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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR ALIGNING A GUIDE TEMPLATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/009596
Kind Code:
A1
Abstract:
The device serves to align a guide template for the distal femoral section in unicompartmental joint replacements and comprises, in essence: A) two onlay elements (5; 12) each having a bearing surface (3; 6), which can be placed in a plane (1) and which are designated for placing against each condyle (24; 25) of a femur (21); B) at least one rod-shaped transversal support (10; 11), which is arranged parallel to a transversal axis (2), is terminally joined to the first onlay element (12), and which can be joined to the second onlay element (5), whereby the transversal axis (2) runs parallel to the plane (1), and; C) a guide template (20), whereby positioning means (26) enable the guide template (20) to be displaced parallel to the plane (1) as well as with regard to the second onlay element (5) and to be releasably arrested, whereby; D) the second onlay element (5) is rotationally fixed with regard to rotation around the transversal axis (2), can be displaced on the at least one transversal support (10; 12) in a manner that is coaxial to the transversal axis (2), and can be releasably arrested.

Inventors:
ZIRNGIBL NICOLAS (CH)
HERZOG ROLAND (CH)
BAUER PETER (CH)
Application Number:
PCT/CH2000/000410
Publication Date:
February 07, 2002
Filing Date:
July 28, 2000
Export Citation:
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Assignee:
STRATEC MEDICAL AG (CH)
ZIRNGIBL NICOLAS (CH)
HERZOG ROLAND (CH)
BAUER PETER (CH)
International Classes:
A61B17/15; (IPC1-7): A61B17/15
Foreign References:
FR2664157A11992-01-10
EP0378294A11990-07-18
US5122144A1992-06-16
US5514143A1996-05-07
US4524766A1985-06-25
EP0322363A11989-06-28
Attorney, Agent or Firm:
Lusuardi, Werther (Dr. Lusuardi AG Kreuzbühlstrasse 8 Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Ausrichtung eines chirurgischen Werkzeuges bei unikompartimentellen Kniegelenkersätzen, welche A) zwei Auflageelemente (5 ; 12) mit je einer Auflagefläche (3 ; 6), welche zur Anlage an je eine Kondyle (24 ; 25) eines Femur (21) bestimmt sind ; B) mindestens einen stabförmigen, parallel zu einer beide Kondylen (24 ; 25) schneidenden Querachse (2) angeordneten Querträger (10 ; 11), welcher endständig mit dem ersten Auflageelement (12) verbunden ist und mit dem zweiten Auflageelement (5) lösbar arretierbar ist, wobei die Querachse (2) parallel zu einer Ebene (1) verläuft ; und C) mindestens eine Führungsschablone (20) umfasst, wobei die Führungsschablone (20) durch Positioniermittel (26) parallel zur Ebene (1) und relativ zum zweiten Auflageelement (5) verschiebbar und lösbar arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass D) das zweite Auflageelement (5) bezüglich Rotation um die Querachse (2) verdrehfest und koaxial zur Querachse (2) auf dem mindestens einen Querträger (10 ; 12) verschiebbar und lösbar arretierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Auflageelement (5) ein die zweite Auflagefläche (6) beinhaltendes Einsatzelement (13) umfasst, welches koaxial zu einer senkrecht auf der Ebene (1) stehenden Zentralachse (9) und relativ zum zweiten Auflageelement (5) verschiebbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Auflageelement (5) koaxial zur Zentralachse (9) eine Bohrung mit einem Innengewinde (8) umfasst und das Einsatzelement (13) mittels einer Stellschraube (7), welche in das Innengewinde (8) schraubbar ist, koaxial zur Zentralachse (9) verschiebbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten Querträger (10) und einen zweiten Querträger (11) umfasst und das zweite Auflageelement (5) zwei parallele Bohrungen (22 ; 23) zur Aufnahme der Querträger (10 ; 11) aufweist, so dass das zweite Auflageelement (5) bezüglich Rotation um die Querachse (2) verdrehfest auf den Querträgern (10 ; 11) verschiebbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniermittel (26) mindestens ein dem ersten Auflageelement (12) entgegengesetzt über das zweite Auflageelement (5) vorstehendes Stabsegment (27) der Querträger (10 ; 11) und eine zweite Fixierschraube (29) umfassen, wobei die Führungsschablone (20) bezüglich Rotation um die Querachsen (2 ; 28) verdrehfest, koaxial zur Querachse (2) verschiebbar und mittels der zweiten Fixierschraube (29) lösbar arretierbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniermittel (26) mindestens einen parallel zu einer Längsachse (4) angeordneten Längsträger (14 ; 15) und eine zweite Fixierschraube (29) umfassen, wobei der mindestens eine Längsträger (14 ; 15) mindestens ein erstes Ende (16 ; 17), mindestens ein zweites Ende (18 ; 19) aufweist und mit dem mindestens einen ersten Ende (16 ; 17) am zweiten Auflageelement (5) so verbindbar ist, dass die Längsachse (4) parallel zur Ebene (1) verläuft und senkrecht auf der Querachse (2) steht, und die Führungsschablone (20) auf dem mindestens einen Längsträger (14 ; 15) bezüglich Rotation um die Längsachse (4) verdrehfest, koaxial zur Längsachse (4) verschiebbar und mittels der zweiten Fixierschraube (29) lösbar arretierbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Auflageelement (12) aus Kunststoff hergestellt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageelemente (5 ; 12) in eine Ebene bringbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Auflageelement (5) bezüglich Rotation um die Querachse (2) bezüglich der Führungsschablone (20) verdrehfest und koaxial zur Querachse (2) auf dem mindestens einen Querträger (10 ; 12) verschiebbar und lösbar arretierbar ist.
Description:
Vorrichtung zur Ausrichtung einer Führunqsschablone Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ausrichtung einer Führungsschablone für den distalen Femurschnitt bei unikompartimentalen Gelenkersätzen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Falle chirurgischer Operationen ist zur Ausführung einer exakten Osteotomie oder Resektion von Knochen, beispielsweise bei einer Implantation einer Gelenk- Endoprothese, die mechanische Werkzeugführung mittels Schnittblöcken oder Bohr- und Sägeschablonen häufig unabdingbar.

Eine Vorrichtung mit mehreren Präzisionsinstrumenten zur Durchführung von Sägeschnitten an Knochen, insbesondere des an das Kniegelenk grenzenden Femur und der Tibia ist aus der US 4,524,766 PETERSEN bekannt. Die verschiedenen Resektionsschnitte am Femur und an der Tibia werden bei dieser bekannten Vorrichtung mit verschiedenen Präzisionsinstrumenten, welche sequentiell am Femur oder an der Tibia befestigt werden, durchgeführt. Diese bekannten Präzisionsinstrumente dienen zur Ausrichtung der Führungsschablonen, welche anschliessend mit dem Knochen verschraubt werden. Danach können die Präzisionsinstrumente entfernt und die Schnitte durch den Chirurgen ausgeführt werden.

Eine weitere solche Vorrichtung ist aus der EP 0 322 363 WEHRLI bekannt. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung werden die Führungsschablonen durch vorgängiges Anbringen eines Instrumentariums ausgerichtet und anschliessend mit dem Knochen verschraubt. Das offenbarte Instrumentarium umfasst zwei Bezugsarme, welche seitlich mittels zweier Schanzschrauben an der Tibia fixiert werden, und einen Massstab, welcher vorzugsweise etwa 10 cm von der Tibiaachse entfernt an den Bezugsarmen befestigt wird. Am Massstab angebracht ist eine Führungsschiene, worauf die Führungsschablone beweglich angeordnet ist und präzise in die gewünschte Position gebracht werden kann.

Nachteilig bei beiden dieser bekannten Vorrichtung ist deren relativ grosses Volumen, was grosse Öffnungen in den das Gelenk umgebenden Weichteilen erfordert.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ausrichtung von Führungsschablonen mit einem minimalen Volumen zu schaffen.

Durch die Erfindung soll das Ziel erreicht werden, dass durch deren Anwendung die natürliche Geometrie des Knies wieder hergestellt werden soll. Gerade bei unikondylärem (unikompartimentalem) Knieersatz (Schlittenprothese) ist es wichtig, dass die Prothese ideal an die natürlichen Gegebenheiten angepasst wird. Dabei muss vor allem auf die Kniegelenklinie und auf den Bandapparat Rücksicht genommen werden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung zur Ausrichtung einer Führungsschablone für den distalen Femurschnitt bei unikompartimentalen Gelenkersätzen, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst im wesentlichen zwei Auflageelemente mit je einer Auflagefläche, welche in eine Ebene bringbar sind und zur Anlage an je eine Kondyle eines Femur bestimmt sind, mindestens einen stabförmigen, parallel zu einer Querachse angeordneten Querträger, welcher endständig mit dem ersten Auflageelement verbunden ist und mit dem zweiten Auflageelement verbindbar ist, wobei die Querachse parallel zur Ebene verläuft. Ferner umfass die erfindungsgemässe Vorrichtung eine Führungsschablone. Die Führungsschablone ist durch Positioniermittel parallel zur Ebene und relativ zum zweiten Auflageelement verschiebbar und in einer gewünschten Position lösbar arretierbar. Zudem ist das zweite Auflageelement bezüglich Rotation um die Querachse verdrehfest und koaxial zur Querachse auf dem mindestens einen Querträger verschiebbar und ebenfalls in einer gewünschten Position arretierbar, so dass die Auflageflächen individuell an die medial/lateralen Kondylenabstände verschiedener Femur anpassbar sind.

In der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst das zweite Auflageelement ein die zweite Auflagefläche beinhaltendes Einsatzelement, welches koaxial zu einer senkrecht auf der Ebene stehenden Zentralachse und relativ zum zweiten Auflageelement verschiebbar ist. Durch diese Ausgestaltung ! ässt sich das Einsatzelement mit der zweiten Auflagefläche parallel zur Ebene verschieben, wodurch eine individuelle Anpassung des Einsatzelementes mit der zweiten Auflagefläche, beispielsweise bei einer stark abgenützten, medialen oder lateralen Kondyle erreichbar ist.

Vorzugsweise enthält das zweite Auflageelement koaxial zur Zentralachse eine Bohrung mit einem Innengewinde, so dass das Einsatzelement mittels einer Stellschraube, welche in das Innengewinde schraubbar ist, koaxial zur Zentralachse verschiebbar ist.

In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst diese einen ersten Querträger und einen zweiten Querträger, während am zweiten Auflageelement zwei parallele Bohrungen zur Aufnahme der Querträger angebracht sind, so dass das zweite Auflageelement bezüglich Rotation um die Querachse verdrehfest auf den Querträgern verschiebbar und mittels einer ersten Fixierschraube feststellbar ist.

In wiederum einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung umfassen die Positioniermittel mindestens ein dem ersten Auflageelement entgegengesetzt über das zweite Auflageelement vorstehende Stabsegmente der Querträger und eine zweite Fixierschraube, so dass die Führungsschablone bezüglich Rotation um die Querachse verdrehfest, koaxial zur Querachse verschiebbar und mittels der zweiten Fixierschraube lösbar arretierbar ist. In dieser Ausführungsform wird die Führungsschablone von medial oder lateral an den Femur herangeführt.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung umfassen die Positioniermittel mindestens einen parallel zu einer Längsachse angeordneten, mit dem zweiten Auflageelement verbundenen Längsträger und eine zweite Fixierschraube. Die Längsachse verläuft dabei parallel zur Ebene und senkrecht zur Querachse steht.

Durch Verschiebung der Führungsschablone auf dem mindestens einen Längsträger lässt sich diese von ventral an den Femur heranführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass dank der erfindungsgemässen Vorrichtung wegen deren geringem Volumen nur kleine Schnitte in den das Gelenk umschliessenden Weichteilen vorgenommen werden müssen. Durch die Ermöglichung einer solchen minimalinvasiven Operationstechnik ist nur ein kleiner Hautschnitt erforderlich, was für den Patienten einen geringeren Blutverlust, eine schnellere Genesung und weniger Schmerzen mit sich bringt.

Zudem ist keine intramedulläre Öffnung des Femur erforderlich, so dass keine Trombosengefahr und auch kein Nachbluten entsteht.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass weniger chirurgische Instrumente benötigt werden, wodurch eine einfachere Operationstechnik ermöglicht wird und auch ein leichteres Instrumenten-case für das Operationspersonal möglich ist.

Ausserdem sind weniger Operationsschritte erforderlich, wodurch kürzere Operationszeiten möglich sind.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ; Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungs- gemässen Vorrichtung ; und Fig. 3 eine Ansicht von anterior auf den Femur mit angelegten ersten und zweiten Auflageelementen gemäss einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, bei welcher die Führungsschablone 20 für den distalen Femurschnitt bei unikompartimentellen Gelenkersätzen von medial oder lateral an den Femur 21 geführt wird. Die Vorrichtung umfasst zwei Auflageelemente 5 ; 12 mit je einer Auflagefläche 3 ; 6, welche auf die distalen Femurkondylen aufgelegt werden, zwei stabförmige, parallel zur Querachse 2 und ebenfalls parallel zur Ebene 1 angeordnete Querträger 10 ; 11 und eine Führungsschablone 20. Das erste Auflageelement 12 wird unter die beiseite geschobene Kniescheibe geschoben und distal auf die gesunde Kondyle aufgelegt.

Damit der Knorpel der Kondyle nicht beschädigt wird, ist das erste Auflageelement 12 aus Kunststoff gefertigt. Das zweite Auflageelement 5 umfasst ein die zweite Auflagefläche 6 beinhaltendes Einsatzelement 13 (Fig. 3), welches mittels der Stellschraube 7 koaxial zu einer senkrecht auf der Ebene 1 stehenden Zentralachse 9 und relativ zum zweiten Auflageelement 5 verschiebbar ist. Die Verschiebung der zweiten Auflagefläche 6 koaxial zur Zentralachse 9 dient dazu, die Knorpelabnutzung auf der beschädigten Kondyle 25 auszugleichen, wodurch sich die Gelenklinie des Kniegelenkes nach der Operation einstellen lässt. Wird die Stellschraube 7 so weit zurückgedreht, dass das Einsatzelement 13 (Fig. 3) am zweiten Auflageelement 5 anliegt, wird genau die Dicke des künstlichen Knieersatzes reseziert, wie dies an einer beinahe unbeschädigten Kondyle auszuführen wäre. Je mehr die Stellschraube 7 vorwärtsgedreht wird, desto weniger Knochen wird reseziert. Beispielsweise 1 ; 5sst sich die Stellschraube 7 bei stark beschädigten Kondylen bis 3 mm vorwärtsdrehen. Das zweite Auflageelement 5 ist aus Metall gefertigt und koaxial zur Zentralachse 9 durchbohrt.

Die Querträger 10 ; 11 sind endständig fest mit dem ersten Auflageelement 12 verbunden, während das zweite Auflageelement 5 zwei parallel zur Querachse 2 verlaufende Bohrungen 22 ; 23 zur Aufnahme der Querträger 10 ; 11 aufweist, so dass das zweite Auflageelement 5 bezüglich Rotation um die Querachse 2 verdrehfest auf den Querträgern 10 ; 11 verschiebbar ist. Damit lässt sich die bezüglich der Querachse 2 axiale Distanz der beiden Auflageflächen 3 ; 6 je nach Grosse des Knies verändern.

Dabei ist das Ziel dieser Anpassung, dass die Auflageflächen 3 ; 6 auf die höchsten Punkte der Kondylen zu liegen kommen. Mittels der ersten Fixierschraube 28, welche parallel zur Ebene 1 und senkrecht zur Querachse 2 am zweiten Auflageelement 5 angebracht ist, lässt sich das zweite Auflageelement 5 in der gewünschten Distanz zum ersten Auflageelement 12 auf den Querträgern 10 ; 11 lösbar arretieren. Die erste Fixierschraube 28 dient zudem auch zur Ausrichtung der Vorrichtung relativ zur mechanischen Achse des Femur 21 und ist daher relativ lang ausgebildet. Nach ausgeführter Ausrichtung der Vorrichtung relativ zur mechanischen Achse des Femur 21 wird die Vorrichtung durch die durchbohrte Stellschraube 7 mittels eines Pin (nicht gezeichnet) auf der beschädigten Kondyle 25 fixiert.

Die als Schneidblock ausgeführte Führungsschablone 20 tässt sich durch Positioniermittel 26, welche zwei dem ersten Auflageelement 12 entgegengesetzt angeordnete, über das zweite Auflageelement 5 vorstehende Stabsegmente 27 der Querträger 10 ; 11 und eine zweite Fixierschraube 29 umfassen, bezüglich Rotation um die Querachse 2 verdrehfest und koaxial zur Querachse 2 verschieben und kann mittels der zweiten Fixierschraube 29 lösbar arretiert werden. Die zweite Fixierschraube 29 ist ebenfalls lang ausgebildet und dient wie die erste Fixierschraube 28 auch zur Ausrichtung der Vorrichtung. Die Führungsschablone 20 wird solange auf den Querträgern 10 ; 11 verschoben, bis sie ganz an der beschädigten Kondyle 25 anliegt.

Anschliessend wird die zweite Fixierschraube 29 angezogen und die Führungsschablone 20 auf den Querträgern 10 ; 11 fixiert.

Die Führungsschablone 20 ist zudem parallel zur Ebene 1 und parallel zur Querachse 2 mit Befestigungsbohrungen 30 (Fig. 2) versehen. Nachdem die Vorrichtung am Femur 21 ausgerichtet ist und die Führungsschablone 20 auf den Querträgern 10 ; 11 fixiert wurde, wird die Führungsschablone 20 mittels Pins (nicht gezeichnet), welche durch die Befestigungsbohrungen 30 (Fig. 2) gesetzt werden, am Femur 21 befestigt. Nach dem Setzen der Pins, wird die Verbindungsschraube 31 (Fig. 2) zwischen der Führungsschablone 20 und den Positioniermitteln 26 gelöst, der Pin durch die Stellschraube 7 wieder herausgezogen und das Ausrichtinstrumentarium entfernt. Zur Durchführung des Schnittes am Femur 21 bleibt einzig die Führungsschablone 20 am Femur 21.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, welche sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform nur darin unterscheidet, dass die Positioniermittel 26 zwei Längsträger 14 ; 15 umfassen. Die beiden Längsträger 14 ; 15 weisen erste Enden 16 ; 17, zweite Enden 18 ; 19 auf und sind parallel zu einer Längsachse 4, welche parallel zur Ebene 1 (Fig. 1) und senkrecht zur Querachse 2 verläuft, angeordnet. Die Längsträger 14 ; 15 sind mit ihren ersten Enden 16 ; 17 mit dem zweiten Auflageelement 5 verbunden und stehen ventral über dieses vor. Die Führungsschablone 20 ist mittels eines Verbindungselementes 34 bezüglich Rotation um die Längsachse 4 verdrehfest und koaxial zur Längsachse 4 verschiebbar mit den Längsträgern 14 ; 15 verbunden. Analog zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine zweite Fixierschraube 29, mittels welcher das Verschiebungselement 34 mit der Führungsschablone 20 auf den Längsträgern 14 ; 15 in einer gewünschten Position axial arretierbar ist. Die Verbindung zwischen der Führungsschablone 20 und dem Verbindungselement 34 erfolgt dabei durch eine Verbindungsschraube 31. Die Führungsschablone 20 ist mit parallel zur Ebene 1 und parallel zur Längsachse 4 verlaufenden Befestigungsbohrungen 30 versehen, so dass die Führungsschablone 20 mittels Pins (nicht gezeichnet), welche durch die Befestigungsbohrungen 30 gesetzt werden, am Femur 21 befestigbar ist. Das zweite Auflageelement 5 weist zur Querachse 2 parallel eine obere Bohrung 22 und eine untere Bohrung 23 zur Aufnahme der beiden Querträger 10 ; 11 auf, so dass das zweite Auflageelement 5 bezüglich Rotation um die Querachse 2 verdrehfest auf den Querträgern 10 ; 11 verschiebbar und mittels der ersten Fixierschraube 28 arretierbar ist.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das zweite Auflageelement 5. In dieser Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst das zweite Auflageelement 5 koaxial zur Zentralachse 9 eine Bohrung mit einem Innengewinde 8, so dass das Einsatzelement 13 mittels der Stellschraube 7, welche in das Innengewinde 8 schraubbar ist, koaxial zur Zentralachse 9 verschiebbar ist. Die Auflageflächen 3 ; 6 liegen auf den höchsten Punkten der distalen Kondylen 24 ; 25 auf.

Die Stellschraube 7 ist herausgedreht, so dass die zweite Auflagefläche 6 auf der beschädigten Kondyle 25 aufliegt. Dadurch wird durch die beiden Auflageflächen 3 ; 6 eine Kniegelenklinie 32 eingestellt, welche die j, alte"Kniegelenklinie 32 im beschädigten Zustand des Kniegelenkes wiedergibt. Die"neue"Kniegelenklinie 33, stellt die Kniegelenklinie 33 nach der Implantation des Kniegelenkersatzes dar.