ES2353598T3 - Aparato de puntería para un clavo de bloqueo. - Google Patents
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Abstract
Aparato de puntería para un clavo de bloqueo (10; 28) con dos circuitos oscilantes (22, 24; 36, 38; 42, 44) dispuestos a lo largo del sentido longitudinal del clavo de bloqueo, que posee un casquillo guía para aplicar una taladradora y/o un tornillo óseo, que en un estado alineado del aparato de puntería con el clavo de bloqueo apunta hacia un taladro transversal (16; 18; 30, 32), en el que - en un primer plano (52) están dispuestos tres o más circuitos oscilantes (54) que tienen respectivamente la misma distancia con respecto a un primer centro (60) situado en el plano, - en un segundo plano (56), paralelo al primer plano, están dispuestos tres o más circuitos oscilantes (58) que tienen respectivamente la misma distancia con respecto a un segundo centro (62) situado en el segundo plano, - el primer y el segundo plano (52, 56) están dispuestos de tal forma uno respecto al otro que por el primer y el segundo centro se extiende una perpendicular con respecto a uno de los planos; y - un par de circuitos oscilantes (64, 66) está dispuesto a una distancia de la recta (48) que se extiende a través de los centros (62, 60), y la recta de unión de éstos, en el estado alineado con el clavo de bloqueo, se encuentra sustancialmente perpendicularmente respecto al sentido longitudinal del clavo de bloqueo, caracterizado porque la recta de unión y la recta que se extiende a través de los centros son perpendiculares una respecto a otra, porque los circuitos oscilantes (64, 66) del par de circuitos oscilantes (64, 66) están dispuestos respectivamente en lados distintos del sentido longitudinal del clavo de bloqueo, en el estado alineado, y porque adicionalmente está prevista una bobina de excitación que puede emitir un impulso AF para excitar los circuitos oscilantes dentro del clavo de bloqueo.
Description
Aparato de puntería para un clavo de
bloqueo.
La siguiente invención se refiere a un aparato
de puntería para un clavo de bloqueo que tiene dos circuitos
oscilantes dispuestos a lo largo de su sentido longitudinal.
Los clavos de bloqueo que pueden introducirse en
el hueso de la pierna o en el hueso femoral presentan generalmente
al menos varios taladros transversales, a través de los que se hacen
pasar los tornillos óseos para sujetar el clavo de bloqueo de forma
segura en el canal óseo. Una dificultad especial durante ello es la
localización del taladro transversal en el clavo implantado. Para
ello, se usan aparatos de puntería. En una categoría de aparatos de
puntería, el hueso se examina por rayos X y los taladros
transversales del clavo de bloqueo en el hueso se representan en un
monitor. Adicionalmente, se representa un elemento de puntería en la
radiografía, de tal forma que en el lado exterior del hueso puede
realizarse una marca situada en el eje del taladro transversal.
En otra categoría de aparatos de puntería, éste
se une fijamente con el lavo implantable. Un tramo en forma de
estribo presenta al menos un taladro, cuyo eje está alineado con el
eje del taladro transversal del clavo, cuando el aparato de
puntería está montado. Para guiar la herramienta taladradora o el
tornillo óseo se conoce también hacer pasar por el taladro del
aparato de puntería un casquillo guía que se hace avanzar hasta
estar en contacto con el lado exterior del hueso.
Por el documento US5,411,503 se conoce un
instrumento para la puntería para clavos de bloqueo en huesos
medulares. En el procedimiento, un pincho se introduce en el
vástago hueco del clavo de bloqueo. El pincho está provisto en su
extremo distal con dos circuitos oscilantes. En el extremo proximal,
el pincho presenta un tope. Para el posicionamiento, el pincho se
inserta completamente en el clavo de bloqueo hincado, estando el
elemento de tope en contacto con el extremo libre del clavo de
bloqueo. Los dos circuitos oscilantes al final del pincho se
excitan y el campo electromagnético irradiado es registrado por
sensores correspondientes en el aparato de puntería. El aparato de
puntería se alinea en el campo de los circuitos oscilantes de tal
forma que un canal guía para la taladradora, que esta unido con él,
queda alineado conforme al eje del taladro transversal en el clavo
óseo. Una desventaja de este dispositivo es que no se puede tener en
cuenta una torsión o un recalcado del clavo de bloqueo durante el
hincado.
Por el documento US5,584,838 se conoce un clavo
óseo, en cuyo vástago hueco está insertado un elemento con un solo
circuito oscilante. El clavo se hinca en el hueso estando insertado
el elemento, de modo que no pueden producirse las desventajas antes
descritas en caso de una torsión del clavo. Sin embargo, un clavo de
bloqueo configurado de esta manera tiene la desventaja de que al
usar un solo circuito oscilante se requiere un aparato de puntería
relativamente sofisticado para alinear la taladradora. Además,
resulta desventajoso que el circuito oscilante está dispuesto justo
en el canal del taladro transversal teniendo que quitarse después de
la alineación del aparato de puntería. También se da a conocer un
aparato de puntería según el preámbulo de la reivindicación 1.
Por el documento DE3332642 se conoce otro
dispositivo para localizar taladros transversales en implantes
intramedulares. Aquí, un campo magnético se orienta dentro del
taladro transversal y con un dispositivo de medición de campo
magnético se mide desde fuera el eje del taladro transversal.
Por el documento EP0523905 se conoce un aparato
de puntería para la alineación axial de un casquillo guía, en el
que los casquillos guía están provistos de dos pares de bobinas de
medición que registran el campo magnético de una bobina dispuesta
dentro del calvo y alineada con el taladro transversal. Para la
alineación, el aparato de puntería se posiciona de tal forma que
cada par de las dos bobinas reciba un campo magnético de la misma
intensidad.
La presente invención tiene el objetivo de
proporcionar un aparato de puntería para un clavo de bloqueo, en el
que con medios sencillos pueda registrarse con la mayor precisión y
fiabilidad posibles la posición del taladro transversal en el clavo
de bloqueo.
Según la invención, el objetivo se consigue
mediante un aparato de puntería con las características de la
reivindicación 1. Algunas configuraciones ventajosas son objeto de
las reivindicaciones subordinadas 2 a 13.
El aparato de puntería según la invención
resulta apropiado para alinear un casquillo guía para la aplicación
de una taladradora y/o de un tornillo óseo, con respecto a un
taladro transversal de un clavo de bloqueo insertado. El clavo de
bloqueo posee dos circuitos oscilantes dispuestos a lo largo del
sentido longitudinal del clavo de bloqueo. En el estado alineado
del aparato de puntería, el eje central del casquillo guía coincide
sustancialmente con el eje central del taladro transversal. El
aparato de puntería posee en un primer plano tres o más circuitos
oscilantes que tienen respectivamente la misma distancia con
respecto a un primer centro situado en el plano. En un segundo
plano, paralelo al primer plano, asimismo están dispuestos tres o
más circuitos oscilantes que tienen la misma distancia con respecto
a un centro situado en el segundo plano. El primer y el segundo
plano están dispuestos uno respecto a otro de tal forma que por el
primer centro y por el segundo centro se extiende una perpendicular
con respecto a uno de los planos. Adicionalmente, está previsto un
par de circuitos oscilantes a una distancia de la recta que se
extiende a través de los centros, encontrándose la recta de unión de
los circuitos oscilantes sustancialmente perpendicularmente
respecto al sentido longitudinal del clavo de bloqueo, en el estado
del aparato de puntería alineado con el clavo de bloqueo. El primer
plano sirve para el posicionamiento en un plano xy. Para mayor
claridad, el eje del taladro transversal se extiende en el sentido z
y el sentido longitudinal del clavo de bloqueo se extiende en el
sentido x. Evidentemente, el aparato de puntería según la invención
también puede emplearse si el sentido longitudinal del clavo de
bloqueo y el eje del taladro transversal no se encuentran
ortogonalmente uno respecto a otro. En esta geometría, el primer
plano con los circuitos oscilantes define la posición del aparato
de puntería en el plano xy. Para localizar la posición correcta, se
busca la posición del aparato de puntería, en el que, en el primer
plano, los circuitos oscilantes reciben un campo electromagnético
de un circuito oscilante en el clavo de bloqueo con la misma
intensidad. Una vez fijada la posición en el plano xy, se ha de
garantizar que el eje del casquillo guía o del dispositivo de
puntería no está inclinado con respecto al eje z o al eje del
taladro transversal. Para ello sirve el segundo plano con sus
circuitos oscilantes, dispuesto paralelamente respecto al primer
plano. Si estos circuitos oscilantes reciben también señales de la
misma intensidad, queda garantizado que coincidan los ejes del
casquillo guía y del taladro transversal. No obstante, aquí, el
aparato de puntería puede girarse todavía alrededor de este eje.
Para establecer dicho grado de libertad, con el par adicional de
circuitos oscilantes se mide la señal de un segundo circuito
oscilante del clavo de bloqueo. Para ello, el par adicional de
circuitos oscilantes se alinea perpendicularmente con respecto al
sentido longitudinal del clavo de bloqueo. Si ambos circuitos
oscilantes reciben señales con la misma intensidad, el aparato de
puntería está orientado completamente en una posición exactamente
definida con respecto al clavo óseo y se puede determinar la
posición de los taladros transversal con respecto a dicha posición
de referencia. Las bobinas del par de bobinas adicional están
orientadas en el sentido "y" y, por tanto, se encuentran a
ambos lados del sentido "x" que se extiende en el sentido
longitudinal. Los circuitos oscilantes previstos en el clavo de
bloqueo y en el aparato de puntería se hacen funcionar
preferentemente con su frecuencia de resonancia.
Para que los circuitos oscilantes receptores
puedan recibir una señal electromagnética y oscilar según esta
excitación, es necesario que se exciten los circuitos oscilantes en
el clavo de bloqueo. Según la invención, para excitar estos
circuitos oscilantes, en el aparato de puntería se prevé una bobina
de excitación que irradia al clavo de bloqueo un impulso de alta
frecuencia para excitar los circuitos oscilantes.
En una forma de realización preferible, en el
primer y/o el segundo plano están dispuestos cuatro circuitos
oscilantes en un rectángulo unos respecto a otros. Preferentemente,
como rectángulo se elige un cuadrado. Por la disposición
rectangular de los circuitos oscilantes receptores en los planos del
aparato de puntería aumenta sensiblemente la precisión durante el
posicionamiento.
En una forma de realización preferible, los
circuitos oscilantes están dispuestos en el primer y el segundo
plano en congruencia unos respecto a otros. Esto significa que
cuando los planos que se extienden paralelamente entre sí se ponen
en congruencia a lo largo de su perpendicular, los circuitos
oscilantes están superpuestos en los planos.
En una forma de realización posible del aparato
de puntería según la invención, las señales recibidas por los
circuitos oscilantes pueden transmitirse a una unidad de evaluación
interna o externa. Para la indicación de la posición correcta es
posible que esto se produzca en el aparato de puntería mismo o en
una indicación externa o en ambos.
La unidad de evaluación posee unidades
filtrantes y amplificadoras, adaptadas a una frecuencia de trabajo
de los circuitos oscilantes. La unidad amplificadora presenta
preferentemente un amplificador y un filtro pasabanda, realizándose
la amplificación sustancialmente mediante un filtro pasabanda
activo.
Los valores de medición amplificadas y filtradas
se rectifican y se digitalizan a través de un convertidor A/D. Los
datos digitalizados pueden transmitirse, a través de una interfaz
serie, a un PC para su evaluación. En el PC se representan los
datos evaluados adicionalmente o exclusivamente, para indicar el
estado alineado del aparato de puntería y, dado el caso, la
dirección y/o el valor de la desviación de la posición alineada.
Un ejemplo de realización se describe en detalle
con la ayuda de las siguientes figuras.
Muestran:
La figura 1 la punta de un clavo de bloqueo con
dos circuitos oscilantes,
la figura 2 un clavo de bloqueo con dos
circuitos oscilantes, sólo uno de los cuales se extiende alrededor
de uno de los taladros transversales, y
la figura 3 la alineación de la recepción de los
circuitos oscilantes con respecto a los circuitos oscilantes en el
interior del clavo de bloqueo.
La figura 1 muestra la punta de un clavo de
bloqueo 10 que posee un vástago hueco 12 con un orificio en la
punta 14. Dentro del vástago 12 están previstos dos taladros
transversales 16 y 18. En el ejemplo de realización representado,
el taladro transversal 18 está configurado como agujero oblongo. En
la pared de vástago, en la zona entre los taladros transversales 16
y 18 está realizada una cavidad 20 en la pared de vástago. En la
cavidad 20 están previstos dos circuitos oscilantes 22 y 24
representados esquemáticamente. Los circuitos oscilantes poseen
respectivamente una bobina y un condensador que están adaptados
eléctricamente una al otro. En el ejemplo de realización
representado, los circuitos oscilantes están conectados
eléctricamente entre ellos. No obstante, también es posible prever
dos circuitos oscilantes independientes eléctricamente. Para
excitar los circuitos oscilantes para la oscilación, el aparato de
puntería genera un breve impulso de alta frecuencia (impulso AF).
La frecuencia del impulso corresponde a la frecuencia de resonancia
del circuito oscilante que se ha de excitar dentro del clavo o está
cerca de la frecuencia de resonancia, de modo que en el circuito
oscilante no se produce una atenuación demasiado grande. El campo AF
generado excita el circuito oscilante correspondiente dentro del
clavo. Una vez desconectado el campo de excitación AF, la energía
acumulada en el circuito oscilante hace que el circuito oscilante
siga oscilando durante el tiempo de algunos milisegundos
produciendo él mismo un campo AF decreciente. Dicho campo es
recibido y analizado por el aparato de puntería con sus circuitos
oscilantes. La generación del impulso AF se realiza en el aparato de
puntería con una bobina de gran superficie. El campo excitante
tiene en toda la zona de destino una distribución homogénea de la
intensidad de campo, para lograr, independientemente de la posición
del calvo en el área de registro, una excitación constantemente
fuerte de los circuitos oscilantes dentro del clavo. La excitación
de los circuitos oscilantes dentro del clavo se realiza, pues, al
contrario del modelo de utilidad alemán DE20204655, de forma
inalámbrica a través de un impulso AF. Mediante este tipo de
excitación es posible emplear los circuitos oscilantes previstos en
el clavo no sólo como circuitos oscilantes de recepción, sino
también como circuitos oscilantes de emisión.
Los circuitos oscilantes 22, 24 previstos en la
cavidad 22 están aislados eléctricamente por un plástico 26
biocompatible, adecuado. Se entiende por si mismo que las bobinas
están aisladas eléctricamente también frente a la pared del
vástago.
La figura 2 muestra una forma de realización
alternativa del clavo de bloqueo. En esta forma de realización, el
clavo de bloqueo 28 tiene en la zona de su punta dos taladros
transversales 30 y 32. El taladro transversal 32 está configurado a
su vez como agujero oblongo. Al contrario del ejemplo de realización
de la figura 1, la cavidad para los dos circuitos oscilantes no
está dispuesta entre los taladros, sino alrededor del taladro
transversal 30. En la cavidad 34 están previstos dos circuitos
oscilantes 36, 38, extendiéndose el circuito oscilante 36 alrededor
del taladro transversal 30.
La figura 3 muestra en un dibujo esquemático un
clavo de bloqueo 40 con dos circuitos oscilantes 42, 44. Las
bobinas de los circuitos oscilantes 42, 44 están dispuestas en la
pared de vástago de tal forma que sus ejes de irradiación principal
46, 48 se extienden paralelamente entre sí. Además, las bobinas 42 y
44 están dispuestas a lo largo del eje longitudinal del clavo de
bloqueo. Para una orientación más fácil está representado un
sistema de coordenadas 50, en el que el eje x se extiende a lo largo
del eje longitudinal del clavo de bloqueo y el eje z se extiende a
lo largo del sentido de irradiación principal 46 y 48. En un primer
plano 52 están dispuestos cuatro circuitos oscilantes 54 en
cuadrado. El primer plano 52 se extiende en el plano xy con respecto
al sistema de coordenadas 50 representado en el dibujo.
Paralelamente al primer plano está previsto un segundo plano 56 en
el que asimismo están dispuestos cuatro circuitos oscilantes 58 en
cuadrado unos respecto a otros. Los planos 52 y 56 están dispuestos
paralelamente uno respecto a otro y los circuitos oscilantes están
superpuestos con respecto al sentido z. El punto central del
cuadrado en el primer plano 52 está designado por 60, mientras que
el punto central del cuadrado en el segundo plano 56 está designado
por 62. Aunque en el ejemplo de realización los circuitos
oscilantes están representados en congruencia unos encima de otros,
no es precisa tal disposición. Los circuitos oscilantes también
pueden estar dispuestos con un desplazamiento unos respecto a
otros.
La figura 3 muestra la posición alineada del
primer plano 52 y del segundo plano 56 en el que el eje de
irradiación principal 48 perfora los centros 60 y 62.
Si los cuatro circuitos oscilantes receptores 54
miden en el primer plano cada uno una señal con la misma
intensidad, el aparato de puntería está alineado en el plano xy.
Para evitar que vuelque, también los circuitos oscilantes 58 tienen
que proporcionar señales con la misma intensidad. Mediante esta
condición se garantiza tanto que se acierta el plano xy como que se
evita un vuelco. Como grado de libertad queda un giro del aparato
de puntería alrededor del eje 48. Para fijar el aparato de puntería
también con respecto a dicho grado de libertad, está previsto un
par adicional de circuitos oscilantes receptores 64, 66. Las bobinas
64, 66 están alineadas a lo largo del sentido designado por
"y" y se extienden respectivamente en el sentido xy. Si también
las bobinas 64, 66 indican señales de la misma intensidad, queda
fijada la alineación del aparato de puntería con respecto al eje 48
y un casquillo guía (no representado) apunta en la dirección de uno
de los taladros transversales.
La electrónica de evaluación comprende dos
unidades filtrantes y amplificadoras que están adaptadas
respectivamente a la frecuencia de trabajo de una bobina emisora
dentro del clavo de bloqueo. La conexión de la unidad de bobinas se
realiza a través de un componente multiplexor 2x8. El multiplexor es
controlado por un microcontrolador que determina qué bobina de
medición ha de conectarse con la unidad amplificadora. La unidad
amplificadora se compone de un amplificador y un filtro pasabanda.
Para mejorar la resistencia a interferencias, la mayor parte de los
mplificadores es realizada por un filtro pasabanda activo,
dimensionado especialmente. Una vez realizados la amplificación y
el filtrado, la señal se rectifica y se transmite a un convertidor
A/D. El convertidor A/D, preferentemente de 12 bits, es controlado,
al igual que el multiplexor, por el microcontrolador. Los datos
transformados se transfieren entonces, con la ayuda del
microcontrolador, a través de una conexión de serie, a un PC. El PC
evalúa los datos y representa la posición del aparato de puntería
gráficamente con relación a los taladros transversales del clavo de
bloqueo.
Como ya se ha mencionado, las bobinas 42 y 44 se
excitan a través de una bobina de excitación (no representada)
dentro del aparato de puntería. La bobina de excitación está
dispuesta de tal forma que las bobinas de recepción 54, 58, 64 y 66
no se vean perturbadas por el impulso de alta frecuencia.
Claims (13)
1. Aparato de puntería para un clavo de bloqueo
(10; 28) con dos circuitos oscilantes (22, 24; 36, 38; 42, 44)
dispuestos a lo largo del sentido longitudinal del clavo de bloqueo,
que posee un casquillo guía para aplicar una taladradora y/o un
tornillo óseo, que en un estado alineado del aparato de puntería con
el clavo de bloqueo apunta hacia un taladro transversal (16; 18;
30, 32), en el que
- -
- en un primer plano (52) están dispuestos tres o más circuitos oscilantes (54) que tienen respectivamente la misma distancia con respecto a un primer centro (60) situado en el plano,
- -
- en un segundo plano (56), paralelo al primer plano, están dispuestos tres o más circuitos oscilantes (58) que tienen respectivamente la misma distancia con respecto a un segundo centro (62) situado en el segundo plano,
- -
- el primer y el segundo plano (52, 56) están dispuestos de tal forma uno respecto al otro que por el primer y el segundo centro se extiende una perpendicular con respecto a uno de los planos; y
- -
- un par de circuitos oscilantes (64, 66) está dispuesto a una distancia de la recta (48) que se extiende a través de los centros (62, 60), y la recta de unión de éstos, en el estado alineado con el clavo de bloqueo, se encuentra sustancialmente perpendicularmente respecto al sentido longitudinal del clavo de bloqueo,
caracterizado porque
la recta de unión y la recta que se extiende a
través de los centros son perpendiculares una respecto a otra,
porque los circuitos oscilantes (64, 66) del par de circuitos
oscilantes (64, 66) están dispuestos respectivamente en lados
distintos del sentido longitudinal del clavo de bloqueo, en el
estado alineado, y porque adicionalmente está prevista una bobina
de excitación que puede emitir un impulso AF para excitar los
circuitos oscilantes dentro del clavo de bloqueo.
2. Aparato de puntería según la reivindicación
1, caracterizado porque en el primer plano (52) están
dispuestos cuatro circuitos oscilantes (54) en rectángulo unos
respecto a otros.
3. Aparato de puntería según la reivindicación
2, caracterizado porque los circuitos oscilantes (54) están
dispuestos en cuadrado unos respecto a otros.
4. Aparato de puntería según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los circuitos
oscilantes (54) están dispuestos como rectángulo en el segundo
plano (56).
5. Aparato de puntería según la reivindicación
4, caracterizado porque los circuitos oscilantes (58) están
dispuestos en cuadrado unos respecto a otros.
6. Aparato de puntería según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los circuitos
oscilantes están dispuestos en congruencia en el primer y el
segundo plano (52, 56).
7. Aparato de puntería según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los circuitos
oscilantes están conectados con una unidad de evaluación
interna.
8. Aparato de puntería según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los circuitos
oscilantes pueden conectarse con una unidad de evaluación
externa.
9. Aparato de puntería según la reivindicación 7
u 8, caracterizado porque la unidad de evaluación presenta
unidades filtrantes y amplificadoras, adaptadas a una frecuencia de
trabajo de los circuitos
oscilantes.
oscilantes.
10. Aparato de puntería según la reivindicación
9, caracterizado porque la unidad amplificadora presenta un
amplificador y un filtro pasabanda, realizándose la amplificación
sustancialmente mediante un filtro pasabanda activo.
11. Aparato de puntería según la reivindicación
10, caracterizado porque la unidad de evaluación presenta un
rectificador y un convertidor A/D, a través de los que se pueden
rectificar y digitalizar los valores de medición amplificadas y
filtradas de los circuitos oscilantes.
12. Aparato de puntería según la reivindicación
11, caracterizado porque la unidad de evaluación presenta
una interfaz serie, a través de la que los datos digitalizados
pueden transferirse a un ordenador para su evaluación.
13. Aparato de puntería según la reivindicación
12, caracterizado porque la unidad de evaluación presenta un
ordenador en el que los datos evaluados pueden representarse
gráficamente.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20314742U | 2003-09-24 | ||
| DE20314742U DE20314742U1 (de) | 2003-09-24 | 2003-09-24 | Zielgerät für einen Verriegelungsnagel sowie Verriegelungsnagel |
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|---|---|
| ES2353598T3 true ES2353598T3 (es) | 2011-03-03 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| DE20314742U1 (de) | 2003-09-24 | 2003-12-04 | Stryker Trauma Gmbh | Zielgerät für einen Verriegelungsnagel sowie Verriegelungsnagel |
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