DE10240654A1 - Surgical device for severing bone tissue - Google Patents
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Abstract
Um bei einer chirurgischen Vorrichtung zum Durchtrennen von Knochengewebe mittels eines gegebenenfalls Abrasivpartikel enthaltenden Flüssigkeitsstrahles mit einer Hochdruckquelle zur Erzeugung des Flüssigkeitsstrahles und mit einer den Flüssigkeitsstrahl gegen das zu durchtrennende Knochengewebe richtenden Strahleinrichtung einen Schutz vor unerwünschten Einwirkungen des Flüssigkeitsstrahles zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß die Vorrichtung ein geschlossenes, das zu durchtrennende Knochengewebe allseits umgebendes Gehäuse umfaßt, welches einen abgedichteten Zugang für die Strahleinrichtung sowie eine Sammeleinrichtung für die von der Strahleinrichtung gegen das Knochengewebe gerichtete Flüssigkeit aufweist.In order to achieve protection against undesired effects of the liquid jet in a surgical device for severing bone tissue by means of a liquid jet, possibly containing abrasive particles, with a high-pressure source for generating the liquid jet and with a jet device directing the liquid jet against the bone tissue to be severed, the device is proposed a closed housing which surrounds the bone tissue to be severed on all sides and which has a sealed access for the jet device and a collecting device for the liquid directed by the jet device against the bone tissue.
Description
Die Erfindung betrifft eine chirurgische Vorrichtung zum Durchtrennen von Knochengewebe mittels eines gegebenenfalls Abrasivpartikel enthaltenden Flüssigkeitsstrahls mit einer Hochdruckquelle zur Erzeugung des Flüssigkeitsstrahls und mit einer den Flüssigkeitsstrahl gegen das zu durchtrennende Knochengewebe richtenden Strahleinrichtung.The invention relates to a surgical Device for severing bone tissue using an optionally Liquid jet containing abrasive particles with a high pressure source for generating the liquid jet and with a liquid jet against the beam device aimed at cutting the bone tissue.
Bei einer großen Zahl von chirurgischen Operationen muß Knochengewebe durchtrennt werden, beispielsweise beim Einsetzen eines künstlichen Kniegelenkes. Es ist bekannt, diese Durchtrennung des Knochengewebes durch oszillierende Sägen vorzunehmen, mit denen ebene Schnitte im Knochengewebe ausgeführt werden können. Allerdings ist die Qualität dieser Schnitte teilweise nicht befriedigend, da durch Verformungen der Sägeblätter Abweichungen von den gewünschten ebenen Geometrien auftreten können.For a large number of surgical operations must have bone tissue be severed, for example when inserting an artificial one Knee joint. It is known to sever this bone tissue through oscillating saws with which flat cuts are made in the bone tissue can. However, the quality these cuts are sometimes unsatisfactory due to deformation of the saw blade deviations of the ones you want flat geometries can occur.
Es ist auch bekannt, Knochengewebe
dadurch zu durchtrennen, daß Flüssigkeitsstrahlen
unter sehr hohem Druck gegen das Knochengewebe gerichtet werden,
diese Flüssigkeitsstrahlen
durchtrennen dann das Knochenmaterial. Die Trennwirkung kann dadurch
erhöht
werden, daß dem
Flüssigkeitsstrahl
Abrasivpartikel beigefügt
werden, insbesondere in der Flüssigkeit
lösliche
Abrasivpartikel, die zwar während
des Durchtrennvorganges als feste Abrasivpartikel im Flüssigkeitsstrahl
vorliegen, die sich aber nach der Durchtrennung in der Flüssigkeit auflösen und
daher im Operationsbereich keine Rückstände bilden (
Es ist auch vorgeschlagen worden,
derartige Flüssigkeitsstrahlen,
die mit Drücken
in der Größenordnung
von 1000 bar arbeiten, zum Durchtrennen von Knochengewebe längs einer
Fläche
einzusetzen, die nicht eben ist, sondern die beispielsweise kugelig
ausgebildet ist, so daß längs einer
solchen Fläche
durchtrennte Knochenstrukturen relativ zueinander justiert werden
können,
beispielsweise zur Korrektur einer Fehlstellung (
Die bekannten Verfahren konnten bisher noch nicht in die Praxis umgesetzt werden, da beim Einsatz derartiger Flüssigkeitsstrahlen im Operationsbereich Schwierigkeiten der verschiedensten Art auftreten können. Das Operationspersonal kann durch den Flüssigkeitsstrahl oder durch die von diesem beschleunigten Partikel verletzt werden, dasselbe gilt für den Patienten selbst, umherspritzende Flüssigkeit kann den Operationsraum verschmutzen, die Lärmbelästigung ist außerordentlich hoch, etc.The known methods have so far been able to not be put into practice, because when using such liquid jets Difficulties of all kinds occur in the operating area can. The operating personnel can by the liquid jet or by the particles that are hurt by this accelerated particle, the same thing applies to the patient himself, liquid splashing around the operating room pollute the noise pollution is extraordinary high, etc.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszugestalten, daß das Verfahren zum Durchtrennen von Knochengewebe mittels eines Hochdruckflüssigkeitsstrahls problemlos im Operationssaal eingesetzt werden kann.It is an object of the invention generic device so that the Method for severing bone tissue using a high pressure liquid jet can easily be used in the operating room.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie ein geschlossenes, das zu durchtren nende Knochengewebe allseits umgebendes Gehäuse umfaßt, welches einen abgedichteten Zugang für die Strahleinrichtung sowie eine Sammeleinrichtung für die von der Strahleinrichtung gegen das Knochengewebe gerichtete Flüssigkeit aufweist.This task is done with a device of the type described in the invention solved in that they are a closed, all around the bone tissue to be cut casing comprises which has a sealed access for the beam device as well a collection facility for the one directed by the beam device against the bone tissue liquid having.
Ein in dieser Weise geschlossenes Gehäuse beschränkt den Bereich, der mit dem Flüssigkeitsstrahl und der Flüssigkeit in Kontakt kommt, auf den Innenraum dieses Gehäuses und schützt damit die Umgebung, das Gehäuse wirkt lärmdämpfend und sammelt gleichzeitig die zum Durchtrennen des Knochengewebes verwendete Flüssigkeit, so daß diese aus dem eigentlichen Operationsbereich entfernt wird. Damit wird der Einsatz dieses Verfahrens im Operationsraum möglich, ohne daß die geschilderten Probleme weiterhin auftreten.A closed in this way Housing limits the Area with the liquid jet and the liquid comes into contact with the interior of this housing and thus protects the environment, the housing has a noise-absorbing effect and collects at the same time that used to cut the bone tissue Liquid, so this out the actual operating area is removed. With that the This procedure can be used in the operating room without the problems described continue to occur.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse mindestens eine abgedichtete Eintrittsöffnung für ein Körperteil aufweist, welches den zu durchtrennenden Knochen enthält. Beispielsweise kann eine Eintrittsöffnung für das Einschieben eines Beines vorgesehen sein, es ist auch möglich, an gegenüberliegenden Enden derartige abgedichtete Eintrittsöffnungen vorzusehen, so daß beispielsweise nur der Kniegelenkbereich eines Beines im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, das Bein aber an beiden Seiten aus dem Gehäuse herausragt.It is advantageous if that Housing at least a sealed inlet opening for a body part which contains the bone to be severed. For example can have an entry opening for the Inserting a leg can be provided, it is also possible to opposite Provide ends of such sealed inlet openings, so that for example only the knee joint area of one leg is arranged inside the housing but the leg protrudes from the housing on both sides.
Der Zugang für die Strahleinrichtung und/oder die Eintrittsöffnung für ein Körperteil können mittels einer flexiblen Manschette abgedichtet sein, die die Strahleinrichtung bzw. das Körperteil eng anliegend umgibt. Eine solche flexible Manschette kann beispielsweise durch eine flexible Folie gebildet werden, die mittels einer elastischen Begrenzung oder mittels eines Fadens eng an die Strahleinrichtung oder das Körperteil angelegt wird und die mit den Wänden des Gehäuses direkt verbunden ist. Auf diese Weise können Strahleinrichtung und Körperteil relativ zum Gehäuse beliebig orientiert werden.Access for the beam device and / or the entrance opening for a body part can by means of be sealed by a flexible sleeve that the jet device or the body part surrounds tightly. Such a flexible cuff can, for example be formed by a flexible film, which by means of an elastic Limitation or by means of a thread close to the beam device or the body part is created and that with the walls of the housing is directly connected. In this way, the beam device and body part relative to the housing can be oriented as desired.
Der Zugang für die Strahleinrichtung kann so ausgebildet sein, daß eine den Strahl abgebende Vorrichtung selbst durch diesen Zugang in das Gehäuse eintaucht, es kann aber auch vorgesehen sein, daß durch diesen Zugang lediglich Versorgungsleitungen hindurchgeführt sind, wenn die eigentliche Abgabevorrichtung für den Flüssigkeitsstrahl im Inneren des Gehäuses angeordnet wird.Access for the beam device can be designed so that a the beam emitting device itself through this access into the casing immersed, but it can also be provided that through this access only Supply lines passed through are when the actual dispenser for the liquid jet inside of the housing is arranged.
Die Sammeleinrichtung umfaßt vorzugsweise einen Auffangbehälter am Boden des Gehäuses. Dieser kann mit einer Abfuhrleitung versehen sein, so daß bereits während des Durchtrennvorganges Flüssigkeit aus dem Gehäuse abgeführt wird, dadurch wird verhindert, daß das Niveau der Flüssigkeit im Gehäuse ansteigt und gegebenenfalls das Körperteil erreicht.The collecting device preferably comprises a collecting container at the bottom of the housing. This can be provided with a discharge line, so the fact that liquid is drained out of the housing during the severing process, thereby preventing the level of the liquid in the housing from rising and possibly reaching the body part.
Es ist günstig, wenn der Auffangbehälter an seiner Oberseite von einer durchbrochenen Abdeckung abgedeckt ist, beispielsweise von einem Lochblech. Dadurch ist eine klare Trennung des Auffangbehälters von dem übrigen Innenraum des Gehäuses erreichbar, in diesem übrigen Innenraum ist das Körperteil gelagert.It is convenient if the container is on its Top is covered by a perforated cover, for example from a perforated sheet. This clearly separates the collecting container from the rest Interior of the housing accessible, in this rest Interior is the body part stored.
Es ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse zumindest teilweise durchsichtig ist, so daß der Operationsverlauf beobachtbar ist.It is advantageous if the housing at least is partially transparent, so that the course of the operation can be observed is.
Das Gehäuse kann an seiner Innenseite zumindest bereichsweise mit einer das Anhaften von Flüssigkeits- und Gewebeteilchen verhindernden Beschichtung versehen sein, beispielsweise einer Antibeschlagsbeschichtung, einer an sich bekannten "Lotus"-Beschichtung oder einer anderen Antihaftbeschichtung, so daß eine Verschmutzung an der Innenseite des Gehäuses ebenso vermieden wird wie ein Zulegen von transparenten Bereichen, die Sichtbarkeit des Innenraums des Gehäuses bleibt dadurch erhalten.The housing can be on the inside at least in some areas with an adherence of liquid and coating to prevent tissue particles, for example an anti-fog coating, a "Lotus" coating known per se or another non-stick coating, so that contamination on the Inside of the case is avoided as well as an increase in transparent areas, the visibility of the interior of the housing is retained.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse aus Einzelteilen modular zusammengebaut ist. Im einfachsten Fall umfaßt das Gehäuse eine Bodenplatte und ein haubenförmig darauf aufsetzbares Oberteil. Dies ermöglicht es, das zu behandelnde Körperteil oberhalb der Bodenplatte auf dem Operationstisch anzuordnen, dort die notwendigen Operationsschritte an dem Körperteil vorzunehmen und erst dann, wenn die Durchtrennung des Körpergewebes vorgenommen werden soll, das Gehäuse zu verschließen, indem das Oberteil auf die Bodenplatte aufgesetzt wird. Das Gehäuse behindert dadurch den Operateur nicht bei den notwendigen Operationsschritten, die dem eigentlichen Durchtrennen des Knochengewebes vorausgehen oder die sich daran anschließen.In a particularly preferred embodiment the invention provides that the housing of individual parts is modular is assembled. In the simplest case, the housing comprises a base plate and a hood-shaped top can be placed on top. This enables the body part to be treated to be placed above the base plate on the operating table, there perform the necessary surgical steps on the body part and only then when the body tissue is severed should be the housing to close by placing the top on the base plate. The housing hampers therefore the surgeon does not take the necessary surgical steps, that precede the actual cutting of the bone tissue or who join it.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß eine Bodenplatte, Seitenwände und eine Abdeckung als selbständige Bauteile ausgebildet sind, die zu einem geschlossenen Gehäuse zusammenfügbar sind, es ist dabei günstig, wenn die Einzelteile des Gehäuses über ein Nut-Feder-System zusammenschiebbar oder zusammensteckbar sind. Der Operateur kann dann in sehr kurzer Zeit nach Vollendung der vorbereitenden Operationsschritte durch Einschieben der Seitenwände in die Bodenplatte und durch Aufsetzen einer Abdeckung ein vollständig geschlossenes Gehäuse aufbauen, das gegebenenfalls auch an die Größe des Operationsbereiches angepaßt werden kann oder durch entspre chende Orientierung der modularen Bauteile beispielsweise an ein linkes oder ein rechtes Knie. Es ist beispielsweise auch möglich, eine Seitenwand zweiteilig auszubilden, so daß sie von zwei Seiten her an ein Körperteil abdichtend herangeschoben werden kann, welches im Bereich dieser Seitenwand in den Innenraum des Gehäuses eintritt.In particular, it can be provided that a Base plate, side walls and cover as a self-employed Components are formed that can be assembled into a closed housing, it is convenient if the individual parts of the housing have a Tongue and groove system can be pushed together or plugged together. The The surgeon can then in a very short time after completing the preparatory Operation steps by pushing the side walls into the base plate and through Put on a cover, build a completely closed housing, this may also depend on the size of the operating area customized can be or by appropriate orientation of the modular Components on a left or right knee, for example. It is also possible, for example form a side wall in two parts, so that it from two sides sealing a part of the body can be pushed, which in the area of this side wall in the interior of the housing entry.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Bodenplatte des Gehäuses ein Unterteil und ein Oberteil umfaßt, die durch Justierglieder paßgenau zusammenfügbar sind. In diesem Falle besteht also die Bodenplatte aus zwei übereinanderliegenden Teilen, die voneinander trennbar sind und die durch die Justierglieder relativ zueinander positionierbar sind.It is particularly advantageous if a bottom plate of the housing includes a lower part and an upper part, which by adjusting members snugly attachable are. In this case, the base plate consists of two superimposed ones Parts that are separable from each other and by the adjusting elements are positioned relative to each other.
Insbesondere können die Justierglieder Rücksprünge und in diese eintauchende Vorsprünge umfassen, beispielsweise Löcher und in diese eingreifende Stifte.In particular, the adjustment members can have recesses and protrusions immersed in these, for example holes and into these engaging pins.
Zwischen Unterteil und Oberteil kann eine Sterilabdeckung angeordnet sein, beispielsweise in Form eines sterilen Tuches, welches das Unterteil überdeckt und auf welches das Oberteil aufsetzbar ist.Can between bottom and top a sterile cover can be arranged, for example in the form of a sterile cloth, which covers the lower part and on which the Top is attachable.
Insbesondere können die Justierglieder durch die Sterilabdeckung hindurchtreten, diese kann dazu entsprechende Durchbrüche aufweisen.In particular, the adjusting members can be pass the sterile cover through, this can be done accordingly breakthroughs exhibit.
Es ist dabei vorgesehen, daß das Gehäuse aus einem sterilisierbaren Material besteht.It is envisaged that the housing a sterilizable material.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform trägt eine Bodenplatte des Gehäuses eine Haltevorrichtung, mittels der die Bodenplatte an einem Operationstisch festlegbar ist. Diese Haltevorrichtung kann beispielsweise eine Klemmvorrichtung oder auch eine Schraubvorrichtung sein. Es ist dadurch möglich, am Operationstisch die Bodenplatte festzulegen, an dieser Bodenplatte werden dann anschließend die übrigen Gehäuseteile festgelegt, so daß auf diese Weise das gesamte Gehäuse fest mit dem Operationstisch verbunden ist.In a further preferred embodiment wears a Base plate of the housing a holding device by means of which the base plate on an operating table is definable. This holding device can be, for example Clamping device or a screw device. It is thereby possible to fix the base plate on the operating table, on this base plate then the remaining housing parts set so that on this way the entire case is firmly connected to the operating table.
Es ist günstig, wenn am Boden des Gehäuses eine Fixiereinrichtung zur Lagerung und Festlegung des zu durchtrennenden Knochengewebes fest angeordnet ist. Bei der Operation wird daher auf dem Boden des Gehäuses, der vor der Operation am Operationstisch festgelegt wird, das zu behandelnde Knochengewebe in der Fixiereinrichtung festgelegt, so daß die vorbereitenden Operationsschritte durchgeführt werden können. Die Fixiereinrichtung verbleibt auf dem Boden, wenn das Gehäuse vervollständigt und geschlossen wird, und fixiert das zu behandelnde Knochengewebe auch während der Durchtrennung durch den Flüssigkeitsstrahl.It is convenient if one at the bottom of the case Fixing device for storing and fixing the one to be cut Bone tissue is firmly arranged. Therefore, during the operation on the bottom of the case, which is determined at the operating table before the operation treating bone tissue fixed in the fixation device, so that the preparatory surgical steps can be carried out. The Fuser remains on the floor when the housing completes and is closed, and also fixes the bone tissue to be treated while cutting through the liquid jet.
Insbesondere kann die Fixiereinrichtung nach Art eines Fixateur externe ausgebildet sein, also unter Verwendung von in den Knochen eingreifenden Stiften und äußeren Tragstäben arbeiten, die die Stifte relativ zueinander in bestimmten Positionen festlegen.In particular, the fixing device can Be a type of external fixator, so using working on pins engaging in the bones and external supporting rods, which fix the pins in certain positions relative to each other.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Innenraum des Gehäuses mit einer Absaugung verbunden, die oberhalb der Sammeleinrichtung für die Flüssigkeit aus diesem austritt. Durch diese Absaugung können Aero sole und Tröpfchen aus der Atmosphäre des Gehäuseinnenraumes abgesaugt werden, insbesondere kann die Absaugung so angeordnet sein, daß im Inneren des Gehäuses eine laminare Durchströmung stattfindet, die für einen stetigen Abtransport von Aerosolen und Flüssigkeitströpfchen sorgt und damit den Innenraum und auch das Operationsgebiet während des Trennvorganges von diesen möglicherweise störenden Erscheinungen freihält.In a further preferred embodiment, the interior of the housing is connected to a suction device which exits the liquid above the collecting device. This suction can remove aerosols and droplets be sucked out of the atmosphere of the housing interior, in particular the suction can be arranged so that a laminar flow takes place inside the housing, which ensures a constant removal of aerosols and liquid droplets and thus possibly the interior and also the operating area during the separation process from these keeps disturbing appearances clear.
Die Austrittsstelle der Absaugung liegt vorzugsweise dem Zugang für die Strahleinrichtung gegenüber.The exit point of the suction is preferably the access for the beam device opposite.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Austrittsstelle der Absaugung etwa in halber Höhe des Gehäuses angeordnet ist, so daß der gesamte Innenraum des Gehäuses durch die Absaugung im wesentlichen gleich beeinflußt wird.It is also beneficial if the Exit point of the suction is located approximately halfway up the housing, so that the entire Interior of the housing is influenced by the suction essentially the same.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Gehäuse mindestens eine Prallfläche angeordnet, auf die der Flüssigkeitsstrahl nach dem Durchtrennen des Knochengewebes auftrifft und an die er seine kinetische Restenergie abgibt.According to another preferred embodiment is in the housing at least one baffle arranged on which the liquid jet after severing the bone tissue hits and to which he releases its residual kinetic energy.
Diese Prallfläche kann beispielsweise parallel zu einer Seitenwand verlaufen, vorzugsweise im Abstand von dieser, so daß die Flüssigkeitströpfchen nach dem Durchgang durch die Prallfläche an dieser Seitenwand abfließen und sich in der Sammeleinrichtung an der Unterseite des Gehäuses sammeln können.This baffle can be parallel, for example run to a side wall, preferably at a distance from it, So that the Liquid droplets after the passage through the baffle drain on this side wall and collect in the collector at the bottom of the housing can.
Es ist günstig, wenn die Prallfläche durch gegenüber der Strahlrichtung geneigte Lamellen gebildet wird oder wabenförmig aufgebaut ist, die Partikel des Flüssigkeitsstrahles werden dadurch zu plötzlichen Richtungswechseln gezwungen und geben dabei ihre kinetische Energie an die Prallfläche ab.It is beneficial if the baffle is through across from slats formed in the direction of the beam or constructed in a honeycomb shape is the particles of the liquid jet become sudden Direction changes forced and give their kinetic energy to the baffle from.
Insbesondere können zwei oder mehr Prallflächen mit unterschiedlich geneigten Strukturen nebeneinander angeordnet sein, so daß ein labyrinthförmiger Durchgang für die Flüssigkeitsteilchen geschaffen wird.In particular, two or more impact surfaces can be used structures with different inclinations can be arranged side by side, so that a labyrinthine Passage for the liquid particles is created.
Die Prallflächen können in das Gehäuse einschiebbar gehalten sein, so daß sie in einfacher Weise ausgewechselt werden können, falls Verschleißerscheinungen auftreten sollten.The baffles can be inserted into the housing be held so that they can be easily replaced if there are signs of wear should occur.
Es ist auch vorteilhaft, wenn neben der Prallfläche eine Absaugung aus dem Gehäuse austritt, so daß ein Teil der an den Prallflächen abgebremsten Flüssigkeit bereits über diese Absaugung aus dem Gehäuse entfernt wird, dasselbe gilt für mögliche Abriebpartikel, die durch den Aufprall des Flüssigkeitsstrahls auf die Prallfläche aus dieser freigesetzt werden können.It is also beneficial if alongside the baffle suction from the housing exits so that a Part of the on the baffles slowed down liquid already over this suction from the housing is removed, the same applies to possible Abrasion particles caused by the impact of the liquid jet on the impact surface this can be released.
Die Prallfläche besteht aus einem abriebfesten, biokompatiblen Material, beispielsweise aus einer Keramik, insbesondere aus einer Aluminiumoxid- oder Zirkonoxidkeramik.The impact surface consists of an abrasion-resistant, biocompatible material, for example made of a ceramic, in particular made of an aluminum oxide or zirconium oxide ceramic.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Bestimmung der relativen Positionierung des zu durchtrennenden Knochengewebes und der Strahleinrichtung ein Navigationssystem vorgesehen ist mit Markierelementen, die einerseits an dem zu durchtrennenden Knochengewebe und andererseits an der Strahleinrichtung festgelegt sind.In a further preferred embodiment the invention provides that for determining the relative Positioning of the bone tissue to be cut and the beam device A navigation system is provided with marking elements, on the one hand on the bone tissue to be cut and on the other hand on the beam device are set.
Derartige Navigationssysteme sind an sich bekannt, sie bestimmen die Lage der Markierelemente im Raum beispielsweise über ein mehrere Kameras aufweisendes Kamerasystem, das mit Infrarotstrahlung arbeitet, die von den Markierelementen ausgesandt oder an diesen reflektiert wird. Wenn die Markierelemente fest mit einem bestimmten Gegenstand verbunden sind, beispielsweise dem Knochengewebe oder der Strahleinrichtung, so können deren Lagen und Orientierungen im Raum durch das Navigationssystem genau bestimmt werden, und damit auch die Relativposition zwischen Knochengewebe einerseits und Strahleinrichtung andererseits.Such navigation systems are known per se, they determine the position of the marking elements in the room for example about a camera system comprising several cameras, which uses infrared radiation works that are sent from or to the marking elements is reflected. If the marking elements are fixed with a certain Are connected object, for example the bone tissue or the beam device, so can their positions and orientations in space through the navigation system be determined exactly, and thus also the relative position between Bone tissue on the one hand and beam device on the other.
Die Strahleinrichtung kann direkt oder indirekt fest mit dem zu durchtrennenden Knochengewebe verbunden und diesem gegenüber definiert verschiebbar sein. Beispielsweise könnte die Strahleinrichtung direkt an dem Knochengewebe gehalten werden, z.B. durch Verschraubung, oder aber auch an der Fixiereinrichtung, die den Knochen im Gehäuse fixiert. Dabei weist dann die Strahleinrichtung ein definiert bewegliches Strahlabgabeelement auf, das beispielsweise längs einer Führung verschiebbar ist, so daß der Flüssigkeitsstrahl relativ zum Knochen bewegt werden kann.The beam device can directly or indirectly connected to the bone tissue to be severed and against this defined to be movable. For example, the beam device are held directly on the bone tissue, e.g. by screwing, or also on the fixing device that fixes the bone in the housing. The beam device then has a defined movement Beam delivery element, which is displaceable along a guide, for example that the liquid jet can be moved relative to the bone.
Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Strahleinrichtung gegenüber dem Gehäuse und dem darin fixierten Knochengewebe frei verschiebbar und relativ zu dem zu durchtrennenden Knochengewebe durch eine Steuerung verschiebbar ist. Es gibt also keine mit dem Knochengewebe fest verbundene Führung für die Strahleinrichtung, sondern die Relativverschiebung der Strahleinrichtung gegenüber dem Knochengewebe erfolgt allein durch die Steuerung, die die Strahleinrichtung im Raum gegenüber dem festgelegten Knochengewebe verschiebt.In another embodiment it is envisaged that the Beam device opposite the housing and the bone tissue fixed in it freely displaceable and relative slidable to the bone tissue to be severed by a control is. So there is no guide for the beam device that is firmly connected to the bone tissue, but the relative displacement of the beam device compared to the Bone tissue is done solely by the controller that controls the blasting device in the room opposite moves the fixed bone tissue.
Die Strahleinrichtung kann beispielsweise an einem Bewegungsroboter gehalten sein, es wäre aber auch möglich, die Strahleinrichtung längs einer Schablone zu verschieben oder sogar manuell, wobei dann der Chirurg die Relativpositionierung der Strahleinrichtung zum Knochengewebe über das Navigationssystem kontrolliert.The beam device can, for example be held on a motion robot, but it would also be possible to Beam device lengthways to move a template or even manually, then the Surgeon the relative positioning of the beam device to the bone tissue over the Navigation system checked.
Bei Verwendung eines Bewegungsroboters ist es günstig, wenn dieser einen mehrgelenkigen Roboterarm aufweist, an dem die Strahleinrichtung gehalten ist. Dadurch ist es in sehr vielfältiger Weise möglich, die Strahleinrichtung relativ zum Knochengewebe in ihrer Position zu verändern.When using a motion robot it cheap if it has a multi-articulated robot arm on which the Beam device is held. This makes it possible in a variety of ways Beam device in position relative to the bone tissue change.
Es ist vorteilhaft, wenn der Bewegungsroboter an einem Gerät angeordnet ist, welches Versorgungsaggregate für die Strahleinrichtung und/oder das Gehäuse umfaßt. Diese Versorgungsaggregate können der Aufbewahrung und Zufuhr von Abrasivpartikeln dienen, aber auch zur Entsorgung der Flüssigkeit nach dem Schneidvorgang.It is advantageous if the movement robot is arranged on a device which comprises supply units for the beam device and / or the housing. These supply units can be used to store and supply abrasive particles, but also to dispose of the rivers liquid after the cutting process.
Beispielsweise können an dem Gerät ein Vorratsbehälter und/oder eine Dosiereinrichtung für einen Abrasivmittelzusatz vorgesehen sein, eine Absaugvorrichtung für die Absaugung des Gehäuses und/oder ein Sammelbehälter für aus dem Gehäuse entfernte Flüssigkeiten oder Feststoffe, beispielsweise Knochenpartikel, Abriebpartikel, Körperflüssigkeiten, Schneidflüssigkeiten oder noch nicht gelöste Abrasivpartikel.For example, a storage container and / or a dosing device for one Abrasive additive can be provided, a suction device for suction of the housing and / or a collection container for out removed the case liquids or solids, for example bone particles, abrasion particles, Body fluids cutting fluids or not yet resolved Abrasive particles.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Gerät verfahrbar ist, so daß es relativ zu dem Operationstisch in geeigneter Weise positioniert werden kann.It is advantageous if that Device can be moved is so it appropriately positioned relative to the operating table can be.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments the invention serves in conjunction with the drawing for a more detailed explanation. Show it:
Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel der Implantatation einer Endoprothese am distalen Femurende, also im Kniebereich, erörtert, es versteht sich aber, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch an anderen Körperteilen eingesetzt werden kann, an denen ein Durchtrennen von Knochengewebe notwendig ist.The invention is hereinafter Example of implantation of an endoprosthesis at the distal end of the femur, in the knee area, discussed, but it goes without saying that the device according to the invention also on other parts of the body can be used on which a cutting of bone tissue necessary is.
Zur Durchführung der angesprochenen chirurgischen
Operation wird ein Operationstisch
Zunächst wird auf dem Operationstisch
Am Unterteil
Die Zweiteilung der Bodenplatte
Die Bodenplatte
An der Bodenplatte
Auf die Bodenplatte
Die Wände bestehen aus einem sterilisierbaren
Material, beispielsweise aus Edelstahl, sie können auch aus einem durchsichtigen
Material bestehen, beispielsweise Glas, oder zumindest teilweise durchsichtig
sein, so daß eine
Beobachtung des Innenraumes
In der Vorderwand
Die Durchsteckwand
Die Abdeckplatte
In der Rückwand befindet sich etwa auf
halber Höhe
in der Mitte derselben eine Absaugung
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden
die Prallplatten
Die Prallplatten bestehen aus einem abriebfesten, biokompatiblen Material, beispielsweise aus Al2O3 oder ZrO2.The baffle plates consist of an abrasion-resistant, biocompatible material, for example Al 2 O 3 or ZrO 2 .
Neben dem Operationstisch
An der Oberseite des Gerätes
Dieser Roboterarm
Im Gerät
In der Darstellung der
Das Navigationssystem
Es ist natürlich möglich, zur Positionsbestimmung
des Beines
Die Verwendung der beschriebenen
chirurgischen Vorrichtung wird nachstehend am Beispiel der Vorbereitung
des distalen Endes
Für
diese Operation wird zunächst
die Bodenplatte
Auf der Bodenplatte
Der Zugang zu dem Bein
In dieser Lage kann der Operateur
das Bein
Erst nach Vollendung dieser vorbereitenden Operationsschritte
wird daraufhin das Gehäuse
In einem nächsten Schritt wird das Gerät
Das Navigationssystem
Die Daten des Femurs
Bei einem anderen Verfahren werden
die Daten des Femurs
Die Datenverarbeitungsanlage kann über die Steuerung
Nach dem Durchtrennen trifft der
Flüssigkeitsstrahl
mit immer noch hoher Energie und hohem Druck auf die Prallplatten
Über
die Steuerung
An die distale Schnittebene
Auf das in dieser Weise mit fünf Schnittebenen
Das Aufsetzen der Endoprothese
Nachstehend werden noch einmal die für eine solche Operation notwendigen Einzelschritte für verschiedene Varianten dieser Operation zusammengefaßt wiedergegeben:Below are again the for one such operation necessary individual steps for different variants of this Operation summarized reproduced:
Variante I:Variant I:
1. Vorbereitende Maßnahmen1. Preparatory activities
- 1.1 Lagerung des Patienten auf Operationstisch, gegebenenfalls Anlage einer Blutsperre1.1 Position the patient on the operating table, if necessary Creation of a tourniquet
- 1.2 Steriles Abwaschen und Abdecken des Beines. Die Abdeckung ist dabei abhängig davon, ob auch die Hüfte abgedeckt wird, in diesem Fall ist keine Blutsperre möglich.1.2 Sterile washing and covering of the leg. The cover depends on it of whether the hip too is covered, in this case no tourniquet is possible.
- 1.3 Der Operationstisch wird mit einem speziellen Operationstuch abgedeckt, dieses weist Löcher auf, durch die hindurch das Oberteil der Bodenplatte mittels des Unterteils der Bodenplatte am Operationstisch befestigt werden kann.1.3 The operating table is covered with a special surgical drape covered, this has holes, through which the upper part of the base plate by means of the lower part the base plate can be attached to the operating table.
- 1.4 Die Bodenplatte wird am Operationstisch befestigt, und zwar zusammen mit dem Traggestell.1.4 The base plate is attached to the operating table, namely together with the support frame.
2. Operationsbeginn2. Start of surgery
-
2.1 Das Bein des Patienten wird durch die Durchbrechung
30 der Durchsteckwand hindurchgeführt, diese aber noch nicht in das Gehäuse eingesetzt, sondern das Bein wird nach dem Durchstecken auf dem Traggestell positioniert und fixiert.2.1 The patient's leg is broken through30 passed through the push-through wall, but this has not yet been inserted into the housing, but the leg is positioned and fixed on the support frame after being pushed through. - 2.2 Das Knie wird durch einen medianen Hautschnitt eröffnet und der Zugang wird zur Darstellung des Femurs über das distale Drittel desselben erweitert.2.2 The knee is opened through a median skin incision and access becomes the representation of the femur through the distal third of the same extended.
- 2.3 Alternative: Die Festlegung des Beins am Traggestell kann auch erst nach der Eröffnung des Knies erfolgen.2.3 Alternative: The leg can be attached to the support frame also only after the opening of the Knees are done.
- 2.4 Die Weichteile werden mit Retraktoren auseinandergezogen, so daß ein freier Zugang zum distalen Ende des Femurs gegeben ist.2.4 The soft tissues are pulled apart with retractors, so that a there is free access to the distal end of the femur.
- 2.5 Die Vorderwand, die Rückwand, die Abschlußwand, die Durchsteckwand und die Abdeckplatte werden zu einem geschlossenen Gehäuse zusammengefügt.2.5 The front wall, the rear wall, the end wall, the push-through wall and the cover plate become a closed one casing together.
- 2.6 Durch die Durchstecköffnung wird die Strahleinrichtung in das Innere des Gehäuses eingeführt.2.6 Through the push-through opening the beam device is inserted into the interior of the housing.
- 2.7 Computertomographiebilder des Beines werden auf dem Monitor dargestellt, ebenso die Strahleinrichtung. Die Strahleinrichtung wird dabei lagerichtig über die Darstellung des Femurs eingeblendet, die relative Zuordnung erfolgt über Markerpunkte (Referenzstifte).2.7 Computed tomography images of the leg are shown on the monitor, as are the Jet device. The beam device is shown in the correct position over the representation of the femur, the relative assignment is made via marker points (reference pins).
3. Femurendoprothese mit fünf Resektionsebenen3. Femoral endoprosthesis with five resection
- 3.1 Es werden nacheinander der anteriore Femurschnitt, der vordere Schrägschnitt und der distale Femurschnitt ausgeführt, gegebenenfalls auch noch der hintere Schrägschnitt.3.1 The anterior femoral incision, the front bevel cut and the distal femoral incision is made, if necessary also the rear bevel cut.
- 3.2 Vor dem hinteren Schrägschnitt oder danach wird das zusätzliche Prallelement eingeführt, dies kann entweder nach Öffnung des Gehäuses erfolgen oder durch eine weitere Durchbrechung in der Wand des Gehäuses, die nach Art eines Chemikalienmanipulatorgefässes eine abgedichtete Durchgreiföffnung aufweist, beispielsweise unter Ausbildung eines flexiblen Handschuhs.3.2 Before the rear bevel cut or after that the additional Impact element introduced, this can either be after opening of the housing take place or through a further opening in the wall of the housing, the has a sealed reach-through opening in the manner of a chemical manipulator vessel, for example with the formation of a flexible glove.
- 3.3 Die fehlenden Schnitte werden ausgeführt.3.3 The missing cuts are made.
- 3.4 Das Gehäuse wird entfernt, die abgetrennten Knochenstücke werden entweder nach jedem Sägeschnitt oder nach Herstellung aller Sägeschnitte manuell entfernt.3.4 The housing is removed, the separated pieces of bone are either after each Saw cut or after making all the saw cuts manually removed.
- 3.5 Nach Entfernung des Gehäuses wird die Endoprothese aufgesetzt.3.5 After removing the housing the endoprosthesis is put on.
Daran schließen sich herkömmliche Vorgänge zum Wundverschluß an.This is followed by conventional ones operations to close the wound.
Variante II:Variant II:
Alle Verfahrensschritte laufen gleich ab, es wird jedoch auf dem Monitor nicht ein dreidimensionaler, durch Computertomographie gewonnener Datensatz der knöchernen Struktur dargestellt, sondern die geometrischen Daten des Beines werden vor Festlegung des Beines auf dem Traggestell durch Beugung des Beines an verschiedenen Gelenken und durch andere Bewegungen des Beines mit Hilfe des Navigationssystems festgestellt und zur Berechnung von Vorzugsrichtungen der herzustellenden Schnittebenen verwendet.All process steps are the same off, but the monitor does not display a three-dimensional, Dataset of the bones obtained by computer tomography Structure shown, but the geometric data of the leg be flexed before fixing the leg to the support frame of the leg at various joints and through other movements of the leg with the help of the navigation system and to Calculation of preferred directions of the cutting planes to be produced used.
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