DE10141323A1

DE10141323A1 - Arrangement for spatial positioning of surgical tool relative to human or animal bone mechanism in joint area has tool holder movable along trajectory defined by holder unit

Info

Publication number: DE10141323A1
Application number: DE2001141323
Authority: DE
Inventors: Stefan Woesner; Jan Stallkamp; Michael Rager
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: DE10141323B4

Abstract

The arrangement has a holder (2) for holding and fixing the bone mechanism, which is bent at an angle, a holder frame (3) movable linearly along a first axis at an angle to the bending axis, a bearer unit (5) rotationally linked to the holder frame and with a linear section, a holder unit (8) along the linear section of the bearer unit and a tool holder (9) movable along a trajectory defined by the holder unit.

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur räumlichen Positionierung eines Werkzeuges relativ zum menschlichen oder tierischen Knochenapparat im Gelenkbereich, in dem wenigstens zwei Knochen über ein Gelenk relativ zueinander um eine Beugeachse abwinkelbar sind. The invention relates to a device for the spatial positioning of a Tool relative to the human or animal bone apparatus in the Joint area in which at least two bones are relative to one another via a joint can be bent around a flexion axis.

State of the art

Bei Bandverletzungen in Gelenkbereichen, vorzugsweise am menschlichen Knie, werden häufig Innen-, Außen- und/oder die Kreuzbänder gedehnt oder gar gerissen, zu deren Behandlung vielerorts lokale chirurgische Eingriffe vorgenommen werden müssen. Insbesondere im Falle von vollständigen Bandabrissen im Innen-, Außen- oder Kreuzbandbereich sieht die moderne Medizin vor, anstelle des vollständig geschädigten Bandapparates natürliche oder künstliche Implantate in den Gelenkbereich zu implantieren, für deren Fixation am Knochen entsprechende Bohrlöcher geschaffen werden müssen. Die Positionierung der Bohrlöcher relativ zu den entsprechenden Knochen im Gelenkbereich muss dabei höchst präzise erfolgen, zumal hiervon die spätere Beweglichkeit, Stabilität und Strapazierfähigkeit des Gelenkes entscheidend abhängt. In case of ligament injuries in joint areas, preferably on the human knee, internal, external and / or cruciate ligaments are often stretched or even torn, Local surgical interventions are used to treat them in many places have to. Especially in the case of complete tape breaks inside, outside or cruciate ligament area provides modern medicine instead of complete damaged natural or artificial implants in the ligamentous apparatus To implant the joint area for their fixation on the bone Boreholes must be created. The positioning of the drill holes relative to the corresponding bones in the joint area must be extremely precise, especially since the later mobility, stability and durability of the Joint depends crucially.

Zur Vorbereitung einer derartigen Gelenkoperation wird der geschädigte Gelenk- bzw. Bandbereich vorab entsprechend non invasiv untersucht, wobei anhand geeigneter Röntgen- bzw. CT-Bildaufnahmen das Ausmaß der Bandschädigung präoperativ festgestellt wird. Anhand der Aufnahmen kann der Arzt manuell oder unter Zuhilfenahme geeigneter Computersysteme den chirurgischen Eingriff planen und die Positionen der an den Knochen vorzusehenden Bohrlöcher festlegen. To prepare such a joint operation, the damaged joint or band area examined accordingly in advance non-invasively, using suitable X-ray or CT images the extent of the ligament damage is determined preoperatively. The doctor can use the recordings manually or plan the surgical intervention with the help of suitable computer systems and determine the positions of the drill holes to be provided on the bones.

Bislang besteht jedoch in der konventionellen Band- bzw. Kreuzbandchirurgie am Knie das Problem, die anhand der Bildvorlage exakt ermittelten Positionen der Bohrlöcher an den tatsächlich geschädigten Gelenkbereich fehlerfrei zu übertragen. Durch die zumeist manuell durchgeführte Positionierung der für das Setzen der Bohrlöcher erforderlichen medizinischen Bohrgeräte sind Positionierschwankungen nahezu unvermeidbar, durch die jedoch, wie eingangs erwähnt, kein optimales Behandlungsergebnis erzielt werden kann. So far, however, there is in conventional ligament or cruciate ligament surgery Knees the problem, the positions of the To transmit boreholes to the actually damaged joint area without errors. Due to the mostly manual positioning of the for setting the Drill holes required medical drilling equipment are positioning fluctuations almost inevitable, but, as mentioned at the beginning, not an optimal one Treatment outcome can be achieved.

Insbesondere für die Knie- speziell für die Kreuzbandchirurgie, ist neben der konventionellen Methode ohne gesonderte Positionierhilfen ein Roboter unterstütztes System bekannt, das auf der Grundlage präoperativ vorbestimmter Bohrlochkoordinaten voll automatisch einen Bohrkopf an die tatsächlich exakte Position an den entsprechenden Knochen navigiert und dort die Bohrung vornimmt. Das bekannte Robotersystem, das den Namen "CASPAR" trägt, und von der Firma u. r. s. orto vertrieben wird, ist aufgrund seines großen technischen und konstruktiven Aufwandes sehr kostspielig und bedarf im Umgang und in der Anwendung einer hochqualifizierten Einführung in das System, so dass es für viele praktizierende Ärzte zu teuer in der Anschaffung und zu umständlich in der Bedienung ist. Especially for the knees, especially for cruciate ligament surgery, in addition to the conventional method without separate positioning aids System known that is predetermined on the basis of preoperatively Borehole coordinates fully automatically match a drill head to the actually exact one Navigated position on the corresponding bones and drilled there. The well-known robot system, which bears the name "CASPAR", and from the company u. r. s. orto is distributed due to its great technical and constructive Very expensive and requires handling and application highly qualified introduction to the system, making it for many practicing doctors is too expensive to buy and too cumbersome to use.

Presentation of the invention

Es besteht die Aufgabe einem praktizierenden Arzt zur Durchführung von chirurgischen Eingriffen in den menschlichen oder tierischen Gelenkbereich ein Hilfsmittel zur Hand zu geben, mit dem es möglich sein soll, präzise und reproduzierbar präoperativ am geschädigten Gelenkbereich ermittelte Positionen von Bohrlöchern in den entsprechenden Knochen am tatsächlichen Knochenapparat des Menschen bzw. Tieres wiederzufinden, so dass bspw. ein Einbringen von Bohrlöchern mit einer exakt vorausbestimmten Positionierung möglich wird. Die hierfür vorzusehende Vorrichtung soll möglichst einfach in der Bedienung und darüber hinaus einen möglichst einfachen konstruktiven Aufbau aufweisen, so dass die Vorrichtung für den praktizierenden Arzt eine nicht mit hohen Kosten verbundene Anschaffung darstellt. It is the job of a practicing doctor to perform surgical interventions in the human or animal joint area To provide tools with which it should be possible to be precise and Reproducible positions of the damaged joint area preoperatively Drill holes in the corresponding bones on the actual bone apparatus of the To find people or animals again, so that, for example, the introduction of Drill holes with a precisely predetermined positioning is possible. The device to be provided for this purpose should be as simple as possible in operation and also have the simplest possible construction, so that the device for the practicing doctor is not associated with high costs Represents acquisition.

Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe sind zwei alternative Vorrichtungen angegeben, die im Anspruch 1 sowie Anspruch 6 näher beschrieben sind. Die den beiden alternativen Vorrichtungen zu Grunde liegenden Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen. There are two alternative solutions to the problem described above Devices specified that described in claim 1 and claim 6 in more detail are. The basis of the two alternative devices Features of the invention that are advantageously further developed are the subject of Subclaims and the description with reference to the To see embodiments.

Vorab sei zu den erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur räumlichen Positionierung eines Werkzeuges relativ zum menschlichen oder tierischen Knochenapparat im Gelenkbereich, in dem wenigstens zwei Knochen über ein Gelenk relativ zueinander um eine Beugeachse abwinkelbar sind, angemerkt, dass die Vorrichtung grundsätzlich für den Arm- als auch Beinbereich, vorzugsweise des Menschen anwendbar ist, insbesondere für Bandverletzungen im Ellbogen- und Kniebereich. Let us start with the spatial positioning devices according to the invention a tool relative to the human or animal bone apparatus in the Joint area in which at least two bones are relative to one another via a joint are angled about a flexion axis, noted that the device basically for the arm and leg area, preferably for humans is applicable, especially for ligament injuries in the elbow and knee area.

Die weiteren Ausführungen beschränken sich jedoch auf die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf das Kniegelenk, das aufgrund der großen Anzahl an Verletzung im diesbezüglichen Bandbereich von besonderem Interesse ist. However, the remainder is limited to the application of the device according to the invention on the knee joint, due to the large Number of injuries in the relevant band area of particular interest is.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur räumlichen Positionierung eines Werkzeuges relativ zum menschlichen oder tierischen Knochenapparat im Gelenkbereich, in dem wenigstens zwei Knochen über ein Gelenk relativ zueinander um eine Beugeachse abwinkelbar sind, sehen grundsätzlich folgende Komponente vor:
Eine Haltevorrichtung auf die der verletzte Knochenapparat im Gelenkbereich unter einem vorgebbaren Beugewinkel α auflegbar ist, dient als Auflagestruktur, an der zudem der Knochenapparat mit geeigneten Befestigungsmechanismen fixiert werden kann. Im einfachsten Fall stellt die Haltevorrichtung einen keilförmig ausgebildeten Formkörper dar. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Haltevorrichtung in Art einer sog. Vakuummatratze ausgebildet, die eine um den Beugewinkel α geneigte Auflageflächen vorsieht und im Inneren mit speziellen kleinen Kugeln gefüllt ist, so dass sich die Oberfläche einer derartigen Vakuummatratze relativ einfach modellieren lässt und an die Konturen bspw. des Beugebereiches des Knies anpassen lässt. Eine derart ausgebildete Haltevorrichtung ist mit einer Abpumpvorrichtung verbunden, über die Luft aus dem Inneren der Vakuummatratze abgesaugt werden kann, wobei eine, über einen sich zwischen der Auflagefläche der Haltevorrichtung und dem Kniebereich ausbildenden Saugeffekt das Knie fixierende Wirkung hervorgerufen wird, durch die das Knie bzw. das Bein nahezu unbeweglich mit der Haltevorrichtung verbunden wird. The device designed according to the invention for the spatial positioning of a tool relative to the human or animal bone apparatus in the joint area, in which at least two bones can be bent relative to one another about a flexion axis via a joint, basically provide the following components:
A holding device on which the injured bone apparatus can be placed in the joint area at a predeterminable flexion angle α serves as a support structure to which the bone apparatus can also be fixed using suitable fastening mechanisms. In the simplest case, the holding device is a wedge-shaped body. In a particularly advantageous embodiment, the holding device is designed in the manner of a so-called vacuum mattress, which provides a contact surface inclined by the angle of deflection α and is filled with special small balls on the inside, so that the surface of such a vacuum mattress can be modeled relatively easily and can be adapted to the contours, for example of the flexion area of the knee. A holding device designed in this way is connected to a pumping device, via which air can be sucked out of the interior of the vacuum mattress, whereby a knee fixing effect is produced by a suction effect which forms between the support surface of the holding device and the knee area, by means of which the knee or the leg is almost immovably connected to the holding device.

Derartige Vakuummatratzen werden in an sich bekannter Weise in Rettungsdiensten bei Verletzungen der Wirbelsäule eingesetzt, um eine Bewegung des Patienten zu verhindern. Vacuum mattresses of this type are used in a manner known per se in emergency services used for spinal injuries to cause patient movement prevent.

Mit der vorstehenden Haltevorrichtung ist nun gemäß einer ersten erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ein aus mehreren Einzelteilen bestehendes Rahmengestell verbunden, an dem letztlich ein Bohrwerkzeug anbringbar ist, das relativ zum fixierten Gelenkbereich in eine vorbestimmte Relativlage zu den einzelnen Knochen bringbar ist. Die Einzelteile des Rahmengestells sind dabei dreh- bzw. linearbeweglich zueinander gelagert, so dass das Werkzeug zur gezielten Navigation relativ zu dem zu behandelnden Gelenkbereich um 5 Freiheitsgrade räumlich frei bewegbar und positionierbar ist. According to a first, the above holding device is now in accordance with the invention trained device consisting of several individual parts Frame connected to which a drilling tool can ultimately be attached, the relative to the fixed joint area in a predetermined relative position to the individual bones can be brought. The individual parts of the frame are rotatable or linearly movable to each other, so that the tool for targeted Navigation relative to the joint area to be treated by 5 degrees of freedom is freely movable and positionable.

Im Einzelnen besteht das erfindungsgemäß ausgebildete Rahmengestell aus einem Halterahmen, der längs einer ersten Linearachse linear beweglich angeordnet ist, wobei die Linearachse mit der Beugeachse, um die der zu behandelnde Gelenkbereich gebeugt ist, einen Winkel β, vorzugsweise von 90° einschließt. Der Halterahmen ist vorzugsweise mit der Haltevorrichtung, also dem keilförmigen Auflagekissen, derart verbunden, so dass der Halterahmen relativ zur Haltevorrichtung längs der vorstehend bezeichneten ersten Linearachse linear beweglich angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich den Halterahmen gegenüber dem Gelenkbereich in Längserstreckung der Knochen zu positionieren. Specifically, the frame formed according to the invention consists of a Holding frame which is arranged to be linearly movable along a first linear axis, the linear axis with the flexion axis around that of the patient to be treated Joint area is bent, an angle β, preferably of 90 °. The Holding frame is preferably with the holding device, ie the wedge-shaped Support cushion, connected so that the holding frame relative to Holding device linear along the above-described first linear axis is movably arranged. This makes it possible to hold the frame opposite Position the joint area in the longitudinal direction of the bones.

An geeigneter Stelle des Halterahmens ist weiterhin eine Trägereinheit drehbeweglich um eine erste Drehachse angelenkt, deren Achsorientierung vorzugsweise koparallel zur Beugeachse verläuft. Dabei ist die Trägereinheit in Form eines L-Winkelstückes ausgebildet, dessen kleinerer Winkelschenkel mit dem Halterahmen verbunden ist und dessen längerer Winkelschenkel vertikal vom Gelenkbereich beabstandet ist sich quer über diesen erstreckt. Eben der längere Winkelschenkel bildet einen Linearabschnitt der Trägereinheit, längs dessen eine Halteeinheit linearbeweglich angeordnet ist. Die Längserstreckung des längeren Winkelschenkels der Trägereinheit definiert demzufolge eine zweite Linearachse. A support unit is also located at a suitable location on the holding frame pivoted about a first axis of rotation, its axis orientation preferably co-parallel to the flexion axis. The carrier unit is in shape an L-shaped elbow, the smaller angle leg with the Holding frame is connected and its longer angle leg vertically from Spaced joint area extends across this. The longer one Angle leg forms a linear section of the carrier unit, along one of which Holding unit is arranged to be linearly movable. The longitudinal extension of the longer one The angle leg of the carrier unit therefore defines a second linear axis.

Auch die zweite Linearachse ist gleichsam der ersten Drehachse vorzugsweise koparallel zur Beugeachse orientiert. The second linear axis is also preferably the same as the first axis of rotation oriented coparallel to the flexion axis.

Die an der Trägereinheit linearbeweglich angelenkte Halteeinheit selbst ist halbbogenförmig ausgebildet, d. h. in Form und Größe in etwa um die Außenkontur des Knochenapparates im Gelenkbereich stilisiert angepasst und überragt dabei die obere Peripherie des zu behandelnden Gelenkbereiches, der, wie vorstehend erwähnt, in einer definiert angewinkelten Haltung auf der Haltevorrichtung aufliegt. Längs der halbbogenförmig ausgebildeten Halteeinheit ist ein Werkzeughalter mit einer Aufnahmevorrichtung für ein entsprechendes Werkzeug, das bspw. ein medizinisches Bohrgerät oder Schneidegerät ist, derart angebracht, dass der Werkzeughalter relativbeweglich längs der durch die Halteeinheit vorgegebenen Trajektorie verschiebbar ist. Da die halbbogenförmige Halteeinheit zumindest die obere Raumhälfte des zu behandelnden Gelenkbereichs überragt, ist letztlich das Werkzeug in dem durch die Trajektorie der Halteeinheit definierten Halbraum um den Gelenkbereich beliebig verschiebbar und positionierbar. The holding unit itself is articulated on the carrier unit so as to be linearly movable semi-arched, d. H. in shape and size roughly around the outer contour of the bone apparatus in the joint area is stylized and surpasses the upper periphery of the joint area to be treated, which, as above mentioned, lies in a defined angled posture on the holding device. A tool holder is provided along the half-arch-shaped holding unit a receiving device for a corresponding tool, for example a medical drill or cutter is attached such that the Tool holder relatively movable along that specified by the holding unit Trajectory is displaceable. Since the semicircular holding unit at least the Overhanging the upper half of the joint area to be treated is ultimately that Tool in the half space defined by the trajectory of the holding unit Joint area can be moved and positioned as required.

Zusätzlich ist das Werkzeug relativ zu seiner Werkzeuglängserstreckung drehbar gelagert, bspw. im Fall eines Bohrers und zudem in Längsrichtung zur Drehachse linear absenkbar. In addition, the tool can be rotated relative to its longitudinal extension stored, for example in the case of a drill and also in the longitudinal direction to the axis of rotation linearly lowerable.

Durch die Summe der vorstehend aufgezeigten Freiheitsgrade, bezüglich der die Einzelkomponenten des Rahmengestells bewegbar sind, kann der Werkzeughalter und schließlich das Werkzeug in einer definiert vorbestimmten Position relativ zum Gelenkbereich positioniert und abgesenkt werden, um bspw. das Setzen eines Bohrloches in einen Knochen präzise durchzuführen. Alle dreh- bzw. linearbeweglichen Verbindungsstellen, an denen die einzelnen Komponenten des Rahmengestelles miteinander in Wirkverbindung treten, sind mit Winkel- bzw. Wegskalierungen versehen, gemäß denen eine bspw. numerisch bzw. rechnerisch ermittelte Positionsangabe höchst präzise eingestellt werden kann. Optional können alle dreh- bzw. linearbeweglichen Wirkverbindungen mit elektrischen Stellantrieben bzw. Inkrementgebern versehen sein, um eine Relativausrichtung aller vorstehend bezeichneten Einzelkomponenten höchst präzise durchzuführen. Die Navigation bzw. die Positionierung kann auf diese Weise mit Hilfe eines geeigneten Steuerrechners erfolgen. By the sum of the degrees of freedom shown above, with respect to which The tool holder can move individual components of the frame and finally the tool in a defined predetermined position relative to the Articulated area can be positioned and lowered, for example Drill hole in a bone precisely. All rotating or linearly movable connection points at which the individual components of the The frame are in operative connection with each other, are with angle or Provide path scales, according to which, for example, numerically or arithmetically determined position information can be set very precisely. Optionally, you can all rotating or linearly movable active connections with electrical actuators or incremental encoders to provide a relative alignment of all of the above to carry out specified individual components with extreme precision. The navigation or the positioning can be done in this way with the help of a suitable Tax calculator done.

Von besonderem Vorteil ist der mechanisch einfach gehaltene Aufbau des Rahmengestells sowie seine nur gering Baugröße, durch die die Handhabung durch den Operateur einfach bleibt. The mechanically simple structure of the Framework as well as its small size, through which the handling by the operator remains simple.

Alternativ zum vorstehend beschriebenen Rahmengestell sei ferner auf eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtungsalternative hingewiesen, bei der an der vorstehend beschriebenen Haltevorrichtung, auf der der zu behandelnde Gelenkbereich in einer angewinkelten Stellung fixiert ist, eine Trägereinheit drehbeweglich um eine erste Drehachse angelenkt ist, die vorzugsweise orthogonal zur Beugeachse des Gelenkbereiches verläuft. As an alternative to the frame described above, a second is also possible Device alternative according to the invention pointed out in the at the above described holding device on which the joint area to be treated in a angled position is fixed, a carrier unit rotatable about a first Axis of rotation is articulated, which is preferably orthogonal to the flexion axis of the Joint area runs.

Die Trägereinheit ist in einer bevorzugten Ausführungsform in Form eines U- Schenkels ausgebildet, bei dem die beiden gegenüberliegenden Längsschenkel längs ihrer Längserstreckung teleskopartig verlängerbar sind. Die beiden Längsschenkel der Trägereinheit werden durch einen Linearabschnitt miteinander verbunden, der eine Linearachse festlegt, die koparallel zur ersten Drehachse verläuft, um die die Trägereinheit relativ zur Haltevorrichtung drehbar gelagert ist. Längs des vorstehend genannten Linearabschnittes ist ein Werkzeughalter längsbeweglich zu der damit verbundenen Linearachse angelenkt, der zudem drehbar um eine zweite, längs zur Linearachse orientierten Drehachse angebracht ist. Innerhalb des Werkzeughalters befindet sich gleichsam der ersten Vorrichtungsalternative eine Aufnahmevorrichtung für ein Werkzeug, die ihrerseits um eine weitere, eine dritte Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die dritte Drehachse orthogonal zur vorstehend beschriebenen zweiten Drehachse orientiert ist. In a preferred embodiment, the carrier unit is in the form of a U- Leg formed in which the two opposite longitudinal legs are telescopically extendable along their longitudinal extent. The two Longitudinal legs of the carrier unit are interconnected by a linear section connected, which defines a linear axis that is coparallel to the first axis of rotation runs around which the carrier unit is rotatably mounted relative to the holding device. Along the linear section mentioned above is a tool holder articulated longitudinally to the associated linear axis, which also rotatably mounted about a second axis of rotation oriented along the linear axis is. The first one is located within the tool holder Alternative device a holding device for a tool, which in turn is rotatably supported about a further, a third axis of rotation, the third Axis of rotation oriented orthogonally to the second axis of rotation described above is.

Durch das Zusammenspiel vorstehender Dreh- und Linearachsen ist der Werkzeughalter einerseits vermittels der an der Haltevorrichtung drehbeweglich angelenkten Trägereinheit relativ zur Beugeachse um den Gelenkbereich verschwenkbar, so dass der Werkzeughalter und letztlich auch das Werkzeug um den gesamten Gelenkbereich, d. h. vom Bereich des Unterschenkelknochens bis hin zum Oberschenkelknochen, um beim Beispiel des Knies zu bleiben, verschwenkbar. Ferner ist das Werkzeug durch die zweite und dritte Drehachse in Verbindung mit der Verschiebbarkeit des Werkzeughalters längs der Linearachse räumlich nahezu uneingeschränkt an einen Oberflächenpunkt im zu behandelnden Gelenkbereich positionierbar. Dabei befindet sich das Knie zwischen beiden U- Schenkeln des Rahmengestells, die beim Auflegen des Knies auf die keilförmige Haltevorrichtung von dieser getrennt sind und nachträglich seitlich drehbeweglich mit dieser verbunden werden. Due to the interaction of the above rotary and linear axes, the Tool holder on the one hand rotatably by means of the holding device articulated support unit relative to the flexion axis around the joint area pivotable so that the tool holder and ultimately the tool around the entire joint area, d. H. from the area of the lower leg bone to to the thigh bone to stick to the example of the knee, pivotable. Furthermore, the tool is in through the second and third axes of rotation Connection with the displaceability of the tool holder along the linear axis spatially almost unrestricted to a surface point in the area to be treated Positionable joint area. The knee is between the two U- Legs of the frame, which when laying the knee on the wedge-shaped Holding device are separated from it and laterally rotatable with this be connected.

Auch die zweite Vorrichtungsvariante sieht an den drehbar bzw. linearbeweglich miteinander verbundenen Einzelkomponenten Winkel- bzw. Wegangaben vor, anhand derer genaue, räumliche Relativeinstellungen der einzelnen Komponenten zueinander möglich sind, um auf diese Weise letztlich das Werkzeug exakt an einen vorausbestimmten Punkt längs eines Knochens im Gelenkbereich zu positionieren und zu fixieren. In einer einfachen Ausführungsform sind die Verbindungsstellen des Rahmengestells manuell einstellbar und mittels geeigneter Feststellmechanismen entsprechend gegeneinander fixierbar. The second device variant also looks rotatable or linearly movable interconnected individual components provide angle or path information, based on which precise, spatial relative settings of the individual components are possible to each other, in this way ultimately the tool exactly on one to position the predetermined point along a bone in the joint area and fix. In a simple embodiment, the connection points of the Frame manually adjustable and by means of suitable locking mechanisms correspondingly fixable against each other.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die dreh- bzw. linearbeweglichen Gelenkeinheiten, an denen jeweils die Einzelkomponenten des vorstehend beschriebenen Rahmengestelles verbunden sind mit motorischen Antrieben, bspw. hochpräzisen Stellschrittmotoren versehen, um angesteuert durch eine Ansteuereinheit eine definierte räumliche Position des Werkzeuges relativ zum Gelenkbereich anfahren zu können. In a preferred embodiment, the rotatable or linearly movable Joint units, on each of which the individual components of the above described frame are connected to motor drives, for example. high-precision servo motors to be controlled by a Control unit a defined spatial position of the tool relative to To be able to approach the joint area.

Brief description of the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen: The invention will hereinafter be described without limitation in general The inventive concept based on exemplary embodiments with reference to the Drawing described as an example. Show it:

Fig. 1a, b perspektivische Draufsicht auf eine bevorzugte Vorrichtung gemäß erster Ausführungsalternative unter zwei Betrachtungspositionen, Fig. 1a, b perspective plan view of a preferred apparatus according to the first alternative embodiment, from two viewing positions,

Fig. 2, 3 perspektivische Darstellungen einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß zweiter Ausführungsalternative. Fig. 2, 3 perspective views of an embodiment of a device according to the second alternative embodiment.

WAYS OF IMPLEMENTING THE INVENTION, INDUSTRIAL APPLICABILITY

Fig. 1a, b zeigen aus zwei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln eine Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung einer Bandverletzung im Gelenkbereich des menschlichen Knies, das aus Gründen einer deutlicheren Darstellung in den Fig. 1a, b nicht dargestellt ist. Der Unter- bzw. Oberschenkel des Knies werden in angewinkelter Stellung über die als winkelförmig ausgebildete Haltevorrichtung 2 aufgelegt, die über einen an sich bekannten Saugeffekt längs ihrer Auflagefläche das Knie in eine fest vorgegebene Position zu fixieren vermag. Die keilförmig ausgebildete Haltevorrichtung 2 ist vorzugsweise eine modifizierte Vakuummatratze, wie sie in der Unfallchirurgie insbesondere in Rettungsdiensten bei Verletzungen der Wirbelsäule eingesetzt wird, um Bewegungen des Patienten zu verhindern. Das Innere der Haltevorrichtung 2 weist eine Vielzahl spezieller kleiner Kugeln auf, die nach entsprechender Evakuierung des Inneren der Haltevorrichtung 2 eine bestimmte Raumform ergeben, die maßgeblich für das Beugeverhalten des zu operierenden Knies bestimmend ist. Grundsätzlich sei an dieser Stelle angemerkt, dass sich eine derartige Vorrichtung auch für die Behandlung des Ellbogenbereiches einsetzen läßt, doch sei im Folgenden, aufgrund der statistisch häufiger auftretenden Kniebandschädigungen die Vorrichtung am Beispiel einer Knieverletzung beschrieben. Fig. 1a, b show a device for surgical treatment of two different viewing angles of a ligament injury in the joint region of the human knee, this is for the sake of clarity in Figs. 1 b, not shown. The lower or upper leg of the knee is placed in an angled position over the holding device 2 , which is designed as an angle and is able to fix the knee in a fixed predetermined position along its supporting surface via a suction effect known per se. The wedge-shaped holding device 2 is preferably a modified vacuum mattress, as is used in accident surgery, in particular in emergency services for injuries to the spine, in order to prevent movements of the patient. The interior of the holding device 2 has a large number of special small balls which, after corresponding evacuation of the interior of the holding device 2, result in a specific spatial shape which is decisive for the bending behavior of the knee to be operated on. Basically at this point it should be noted that such a device can also be used for the treatment of the elbow area, but in the following the device will be described using the example of a knee injury due to the statistically more frequent knee ligament damage.

Wie bereits eingangs erwähnt, definiert die keilförmig ausgebildete Haltevorrichtung aufgrund des durch ihr vorgegebenen Beugewinkels α eine Beugeachse 1, um die das menschliche Knie in definierter Weise gebeugt wird. As already mentioned at the beginning, the wedge-shaped holding device defines, on account of the bending angle α given by it, a bending axis 1 about which the human knee is bent in a defined manner.

Vorzugsweise abnehmbar ist mit der Haltevorrichtung 2 ein Halterahmen 3 verbunden, der längs einer ersten Linearachse 4 linearbeweglich angeordnet ist, wobei die Linearachse 4 und die Beugeachse 1 einen Winkel β einschließen, der vorzugsweise 90° beträgt. A holding frame 3 , which is arranged such that it can be moved linearly along a first linear axis 4 , is preferably detachably connected to the holding device 2 , the linear axis 4 and the flexion axis 1 forming an angle β which is preferably 90 °.

Der Halterahmen 3 weist einen Stegabschnitt 31 auf, an dem eine Trägereinheit 5 drehbeweglich um eine erste Drehachse 6 angelenkt ist. Die Trägereinheit 5 ist in einer einfachsten Ausführungsvariante gemäß Fig. 1a, b als Winkelelement in Form eines "L" ausgebildet, wobei der kleinere Schenkel 51 zusammen mit dem Stegabschnitt 31 in Parallelstellung eine Gesamtschenkelhöhe h ergeben, die größer als die Auflagehöhe des auf der Haltevorrichtung aufliegenden Knies ist. In einer bevorzugten Ausführungsform (nicht dargestellt) lassen sich der Längsschenkel 51 und der Stegabschnitt 31 in Längserstreckung des Stegabschnittes 31 kontinuierlich gegeneinander linear verschieben und in einer entsprechenden Stellung fixieren. Dies bspw. ist in einer einfachen Ausführungsform mittels einer in einem Längsloch geführten Schraubverbindung realisierbar. The holding frame 3 has a web section 31 , on which a carrier unit 5 is pivoted about a first axis of rotation 6 . The support unit 5 is designed in a simplest embodiment as shown in FIG. 1a, b as an angle element in the form of an "L", the smaller leg 51 together with the web portion 31 in parallel position giving a total leg height h which is greater than the support height of the on the holding device resting knee. In a preferred embodiment (not shown), the longitudinal legs 51 and the web portion 31 in the longitudinal extension of the web portion can move against each other 31 continuously linearly and fixed in a corresponding position. In a simple embodiment, for example, this can be achieved by means of a screw connection guided in a longitudinal hole.

Ferner weist die Trägereinheit 5 einen Linearabschnitt 7', auf, der eine Linearachse 7 definiert. Längs zur Linearachse 7 ist eine Halteeinheit 8 längsbeweglich angeordnet, die im Wesentlichen aus einer Halbbogenform besteht, die in Form und Größe in etwa an die Außenkontur des Knochenapparates im Gelenkbereich stilisiert angepasst ist und das Knie an seiner oberen Außenkontur überragt. Furthermore, the carrier unit 5 has a linear section 7 ′, which defines a linear axis 7 . A holding unit 8 is arranged so as to be longitudinally movable along the linear axis 7 , which essentially consists of a semicircular shape, the shape and size of which is adapted approximately to the outer contour of the bone apparatus in the joint area and which projects above the knee on its upper outer contour.

Längs der durch die Halteeinheit 8 definierten Trajektorie 8', ist ein Werkzeughalter 9 beweglich angebracht, der seinerseits über eine Aufnahmevorrichtung 10 verfügt, die ein Werkzeug 11 aufnimmt. Das Werkzeug 11 ist vorzugsweise ein medizinischer Bohrer, der längs seiner Werkzeugachse rotierbar gehalten ist. Ebenso ist das als Bohrer ausgebildete Werkzeug 11 längs seiner Erstreckung absenkbar bzw. anhebbar, um Bohrlöcher mit entsprechender Bohrtiefe in den ausgewählten Knochenbereich setzen zu können. A tool holder 9 is movably attached along the trajectory 8 'defined by the holding unit 8 , which in turn has a holding device 10 which holds a tool 11 . The tool 11 is preferably a medical drill which is held rotatably along its tool axis. Likewise, the tool 11 designed as a drill can be lowered or raised along its extent in order to be able to drill holes with a corresponding drilling depth in the selected bone area.

An allen dreh- oder linearbeweglichen Verbindungsstellen, an denen die einzelnen Komponenten miteinander in Verbindung stehen, im Einzelnen sind dies die Haltevorrichtung 2 mit dem Halterahmen 3, der Halterahmen 3 mit der Trägereinheit 5, die Trägereinheit 5 mit der Halteeinheit 8 sowie die Halteeinheit 8 mit dem Werkzeughalter 9, sind Winkel- bzw. Wegangaben vorgesehen, anhand derer die Relativpositionen der einzelnen Komponenten zueinander exakt eingestellt werden können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die entsprechenden Verbindungsstellen mit entsprechenden elektromotorischen Schrittmotoren versehen sind, die allesamt über eine entsprechende Steuereinheit ansteuerbar sind, so dass die in den Fig. 1a, b dargestellte Vorrichtung ohne manuelle Unterstützung in eine vorgebbare Position überführbar ist, in der das Werkzeug 11 eine definierte Position gegenüber dem zu behandelnden Knie einnimmt. At all rotatable or linearly movable connection points at which the individual components are connected to one another, specifically these are the holding device 2 with the holding frame 3 , the holding frame 3 with the carrier unit 5 , the carrier unit 5 with the holding unit 8 and the holding unit 8 with the tool holder 9 , angle or path information are provided, by means of which the relative positions of the individual components can be set exactly to one another. It is particularly advantageous if the corresponding connection points are provided with corresponding electromotive stepper motors, all of which can be controlled via a corresponding control unit, so that the device shown in FIGS. 1a, b can be transferred to a predefinable position without manual support, in which the Tool 11 assumes a defined position in relation to the knee to be treated.

In den Fig. 2 und 3 ist ebenso aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln jeweils eine weitere, alternative Vorrichtung zur räumlichen Positionierung eines Werkzeuges relativ zum menschlichen oder tierischen Knochenapparat im Gelenkbereich dargestellt. Die in beiden Fig. 2 und 3 eingezeichneten Bezugszeichen entsprechen einander, so dass die weitere Beschreibung auf beide Figuren zugleich zutrifft. In FIGS. 2 and 3 a further alternative device for spatial positioning of a tool is shown relative to the human or animal bone structure in the joint area as well from different viewing angles, respectively. The reference numerals drawn in both FIGS. 2 and 3 correspond to one another, so that the further description applies to both figures at the same time.

Gleichsam dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 ist bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten U-förmigen Rahmengestell eine keilförmige Haltevorrichtung 2 in der Gestalt wie in Fig. 1 hinzuzufügen, die zwischen den U-Profillängsschenkel 52, 53 der Trägereinheit 5 zu positionieren ist, so dass die Trägereinheit 5 drehbeweglich längs der eingezeichneten ersten Drehachse 6 an der Haltevorrichtung angelenkt ist. Aus Gründen einer besseren Übersicht der in Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung ist auf die zeichnerische Darstellung der Haltevorrichtung verzichtet worden. As in the exemplary embodiment according to FIG. 1, in the U-shaped frame shown in FIGS. 2 and 3, a wedge-shaped holding device 2 in the shape as in FIG. 1 is to be added, which extends between the U-shaped longitudinal legs 52 , 53 of the carrier unit 5 is positioned so that the carrier unit 5 is rotatably articulated on the holding device along the first axis of rotation 6 shown. For reasons of a better overview of the device shown in FIGS. 2 and 3, the drawing of the holding device has been omitted.

Die Trägereinheit 5 besteht im Wesentlichen aus den zwei vorstehend genannten U- Profillängsschenkeln 52, 53 die jeweils parallel zu einer ersten Linearachse 4 teleskopartig verlängerbar sind. Hierbei steht die Linearachse 4 senkrecht zur Drehachse 6, die in etwa mit der Beugeachse, um die bspw. das Knie, das auf der nicht dargestellten Haltevorrichtung aufgelegt ist, abgewinkelt ist, zusammenfällt. An den, der Drehachse 6 gegenüberliegenden Enden der U-Profillängsschenkeln 52, 53 ist die Trägereinheit 5 mit einem Linearabschnitt 7', verbunden, der in Längserstreckung die zweite Linearachse 7 definiert, längs der linearbeweglich der Werkzeughalter 9 angebracht ist. Gemäß der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform ist der Linearabschnitt 7' aus zwei parallel verlaufenden Stangen zusammengesetzt, die beide gemeinsam um eine zweite Drehachse 12, die im Wesentlichen koparallel zu der ersten Drehachse 6 verläuft, drehbar gelagert sind. Durch Verdrehung des Linearabschnittes 7', wird automatisch der längs des Linearabschnitts linearbeweglich angelenkte Werkzeughalter um die zweite Drehachse 12 mit verdreht. The carrier unit 5 essentially consists of the two above-mentioned U-profile longitudinal legs 52 , 53, each of which can be telescopically extended parallel to a first linear axis 4 . Here, the linear axis 4 is perpendicular to the axis of rotation 6 , which coincides approximately with the flexion axis about which, for example, the knee, which is placed on the holding device, not shown, is angled. At the ends of the U-profile longitudinal legs 52 , 53 opposite the axis of rotation 6 , the carrier unit 5 is connected to a linear section 7 ', which defines in the longitudinal extent the second linear axis 7 , along which the tool holder 9 is attached in a linearly movable manner. According to the embodiment shown in FIGS . 2 and 3, the linear section 7 'is composed of two parallel rods, both of which are rotatably mounted together about a second axis of rotation 12 , which is essentially co-parallel to the first axis of rotation 6 . By rotating the linear section 7 ′, the tool holder articulated linearly along the linear section is also rotated about the second axis of rotation 12 .

Der Werkzeughalter 9 sieht eine Aufnahmevorrichtung 10 vor, in die ein Werkzeug, vorzugsweise eine medizinische Bohrvorrichtung einbringbar ist. Zusätzlich ist die Aufnahmevorrichtung 10 relativ zum linearbeweglichen Werkzeughalter 9 um eine weitere Drehachse 13 drehbeweglich gelagert, die orthogonal zur zweiten Drehachse 12 orientiert ist. The tool holder 9 provides a receiving device 10 into which a tool, preferably a medical drilling device, can be inserted. In addition, the holding device 10 is rotatably supported relative to the linearly movable tool holder 9 about a further axis of rotation 13 which is oriented orthogonally to the second axis of rotation 12 .

Durch das kinematische Zusammenspiel dreier Drehachsen sowie zweier Linearachsen sind für das Werkzeug 11 fünf Freiheitsgrade geschaffen, wodurch bspw. ein medizinischer Bohrer höchst präzise an eine vorab bestimmte Position gegenüber einem zu behandelnden Knie positionierbar ist. Due to the kinematic interplay of three axes of rotation and two linear axes, five degrees of freedom are created for the tool 11 , as a result of which, for example, a medical drill can be positioned very precisely at a predetermined position relative to a knee to be treated.

Wie bereits vorstehend zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 angemerkt, sind auch hier jegliche Verbindungsstellen des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Rahmengestelles mit Winkel- bzw. Wegangaben versehen, so dass die einzelnen drehbar- bzw. linearbeweglich zueinander beweglichen Komponenten in einer definierten räumlichen Lage gegeneinander gebracht und fixiert werden können. Ebenso wie im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 können eben jene Verbindungsstellen zusätzlich mit elektromotorische Schrittmotoren versehen sein, die Rechner gesteuert, d. h. ohne manuelle Einstellmaßnahmen, in eine vorgebbare Position überführt werden können, so dass das Werkzeug eine bestimmte räumliche Lage relativ bspw. zu einem Knie einnehmen kann, um ein entsprechendes Bohrloch zu setzen. As already noted above for the exemplary embodiment according to FIG. 1, here, too, any connection points of the frame shown in FIGS . 2 and 3 are provided with angle or path information, so that the individual components which can be rotated or moved linearly relative to one another are provided in a defined spatial manner Position can be brought against each other and fixed. Just as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, precisely those connection points can additionally be provided with electromotive stepper motors, which can be transferred to a predeterminable position in a computer-controlled manner, that is to say without manual adjustment measures, so that the tool has a certain spatial position relative to one, for example Can take knees to drill a hole.

Ein mögliches operatives Vorgehen zur Durchführung einer Knieoperation erfolgt unter Verwendung einer der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen in folgender Weise:
In einem ersten Schritt wird von dem beschädigten Knie eine CT-Aufnahme angefertigt, anhand derer der Arzt unter Verwendung eines Computers die Planung für den chirurgischen Eingriff in das Knie durchführt. So ist es für den Arzt möglich, mit Hilfe eines geeigneten, Software-unterstützten Planungssystems in das vorliegende CT-Bild die Positionen exakt einzuzeichnen, an denen später am Knochen die Bohrlöcher gesetzt werden müssen. A possible surgical procedure for performing a knee operation is carried out using one of the devices described above in the following manner:
In a first step, a CT scan is made of the damaged knee, on the basis of which the doctor uses a computer to plan the surgical intervention in the knee. It is thus possible for the doctor to use the appropriate, software-supported planning system to precisely record the positions on the CT image at which the drill holes will later have to be made on the bone.

In einem weiteren Schritt erfolgt anschließend der tatsächliche chirurgische Eingriff in das Knie. Hierzu wird das zu behandelnde Knie auf die keilförmige Haltevorrichtung gelegt, die vorzugsweise, wie eingangs erwähnt, als eine Art Vakuummatratze ausgebildet ist, die das Knie gegen die keilförmige Haltevorrichtung regelrecht ansaugt und fixiert, sofern die Vakuummatratze nahezu luftleer gepumpt wird. Über das in einer vordefinierten Beugestellung fixierte Knie wird anschließend eines der vorstehend beschriebenen Rahmengestelle gesetzt, das in geeigneter Weise mit der Haltevorrichtung verbunden wird. Zunächst werden mit Hilfe des Rahmengestells markante Punkte im Gelenkbereich, insbesondere am Oberschenkel- und Unterschenkelknochen vermessen, dies können bspw. bereits während der CT- Aufnahme gesetzte künstliche Markierungsstellen sein. Hierzu wird das Werkzeug an die entsprechenden Referenzstellen verfahren, so dass ein Abgleich zwischen der realen Position am zu behandelnden Knie mit den Daten in Verbindung gebracht werden kann, die man durch das CT-Bild und die entsprechende Auswertung erhalten hat. Unter Zugrundelegung der vom Arzt am Planungssystem präoperativ bestimmten Koordinaten eines zu setzenden Bohrloches wird nun das Werkzeug in die vordefinierte räumliche Lage verfahren und nach Erreichen dieser Position relativ zum behandelnden Knie durch Absenken des Werkzeuges das Bohrloch mit vorgebbarer Bohrlochtiefe gesetzt. In a further step, the actual surgical procedure takes place in the knee. For this, the knee to be treated is placed on the wedge-shaped holding device laid, which, as mentioned at the beginning, preferably as a kind of vacuum mattress is formed, the knee against the wedge-shaped holding device literally sucked in and fixed, provided the vacuum mattress is pumped almost empty. about the knee fixed in a predefined bending position then becomes one of the above described frames, which suitably with the Holding device is connected. First, using the frame prominent points in the joint area, especially on the thigh and Measure the lower leg bone, this can already be done during the CT Admission set artificial marking points. To do this, the tool is on move the corresponding reference points so that a comparison between the real position on the knee to be treated associated with the data can be obtained by the CT image and the corresponding evaluation had received. Based on the preoperative information provided by the doctor on the planning system The tool is now in the specified coordinates of a borehole to be set move the predefined spatial position and after reaching this position relatively to the treating knee by lowering the tool predeterminable borehole depth set.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, das zum Durchführen chirurgischer Eingriffe in den Gelenkapparat des tierischen aber insbesondere menschlichen Körpers, vorzugsweise im Kniebereich dem Arzt ein individuelles Hilfsmittel zur Hand gegeben ist, mit dem er in die Lage versetzt wird, Positionen im Gelenkbereich höchst genau anzusteuern und entsprechende chirurgische Maßnahmen zu treffen. Die Vorrichtung weist eine höchst kompakte Bauweise auf und ist von technisch einfacher Konstruktion, so dass sie für den Arzt nur einen geringen finanziellen Aufwand darstellt und daher von hohem wirtschaftlichen Interesse ist. Ferner ist die aufgezeigte Vorrichtung besonders bedienerfreundlich. Bezugszeichenliste 1 Beugeachse
2 Haltevorrichtung
3 Halterahmen
4 Erste Linearachse
5 Trägereinheit
51 Längsschenkel
52, 53 U-Profillängsschenkel
6 Erste Drehachse
7 Zweite Linearachse
7' Linearabschnitt
8 Halteeinheit
8' Trajektorie
9 Werkzeughalter
10 Aufnahmevorrichtung
11 Werkzeug
12 Zweite Drehachse
13 Dritte Drehachse
The particular advantage of the device according to the invention is that for performing surgical interventions in the joint apparatus of the animal, but especially the human body, preferably in the knee area, the doctor is given an individual aid with which he is able to take positions in the joint area at most to control precisely and to take appropriate surgical measures. The device has a highly compact design and is of technically simple construction, so that it represents only a small financial outlay for the doctor and is therefore of great economic interest. Furthermore, the device shown is particularly user-friendly. LIST OF REFERENCES 1 bending axis
2 holding device
3 holding frames
4 First linear axis
5 carrier unit
51 longitudinal legs
52 , 53 U-profile longitudinal leg
6 First axis of rotation
7 Second linear axis
7 'linear section
8 holding unit
8 'trajectory
9 tool holder
10 holding device
11 tools
12 Second axis of rotation
13 Third axis of rotation

Claims

1. Device for the spatial positioning of a tool relative to the human or animal bone apparatus in the joint area, in which at least two bones can be bent relative to one another about a flexion axis via a joint
a holding device ( 2 ) which receives and fixes the bone apparatus in the joint area at a predeterminable flexion angle α, at which the two bones are flexed relative to the flexion axis ( 1 ),
a holding frame ( 3 ) which is arranged to be linearly movable along a first linear axis ( 4 ) which forms an angle β with the flexion axis ( 1 ),
a carrier unit ( 5 ) which is articulated in a rotatable manner about a first axis of rotation ( 6 ) on the holding frame ( 3 ) and has a linear section ( 7 ') with a second linear axis ( 7 ),
a holding unit ( 8 ) which is attached to the carrier unit ( 5 ) along the linear section ( 7 '), and
a tool holder ( 9 ) which provides a receiving device ( 10 ) for a tool ( 11 ) and is attached to the holding unit ( 8 ) in a relatively movable manner along a trajectory ( 8 ') predetermined by the holding unit ( 8 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that β is 90 °.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the axis of rotation ( 6 ) and the linear axis ( 7 ) run coparallel.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the holding unit ( 8 ) is mounted linearly movable along the linear section ( 7 ').

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the holding unit ( 8 ) has a semicircular section which is approximately adapted in shape and size to the outer contour of the bone apparatus in the joint area and along which the tool holder is movable.

6. Device for the spatial positioning of a tool relative to the human or animal bone apparatus in the joint area, in which at least two bones can be bent relative to one another about a flexion axis via a joint
a holding device ( 2 ) which receives and fixes the bone apparatus in the joint area at a predeterminable flexion angle α, at which the two bones are flexed relative to the flexion axis ( 1 ),
a carrier unit ( 5 ) which is articulated on the holding device ( 2 ) so as to be rotatable about a first axis of rotation ( 6 ), at least one first linear axis ( 4 ) along which the carrier unit ( 5 ) can be telescopically extended and which is orthogonal to the flexion axis ( 1 ) is oriented and has a linear section ( 7 ') with a second linear axis ( 7 ),
a tool holder ( 9 ), which can be moved longitudinally to the linear section ( 7 ') on the carrier unit ( 5 ) and is rotatable about a second axis of rotation ( 12 ) oriented longitudinally to the second linear axis ( 7 ), and a receiving device ( 10 ) for a tool ( 11 ) which is rotatably mounted about a third axis of rotation ( 13 ) which is oriented orthogonally to the second axis of rotation ( 12 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the carrier unit ( 5 ) on the holding device ( 2 ) is articulated such that the flexion axis ( 1 ) and the first axis of rotation ( 6 ) at least largely coincide.

8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the axis of rotation ( 6 ) and the second linear axis ( 7 ) run coparallel.

9. Device according to one of claims 6 to 7, characterized in that the carrier unit ( 5 ) and the linear section (T) form a U-profile open on one side, with two U-profile longitudinal legs ( 52 , 53 ), each parallel to the first Linear axis ( 4 ) are oriented and can be extended telescopically.

10. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that an electric drive and an incremental encoder are provided for the relative movement and a position determination between the following components:
Holding device support unit, support frame support unit, support unit support arch, support arch tool holder.

11. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that an electric drive and an incremental encoder are provided for the relative movement and a position determination between the following components:
Holding device carrier unit, carrier unit tool holder.

12. The device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the tool holder has a linear axis, along which the receiving device or the tool is linearly movable.

13. The device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the tool is a medical drilling device is.

14. The device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the holding device a the flexion of the The area that can be predetermined by the joint is provided with a contact surface against the Joint area is fixable.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the holding device by means of negative pressure Articulated area fixed against the contact surface.

16. The apparatus of claim 14 or 15, characterized in that the holding device has an inner volume, which is filled with balls can be sucked off, so that the shape when sucked off the holding device essentially determined by the constellation of the balls is.