DE69837781T2 - Zielgerät für Implantatvorrichtungen - Google Patents

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DE69837781T2
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Kathleen Nydzik New York Robbins
Gregory Herbert Saddle River Lambrecht
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    • A61B90/39Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um die Ausrichtung für das Einführen eines Instruments, wie eines Bolzens, einer Stange, eines Nagels, einer Schraube, eines Drahtes, eines Bohrers oder eines anderen Implantats in Knochengewebe unter Verwendung von Röntgenstrahlung oder Durchleuchtung oder dergleichen festzustellen, um Frakturen oder andere Knochengewebeschäden zu stabilisieren. Spezieller ist die Vorrichtung zur Verwendung durch einen Chirurgen bestimmt, um den Einführpunkt und die Einführbahn des Instruments in eine bestimmte Knochenmasse unter Verwendung einer Röntgen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung festzustellen, ohne die Notwendigkeit, ansonsten mehrere Versuche zu unternehmen, um das Instrument, wie einen Nagel, einen Bolzen, eine Stange, eine Schraube, einen Draht, einen Bohrer oder ein anderes Implantat richtig in das Knochengewebe einzuführen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Jedes Jahr wird in den Vereinigten Staaten und weltweit eine große Anzahl von chirurgischen Eingriffen vorgenommen, bei denen ein Instrument, wie ein Nagel, ein Bolzen, eine Stange, eine Schraube, ein Draht, ein Bohrer oder ein anderes Implantat in eine Knochengewebemasse eingeführt wird, um eine Fraktur oder einen Schaden in solch einer Knochengewebemasse zu stabilisieren. Der Nagel oder die Schraube verstärkt den Knochen und hält die Teile des Knochens zusammen. Zum Beispiel wird eine solche Technik verwendet, um eine Hüftfraktur zu fixieren. Eine Hüftfrakturfixierung mit entweder Kompressionshüftschrauben (CHS) oder intramedullären verriegelten Nägeln ist eines der gebräuchlichsten orthopädischen chirurgischen Verfahren. Die Ziele des Chirurgen sind eine genaue Einrichtung und Stabilisation der Fraktur, bis ein Zusammenwachsen des Kochens stattfindet. Zu Zwecken der Veranschaulichung wird hier auf Beispiele Bezug genommen, die das Einführen eines Bolzens in den proximalen Femur einer Person betreffen. Dies sollte in keiner Weise als Einschränkung des Umfangs dieser Erfindung ausgelegt werden. Statt dessen schließt die vorliegende Erfindung, ohne Einschränkung, Vorrichtungen ein, die zum Einführen von Instrumenten, wie Bolzen, Schrauben, Stangen, Nägeln, Drähten, Bohrern oder anderen Implantaten in ein beliebiges Knochengewebe einer Person oder eines Tieres verwendet werden.
  • Bei einem solchen chirurgischen Verfahren wird ein Einschnitt durch die Haut der Hüfte vorgenommen, um den Femur beginnend an der Spitze des großen Trochanters freizulegen. Unter Verwendung sichtbarer Merkpunkte bohrt der Chirurg einen Führungsbolzen über die Fraktur hinweg in den femoralen Kopf. Der Chirurg überprüft die Positionierung des Führungsbolzens mit einer Röntgen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung, um festzustellen, ob die Positionierung des Führungsbolzens akzeptabel ist. Falls sie es nicht ist, muss der Chirurg den Führungsbolzen herausziehen und den Einführpunkt sowie die Einführbahn neu bewerten, dann den Führungsbolzen erneut einführen, bis seine Positionierung akzeptabel ist. Wenn sich der Führungsbolzen in einer akzeptablen Position befindet, wird eine Schenkelhalsschraube über den Führungsbolzen in den femoralen Kopf vorwärts bewegt, um den Knochen zur Heilung zu sichern. Eine Seitenplatte wird über der Schenkelhalsschraubenverlängerung platziert und an der Schenkelhalsschraube und am Femur befestigt, zur Abstützung und um die Fraktur zusammenzudrücken (siehe 2a).
  • Ein anderes Mittel zur Sicherung einer Femurhalsfraktur ist mit der Verwendung eines intramedullären Verriegelungsnagels. Bei diesem chirurgischen Verfahren wird über dem Trochanterbereich ein Einschnitt hergestellt. Der Eintrittspunkt wird unter Verwendung einer Ahle vorbereitet. Ein Führungsdraht wird in den Femur eingeführt, und der intramedulläre Nagel wird über den Führungsdraht in den Femur eingeführt. Eine Vorrichtung wird verwendet, um eine Schenkelhalsschraube durch eine Führungshülse auszurichten, die in Kontakt mit dem Femur gebracht wird. Die Schraube wird visuell ausgerichtet, und der Chirurg bohrt einen Führungsbolzen über die Fraktur hinweg in den fernoralen Kopf. Der Chirurg überprüft die Positionierung des Führungsbolzens mit einer Röntgen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung, um festzustellen, ob die Positionierung des Führungsbolzens akzeptabel ist. Falls sie es nicht ist, muss der Chirurg den Führungsbolzen herausziehen und den Einführpunkt und die Einführbahn neu bewerten, dann den Führungsbolzen neu einführen, bis seine Positionierung akzeptabel ist. Wenn sich der Führungsbolzen in einer akzeptablen Position befindet, wird die Schenkelhalsschraube über dem Führungsbolzen durch eine Öffnung im proximalen Teil des intramedullären Nagels und in den fernoralen Kopf vorwärts bewegt. Der Führungsbolzen wird herausgezogen, und der intramedulläre Nagel wird gesichert, indem Schrauben durch Öffnungen im distalen Teil des intramedullären Nagels gebohrt werden.
  • Ein wichtiger Teil von beiden Verfahren ist die Platzierung einer Kompressions- oder Schenkelhalsschraube von der lateralen Seite des Femur her durch den Femur, wobei sie sich durch den femoralen Hals hindurch und in den femoralen Kopf bewegt. Eine ungenaue Platzierung der Schraube kann dazu führen, dass sie in Bezug zum femoralen Kopf falsch ausgerichtet ist (siehe 1).
  • Um dies zu vermeiden, verbringen Chirurgen gewöhnlich einen bedeutenden Teil ihrer Operationszeit damit, iterativ einen Führungsbolzen, über den die Schraube geführt werden wird, einzuführen, zu überprüfen, zu entfernen und erneut einzuführen, bis eine genaue Positionierung innerhalb des fernoralen Kopfs erreicht ist.
  • Typischerweise verwenden Chirurgen Durchleuchtungs-Bildverstärker, um die Genauigkeit ihrer Führungsbolzenplatzierung in zwei Betrachtungs- oder Ansichtsebenen, der anterior-posterioren (AP) und der mediallateralen (ML) (siehe 3a & 3b) zu ermitteln. Nachdem sie sich davon überzeugt haben, dass die Position des Führungsbolzens innerhalb des Femur in einer Ansicht genau ist, wird das Durchleuchtungsgerät in die orthogonale Ansicht gedreht, um die Genauigkeit in dieser Ebene zu überprüfen. Wenn der Draht oder Führungsbolzen in der zweiten Ansicht falsch platziert ist, nimmt ihn der Chirurg im Allgemeinen aus dem Knochen heraus und führt ihn erneut ein, bis er mit der Position zufrieden ist. Indem er dies tut, verliert der Chirurg den Bezug der anfänglichen Ansicht und muss die Genauigkeit des neu gebohrten Führungsbolzens in beiden orthogonalen Ansichten erneut überprüfen.
  • Der Chirurg wiederholt diesen Vorgang, bis er eine akzeptable Position erreicht. Diese Iteration braucht Zeit und führt zu einer größeren Röntgenstrahlenbelastung für Patienten und Belegschaft. Zudem könnte der Prozess des Einführens, Entfernens und erneuten Einführens des Führungsbolzens den Knochen in Stücke zerbrechen oder ernstlich schwächen. Die Schwierigkeit einer Führungsbolzenplatzierung kann auch einen frustrierten Chirurgen dazu bringen, eine weniger als optimale Platzierung zu wählen, was den Patienten dem Risiko eines Wanderns oder einer fehlerhaften Einrichtung des femoralen Kopfs aussetzt, was zu einem Setzen des femoralen Kopfs führen könnte.
  • Das United States Patent Nr. 4,722,336 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, um eine dreidimensionale kartesische Koordinate des Zielobjekts bereitzustellen, wobei eine Röntgen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung und ein strahlenundurchlässiges Zielsystem verwendet wird. Jedoch können dieses Verfahren und diese Vorrichtung nicht verwendet werden, wo das Durchleuchtungsgerät nicht frontal mit dem Führungsstück und dem Knochenziel ausgerichtet werden kann.
  • Das United States Patent Nr. 4,418,422 offenbart eine Zielvorrichtung, die an einer Röntgenquelle befestigt ist. Diese Zielvorrichtung kann gleichfalls nicht verwendet werden, wo ein Durchleuchtungsgerät nicht frontal mit dem Führungsstück und dem Knochenziel ausgerichtet werden kann. Diese Vorrichtung kann auch nicht verwendet werden, wo der Sucher nicht frontal ausgerichtet werden kann.
  • Das United States Patent Nr. 4,976,713 offenbart eine Zielvorrichtung, die einen Sucher mit einer strahlenundurchlässigen Komponente aufweist, um Schrauben mit Verankerungsöffnungen in einem centromedullären Nagel auszurichten. Diese Vorrichtung kann ebenfalls nicht verwendet werden, wo der Sucher nicht frontal mit dem Führungsstück und dem Knochenziel ausgerichtet werden kann.
  • Eine ähnliche Einschränkung verhindert in solchen Umständen die Verwendung der Vorrichtung, die im United States Patent Nr. 4,803,976 offenbart ist, welche die Verwendung von parallelen strahlenundurchlässigen Durchleuchtungs-Zielmarkierungen offenbart, die parallel ausgerichtet sind, jedoch eine neben, nicht über, der anderen Zielmarkierung.
  • Die DE 32 05 404 scheint eine orthopädische Zielvorrichtung zur Platzierung eines Instruments in einer gewünschten Position in Bezug zu einem Knochenziel unter Verwendung einer Abbildungsvorrichtung zu zeigen, und die einen Körper aufweist, der einen Führungskanal begrenzt, durch den das Instrument hindurchbewegt werden kann. Sie scheint ein Zielelement einzuschließen, das am Körper angebracht ist und eine relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierung enthält, die eine Ebene etabliert, die mit einer Achse des Kanals koplanar ist. Die Vorrichtung scheint zur Verbindung mit einem Bohrer bestimmt zu sein, der sich durch den Körper hindurchbewegt. Das genaue Operationsverfahren dieser Vorrichtung ist unklar, jedoch scheint dort nur ein Arm vorhanden zu sein, von dem die strahlenundurchlässige Zielmarkierung getragen wird. Es gibt keine Vorkehrung zur Bereitstellung von Zielmarkierungen auf zwei oder mehr Armen, die es ermöglichen, zwei oder mehr Ebenen gleichzeitig zu etablieren, womit eine genaue Positionierung des Instruments ermöglicht wird.
  • Gegenwärtig haben Chirurgen dort, wo ein Durchleuchtungsgerät nicht frontal mit dem Führungsstück und dem Knochenziel ausgerichtet werden kann, sichtbare Merkpunkte und ein wiederholtes Einführen verwendet, um eine passende Platzierung zu erzielen. Dies erhöht die Röntgenstrahlenbelastung des Chirurgen, des anderen medizinischen Personals und des Patienten, erhöht die Gesamtoperationszeit und könnte zu ernstlichen Problemen, wie einem Wandern führen, wie oben beschrieben. Es gibt gegenwärtig keine Vorrichtungen, die ausgebildet sind, so dass sie in der Hand gehalten und vom Chirurgen mit einer Röntgenstrahlen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung leicht verwendet werden können, um den richtigen Eintrittspunkt und die richtige Eintrittsbahn zum Einführen eines Instruments, wie eines Bolzens, eines Nagels, einer Schraube, einer Stange, eines Drahtes, eines Bohrers oder eines anderen Implantats zu bestimmen. Auch gibt es gegenwärtig keine solche Zielvorrichtung, die anpassbar ist und die sich flexibel mit Patienten unterschiedlicher Größe verwenden lässt, was es erfordern kann, eine Zielvorrichtung entsprechend der Größe und Körperform des Patienten nach Maß anzupassen, um die richtige Ausrichtung für das Instrument oder Implantat zum Reparieren des speziellen Knochenziels genau zu projizieren.
  • Es gab daher unter Chirurgen und anderem medizinischem Personal auf diesem Gebiet einen seit langem bestehenden Bedarf an einer Zielvorrichtung, die es dem Chirurgen erlauben würde, den Führungsbolzen sowohl in der AP- und in der ML-Position auszurichten, bevor der Führungsbolzen tatsächlich eingeführt wird, so dass der Führungsbolzen bei einer Vielfalt von Größen und Formen von Patienten beim ersten Versuch genau eingeführt werden kann, insbesondere dort, wo eine Röntgenstrahlen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung nicht frontal mit dem Führungsstück und dem Knochenziel ausgerichtet werden kann, aber nicht beschränkt darauf.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine orthopädische Zielvorrichtung zur Platzierung eines Instruments in einer gewünschten Position in Bezug zu einem Knochenziel unter Verwendung einer Abbildungsvorrichtung bereitgestellt, wobei die Vorrichtung einen Körper umfasst, der einen Führungskanal aufweist, durch den das Instrument bewegt werden kann; dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei oder mehr an dem besagten Körper befestigte Armglieder einschließt, von denen jedes mindestens eine relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierung aufweist, die eine mit der Achse des Kanals koplanare Ebene etabliert.
  • Ein Verfahren zur Verwendung einer Zielvorrichtung gemäß der vorliegenden Erefindung um einen passenden Eintrittspunkt und eine passende Eintrittsbahn in das Knochengewebe vorherzusagen, durch welche ein Instrument, wie ein Bolzen, eine Schraube, eine Stange, ein Nagel, ein Draht, ein Bohrer oder ein anderes Implantat eingeführt wird. Indem man für einen Chirurgen oder einen anderen Benutzer eine Zielvorrichtung bereitstellt, die umfasst: einen Körper mit einem Kanal und einem Winkelende, das Knochengewebe fassen kann; und ein Armglied mit mindestens einer relativ strahlenundurchlässigen Zielmarkierung, die innerhalb des Armglieds eingebettet sein kann. Der Benutzer kann die Platzierung des Instruments, wie eines Bolzens, einer Schraube, einer Stange, eines Nagels, eines Drahtes, eines Bohrers oder eines anderen Implantats vorhersagen, bevor er es unter Verwendung einer Röntgenstrahlen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung an Ort und Stelle bohrt. Indem er die Vorrichtung um die Achse des Körpers der Zielvorrichtung herum bewegt, kann der Chirurg aus verschiedenen Durchleuchtungs- Ansichten die Platzierung des Instruments oder Implantats vorhersagen, ohne das Instrument oder Implantat selbst wiederholt zu platzieren und zu entfernen. Dieses Verfahren kann sowohl die Operations- und Durchleuchtungszeit dramatisch verringern, Zeit sparen und die Röntgenstrahlungsbelastung für Chirurgen und anderes medizinisches Personal verringern.
  • Diese Führungen können zumindest mit intramedullären Verriegelungsnägeln und CHS-Implantaten verwendet werden und können bei anderen chirurgischen Eingriffen verwendet werden, die eine genaue Implantat- oder Instrumentenplatzierung in Bezug zu Knochenstrukturen erforderlich machen.
  • Die vorliegende Erfindung schließt auch einen Bausatz ein, der die verschiedenen oben beschriebenen Komponenten enthält.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die obigen und anderen Ziele und Vorteile der Erfindung werden bei Betrachtung der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen sich gleiche Bezugszeichen durchgehend auf gleiche Teile beziehen und in denen:
  • 1 eine Seitenansicht eines intramedullären Nagels innerhalb eines Femur ist, wo die Schenkelhalsschraube nicht richtig eingeführt wurde;
  • 2a ein Fließbild ist, das den gegenwärtigen Prozess zeigt, den ein Chirurg benutzte, um einen Führungsbolzen über eine femorale Halsfraktur hinweg richtig in den femoralen Kopf einzuführen;
  • 2b ein Fließbild ist, das den Prozess zeigt, den ein Chirurg gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt, um einen Führungsbolzen über eine femorale Halsfraktur hinweg richtig in den femoralen Kopf einzuführen;
  • 3a eine perspektivische Ansicht eines gebrochenen Femur und femoralen Kopfs aus der anterior-posterioren (AP) Position ist;
  • 3b eine perspektivische Ansicht eines gebrochenen Femur und femoralen Kopfs aus der medial-lateralen (ML) Position ist;
  • 4a eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der ganz zusammengesetzten Zielvorrichtung zur Verwendung mit Kompressionshüftschrauben ist, wobei sie zwei Armglieder aufweist, jedes mit zwei strahlenundurchlässigen Zielmarkierungen, wobei die Armglieder voneinander versetzt sind;
  • 4b eine perspektivische Ansicht eines simulierten Durchleuchtungsbildes aus der AP-Perspektive ist, und wobei die strahlenundurchlässigen Zielmarkierungen fluchten;
  • 5a eine perspektivische Ansicht einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Zielvorrichtung ist, teilweise zusammengesetzt zur Verwendung mit intramedullären Nägeln;
  • 5b eine perspektivische Ansicht einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Zielvorrichtung ist, teilweise zusammengesetzt zur Verwendung mit intramedullären Nägeln, wie während einer Verwendung mit dem proximalen Teil eines femoralen Knochens ausgerichtet;
  • 6a eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Winkelführung ist, die benutzt werden kann, um eine Zielvorrichtung an einem Knochen zu positionieren, um eine unbeabsichtigte Bewegung der Vorrichtung zu verhindern während sie eine beabsichtigte Bewegung des Knochens erlaubt;
  • 6b eine andere perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform einer Winkelführung ist, die benutzt werden kann, um eine Zielvorrichtung an einem Knochen zu positionieren, um eine unbeabsichtigte Bewegung der Vorrichtung zu verhindern, während sie eine beabsichtigte Bewegung der Vorrichtung erlaubt; und
  • 6c eine perspektivische Ansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform eine Winkelführung ist, die benutzt werden kann, um eine Zielvorrichtung an einem Knochen zu positionieren, und die eine Öffnung einschließt, durch welche eine Einrichtung zum Befestigen der Winkelführung am Knochengewebe eingeführt werden kann.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nunmehr Bezug nehmend auf die Zeichnungen der Zielvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung, umfasst die Zielvorrichtung 10 mehrere integrierte Komponenten. Diese Komponenten werden mit Bezug auf die 4a4b dargestellt und beschrieben, welche die ganz zusammengesetzte Vorrichtung zeigen; eine alternative Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung mit intramedullären Schrauben ist in den 5a5b dargestellt.
  • Wendet man sich zu Beginn 4a zu, so sind dort zwei Armglieder 12 für die Zielvorrichtung 10 dargestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst jedes Armglied 12 eine Mehrzahl von getrennten Elementen, die, nachdem sie wie unten beschrieben zusammengesetzt worden sind, ein Armglied 12 bilden, das angepasst ist, um ein Zielen für die Zielvorrichtung 10 bereitzustellen. Der Vorteil einer Bildung der Zielvorrichtung 10 aus einer Mehrzahl von getrennten, miteinander verbundenen Elementen besteht darin, dass die Abmessungen der Zielvorrichtung 10 dadurch nach Bedarf verändert werden können, indem man zur Anpassung an die Größe und Form eines bestimmten Bereichs eines Körpers eines bestimmten Patienten verschiedene Größen und Abwandlungen von Elementen ersetzt. Bei einer alternativen Ausführungsform wird jedoch weiter in Betracht gezogen, dass die Zielvorrichtung 10 als einheitliches Konstrukt gebildet, z.B. geformt, werden kann, das nur ein einziges, oder eine begrenzte Anzahl von strukturierten Elementen enthält.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform kann die Zielvorrichtung 10 zum Beispiel aus Armen 12 verschiedener Länge, einem von verschiedenen Arten von Führungsstücken 14 gebildeten Körper, verschiedenen Größen und Formen von Winkelführungen 16 und verschiedenen Arten von strahlenundurchlässigen Zielmarkierungen 18 gebildet werden. Die Armglieder 12 können vorzugsweise aus RaydelTM gebildet werden, können jedoch auch alternative Materialien, d.h. andere als RaydelTM verwenden, einschließlich Kunststoffe, Gläser (z.B. Fiberglas), Metalle und sogar Holz, solange solche Materialien imstande sind, die Zielvorrichtung 10 zu tragen. Das Armglied 12 kann verschiedene Längen besitzen, um einem Zielen für verschiedene Größen von Oberschenkelknochen 2 oder anderem Knochengewebe Rechnung zu tragen, und kann entweder am Führungsstück 14 befestigt sein, oder kann abnehmbar sein, so dass verschiedene Längen oder Arten untereinander ausgetauscht werden können. Jedes Armglied 12 erstreckt sich von einer Basis 40 aus bis zu einem Ende 42. Die bevorzugte Ausführungsform von Armglied 12 weist ein proximales Ende 42 des Armgliedes 12 mit einem entfernten rechteckigen Abschnitt auf, was am Ende 42 des Armgliedes 12 eine rechteckige Lücke erzeugt. Das Entfernen dieses rechteckigen Abschnitts bewirkt, dass sich die relativ strahlenundurchlässigen Zielmarkierungen 18 mittels einer Röntgenstrahlungs- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung deutlicher zeigen. Dieser Teil kann klein sein oder könnte sich über die Länge des Armgliedes 12 erstrecken. Die Lücke kann auch verschiedene andere Formen besitzen, so dass sie eine verbesserte Sicht auf die relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierung 18 gestattet. Entsprechend können die Zielmarkierungen 18 klein sein oder könnten sich über die gesamte Länge des Armgliedes 12 erstrecken. Eine alternative Ausführungsform eines Armgliedes 12 umfasst nur die zwei Zielmarkierungen 18, die sich im Wesentlichen vom Führungsstück 14 aus erstrecken. Dort, wo die Zielvorrichtung 10 zwei Arme besitzt, sind sie zueinander versetzt, z.B. um 90°, so dass sich ein Armglied 12 in der AP-Position befindet, während sich das andere Armglied 12 gleichzeitig in der ML-Position befindet.
  • Die Winkelführungen 16 sind bevorzugt aus irgendeinem Metall ausgebildet, wie nichtrostendem Stahl oder Aluminium, jedoch wird das Material, das zur Bildung dieser Komponente verwendet wird, nur insofern eingeschränkt, als es ein Material sein sollte, das hart genug ist, um das Knochengewebe zu fassen und um seinen Kanal aufrechtzuerhalten; zum Beispiel könnten verschiedene Kunststoffe benutzt werden. Die Winkelführung 16 kann hinsichtlich der Art und des Schnitts der Zähne 20, die verwendet werden, variieren. Zum Beispiel weist eine bevorzugte Ausführungsform von Winkelführung 16 eine kleine Anzahl von nach innen zu angewinkelten, zylindrisch geschnittenen Zähnen 20 auf, um den Femur 2 zu fassen, wenn die Zielvorrichtung 10 benutzt wird. Alternativ könnte die Winkelführung 16 mehr Zähne und einen anderen Schnitt besitzen. Die Winkelführung 16 kann mit vielen verschiedenen Winkeln hergestellt werden und ist leicht austauschbar, so dass die Zielvorrichtung 10 nach Maß an den speziellen Femur 2 angepasst werden kann.
  • Eine andere Ausführungsform schließt eine Schnellverbindung ein, um den Austausch von Winkelführungen 16 zu erleichtern. Die Winkelführung 16 ist mit dem Führungsstück 14 verbunden. Das Führungsstück 14 ist vorzugsweise aus demselben Material hergestellt, wie das Armglied 12. Der Führungskanal 22 fluchtet und erstreckt sich durch sowohl das Führungsstück 14 und die Winkelführung 16 und kann verschiedene Größen aufweisen, um Bolzen, Schrauben, Nägeln, Drähten oder Bohrern verschiedener Größe Rechnung zu tragen. Eine andere Ausführungsform von Winkelführung 16 enthält einen eingezogenen Bolzen, den der Chirurg mit einem Knopf oder Schalter ausfahren kann, um die Winkelführung 16 zur Vergrößerung der Stabilität am Femur 2 zu befestigen. Eine weitere Ausführungsform der Winkelführung 16 wird durch Verwendung eines Unterdrucks, einer Klammer oder eines Riemens am Femur 2 befestigt. Eine andere Ausführungsform von Winkelführung 16 enthält eine Öffnung, um eine Schraube oder einen Bolzen hindurchzubohren, um die Winkelführung 16 am Femur 2 zu befestigen. Eine andere Ausführungsform verwendet eine einfache Klemmvorrichtung, welche die Winkelführung 16 am Femur 2 befestigt.
  • Die Beziehung zwischen dem Führungsstück 14 und dem Armglied 12 kann fest oder drehbar sein. Eine bevorzugte Ausführungsform weist ein Führungsstück 14 auf, das sich zumindest von der AP-Ausrichtung bis in die ML-Ausrichtung dreht, wobei die Armglieder 12 entsprechend gedreht werden, während die Winkelführung 16 auf dem Femur 2 fixiert bleibt. Eine andere Ausführungsform weist ein Führungsstück 14 mit einer schrittweisen Drehung auf, die mit einer bestimmten Drehungsgradzahl in Bezug zur Winkelführung 16 korrelieren kann, welche auf dem Femur 2 fixiert bleibt. Eine andere Ausführungsform kann einen Reibsitz zwischen dem Führungsstück 14 und der Winkelführung 16 aufweisen, um zu verhindern, dass das Armglied 12 ohne ein Mindestmaß an Kraft frei schwingt. Noch eine andere Ausführungsform weist ein Führungsstück 14 mit einer veränderlichen Reibungseinstellung auf, um den Reibwiderstand zu vergrößern und zu verkleinern, wenn das Führungsstück 14 in Bezug zur feststehenden Winkelführung 16 gedreht wird. Eine andere Ausführungsform des Führungsstücks 14 weist ein Entriegelungsmerkmal auf, so dass, wenn die Zielmarkierungen 18 der Armglieder 12 in der AP-Position ausgerichtet sind, das Entriegelungsmerkmal betätigt werden kann und sich das Führungsstück 14 in die ML-Position drehen und in dieser Position anhalten oder sich verriegeln wird.
  • 4b zeigt eine Durchleuchtungs-Abbildung der Zielvorrichtung 10 aus der AP-Perspektive über dem Femur 2 und insbesondere dem femoralen Kopf 4. Die strahlenundurchlässigen Zielmarkierungen 18 fluchten, so dass nur die erste Markierung 18 erscheint, wobei die zweite Markierung 18 mit der ersten Markierung 18 koplanar ist. Diese fluchtenden Zielmarkierungen 18 sind dann koplanar mit einem Strahl aus einer Röntgen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung und einer gewünschten Position oder Bewegungsbahn in Bezug zu einem Knochenziel, wie dem femoralen Kopf 4. Diese fluchtenden Zielmarkierungen 18 sind auch koplanar mit dem Kanal 22. Die übereinanderliegende Position der fluchtenden Zielmarkierungen 18 zeigt an, wo der Führungsbolzen durch den Kanal 22 in den femoralen Kopf 4 eingeführt wird. Zusätzlich zu dieser Ansicht wird ein Chirurg die Zielmarkierungen 18 auch in der ML-Position ausrichten, um sicherzustellen, dass der Führungsbolzen in die Mitte des femoralen Kopfs 4 eingeführt wird. Dies wird gemacht, indem man das Armglied 12 orthogonal aus der AP-Position in die ML-Ausrichtung schwenkt oder dreht und die Röntgen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung so bewegt, dass sie ebenfalls in der ML-Position ausgerichtet ist. Das Armglied 12 wird dann bewegt, bis sich die Zielmarkierungen 18 überlagern und als eine Markierung 18 erscheinen. Wenn sich die Zielmarkierungen 18 überlagern, zeigt die Positionierung der übereinanderliegenden Zielmarkierungen 18 die Position des Führungsbolzens an, wenn er in den femoralen Kopf 4 eingesetzt ist. Ein Chirurg kann die Zielmarkierungen 18 in der AP-Position leicht ausrichten und Gewissheit haben, dass sich der Führungsbolzen in der passenden Position im femoralen Kopf 4 befinden wird, ohne dass er den Führungsbolzen iterativ entfernen und neu einführen muss, bis eine zufriedenstellende Positionierung erreicht ist. Die strahlenundurchlässigen Zielmarkierungen 18 können aus einem beliebigen relativ strahlenundurchlässigen Material hergestellt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden Drähte aus nichtrostendem Stahl als Zielmarkierungen 18 verwendet. Andere Ausführungsformen können Tantal, Gold oder andere Metalle mit hoher Atomzahl verwenden. Alternativ kann ein Kontrastüberzug, wie Bariumsulfat, verwendet werden, um Teile des Armgliedes 12 zu beschichten, um die Zielmarkierungen 18 zu ersetzen oder zu verbessern. Andere mögliche strahlenundurchlässige Materialien werden für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein. Die Zielmarkierungen 18 können von verschiedenen Formen und Ausbildungen sein, so dass die Zielmarkierungen 18 eine Art Fluchtungsanzeige liefern, wenn sie koplanar mit dem Kanal 22 ausgerichtet sind. Die Zielmarkierung 18 kann im Wesentlichen eindimensional sein, wie ein Draht, im Wesentlichen zweidimensional, wie ein Dreieck, oder dreidimensional. Beispiele solcher Zielmarkierungen 18 schließen ein: zwei Drähte, die sich überlagern, wenn sie mit dem Kanal 22 koplanar sind; zwei Gruppen von Drahtabschnitten, die getrennt mit Zwischenräumen zwischen den Abschnitten erscheinen, wenn sie nicht mit dem Kanal 22 koplanar sind, jedoch als eine durchgezogene Linie erscheinen, wenn sie mit dem Kanal koplanar sind; zwei Drähte, von denen einer größer als der andere ist, um die Richtung zum Drehen des Armgliedes 12 anzuzeigen, damit es mit dem Kanal 22 koplanar ist; eine zweidimensionale Zielmarkierung 18, z.B. dreieckig, kreisförmig, trapezförmig, die eindimensional erscheint, wenn sie mit dem Kanal 22 koplanar ist.
  • Die 5a und 5b betreffen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die mit einem intramedullären Nagel verwendet werden kann, und um die Zeichnungen klarzustellen, ist nur ein Arm 12 dargestellt. Die Vorrichtung 110 umfasst mehrere Komponenten. Die Komponente 100 in 5b ist eine übliche intramedulläre Ausrichtvorrichtung, die auf dem Fachgebiet wohlbekannt ist und im United States Patent Nr. 5,334,192 an Behrens beschrieben ist. Diese Ausrichtvorrichtung wird am intramedullären Nagel befestigt, um dazu beizutragen, den richtigen Einführpunkt und die richtige Einführbahn zu festzulegen. Die Vorrichtung 110 passt auf die Komponente 100, um die Ausrichtung der Schenkelhalsschraube zu erlauben, nachdem der intramedulläre Nagel in den Femur 2 eingeführt worden ist. Dies erfolgt ähnlich wie bei der Zielvorrichtung 10, wobei der Chirurg die Vorrichtung 110 in der AP-Position ausrichtet, so dass die Markierungen 118 fluchten. Die Röntgen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung wird in die ML-Position bewegt, und der Arm 112 wird ebenfalls bewegt, so dass die Markierungen 118 fluchten. Dies wird den Führungsbolzen so ausrichten, dass er durch die Führung 114, durch die proximale Öffnung auf dem intramedullären Nagel und in den femoralen Kopf 4 eingeführt werden kann. Die Komponenten der Vorrichtung 110 können ähnlich wie die entsprechenden Komponenten der Zielvorrichtung 10 verändert werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder Arm 112 an der Führung 114 zur Drehung damit durch eine normale Federklemme 140 befestigt. Die Arme 112 können dann durch Drehen der Führung 114 aus der AP-Ebene in die ML-Ebene gedreht werden.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ausrichten eines orthopädischen Instruments oder Implantats mit Knochengewebe unter Verwendung einer Röntgen- oder Durchleuchtungs-Abbildungsvorrichtung bereitzustellen. Dies erfolgt, indem ein Kanal 22 durch das Führungsstück 14 und die Winkelführung 16 bereitgestellt wird, durch welchen das Instrument oder Implantat, wie ein Bolzen, eine Schraube, ein Nagel, ein Draht oder ein Bohrer, hindurchgeführt wird, und indem weiter mindestens eine Zielvorrichtung, wie ein Armglied 12, bereitgestellt wird, die an dem Führungsstück 14 befestigt wird und mindestens eine relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierung 18 enthält, die eine Ebene etabliert, welche koplanar mit einer Achse des Kanals 22 ist. Die Zielvorrichtung wird dann bewegt, bis die von der Zielvorrichtung etablierte Ebene in mindestens einer Ansicht koplanar mit einem Strahl aus einer Röntgen-Abbildungsvorrichtung und einer gewünschten Position oder Bahn in Bezug zu einem Knochenziel ist, und das besagte Instrument oder Implantat wird durch den Führungskanal 22 bewegt. Bei einem anderen Verfahren dreht sich die Zielvorrichtung um die Achse des Kanals 22.
  • Die 6a6c zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche eine Winkelführung 216 ist, die verwendet werden kann, um die Positionierung beim Einführen eines Instruments, wie eines Nagels, eines Bolzens, einer Stange, einer Schraube, eines Drahtes, eines Bohrers oder eines anderen Implantats in ein Knochenziel zu unterstützen. Die Winkelführung 216 kann eine Mehrzahl von Zähnen 220 aufweisen, die entlang des vorderen Teils der Winkelführung 216 angebracht sind. Die Zähne 220 können zylindrisch geschnitten oder anders geschnitten sein, um es der Winkelführung 216 zu ermöglichen, die Knochenoberfläche ohne eine unbeabsichtigte Bewegung oder Verschiebung der Winkelführung 216 zu fassen. Gleichzeitig erlauben es die Zähne 220 dem Benutzer, die Position der Führung 216 absichtlich zu bewegen oder zu verstellen, um die beste Ausrichtung zu erzielen. 6c zeigt eine Ausführungsform von Winkelführung 216 mit einer Öffnung 250, durch welche eine Befestigungseinrichtung eingeführt werden kann, um die Winkelführung 216 an einer Knochenoberfläche weiter zu befestigen. Die Befestigungseinrichtung kann ein Unterdruckschlauch, ein Befestigungsbolzen oder eine Schraube sein. Alternativ kann ein einfacher Riemen oder eine einfache Klammer ebenfalls verwendet werden, um die Winkelführung 216 zu befestigen. Diese Einrichtung zur Befestigung der Winkelführung 216 würde noch weiter gegen eine versehentliche Bewegung der Zielvorrichtung schützen. Eine solche Bewegung kann das Beseitigen des Unterdrucks, des Riemens oder der Klammer erforderlich machen, welche die Winkelführung 216 befestigt, oder das Zurückziehen eines Befestigungsbolzens oder einer Befestigungsschraube. Die Zähne 220 können sich gerade über die Vorderseite der Winkelführung 216 erstrecken oder können nach innen oder sogar nach außen angewinkelt sein. Eine bevorzugte Ausführungsform winkelt die Zähne 220 von jeder Seite 224 der Winkelführung 216 aus nach innen zur Mittellinie 226 hin an. Die Winkelführung 216 kann ausgebildet werden, wobei sich der vordere Teil 228 entlang der Seiten 224 unter einem beliebigen Winkel von 0° bis 90° in Richtung des hinteren Teils 230 erstreckt. Auch kann der Winkel vom vorderen Teil 228 bis zum hinteren Teil 230 feststehend oder veränderlich sein.
  • Die vorliegende Erfindung schließt auch einen Bausatz ein, der sämtliche Komponenten oder eine Auswahl der oben erwähnten Komponenten enthalten kann.
  • Der Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass die vorliegende Erfindung anders als durch die beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden kann, die lediglich zum Zweck der Veranschaulichung und nicht zur Beschränkung dargeboten werden. Die vorliegende Erfindung wird daher nur durch die nachfolgenden beigefügten Ansprüche beschränkt.

Claims (11)

  1. Orthopädische Zielvorrichtung (10) zur Platzierung eines Instruments in einer gewünschten Position in Bezug zu einem Knochenziel unter Verwendung einer Abbildungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Körper (14) umfasst, der einen Führungskanal (22) aufweist, durch den das Instrument bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei oder mehr am Körper befestigte Armglieder (12) einschließt, von denen jedes mindestens eine relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierung (18) aufweist, die eine mit der Achse des Kanals koplanare Ebene etabliert.
  2. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Armglieder (12) abnehmbar sind.
  3. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Armglieder (12) einschließt, die um ungefähr 90° um die Achse der Achse des Führungskanals (22) getrennt voneinander angeordnet sind.
  4. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der jedes Armglied (12) zwei relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierungen (18) aufweist, die sich mindestens teilweise von einem Ende des Armgliedes (12) aus in Richtung des entgegengesetzten Endes des Armgliedes (12) erstrecken, sowie eine im Wesentlichen offene Lücke im Armglied (12) zwischen den jeweiligen Zielmarkierungen (18).
  5. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierung (18) aufweist, die sich von einem Ende von jedem der Armglieder (12) bis zum anderen erstreckt.
  6. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bereich des Armgliedes (12) mit einem Kontrastmedium beschichtet ist.
  7. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Winkelführung (16) mit einem vorderen angewinkelten Teil und einem hinteren Teil aufweist, der mindestens einen Teil des Körpers (14) umfasst und ausgebildet und bemessen ist, um an einer Knochenoberfläche befestigt zu werden.
  8. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelführung (16) Zähne (20) aufweist, die an ihrer Basis breiter als an ihrer Spitze sind und sich auf dem vorderen angewinkelten Teil befinden.
  9. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelführung (16) mit einer Einrichtung weiter befestigt wird, die aus der Gruppe bestehend aus einem Bolzen, einer Schraube, Unterdruck, einem Riemen und einer Klammer ausgewählt wird.
  10. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierung (18), (118) durch eine Abbildungsvorrichtung im Wesentlichen dreieckig erscheint, wenn die Zielvorrichtung nicht koplanar mit einer Ansicht aus einer Abbildungsvorrichtung ist, jedoch durch die Abbildungsvorrichtung linear erscheint, wenn die Zielvorrichtung koplanar mit dem Kanal (22) ist.
  11. Orthopädische Zielvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die relativ strahlenundurchlässige Zielmarkierung (18), (118) durch eine Abbildungsvorrichtung im Wesentlichen segmentiert erscheint, wenn die Zielvorrichtung nicht koplanar mit einer Ansicht aus einer Abbildungsvorrichtung ist, jedoch durch die Abbildungsvorrichtung verbunden erscheint, wenn die Zielvorrichtung koplanar mit der Ansicht ist.
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