DE69631841T2

DE69631841T2 - Geschlitzte sägeführung für kniescheibe und abtaster

Info

Publication number: DE69631841T2
Application number: DE69631841T
Authority: DE
Inventors: J. Patrick TREACY
Original assignee: Stryker Technologies Corp
Current assignee: Howmedica Osteonics Corp
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: AU5118796A; EP0961581B1; JP2972348B2; ATE261269T1; JPH10506561A; US5542947A; DE69631841D1; WO1996035379A1; EP0961581A1; AU697169B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen orthopädisch/chirurgische Führungsvorrichtungen und Lehren. Insbesondere betrifft die Erfindung eine geschlitzte Führung für eine Kniescheiben-Resektion und einen Abtaster, die bei der Vorbereitung der menschlichen Kniescheibe zur Aufnahme einer Kniescheibenprothese bei einer totalen Kniegelenkrekonstruktion verwendet werden kann. Die geschlitzte Führung für eine Kniescheiben-Resektion und der Abtaster, die von der Erfindung vorgeschlagen werden, ermöglichen es bei einer gemeinsamen Benutzung, dass die Führung genau auf einer Ebene platziert werden kann, die eine präzise Resektion einer vorbestimmten Knochenmenge sicherstellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Resektionsführung eine Vielzahl von kalibrierten und markierten Stufen (Schlitzen), die jeweils in festgelegten vorbestimmten Höhen oberhalb der gewünschten Resektionsebene angeordnet sind. Jeder Schlitz ist so ausgebildet, dass er den Abtaster aufnehmen kann, der zumindest vorübergehend darin befestigt werden kann.
Wenn ein Chirurg beispielsweise erst einmal die Höhe des zu entfernenden Knochens ermittelt hat, muss er nur den Abtaster in dem geeigneten Schlitz (dem Schlitz, dessen Markierung dem genau ermittelten Resektionsumfang entspricht) platzieren und vorübergehend befestigen; danach benutzt er die hier vorgeschlagene Resektionsführung in einer später näher erläuterten Weise, um auf der Kniescheibe eine Sagittalsäge, die zur Durchführung der Resektion verwendet wird, festzuklemmen und zu führen.
Weitere Aspekte der Führung und des Abtasters, die von der Erfindung vorgeschlagen werden, sind (1) die schnelle Art des Befestigens/Lösens des Abtasters selbst, d.h. der Abtaster kann einfach an den kalibrierten und markierten Stufen der Resektionsführung befestigt und leicht wieder von dort entfernt werden, um die Sicht des Chirurgen beim Durchführen der Resektion zu verbessern; (2) die Backen der vorgeschlagenen Resektionsführung umfassen einen Sägeaufnahmeschlitz, der die Resektionsebene definiert und das Sägeblatt aufnimmt, das für die Durchführung der Resektion verwendet wird, wobei eine erhöhte Kontrollmöglichkeit während der Operation geschaffen wird; und (3) ein Führungsmechanismus für das Einführen des Sägeblattes ist in die Kniescheiben-Resektionsführung integriert. Beispielsweise kann der Führungsmechanismus die Form einer "Anschlagleiste" an der Stelle haben, an der das Sägeblatt in den Sägeaufnahmeschlitz eingeführt wird, um das Einsetzen des Sägeblattes in den Schlitz zu erleichtern, eine Führung für das Sägeblatt selbst zu schaffen und die Sicherheitsmerkmale des Instruments zu verbessern.
2. Beschreibung des Standes des Technik
Die zwei größten und längsten Knochen des menschlichen Körpers, der Oberschenkelknochen und das Schienbein, treffen sich am Knie des Menschen. Das Schienbein ist an der vorderen und inneren Seite des Unterschenkels gelegen, hat eine prismoide Form und ist oben an der Stelle, an der es in das Kniegelenk übergeht, verbreitert. Der Kopf des Schienbeins ist groß und verbreitert sich auf jeder Seite zu zwei Ausladungen, den Condylen. Diese Ausladungen bilden zwei glatte konkave Kompartimente oder Oberflächen, die sich zusammen mit den Condylen des Oberschenkels bewegen. Der Condylus medialis steht auf der Vorderseite mehr hervor und ist sowohl in seinem Durchmesser in antero-posteriorer Richtung als auch in seinem Querdurchmesser breiter als der Condylus lateralis. Demgemäss ist die laterale Gelenkfläche des Schienbeins kürzer, flacher und schmaler als die mediale Fläche des Schienbeins. Die mediale Fläche ist breiter, mehr kreisförmig und konkav von Seite zu Seite. Die ventralen Flächen der Rauhigkeiten (Tuberositas) gehen kontinuierlich ineinander über, wobei sie eine einzige große Fläche, die etwas abgeflacht ist, bilden. Auf der dorsalen Seite ist die Tuberositas durch eine flache Vertiefung zur Aufnahme von Bändern geteilt. Die mediale Tuberositas hat auf der dorsalen Seite eine tiefe Querrinne zum Aufnehmen einer Sehne.
Die Kniescheibe ist ein sesamoider oder linsenförmiger Knochen, der in einer Nut zwischen den Condylen des Oberschenkelknochens gleitet. Seine Funktion besteht darin, die Effizienz der vierköpfigen Muskeln zu erhöhen, indem die Wirkungslinie des Vorwärtszugs der Muskeln verlagert wird. Wenn das Knie artikuliert, drücken die Muskeln und die Sehnen die Kniescheibe in Richtung der Condylen des Oberschenkelknochens. Folglich gibt es eine erhebliche Relativbewegung zwischen der Kniescheibe und den anderen, das Kniegelenk bildenden Knochen.
Durch Alter oder Krankheit können die Artikulationsflächen des Knies degenerieren. Um gewisse krankhaft Zustände zu behandeln, ist es üblich geworden, die Condylen chirurgisch zu entfernen und diese Strukturen durch prothetische Implantate zu ersetzen. Durch die gleichen Prozesse können die Artikulationsflächen der Kniescheibe ebenfalls degenerieren. Im Zusammenhang mit der Implantation eines prothetischen Knies können daher die Artikulationsflächen der Kniescheibe ebenfalls ersetzt werden. Wegen der mit der Kniescheibe verbundenen Sehnen ist es generell ratsam, nur die Artikulationsflächen zu ersetzen. Eine Artikulationsfläche aus Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht, mit oder ohne Grundplatte aus Metall, wird auf der dorsalen Seite der Kniescheibe in der Nähe der femoralen Condylen eingesetzt.
Um eine derartige Prothese zu implantieren, wird eine Resektion an der dorsalen Fläche der Kniescheibe ausgeführt, um eine flache Oberfläche zu erzeugen, an der die Prothese befestigt werden kann. In der Vergangenheit musste der Chirurg sich oft auf das Können seiner Hände und Augen verlassen, um eine Sagittalsäge so zu führen, dass sie einen geeigneten Schnitt erzeugt.
Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik zur Unterstützung des Chirurgen bei der Durchführung von Kniescheibenresektionen sind einem Fachmann hinreichend bekannt.
Beispielsweise lehrt Petersen im US-Patent 4,633,862 vom 6. Januar 1987, dessen Inhalt durch Bezugnahme darauf hier integriert wird, ein Verfahren und Instrumente für das Einsetzen einer Kniescheibenprothese, die das Durchführen einer Kniescheibenresektion erforderlich macht.
Insbesondere beschreibt Petersen eine Sägeführung, die ein zangenähnliches Instrument mit zwei gegeneinander verschwenkbaren Backenteilen umfasst. Die Backenteile sind so konstruiert, dass sie den äußeren Umfang der Kniescheibe umfassen können, wobei jeder Backenteil jeweils einen integral mit ihm ausgebildeten Handgriff aufweist und wobei die Handgriffe verschwenkt werden können, um die Backenteile so zu schwenken, dass sie in Eingriff mit dem Umfang der Kniescheibe kommen und wieder davon gelöst werden.. An den Enden der Handgriffe ist eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, die das Verriegeln der Backenteile am Umfang der Kniescheibe ermöglicht.
Weiterhin ist die Sägeführung von Petersen so ausgebildet, dass die hinteren Seiten der Backenteile in derselben Ebene liegen, wobei diese hinteren Seiten der Backenteile die Resektionsebene für die Kniescheibe definieren und dass eine Reihe von Fühlerlehren an der Sägeführung befestigt ist, wobei die Fühlerlehren um eine mit der Schwenkachse der Backenteile gemeinsame Achse schwenkbar sind und wobei eine Vielzahl dieser Fühlerlehren auf der hinteren Seite der Sägeführung angeordnet ist, während eine einzige weitere Lehre auf der vorderen Seite der Sägeführung angeordnet ist.
Die vordere Fühlerlehre hat den Zweck, dem Chirurgen eine Hilfe bei der Feststellung zu geben, ob die Kniescheibe an der richtigen Stelle ergriffen wurde, so dass nach der Resektion ausreichend Knochenmaterial bleibt. Genauer gesagt, sind die hinteren Fühlerlehren dafür vorgesehen, dass die Sägeführung eine Einstellbarkeit besitzt, wobei eine dieser Lehren in einer Position platziert wird, in der sie den hintersten Teil der Kniescheibe berührt. Die vordere Lehre wird dann in eine Position geschwenkt, um zu bestimmen, ob nach der Resektion ausreichend Knochenmaterial bleibt. Wenn die vordere Lehre nicht frei verschwenkbar ist, bleibt ausreichend Knochenmaterial übrig.
Wie oben angedeutet wurde, verwenden Sägeführungen der Art, wie sie von Petersen gelehrt werden, die koplanaren hinteren Seiten der Backenteile, um die Resektionsebene für die Kniescheibe zu definieren. Nachdem die Kniescheibe innerhalb der Sägeführung richtig platziert und die Führung darauf befestigt wurde, kann eine Säge verwendet werden, um den unerwünschten Knochen zu entfernen, indem die Säge manuell platziert und während des ganzen Schneidvorgangs bündig gegen die Flächen der Backenteile, die die oben erwähnte Resektionsebene definieren, gehalten wird.
In dem US-Patent 4,759,350, das durch Bezugnahme für die Hintergrundbeschreibung hier integriert wird, beschreiben Dunn et al. mit großer Genauigkeit (unter Bezugnahme auf die Fig. 18, 19 und 20) ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Vorbereiten einer Kniescheibe für eine Resektion unter Verwendung einer Sägeführung. Die verwendete Führung entspricht dem Typ, der von Petersen beschrieben wurde, zumindest insofern, dass es erforderlich ist, die Säge während des Schneidens des Knochens manuell in ihrer Position in Anlage an die Flächen der Backenteile, die die oben genannte Resektionsebene definieren, zu halten.
Um die Genauigkeit des Schnitts gegenüber dem Typ von Führungsvorrichtung, wie er von Petersen und Dunn et al. beschrieben wird, zu verbessern, sind verbesserte Führungsvorrichtungen bekannt, die einen integrierten sich in und durch die genannten Backenteile erstreckenden Sägeaufnahmeschlitz aufweisen, um eine Säge während des Schneidprozesses aufzunehmen und zu führen. Weiterhin sind Führungsvorrichtungen bekannt, die zusätzlich zu der Ausstattung mit dem oben genannten integrierten Sägeaufnahmeschlitz weiterhin mit einem rotierenden kalibrierten Abtaster zum Messen der Position der Kniescheibe relativ zum Aufnahmeschlitz versehen sind.
Eine dieser Vorrichtungen wird von Whitlock et al. im US-Patent 5,147,365 vom 15. September 1992, das durch Bezugnahme hier integriert wird, beschrieben, in dem der Abtaster nicht nur drehbar ist, sondern auch durch Verschiebung nach oben und/oder unten verstellt werden kann, bevor er in einer gewünschten Position verriegelt wird, wodurch die Vielzahl von Fühlerlehren der Vorrichtung des Typs, wie sie von Petersen beschrieben werden, ersetzt wird.
Im Einzelnen beschreiben Whitlock et al. eine Führung für eine Kniescheiben-Osteotomie zur Verwendung durch einen Chirurgen bei der Vorbereitung einer Kniescheibe für die Aufnahme einer prothetischen Artikulationsfläche auf der dorsalen Seite der Kniescheibe.
Gemäß den Lehren von Whitlock et al. nimmt die Führung eine Kniescheibe zwischen den Backen einer zangenartigen Vorrichtung auf. Die Backen sind ge bogen, um die Kniescheibe eines Patienten zu ergreifen und besitzen eine Reihe von Zähnen, die von den Backen aus nach innen weisen. Die Zähne haben im allgemeinen eine Pyramidenform, jedoch liegt eine Spitze jedes Zahns in einer Ebene, die eine Bodenseite der jeweiligen Backe umfasst. Diese versetzte Anordnung ermöglicht es den Zähnen, die Kniescheibe in der Mitte zu fassen. Jede der Backen hat einen integrierten Aufnahmeschlitz für die Säge, der sich in Längsrichtung erstreckt und durch den eine Sagittalsäge eingeführt werden kann, um exakt einen ausgewählten Bereich der Kniescheibe zu entfernen. Die Spitzen der Backen sind verlängert, so dass die Osteotomie-Führung auch für größere Kniescheiben benutzt werden kann.
Gemäß den Lehren von Whitlock et al. misst der oben genannte Abtaster weiterhin die Position der Kniescheibe relativ zu den integrierten Sägeaufnahmeschlitzen. Der Abtaster kann gedreht werden, so dass eine Messung vom höchsten Punkt der Kniescheibe aus erfolgen kann und dies sogar dann, wenn dieser Punkt asymmetrisch mit Bezug auf den restlichen Teil der Kniescheibe ist.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von Whitlock et al. funktioniert der drehbare Abtaster ebenfalls als Dreh- oder Gelenkpunkt, um den sich die Backen und Handgriffe der Osteotomie-Führung drehen. Die Handgriffe der Osteotomie-Führung sind gegenüber der Ebene der Backen versetzt angeordnet, um den Händen den Zugang zu ermöglichen, ohne dass die Kniescheibensehnen des Patienten störend wirken. Auf den Handgriffen sind eine Gewindestange und eine Flügelmutter vorgesehen, so dass die Führung an der Kniescheibe festgeklemmt werden kann.
Wie oben erwähnt wurde, ist der drehbare Abtaster gemäß den Lehren von Whitlock et al. weiterhin nach oben und unten verschiebbar und kann dann in einer ausgewählten Position verriegelt werden, was unter Verwendung einer Zugstange und Rastkugeln geschieht, wodurch die im integrierten Patent von Petersen beschriebene Vielzahl von Fühlerlehren ersetzt wird.
Von einem rein mechanischen Gesichtspunkt aus gesehen, macht der dreh- und einstellbare Abtaster, der in die Führung des Typs, wie von Whitlock et al. gelehrt wird, integriert ist, eine derartige Führung übermäßig komplex, kostspielig und anfällig für mechanisches Versagen durch die Anzahl der benötigten Teile, die für die Herstellung und Verwendung einer solchen Führung erforderlich sind.
Weiterhin erfordert der von Whitlock et al. vorgeschlagene kalibrierte Abtaster, dass der Chirurg eine erwünschte Resektionstiefe visuell bestimmt und dann den Abtaster an einer vorgeschriebenen, zuvor gemessenen Position verriegelt. Die Prozedur des Messens, Anordnens der Instrumente und Einstellens des Abtasters, die Whitlock et al. erforderlich machen, ist abhängig von der Sicht und manuellen Fingerfertigkeit des Chirurgen bei der Handhabung des Abtasters, kann ungenau sein und stellt beispielsweise nicht sicher, dass eine exakte Knochenhöhe (beispielsweise genau 6 mm, 7 mm usw. des Knochens) während einer bestimmten Operation entfernt werden kann.
Weiterhin, obwohl die von Whitlock et al. gelehrte Abtasteranordnung während des Resektionsprozesses an sich (durch Drehung) "aus dem Weg genommen" werden kann, bleibt der Abtaster ein potentielles Hindernis für die Sicht und die Manipulation der Führung, da er physikalisch in die Führung integriert ist.
Darüber hinaus sind Führungen von der Art, wie Whitlock et al. sie lehren, ungeeignet für das einfache Einsetzen und Einführen der Säge in einen Aufnahmeschlitz. Derartige Führungen sind potentiell gefährlich, wenn beim Versuch, die Säge in den Aufnahmeschlitz einzuführen, ein Missgeschick passiert, insbesondere, wenn (zum Zeitpunkt des Einführens der Säge) der Patient "geöffnet" und die Operation im Gange ist.
Das US-Patent 5 108 401 (Insall et al.) offenbart in seinem Abstract eine Schneidklemme für eine Kniescheibe mit zwei Backenteilen, die in einer scherenartigen Verbindung aneinander befestigt sind, um eine Schwenkbewegung relativ zueinander um eine zwischen ihren Enden befindliche Achse zu ermöglichen. Jeder Backenteil hat einen Griffteil, der sich von der Schwenkachse in die eine Richtung erstreckt und einen Backenabschnitt, der sich in die andere Richtung erstreckt. Die Backenteile haben sich gegenüberliegende Kanten, die so geformt sind, dass sie die gegenüberliegenden Ränder einer Kniescheibe ergreifen können. Längs der Kniescheiben-Greifkanten angeordnete Zähne greifen und halten die Kniescheibe fest. In einer gemeinsamen Ebene in den Backenabschnitten liegende Sägeführungsschlitze führen die Säge, wenn der Schnitt ausgeführt wird. An den Backenteilen ist eine Hebevorrichtung für die Kniescheibe angeordnet, die entlang der Schwenkachse beweglich ist und eine Plattform aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie in Eingriff mit dem vorderen Teil der Kniescheibe gebracht werden kann. Zum Einstellen und Aufrechterhalten einer vorbestimmten Position der Hebevorrichtung relativ zu den Backenteilen ist ein Mechanismus vorgesehen, wodurch die Kniescheibe in einer vorbestimmten Position relativ zu den Sägeführungsschlitzen platziert wird. Ein weiterer Mechanismus hält die Backenteile in einer abgestimmten Position relativ zueinander, wobei die Backenabschnitte die Kniescheibe ergreifen und halten.
Aus allen oben geschilderten Gründen ist es wünschenswert, eine einfach zu verwendende Resektionsführung zu schaffen, die mechanisch einfach und verlässlich ist und es ermöglicht, eine sehr genaue Resektion durchzuführen, ohne sich auf den Chirurgen verlassen zu müssen, der eine Messung durchführen und dann eine gewünschte Resektionstiefe unter Verwendung eines kalibrierten Abtasters der Art, wie von Whitlock et al beschrieben wird, vor dem Befestigen der Resektionsführung einstellen muss.
Insbesondere ist es wünschenswert, wenn es nicht erforderlich wäre, Messungen durchzuführen und dann den Abtaster erforderlichenfalls innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf eine der festgelegten Resektionstiefen einzustellen, die oft bei der Durchführung von Knieoperationen verwendet werden, wie beispielsweise ein Bereich von 6 mm bis 11 mm mit Schritten von jeweils 1 mm.
Weiterhin ist es wünschenswert, eine Resektionsführung bereitzustellen, bei der eine akkurate Resektionsebene einfach eingestellt werden kann, indem ein schnell lösbarer Abtaster verwendet wird, der schnell an auf der Resektionsführung vorgesehenen kalibrierten und markierten Stufen befestigt (und von dort wieder gelöst) werden kann, um die gute Sicht während der Resektion beizubehalten.
Darüber hinaus ist es wünschenswert, eine Resektionsführung bereitzustellen, die in Kombination mit den oben genannten erwünschten Merkmalen nicht nur einen Schlitz sondern auch eine Einführungshilfe für das Sägeblatt aufweist, um die oben genannte Verletzungsgefahr zu vermeiden, falls es ein Missgeschick beim Versuch gibt, die Säge in den Aufnahmeschlitz einzuführen.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Angesichts der vorstehenden Ausführungen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach zu verwendende und mechanisch simple Kniescheiben-Resektionsführung zu schaffen, die sehr genaue, wiederholt durchzuführende Resektionen erlaubt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kniescheiben-Resektionsführung zu schaffen, die sehr genaue, wiederholt durchzuführende Resektionen erlaubt, ohne zuvor (jedes Mal, wenn das Instrument verwendet wird) die gewünschte Resektionstiefe messen und darin unter Verwendung eines kalibrierten einstellbaren Abtasters festlegen zu müssen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Kniescheiben-Resektionsführung zu schaffen, die sehr genaue, wiederholt über einen vorbestimmten Bereich von festgelegten Resektionstiefen, die bei der Durchführung von Knieoperationen oft verwendet werden, durchzuführende Resektionen erlaubt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kniescheiben-Resektionsführung zu schaffen, die die oben erwähnten Aufgaben erfüllt und gleichzeitig Dank ihrer Konstruktion und ihren Betriebsmerkmalen die Sicht des Chirurgen während der Durchführung einer Resektion nicht unnötigerweise beeinträchtigt.
Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Kniescheiben-Resektionsführung zu schaffen, die verwendet werden kann, um eine akkurate Resektionsebene einzustellen und die mit einem schnell lösbaren Abtaster kombiniert ist, der einfach an auf der Resektionsführung selbst (nicht am Abtaster) vorgesehenen kalibrierten und markierten Stufen befestigt (und von dort schnell wieder gelöst) werden kann, wodurch die Sicht des Chirurgen beim Durchführen der Operation durch die Tatsache verbessert wird, dass der Abtaster entfernt werden kann.
Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Resektionsführung zu schaffen, die in Kombination mit den obigen erwünschten Merkmalen geschlitzt ist (d.h. einen Sägeaufnahmeschlitz besitzt), um eine Säge zu führen und die eben falls mit einer Sägeblatteinführungshilfe versehen ist, um die Möglichkeit von Verletzungen für den Fall, dass beim Versuch, die Säge in den Aufnahmeschlitz einzuführen, ein Missgeschick passiert, zu vermeiden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Führen einer Säge, die zum Durchführen einer Knochenresektion verwendet wird, durch den beigefügten Anspruch 1 definiert.
Gemäß diesem ersten Aspekt der Erfindung umfassen die Mittel zum Einstellen der Resektionstiefe weiterhin einen Abtaster, der lösbar an der wenigstens einen Stufe befestigt ist, wobei jede Stufe eine ihr zugeordnete Führung für das Einführen eines Sägeblattes aufweist, die als integraler Bestandteil des Backenteils ausgebildet ist, auf dem eine bestimmte Stufe angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Führung für das Einführen vom Umfang des Backenteils, an dem die bestimmte Stufe sich befindet, nach außen und ist eine einstückig angeformte Verlängerung des Schlitzes.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zum Einstellen der Resektionstiefe eine Vielzahl von kalibrierten und markierten Stufen, die über einen vorbestimmten Bereich der zuvor festgesetzten Resektionstiefen verteilt sind. Die Stufen sind alle als integraler Bestandteil der Backenteile ausgebildet.
Die mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagenen Instrumente umfassen weiterhin einstellbare Verriegelungsmittel, die zwischen den oben genannten Handgriffen befestigt sind, um die jeweilige Position der Handgriffe festzulegen und damit die Backenteile in der jeweiligen Position zu verriegeln.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung richtet sich auf einen Abtaster, der zur Verwendung in Verbindung mit einer Sägeführung für eine Knochenresektion vorgesehen ist, wobei die Sägeführung erste und zweite Arme aufweist, die an einer ersten Schwenkachse schwenkbar aneinander befestigt sind, wobei jeder dieser Arme an einem Ende einen Handgriff und am anderen Ende ein Backenteil aufweist und wobei das Schwenken der Handgriffe in Richtung aufeinander zu verursacht, dass die Backenteile um die Schwenkachse herum aufeinander zu schwenken und in Anlage an die Außenoberfläche des Knochens kommen, um eine akkurate Resektionsebene aus einer Anzahl von über einen vorbestimmten Bereich verteilten, vorgegebenen Resektionsebenen festzusetzen, wobei jede vorgegebene Resektionsebene einer der kalibrierten und markierten Stufen entspricht, die auf einem der Backenteile angeordnet sind, wobei der Abtaster folgendes umfasst: (a) Mittel zum Kontaktieren einer freiliegenden Oberfläche des Knochens, und (b) Mittel, um den Abtaster lösbar an einer ausgewählten Stufe zu befestigen, wodurch eine akkurate Resektionsebene aus einer Anzahl von vorgegebenen Resektionsebenen ausgewählt und eingestellt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die oben genannten Mittel zum lösbaren Befestigen weiterhin federbetätigte Mittel, um den Abtaster in Eingriff zu bringen.
Die Erfindung besitzt als Merkmal eine Sägeführung für eine Resektion, die das Ausführen sehr akkurater, wiederholt durchzuführender Resektionen über einen vorbestimmten Bereich von festgelegten Resektionstiefen, die bei der Durchführung von Knieoperationen am häufigsten verwendet werden, erlaubt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die kalibrierten und markierten Stufen auf der Führung für den Bereich von 6 mm bis 11 mm in Schritten von 1 mm ausgelegt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Fähigkeit, eine akkurate Resektionsebene festzusetzen, ohne dass die Notwendigkeit besteht, Messungen durchzuführen und dann zu versuchen, visuell die akkurate Resektionstiefe festzusetzen, Dank der Verwendung eines schnell lösbaren Abtasters, der leicht an den kalibrierten und markierten Stufen auf der Resektionsführung befestigt werden kann. Ein weiteres Merkmal der Erfindung unter Verwendung des schnell lösbaren Abtasters ist die verbesserte Sicht, die dadurch erzielt wird, dass der Abtaster während der Resektion leicht entfernt werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung umfassen die verbesserte Kontrolle über das Sägeblatt, die erzielt wird, wenn die Resektion mit der geschlitzten Sägeführung durchgeführt wird und der vergrößerte Sicherheitsfaktor, der durch die Einführungshilfe für das Sägeblatt erzielt wird, weil es hierdurch einfacher (und damit sicherer) wird, das Sägeblatt in den Schlitz einzuführen.
Diese und weitere Zwecke, Ausführungsformen und Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie die An der Durchführung werden einem Fachmann ersichtlich und die Erfindung selbst lässt sich am besten durch die folgende genaue Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verstehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Draufsicht auf die geschlitzte Kniescheiben-Resektionsführung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
2 zeigt den Teil der in 1 gezeigten geschlitzten Kniescheiben-Resektionsführung , der dem Schnitt A–A entspricht.
3 zeigt eine Seitenansicht der in 1 gezeigten geschlitzten Kniescheiben-Resektionsführung.
4 zeigt ein Beispiel einer lösbaren Abtasteranordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung für die Verwendung in Kombination mit der in 1 gezeigten geschlitzten Kniescheiben-Resektionsführung.
GENAUE BESCHREIBUNG
Es wird jetzt Bezug auf die 1 genommen, die, wie oben erwähnt wurde, eine Draufsicht auf eine geschlitzte Kniescheiben-Resektionsführung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die geschlitzte Kniescheiben-Resektionsführung 100 ist bei Verwendung in Kombination mit dem Abtaster gemäß der Erfindung (zum Beispiel Abtaster 400, der unter Bezugnahme auf die 4 weiter unten genau gezeigt und erläutert wird) eine Vorrichtung, die bei der Vorbereitung einer menschlichen Kniescheibe zur Aufnahme einer Kniescheibenprothese bei einer totalen Kniegelenkrekonstruktion benutzt wird. Die Führung 100 und der Abtaster 400 vereinfachen bei der kombinierten Verwendung die akkurate Platzierung der Führung in einer Ebene, um die Resektion einer vorbestimmten Knochenmenge durchzuführen.
Die von der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagene und in der 1 gezeigte geschlitzte Resektionsführung hat sechs in verschiede nen Höhen über der Resektionsebene angeordnete Schlitze, um den als Beispiel gezeigten Abtaster 400 aufzunehmen. Insbesondere erlauben die in der 1 gezeigten Schlitze (Schlitze 101–106) Resektionen von 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm bzw. 11 mm.
Wenn der Chirurg die zu entfernende Knochenhöhe bestimmt hat, wird der hier beschriebene Abtaster 400 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einfach in den entsprechenden Schlitz eingeführt und lösbar befestigt.
Die Führung 100 wird ebenfalls verwendet, um die Kniescheibe fest zu halten und eine Aufnahme zum Führen des Sägeblatts zu schaffen.
Die in der Zeichnung dargestellten Instrumente werden jetzt in näheren Einzelheiten im Zusammenhang mit einer beispielhaften Ausführungsform bezüglich ihrer Verwendung zur Durchführung einer Kniescheibenresektion erläutert.
Zuerst wird die Gesamtstärke der Kniescheibe gemessen. Basierend auf der Stärke der Kniescheibe bestimmt der Chirurg die zu entfernende Knochenhöhe. Ein schnell lösbarer Abtaster, der exemplarisch durch den in der 4 dargestellten Abtaster 400 gezeigt ist, wird dann in der entsprechenden markierten Position auf der Resektionsführung platziert, um die erwünschte Resektionsebene zu erhalten.
Die Resektionsführung 100 wird dann auf der Kniescheibe platziert, so dass der Abtaster die Kniescheibe in dem Bereich berührt, in dem die Stärke gemessen wurde, um die Schnitttiefe zu bestimmen. Ähnliche Verfahren (mit einem Abtaster, der die Kniescheibe in dem Bereich berührt, in dem die Stärke gemessen wurde) zum Bestimmen der Schnitttiefe unter Verwendung eines Abtasters, der einstückig mit den Resektionsführungen des Stands der Technik ausgebildet ist, sind ausführlich in den Patenten beschrieben, die vorstehend durch die Bezugnahme hier integriert wurden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Resektionsführung 100 dann festgeklemmt und an ihrem Platz verriegelt, und danach wird der Abtaster 400 entfernt. Ein Sägeblatt wird dann in die geschlitzte Aufnahme eingeführt, um die Resektion durchzuführen.
Durch die Verwendung der in den 1 – 4 veranschaulichten Vorrichtung ist der Chirurg in der Lage, akkurat und wiederholt (an anderen Patienten unter Verwendung des gleichen Instruments) Resektionen über einen vorbestimmten Bereich von denjenigen Resektionstiefen durchzuführen, die am häufigsten bei der Durchführung von Knieoperationen verwendet werden, ohne dass die Notwendigkeit besteht, Messungen durchzuführen und dann zu versuchen, die Sägeführung und den Abtaster visuell akkurat zu platzieren, um eine erwünschte Resektionstiefe zu erzielen.
Weiterhin wird durch die Verwendung des schnell lösbaren Abtasters, wie bereits zuvor angedeutet wurde, eine Verbesserung der Sicht erzielt, indem der Abtaster entfernt wird, nachdem die Sägeführung für die Resektion eingestellt wurde.
Weiterhin, wie unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ersichtlich ist, kann eine verbesserte Kontrolle über das Sägeblatt beim Durchführen der Resektion erzielt werden, da die als Beispiel gezeigte Resektionsführung 100 geschlitzt ist (d.h. einen Aufnahmeschlitz für die Säge umfasst). Der Aufnahmeschlitz zum Erzielen der Sägeblattkontrolle ist am besten unter Bezugnahme auf den Schnitt A–A in 1, der in 2 vergrößert dargestellt ist, ersichtlich.
Die 2 zeigt insbesondere den Teil der geschlitzten Sägeführung für eine Kniescheibe gemäß 1, der dem Schnitt A–A entspricht und einen in zwei Teilen 201a und 201b dargestellten Sägeaufnahmeschlitz 201 umfasst. Der Teil 201a des Aufnahmeschlitzes ist innerhalb eines Backenteils 190 (bestehend aus einem unteren Backenteilabschnitt 110 und einem oberen Backenteilabschnitt 120) auf einem Arm 132 (gezeigt in 1) der Resektionsführung angeordnet und der Teil 201b des Aufnahmeschlitzes ist innerhalb eines Backenteils 191 (bestehend aus einem unteren Backenteilabschnitt 111 und einem oberen Backenteilabschnitt 121) auf einem Arm 131 (ebenfalls gezeigt in 1) der Resektionsführung angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung muss der Aufnahmeschlitz 201 breit genug sein, um es zu ermöglichen, dass ein Sägeblatt ungehindert durch die Schlitzöffnung in einer Backe (z.B. Öffnung 201a) hindurchpasst und ungehindert durch und in die Schlitzöffnung in der gegenüberliegenden Backe (z.B. Öffnung 201b) bei einer maximalen Spreizung der Führungsbacken geht.
Gemäß der Erfindung wird der erhöhte Sicherheitsfaktor, der hier bereits zuvor erwähnt wurde, durch eine Einführungshilfe für ein Sägeblatt erreicht (wie die als Beispiel gezeigte Einführungshilfe, die in Form von "Anschlagleisten" 150 und 151 dargestellt ist, die sich vom Umfang der unteren Backenteile 110 und 111 aus erstrecken), die es einfacher (und damit sicherer) macht, das Sägeblatt in den Schlitz einzuführen. Diese Verlängerungen können als einstückig angeformte Verlängerungen der Schlitze angesehen werden, die von beispielhaft gezeigten Paaren von Backenteilen 110/120 und 111/121 gebildet werden.
Die 2 zeigt weiterhin in Übereinstimmung mit den Lehren der Erfindung, wie die verschiedenen kalibrierten und markierten Stufen unterschiedliche Resektionstiefen ergeben, wenn die Kombination aus Führung 100 und Abtaster 400 gemäß den Lehren der Erfindung verwendet wird. Die 2 zeigt insbesondere, dass der Schlitz 105, der gegenüber dem Schlitz 102 angeordnet ist, im oberen Backenteil 120 ungefähr 3 mm höher als der im Backenteil 121 vorgesehene Schlitz 102 angeordnet ist. Das Ergebnis ist, dass, nachdem der Abtaster 400 in den Schlitz 105 eingesetzt und zum Bestimmen der Position, an der die Führung 100 befestigt werden soll, benutzt wurde, sich eine Resektionsebene ergibt, deren Tiefe 3 mm größer ist, als dies beim Einsetzen des Abtasters 400 in den Schlitz 102 der Fall wäre.
Weitere Aspekte der Sägeführung 100 werden jetzt unter Bezugnahme auf die 1 und 3 beschrieben (wobei die 3 eine Seitenansicht der in 1 dargestellten geschlitzten Kniescheiben-Resektionsführung ist), um es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu benutzen.
Insbesondere umfasst die in der 1 dargestellte Sägeführung 100 die bereits zuvor erwähnten linken und rechten Arme, die mit den Bezugszeichen 131 bzw. 132 versehen sind. Die Arme sind, wie gezeigt wird, durch einen Gelenkbolzen 133, eine Unterlegscheibe 134 und eine mit Gewinde versehene Kappe 135 (alle in 3 dargestellt) miteinander verbunden, wobei die Teile 133 und 135 so angezogen werden, dass die Arme 131 und 132 frei beweglich sind, nachdem die Kappe 135 auf den Körper der Führung 100 geschweißt wurde.
Unter Bezugnahme auf die 1 ist weiterhin ersichtlich, dass die als Beispiel gezeigte Führung 100 eine Einsteckblattfeder 136, eine Aufnahmeblattfeder 137, zwei Kopfschrauben mit Steckbuchse, als Schrauben 138a bzw. 138b dargestellt, einen Sprengring 139, eine mit Gewinde versehene Verriegelungsstange 140, einen Verriegelungsknopf 141 und einen Passstift 142 umfasst, die zusammen einen Mechanismus zum Einstellen der Führung 100 und zu ihrem Verriegeln in ihrer Position oberhalb einer Kniescheibe nach Auswahl der richtigen Resektionstiefe bilden.
Es wird jetzt Bezug auf die 4 genommen, die ein Beispiel einer lösbaren Abtasteranordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung in Kombination mit geschlitzten Kniescheiben-Resektionsführungen des Typs, der in der 1 dargestellt wurde, zeigt.
Insbesondere zeigt die 4 die Kombination aus einem Abtasterkörper 401, einem Daumenstück, das in zwei Teilen dargestellt ist, 402a (auf den Druck mit dem Daumen ausgeübt und/oder der losgelassen wird, um jeweils den Abtaster von der Führung 100 zu lösen und/oder an ihr zu befestigen) und 402b (der, wenn das Daumenstück in der total zusammengedrückten Stellung ist, zur bei 405 dargestellten größten Ausdehnung führt), einer Druckfeder 403, eine in den Abtaster eingreifende Schraube 404 und Mittel 410 zum Kontaktieren einer freiliegenden Oberfläche eines Knochens, wenn der Abtaster im Zusammenhang mit dem Festlegen der Resektionstiefe für die Führung 100 benutzt wird.
Der Abtaster 400, der mit der Führung 100 zusammenarbeitet, jedoch von dieser getrennt hergestellt werden kann, kann somit gemäß einem Aspekt der Erfindung charakterisiert werden als (a) Mittel zum Kontaktieren einer freiliegenden Oberfläche des Knochens und (b) Mittel zum lösbaren Befestigen des Abtasters an einer ausgewählten Stufe, wodurch eine akkurate Resektionsebene aus einer Anzahl von vorgegebenen Resektionsebenen ausgewählt und eingestellt wird.
Wie bereits zuvor angedeutet wurde, können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die oben genannten Mittel zum lösbaren Befestigen weiterhin mittels einer Feder betätigte Mittel umfassen, um den Abtaster in Eingriff zu bringen, wie die als Beispiel in der 4 dargestellten Befestigungsmittel..
Was im vorstehenden Text im Einzelnen beschrieben wurde, sind Verfahren und Vorrichtungen, die sämtliche oben genannten Aufgaben lösen. Wie zuvor angedeutet wurde, erkennt ein Fachmann, dass die vorstehende Beschreibung lediglich dem Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung dient. Sie soll nicht dahingehend verstanden werden, dass die Erfindung damit erschöpft ist oder auf die genaue offenbarte Ausführungsform beschränkt werden soll, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich.
Die hier dargestellten Ausführungsformen und Beispiele wurden vorgelegt, um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit bestmöglich zu erklären, um es einem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen, die dem speziellen beabsichtigten Zweck angemessen sind, auf die beste Art zu nutzen.
Angesichts der obigen Ausführungen ist es selbstverständlich, dass die beigefügten Ansprüche alle Modifikationen und Variationen dieser Art, die in den Umfang der Erfindung fallen, einschließen.

Claims

Vorrichtung zum Führen einer Säge, die zur Durchführung einer Knochenresektion verwendet wird, umfassend: (a) Mittel zum Ergreifen des Knochens mit ersten und zweiten Armen (120, 121), die an einer ersten Schwenkachse schwenkbar aneinander befestigt sind, wobei jeder dieser Arme an einem Ende einen Handgriff und am anderen Ende ein Backenteil aufweist, wobei das Schwenken der Handgriffe in Richtung aufeinander zu verursacht, dass die Backenteile um die Schwenkachse herum aufeinander zu schwenken und in Anlage an der Außenoberfläche des Knochens kommen; (b) Führungsmittel (110, 111), die als integraler Teil innerhalb der Backenteile angeformt sind und eine Resektionsebene definieren, um ein Sägeblatt aufzunehmen und zu führen; und (c) Mittel zum Einstellen der Resektionstiefe (101–106), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einstellen der Resektionstiefe (101–106) mindestens eine kalibrierte und markierte Stufe umfassen, die als integraler Teil von mindestens einem der Backenteile ausgebildet ist, wobei die mindestens eine kalibrierte und markierte Stufe so gestaltet ist, dass sie mit einem Abtaster zusammenarbeitet, der lösbar in die Stufe eingreifen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Einstellen der Resektionstiefe weiterhin einen Abtaster (400) aufweisen, der lösbar an der wenigstens einen Stufe befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Abtaster ferner federbetätigte Mittel (410) aufweist, um ihn in Eingriff zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Stufe eine ihr zugeordnete Führung (201a, 201b) für das Einführen eines Sägeblattes aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Führung für das Einführen als integraler Bestandteil des Backenteils (190, 191) ausgebildet ist, auf dem eine bestimmte Stufe angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Führung für das Einführen (110, 111) sich vom Umfang des Backenteils, an dem die bestimmte Stufe sich befindet, nach außen erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Führung für das Einführen eine einstückig angeformte Verlängerung (150, 151) der Führungsmittel ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Einstellen der Resektionstiefe (101–106) weiterhin eine Vielzahl von kalibrierten und markierten Stufen aufweisen, die über einen vorbestimmten Bereich der zuvor festgesetzten Resektionstiefen verteilt sind und einen integralen Bestandteil der Backenteile (120, 121) bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Stufen eine ihnen zugeordnete Führung (110, 111) für das Einführen eines Sägeblattes aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Führung zum Einführen als integraler Bestandteil der Backenteile in Form einer Verlängerung (150, 151) der Führungsmittel ausgebildet ist und sich vom Umfang der Backenteile nach außen erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mittel zum Einstellen der Resektionstiefe ferner einen Abtaster (400) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Abtaster weiterhin folgendes umfasst: (a) Mittel (410) zum Kontaktieren einer freiliegenden Oberfläche des Knochens; und (b) Mittel (401, 402a, 402b) um den Abtaster lösbar an einer ausgewählten Stufe zu befestigen, wodurch eine akkurate Resektionsebene aus der Anzahl von vorgegebenen Resektionsebenen ausgewählt und eingestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mittel zum lösbaren Befestigen weiterhin mittels einer Feder (403) betätigte Mittel (401, 402b) umfassen, um den Abtaster in Eingriff zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin einstellbare Verriegelungsmittel (140) aufweist, die zwischen den Handgriffen befestigt sind, um die jeweilige Position der Handgriffe festzulegen und damit die Backenteile in der jeweiligen Position zu verriegeln.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens einer der Backenteile weiterhin eine Führung (201a, 201b) für das Einführen eines Sägeblattes aufweist.
Abtaster (400) zur Verwendung in Verbindung mit einer Sägeführung für eine Knochenresektion, wobei die Sägeführung erste und zweite Arme (120, 121) aufweist, die an einer ersten Schwenkachse schwenkbar aneinander befestigt sind, wobei jeder dieser Arme an einem Ende einen Handgriff und am anderen Ende ein Backenteil aufweist und wobei das Schwenken der Handgriffe in Richtung aufeinander zu verursacht, dass die Backenteile um die Schwenkachse herum aufeinander zu schwenken und in Anlage an der Außenoberfläche des Knochens kommen, um eine akkurate Resektionsebene aus einer Anzahl von über einen vorbestimmten Bereich verteilten, vorgegebenen Resektionsebenen festzusetzen, wobei jede vorgegebene Resektionsebene einer der kalibrierten und markierten Stufen entspricht, die auf einem der Backenteile angeordnet sind, umfassend (a) Mittel (410) zum Kontaktieren einer freiliegenden Oberfläche des Knochens, und (b) Mittel (401, 402a, 402b) um den Abtaster lösbar an einer ausgewählten Stufe zu befestigen, wodurch eine akkurate Resektionsebene aus einer Anzahl von vorgegebenen Resektionsebenen ausgewählt und eingestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Mittel zum lösbaren Befestigen weiterhin mittels einer Feder (403) betätigte Mittel (401, 402b) umfassen, um den Abtaster in Eingriff zu bringen.