Marker (44; 45) am oder im Gewindeschaft (43) angeordnet ist.
2. Implantat nach Anspruch 1 , wobei der am oder im Gewindeschaft (43) angeordnete Marker (44; 45) entlang einer Längsrichtung, die sich vom Schraubenkopf (41) zu einem freien Ende (S) des Gewindeschaftes (43) hin erstreckt, im letzten Drittel des Gewindeschaftes (43) angeordnet ist.
3. Implantat nach Anspruch 2, wobei der am oder im Gewindeschaft (43) angeordnete Marker (44; 45) am freien Ende (S) des Gewindeschaftes (43) angeordnet ist
4. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Implantat (2) ein Befestigungselement (5) zum Anbringen, insbesondere Fixieren, der Implantatschraube (4), bevorzugt an einem Verbindungsstab (3), aufweist, und wobei das Befestigungselement (5) der oder die einen Ring bildenden Marker (53) aufweist.
5. Implantat nach Anspruch 4, wobei der oder die einen Ring bildenden Marker (53) durch ein am Befestigungselement (5) festschraubbares Schraubelement gebildet werden.
6. Implantat nach Anspruch 5, wobei das Schraubelement zum Halten der Implantatschraube (4) am Befestigungselement (5) dient.
7. Implantat nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die am Befestigungselement (5) angebrachte Implantatschraube (4) mit dem Gewindeschaft (43) relativ zum Befestigungselement (5) polyaxial um den Ringmittelpunkt (M) schwenkbar ist.
8. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der am oder im Gewindeschaft (43) angeordnete Marker (44) kugelförmig ausgebildet ist.
9. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der am oder im Gewindeschaft (43) angeordnete Marker (45) ringförmig ausgebildet ist und die Implantatschraube (4) bevorzugt kanüliert ist.
10. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der von dem einen oder den mehreren Markern (53) gebildete Ring einen Innendurchmesser aufweist, der grösser ist als ein Aussendurchmesser des Schraubenkopfes (41).
11. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ringmittelpunkt (M) auf der Hauptlängsmittelachse (H) der Implantatschraube (4) angeordnet ist.
12. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der am oder im Gewindeschaft (43) angeordnete Marker (45) einen Mittelpunkt bildet, der auf der Hauptlängsmittelachse (H) der Implantatschraube (4) angeordnet ist.
13. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Marker (44; 45, 53) jeweils aus einem Metall, insbesondere aus Tantal oder Titan, hergestellt sind.
14. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich beim Kunststoffmaterial der Implantatschraube (4) um ein thermoplastisches Kunststoff material, insbesondere um Polyetheretherketon (PEEK), handelt.
15. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial der Implantatschraube (4) faserverstärkt, insbesondere kohlfaserverstärkt, ist.
16. Verfahren zur Planung der Bestrahlung in der medizinischen Strahlentherapie, bei welchem in einem bildgebenden Verfahren einer oder mehrere radioopake Marker (44; 45) als räumliche Referenz zur Planung der therapeutischen Bestrahlung eines menschlichen oder tierischen Patienten verwendet werden, wobei der eine oder die mehreren Marker am oder im Körper des Patienten angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die mehreren Marker (44; 45) jeweils am oder im Gewindeschaft (43) einer Implantatschraube (4), bevorzugt einer Pedikelschraube und insbesondere bevorzugt einer Implantatschraube (4) eines medizinischen Implantats nach einem der vorhergehenden Ansprüche, angeordnet sind, welche aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und im Körper, bevorzugt in einem Knochen, des Patienten verankert ist.
EP24707204.4A 2023-03-20 2024-02-27 Medizinisches implantat mit einer implantatschraube Pending EP4683580A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23162946 2023-03-20
PCT/EP2024/054961 WO2024193955A1 (de) 2023-03-20 2024-02-27 Medizinisches implantat mit einer implantatschraube

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4683580A1 true EP4683580A1 (de) 2026-01-28

Family

ID=85704991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24707204.4A Pending EP4683580A1 (de) 2023-03-20 2024-02-27 Medizinisches implantat mit einer implantatschraube

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4683580A1 (de)
AU (1) AU2024238258A1 (de)
WO (1) WO2024193955A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445305C1 (de) 1994-12-19 1996-09-26 Amsler Peter Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärkten Thermoplasten sowie nach dem Verfahren hergestellter Bauteil
US8267978B2 (en) * 2006-09-14 2012-09-18 Warsaw Orthopedic, Inc. Hybrid bone fixation apparatus
CA2734254C (en) * 2008-08-13 2018-06-05 Smed-Ta/Td, Llc Orthopaedic screws
EP2198796A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-23 Sepitec Foundation Knochenschraube
US20120330361A1 (en) 2010-03-10 2012-12-27 Reuven Gepstein Spinal implantable devices made of carbon composite materials and use thereof
US10154867B2 (en) 2010-06-07 2018-12-18 Carbofix In Orthopedics Llc Multi-layer composite material bone screw
US10617458B2 (en) 2015-12-23 2020-04-14 Carbofix In Orthopedics Llc Multi-layer composite material bone screw
CN114025695A (zh) * 2019-03-12 2022-02-08 碳固定脊柱股份有限公司 复合材料的脊椎植入物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024193955A1 (de) 2024-09-26
AU2024238258A1 (en) 2025-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0591712B1 (de) Vorrichtung zum Markieren von Körperstellen für medizinische Untersuchungen
EP1691701B1 (de) Osteosyntheseplatten-Set
DE102010048052B4 (de) Nagel-Schrauben-System für eine Osteosynthese
DE69813567T2 (de) Implantat, insbesondere knochenplatte für die vordere seite der wirbelsäule
EP1684652B1 (de) Knochenverankerungselement und stabilisierungseinrichtung mit einem derartigen knochenverankerungselement
EP1713421B1 (de) Zwischenwirbelimplantat zur spondylodese der lendenwirbelsäule
DE977527T1 (de) Zweiteilige zwischenkörperliche implantate
DE4434519A1 (de) Fixationsstift zum Fixieren eines Referenzsystems an knöchernen Strukturen
WO2010078901A1 (de) Implantatsystem zum stabilisieren von knochen
DE102007011568A1 (de) Medizinische Klemme, insbesondere Wirbelsäulen-Klemme
EP3393376B1 (de) Implantat zur knochenverstärkung mit bohrvektorvorgabeloch und umgriffsplatte für kieferersatz sowie implantatherstellverfahren
EP2116211A1 (de) Zwischenwirbelprothese
EP1413257B1 (de) Vorrichtung zum Positionieren eines Elements, zum Beispiel in der Wirbelsäule
DE102015201067B4 (de) Bestimmung eines Winkels zwischen zwei Teilen eines Knochens
DE102016218965A1 (de) Führungsmaske zur Implantation einer transpedikulären Schraube in einen Wirbelsäulenabschnitt
DE29703947U1 (de) Vorrichtung zur perkutanen Gelenkverschraubung
WO2024193955A1 (de) Medizinisches implantat mit einer implantatschraube
EP1290993A1 (de) Implantat
DE102005009347B4 (de) Verriegelungseinrichtung für einen gebrochenen oder angebrochenen Knochen
DE102007037872A1 (de) Vorrichtung zur Fixation von Knochenfrakturen
DE69510028T2 (de) System zum Fixieren einer Wirbelsäule
DE112017006763T5 (de) Vorrichtung zur fixierung der wirbelsäule
WO2025045603A1 (de) Medizinische knochenverbindungsvorrichtung sowie verfahren zum verbinden von knochen oder knochenteilen
DE10352027A1 (de) Navigierte Knochenschraube mit Vorrichtung zum Sichern der mechanischen Eigenschaften der Knochenschraube und Verfahren hierfür
DE102010023640B4 (de) Nagel-Schrauben-System für winkelstabile Osteosynthese

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20251013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR